“Fermenteeritud taimsete toodete turuväärtus on 2025. aasta seisuga 39,7 miljardit dollarit. Seda on päris palju ja arvatav turuväärtus 2034. aastaks võib olla lausa 84,7 miljardit dollarit,” ütleb TFTAK-i teadur ja Tallinna Tehnikaülikooli värske doktor Maret Andreson. Ühest küljest kasvatab turgu inimeste piimatalumatus, teisalt ollakse üha teadlikumad toidutootmise keskkonnajalajäljest ja fermenteeritud toodete heast mõjust soolestikule.

Andreson nendib, et praegu turul pakutavad jogurti alternatiivid ei meenuta päris jogurtit. Oma töös otsiski ta võimalusi neid tooteid paremaks teha. Alustuseks kasutas ta teeseenejooki ehk kombucha‘t mudelsüsteemina, et uurida mikroobikoosluste moodustumist, käitumist ja kohanemisvõimet. 

Samuti tegi ta fermenteerimis katseid kaera- ja hernejoogis taimedest pärit bakterikultuuridega. “Saime näiteks kaera baasil toote, mille lõhn oli hapukas, maitses happe- ja magusatasakaal hea ning tekstuur meenutas klassikalist jogurtit ehk oli natuke kreemine,” toob ta välja.

Praegu kasutavad tootjad taimsete fermenteeritud toodete valmistamisel erinevaid võtteid. Mõningaid tooteid ei fermenteeri toidutootja üldse, vaid alandab keemiliselt nende pH jogurtit meenutavalt happeliseks. Teine osa tooteid läbib küll fermentatsiooni, kuid selleks kasutatakse klassikalisest piimatootmisest pärit sobimatuid kultuure. “Taimedes on erinevaid ühendeid, mida bakterid, keda praegu toidu tootmises kasutame, ei suuda ära lagundada ega ka kõrvalmaitseid pehmendada,” selgitab Andreson.

Praegu kasutatavad piimhappebakteri kultuurid on näiteks kaerajoogi fermenteerimisel allohtoonsed. See tähendab, et need on ise pärit loomsest keskkonnast, ent tõstetakse tootmise käigus võõrasse taimsesse keskkonda. Andreson soovis aga kasutada autohtoonseid kultuure ehk võtta taimse vedeliku fermenteerimiseks appi otse taimsest keskkonnast pärit bakterid.

Kombucha kui mudelsüsteemi uurimine

Töö esimese osana valis Maret Andreson mudelkultuuriks, mille põhjal bakterite ja pärmide koosmõju uurida, teeseenejoogi ehk kombucha. Selleks analüüsis ta Eestis müügil olevate kombucha-toodete mikrobioloogilist ja keemilist koostist, aga ka sensoorset profiili ehk lõhna ja maitset. 

“Tulemused olid päris huvitavad. Näiteks ühest sel hetkel müügil olnud kombucha‘st polnud isegi võimalik DNA-d eraldada. Eeldame, et see oli kas täiesti ära pastöriseeritud või muul moel keemiliselt kokku pandud,” meenutab teadur. See teeseenejook eristus ka sensoorsete ja keemiliste parameetrite poolest. 

“Ühtlasi oli kõikides kombucha’des alkoholi sisaldus üpris kõrge ja nii mõnegi oleks võinud kategoriseerida Eesti seaduste järgi alkohoolseks joogiks,” toob Andreson välja. Samas nendib ta, et kombucha ei ole defineeritud toode, ei Euroopa toiduohutusameti (EFSA) ega Ameerika FDA silmis. Seega võib turult leida nii öelda alkohoolseid kombucha-jooke kui ka limonaadi laadseid kombucha‘sid. 

Ehedas kombucha‘s peaks leiduma ka scoby‘t ehk tugevat millimallikat meenutavat teeseenekultuuri – sedagi leidis Andreson vaid osast Eesti poodides müüdavatest kombucha-jookidest. Lisaks on teaduri sõnul raske öelda, mis moodi tootjad komubucha‘t toodavad ja missugune on järeltöötlus peale fermentatsiooni lõpetamist. 

Koos kolleegidega valis ta välja neli poetoodet ja üritas neid erinevates kasvutingimustes fermenteerida. Töörühm kasvatas ise kombucha-kultuuri kui viis sinna piimhappebakterid. “Piimhappebakterid oli all pool tuvastamise piiri, aga pärmide ja äädikhappebakterite osakaalud muutusid. Perekonna tasemel jäid kõik samaks, aga liigi tasemel toimusid muutused,” kirjeldab teadur. Katse eesmärk jäi siiski saavutamata ehk piimhappebakterid ei muutunud kombucha keskkonnas domineerivaks. 

Järgmiseks kasutas töörühm leivajuuretise tegemisest tuntud uuendamist (backslopping). Nad kasutasid sama eelnevas katses loodud kombucha-kultuuri, proovides teha apelsinimahla-kombucha‘t ja kohvi-kombucha‘t. Uuendamist kasutasid uurijad selleks, et vaadata, kas piimhappebakterid jäävad ehk uues keskkonnas ellu ja kuidas mõjutab uus keskkond mikroobikooslust. 

Katse tulemused näitasid, et perekonna tasemel ei muutunud bakterikooslus selgi korral. Mõlemad katsed näitasid, et kombucha kultuur on stabiiline ja koostööd tegev ökosüsteem ning selle mikrobioloogilise koostise muutmine on keeruline. “Küll aga tõestas see, et kui tootja tahaks teha uut toodet, on tal kõige parem võtta must tee ja tõsta kombucha kultuur edasi uude keskkonda, mitte kasutada backslopping‘ut apelsinimahla-kombucha ja kohvi-kombucha tootmise näitel,” osutab Andreson.

Ohutusreeglid ja investeerimisrisk

Doktoritöö esimese osa tähelepanekud näitasid Maret Andresoni sõnul, et väljakujunenud mikroobikooslused võivad olla muutustele väga vastupidavad. Isegi uute tüvede lisamisel või kogu koosluse viimisel uude keskkonda võib selle põhikoosseis perekonna tasandil säilida. “Need tähelepanekud näitasid, et looduslikult kujunenud mikroobikooslused on stabiilsed. Seega on väga oluline valida uute starterkultuuride loomiseks mikroorganisme, mis pärinevad sarnastest ökoloogilistest keskkondadest,” sõnab teadur.

Töö teises osas huvitas Andresoni, milliste bakterikultuuridega saaks fermenteerida taimseid valke. “Lähenesime asjale eestikeskselt: korjasime kaeraviljapäid, hernekaunu koos hernestega, mustasõstra- ja mädarõikalehti ning tegime sellest n-ö möksi,” meenutab ta. Kaera ja herne valis töörühm seepärast, et selle n-ö möksiga hakati järgmises etapis fermenteerima kaera- ja hernejooke. Mustsõstra- ja mädarõikalehed on aga ajalooliselt tuntud fermenteerijad näiteks kurkide hapendamisel.

Möksisegu algses bakterikoosluses moodustasid enamiku keskkonna-, sh mullabakterid. Piimhappebaktereid leidus seal alla 0,1 protsendi. Töörühm pani segu kahte kaerajooki ja kahte hernejooki ning tegi 17 tsüklit uuendamist 25, 34 ja 42 kraadi juures. Kokku oli katses 12 erinevat proovi. “Eesmärk oli, et piimhappebakterid kohaneksid keskkonnaga ja võtaksid üle,” selgitab teadur.

Kõikidel temperatuuridel ja kõigis keskkondades ei õnnestunud uurijatel keskkonna baktereid välja siiski tõrjuda. “Samas näiteks kaerajoogis 25 kraadi juures olid meil koosluses valdavalt piimhappebakterid,” võrdleb Andreson.

Viimase uuendustsükli lõpus valis töörühm maitseomaduste ja bakterikoosluse põhjal välja neli parimat. Neist isoleerisid nad 65 bakteritüve, millest 12-le tegid nad genoomse analüüsi. Kuus tüve osutusid toidutootmisel kasutamiseks turvaliseks. “Kas need tüved sobivad lõppkokkuvõttes tootesse ja kas sa võid neid EFSA reeglite järgi kasutada, on samas väga pikk protsess,” möönab teadur.

Kui doktoritöös eraldas Andreson sobivad isolaadid, siis järgmise sammuna tahaks ta proovida kooslused kokku panna ja vaadata, kas toote maitseomadused on endiselt head. “Töö jätkumine sõltub ka sellest, kas toidutootjad on valmis raha panustama,” arutleb ta.

Keemia ja biotehnoloogia instituudi doktorant Maret Andreson kaitses doktoritöö “Diversity and stability of microbial consortia in fermented plant-based products” (“Mikroobikoosluste mitmekesisuse ja stabiilsuse uurimine fermenteeritud taimsetes toodetes”) 22. oktoobril  Doktoritöö on valminud koostöös AS-iga TFTAK. Tööd juhendasid Tallinna Tehnikaülikooli emeriitprofessor Raivo Vilu, Mary-Liis Kütt (äio tech OÜ) ja Jekaterina Kazantseva (AS TFTAK). Oponeerisid kaasprofessor Cecilia Geijer Chalmersi Tehnikaülikoolist ja vanemteadur John Kenny Teagasci Toiduuuringute Keskusest.

Loe allikast edasi