Juuretiseuuringud annavad tööstuslikule leivateole uue hingamise

Traditsioonilise rukkileiva valmistamisel on võtmeroll juuretisel, mida regulaarselt jahu ja veega värskendatakse. Sügavam arusaam selles elava mikroobikoosluse toimimisest looks võimalusi leivajuuretise tootmistehnoloogia uuendamiseks, tagades samal ajal leivale iseloomuliku, ning aastakümnete vältel armsaks saanud, lõhna ja maitse säilimise.
Nii koduses leivateos kui ka tööstuslikus tootmises kasutatakse kääritatud juuretist ehk emajuuretist, milles on ülekaalus piimhappebakterid ja pärmseened. Läbi aegade on emajuuretise värskendamist jahu-veega peetud usaldusväärseks meetodiks, et hoida juuretise mikroobid elus ja kindlustada leivataina kerkimine. Paraku on püsiva mikroobikoosluse kujunemine leivajuuretises aeglane protsess, mida muu hulgas mõjutavad nii jahu kui ka tootmiskeskkonnas elavad mikroobid ja kääritamistingimused, kirjutab Eesti Maaülikooli toiduteaduse ja toiduainete tehnoloogia õppetool nooremteadur Liis Lutter.
Kuigi rukkileib on olnud meie toidulaual aastatuhandeid, on leivajuuretisi siiani veel paraku vähe uuritud. Traditsioonilise juuretise mikroobikooslus võib püsida muutumatuna aastaid või isegi aastakümneid, kuid keskkonnatingimuste muutudes võivad selles võimule pääseda mikroorganismid, kes suruvad alla kasulikud mikroorganismid. Taolised nihked võivad viia kõrvalekalleteni leivataina käärimisprotsessis. Selle tagajärjel halveneb tavaliselt leiva maitse ja tekstuur, lüheneb säilivusaeg ning väheneb leivatööstuse kasum.

Üks lahendus on kasutada leivajuuretise kääritamisel kindla kooslusega starterkultuure, mis võivad sisaldada kas piimhappebaktereid, pärmseeni või mõlemaid. Nad tagavad juuretises mikroobide tasakaalu ja lihtsustavad leiva tootmisprotsessi. Starterkultuure kasutatakse juba praegu laialdaselt erinevate hapendatud toiduainete tootmisel. Leivatootmises piiravad nende rakendamist aga puudulikud teadmised starterkultuuride vastupidavusest regulaarsele juuretise värskendamisele ja keerukatele tootmistingimustele.
Lisaks ei vasta need sageli leivatööstuste erilistele vajadustele. Näiteks on tööstusele oluline kääritamise kiirus ja see, milliseid lõhna- ja maitseühendeid mikroobide elutegevusega tekib. Samuti võivad jahust või tootmiskeskkonnast pärinevad mikroobid starterkultuuri tüved välja tõrjuda, mille tõttu kääritusprotsess sootuks ebaõnnestub.
Parim lahendus oleks siinkohal starterkultuuridena kasutada konkreetse tööstuse leivajuuretisest isoleeritud mikroobitüvesid. Ühe peamise eelisena on need keerukate ja muutuvate keskkonnatingimustega juba kohanenud. See võimaldaks säilitada leivale iseloomulikud maitse- ja lõhnaomadused ning tagada sujuv leivatootmine. Paraku puudub paljudel tööstustel nii täpne ülevaade oma juuretise mikroobikooslusest kui ka sellest, kuidas mõjutavad seda igapäevane värskendamine, kasutatav tooraine, tootmiskeskkond ja -tehnoloogia.
Koos kolleegidega Eesti Maaülikooli toiduteaduse ja toiduainete tehnoloogia õppetoolist uurin oma doktoritöös ühe Eesti suurtööstuse traditsioonilise rukkileivajuuretise aastaringset mikroobset kooslust ja stabiilsust. Juuretis pandi seal käärima meile teadmata starterkultuuriga ja seda on regulaarselt värskendatud juba ligi 40 aastat. Nii pikaajaliselt kasutuses olnud tööstuslike leivajuuretiste mikroobikooslust on seni maailmas väga vähe uuritud. Seetõttu pakub meie teadustöö väärtuslikku teavet nii teistele teadlastele kui ka leivatööstusele.

Meie töö senised tulemused näitavad, et rukkileivajuuretise mikroobikooslus on erakordselt liigirikas. Oleme avastanud juuretisest ainulaadseid piimhappebakterite liike, mida pole varem leivajuuretistes kirjeldatud. Üllatuslikult selgus, et seentest valitsevad hallitusseened, mitte pärmseened, mida on traditsiooniliselt peetud leivajuuretises ülekaalukaks.
Enamikku mikroobiliikidest näeb leivajuuretises järjepidevalt kogu aasta vältel, ilma et ükski liik oleks seotud kindla aastaajaga. Sellest järeldame, et leivajuuretise mikroobikooslus on püsiv ja suudab aastaringsete muutustega edukalt kohaneda.
Lisaks oleme leivajuuretisest isoleerinud erinevate piimhappebakterite tüvesid ja uurinud, kui vastupidavad nad juuretises on. Leidsime, et rukkijuuretise piimhappebakterid on püsivamad kui nisujuuretise omad samas tööstuses. See vihjab, et rukkijahu pakub mikroobidele soodsamat elukeskkonda. Samuti tuvastasime mõlemas juuretises samu bakteritüvesid. Tähelepanek väljendab selgelt, et tootmiskeskkond ja inimtegevus mängib olulist rolli mikroobide ülekandumisel erinevate juuretiste vahel.
Praegu keskendume juuretistest isoleeritud piimhappebakterite omaduste uurimisele. Tahame välja selgitada, kuidas valitud mikroobitüved mõjutavad üksteise funktsionaalseid omadusi erinevates keskkonnatingimustes ning hinnata nende vastupidavust säilitamisele ja konserveerimisele.
Kokkuvõtlikult aitavad sellised uuringud tagada tulevikus leivatööstustele kvaliteetsete ja jätkusuutlike juuretiste kättesaadavuse. Konserveeritud kindla koostisega starterkultuuride abil saab vajadusel taastada vana või käivitada uue leivajuuretise, ilma et kannataks leiva kvaliteet või tootmisprotsess.
Traditsiooniliste kääritatud toiduainete, sealhulgas rukkileiva, tootmine on väärtuslik osa meie kultuuripärandist. Sellistest toiduainetest eraldatud ja starterkultuuridena arendatud bakterid pakuvad uuenduslikke lahendusi, mis suudavad vastata väljakutsetele, millega traditsioonilised tehnoloogiad toime ei tule. Nii on meil lootust nautida vana head rukkileiba veel paljude sajandite pärast.

Artikkel ilmus Eesti Teaduste Akadeemia korraldatava konkursi "Teadus 3 minutiga" raames, mille finaal toimub 19. veebruaril.
Liis Lutter on Eesti Maaülikooli neljanda aasta doktorant. Doktorantuuri kõrvalt õpetab ta tudengitele toidumikrobioloogiat ja tootearendust, sh juhendab uurimistöid. Sinna juurde töötab ta teadusasutuses BioCC OÜ-s arendusjuhina, koordineerides toidutööstustega seotud teadusprojekte. Alates bakalaureuseõpingutest on ta populariseerinud aktiivselt oma eriala ja teadust, andes õpitubasid gümnasistidele ning esinedes teaduslikel ja populaarteaduslikel konverentsidel. Vabal ajal meeldib talle lugeda ja avastada Eesti matkaradu.
Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa