Rukiin ravintoarvomääritysten kertomaa

Transkriptio

1 Rukiin ravintoarvomääritysten kertomaa Leivän juuret seminaariesitys Heikki Tuomela Ahlmanin koulun säätiö / TIEDOKAS-hanke Kuva: Ryeandhealth.org

2 Johdanto Ruis on heinäkasveihin (Poaceae) kuuluva vilja, läheistä sukua vehnälle ja ohralle Aiemmin hyvin yleinen satokasvi, vielä sata vuotta sitten arviolta kolmannes eurooppalaisista käytti pääasiallisesti ruista leipäviljanaan Vehnänviljelyn yleistyttyä tuotanto tasaisesti vähentynyt, nykyisin ruista viljellään pääasiassa Uralin ja Pohjanmeren välisen alueen keski- ja pohjoisosissa Ilmastollisten olojen synnyttämät ruokaperinteet taustalla: ruis menestyi näillä alueilla vehnää paremmin viljelykasvina Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 2

3 Johdanto Maailman johtavat rukiintuottajamaat 2012 Maa Vuotuinen tuotanto x1 000 tn Saksa Puola Venäjä Valko-Venäjä Kiina 678 Lähde: Wikipedia Nykyisin ruista tuotetaan n. 12,55 milj. tn vuodessa (tieto vuodelta 2017) Vastaavasti vehnän maailmanlaajuinen vuosittainen tuotanto on 755 milj. tn ja maissin 1071 milj. tn (statista.com) Suomessa keskimääräinen rukiin tuotanto ( ) 71,8 milj. kg/ vuosi, eli n. 0,6 % maailmanlaajuisesta tuotannosta Keskimääräinen sato kg/ha (Luke) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 3

4 Johdanto Ruis kuuluu edelleen jokapäiväiseen ravintoon mm. Venäjällä, Baltian maissa, Puolassa ja Suomessa Suomessa keskim. rukiin kulutus 15,5 kg/hlö/v (ka , Ruokatieto) Valko-Venäjä ja Puola rukiin kulutuksen kärkimaita (n. 30 kg/hlö/v) Suomen sijainti läntisen ja itäisen leipäperinteen leikkauspisteessä on tuonut laajasti vaihtelua ruisleipäkulttuuriimme: perinteisen täysruisleivän ohella valikoimiin kuuluu mm. vehnäjauhoilla, perunalla ja siirapilla jatkettuja, pehmeämpiä ja makeampia leipiä Suomessa ruis käytetään yleensä täysjyvänä, kun esim. Venäjällä ja Baltiassa leivontaan käytetään sihtiruisjauhoja Ruis sisältää runsaasti kuitua, B- ja E-vitamiineja, kivennäisaineita ja fenolisia yhdisteitä, mitkä tekevät siitä erityisen terveellisen viljan Säännöllinen täysjyvärukiin saanti on yhdistetty monien sairauksien pienempään riskiin: 2-tyypin diabetes, eturauhas- ja suolistosyövät, sydän- ja verisuonitaudit Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 4

5 Ruislajikkeista Ruis on ristipölytteinen vilja. Siksi kasvinjalostuksessa ei päästä täysin yhtenäisiin lajikkeisiin, vaan ne ovat keskenään lisääntyvien yksilöiden muodostamia Suomen perinteiset ruislajikkeet (maatiaislajikkeet) ovat sopeutuneet täkäläisiin oloihin vuosituhansien saatossa: ne kestävät talven kylmyyttä, toisin kuin keskieurooppalaiset kannat Tietyillä proteiineilla mahdollisesti yhteys tähän ominaisuuteen Pitkäkortisia ja samalla uudempia lajikkeita ravinteikkaampia (mm. proteiinit, kivennäisaineet) Syyslajikkeet nopeakasvuisimpia, pärjäävät jopa rikkakasveille Juuriston erittämät aineet hillitsevät näiden kasvua Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 5

6 Ruislajikkeista Toisaalta vanhemmat lajikkeet ovat niukkasatoisia ja ne korren hentouden takia lakoontuvat helposti. Myös talvehtimisen aikana syntyneet satomenetykset ovat yleisiä Syy lannoitustekniikassa: lajikkeet eivät kestä suuria lannoitemääriä, harkitummin, tyytyminen pienempään satoon Sen takia rukiinviljelyn kilpailukyky on ollut pitkään Suomessa heikko, ja tarve uusien, satoisampien ja kestävämpien lajikkeiden kehitykselle on ollut perusteltua Vanhojen lajikkeiden risteyttäminen lyhytkortisten lajikkeiden kanssa lähtökohtana: tavoitteena runsaammat sadot ja parempi talvenkestävyys Lisäksi ulkomaisten populaatio- ja hybridilajikkeiden testausta Suomen oloissa Kansallisessa ruisohjelmassa 1998 haluttiin kiinnittää myös huomiota ruislajikkeiden terveellisyysnäkökohtiin; siksi testattujen ruislajikkeiden ravintoainepitoisuuksista kerättiin laaja analyysiaineisto (mm. kivennäisaineet, vitamiinit ym. bioaktiiviset yhdisteet), rukiin korostaminen terveysviljana Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 6

7 Ruislajikkeista Sakoluku Tärkein rukiin käyttöominaisuuksiin vaikuttava tekijä: kuvaa jyvän itämisvaurioita Alle 60:n sakoluvun ruis ei ole käyttökelpoista Alhaisen sakoluvun ruis (max 80) soveltuu mämmin valmistukseen ja raskijauhoksi, perusruisjauho , puuro- ja sämpyläjauho min 120, näkkileipäjauho min 150 Korkein sakoluku yleensä n. 220 Muita rukiin käyttölaatuun vaikuttavia tekijöitä Jyväkoko Jyvän koolla ja satoisuudella on havaittu keskinäistä yhteyttä, joskin Suomessa näiden välinen riippuvuus ei ole niin ilmeinen Toisaalta suurijyväiset lajikkeet ovat vähemmän ravinteikkaita Hehtolitrapaino Vaikuttaa sadon kauppakelpoisuuteen: mitä suurempi, sitä parempi (rukiilla väh. 71 kg/hl) Suomessa rukiin keskimääräinen hlp 77,0 kg (v ka., lähde: Evira) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 7

8 Ruislajikkeista Populaatiolajikkeet Maatiaislajikkeiden sekä talvenkestävien, lujakortisten ja runsassatoisten lajikkeiden risteytyksiä Myös ulkomaisia lajikkeita käytetty risteytysvanhempina Tavoitteena parempi talvenkestävyys, pienempi laonalttius ja suuremmat sadot Pienijyväisiä Sato keskimäärin kg/ha, parhaimmillaan lähes kg/ha (pelto-olosuhteissa toteutunut kg/ha) Joidenkin Suomessa viljeltävien pop.lajikkeiden vertailua: Lajike Sato kg/ha Talvituho % Lako % Hlp. kg Sakoluku Reetta , ,9 186 Riihi , ,4 180 Elvi , ,3 152 Lähde: Boreal Kasvinjalostuksen viralliset lajikekokeet Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 8

9 Ruislajikkeista Hybridilajikkeet Hybridiruis on rukiin (Secale cereale) ja villirukiin (Secale montanum) risteytys Lyhytkortisia, antavat runsaan sadon, hyvä talvenkestävyys ja pieni laonalttius Suomessa viljeltävät hybridirukiit ulkomailla, lähinnä Saksassa, jalostettuja Iso jyväkoko Tyypillistä myös korkea sakoluku Populaatiolajikkeita pienempi proteiinipitoisuus; soveltuvat hyvin erityisesti näkkileivän leivontaan Suomessa satoa keskimäärin kg/ha (+37 % vs. populaatiolajikkeet) Pelto-olosuhteissa toteutunut sato kg/ha Joidenkin Suomessa viljeltävien hybr.lajikkeiden vertailua: Lajike Sato kg/ha Talvituho % Lako % Hlp. kg Sakoluku Evolo , ,2 230 Magnifico , ,8 235 Bintto , ,4 237 Livado , ,1 212 Lähde: Boreal Kasvinjalostuksen viralliset lajikekokeet Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 9

10 Rukiin ravintoarvomäärityksistä Ruis on terveysviljaa, mutta lajikkeella on väliä Suomessa 2000-luvun alussa selvitettiin laajasti niin uudempien populaatio- kuin hybridilajikkeiden ravintoainesisältöjä Yleisesti populaatiolajikkeet parempia proteiinin, vitamiinien ja kivennäisaineiden lähteitä Maatiaislajikkeet Ensi ja Parviainen selvästi ravinteikkaimpia Hybridien suurempi jyväkoko selittää erot: ytimen osuus suhteessa suurempi Myös kasvuympäristöllä on vaikutusta ravintoainepitoisuuksien vaihteluun, erityisesti bioaktiiviset yhdisteet Proteiinipitoisuuden vaihtelu rukiissa maan ja lajikkeen mukaan Maa/lajike Proteiinia % kuivap. Suomi, populaatio 12,1 (7,0 15,6) Ensi 13,4 Parviainen 15,6 Suomi, hybridi 10,8 (10,2 11,6) Puola 11,4 (8,7 16,8) Saksa 10,7 (9,0 11,9) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 10

11 Rukiin ravintoarvomäärityksistä: Kuitu Rukiin ravintokuituyhdisteillä on havaittu samoja, rukiiseen yhdistettyjä, terveysvaikutteisia ominaisuuksia: Kuitukomponentti Arabinoksylaanit β-glukaani Fruktaanit Happodetergentti kuitu (ADF) = selluloosa + ligniini Resistentti tärkkelys Funktionaalinen ominaisuus Syöpiä, sydänsairauksia ja diabetesta ehkäisevää vaikutusta. Vaikuttavat alentavasti verensokeri- ja kolesterolitasoihin. Veren kolesterolipitoisuutta alentava vaikutus. Suoliston toimintaa parantava vaikutus. Edistävät hyödyllisten suolistobakteerien (kuten bifidobakteerien) kasvua. Kykenee sitomaan vettä suuria määriä, mikä osaltaan helpottaa ruoansulatuksen tähteiden läpikulkua ja siten edistää suoliston terveyttä. Edistää hyödyllisten suolistobakteerien kasvua. Lisäksi sillä on havaittu ainakin sydänja verisuonitauteja sekä tulehduksia ehkäisevää vaikutusta. Kuitupitoisuuden vaihtelu rukiissa maan ja lajikkeen mukaan (% jyvän kuivapainosta): Maa/ lajike Suomi, popul. 16,7 (15,7 18,1) Kokonaiskuitu Arabinoksylaanit 8,8 (7,3 10,9) β-glukaani 1,7 (1,3 1,9) Ensi 17,2-1,8 - Suomi, hybr. 17,3 (17,2 17,4) Puola 22,3 (21,6 23,0) Saksa 20,8 (13,9 25,2) 7,6 (7,4 7,8) 2,2 (1,9 2,4) - 2,0-9,6 (8,8 10,3) 1,9 (1,7 2,0) Fruktaanit 5,5 (5,3 5,6) - 2,9 (2,5 3,5) HUOM! Ravintokuidulle ei ole olemassa yhtenäistä määritelmää, vaan määritettyyn kuitupitoisuuteen on voinut vaikuttaa myös käytetty analyysimenetelmä. Joissain menetelmissä esim. fruktaaneja ei lueta kuituyhdisteiksi, jolloin todellinen kok.kuitupit. n. 5 %-yks. suurempi Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 11

12 Rukiin ravintoarvomäärityksistä: Vitamiinit Myös monilla rukiin sis. vitamiineilla on samoihin rukiin terveysvaikutuksiin yhdistettyjä ominaisuuksia: Eri vitamiinien pitoisuuden vaihtelu rukiissa maan ja lajikkeen mukaan mg/ 100 g kp. (ellei toisin ilmoitettu) Vitamiini E-vitamiini (tokolit) Tiamiini (B1- vitamiini Folaatit (B9- vitamiini) Funktionaalinen ominaisuus Antioksidanttivaikutus, kolesterolin synteesiä estävä vaikutus, hermostoa suojaavia ja syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia. Toimii koentsyyminä mm. hiilihydraattiaineenvaihduntaan vaikuttavissa entsyymikomplekseissa. Solujen toimintaa ja jakautumista sekä hermostoa ylläpitävä vaikutus. Edistää sydämen terveyttä vähentämällä veren homokysteiinipitoisuutta (sepelvaltimotaudin riskitekijä). Maa/ lajike Tiamiini µg Tokolit yht. α-tokoferoli Suomi, popul. 310 ( ) 5,05 (4,61 5,43) Ensi Parviainen Suomi, hybr. 270 ( ) 4,18 (3,99 4,36) Puola - 2,90 (1,74 4,96) Saksa - 6,11 (5,50 6,72) 1,52 (1,39 1,63) 1,13 (1,00 1,26) 1,05 (0,63 1,56) 1,70 (1,48 1,91) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 12

13 Rukiin ravintoarvomäärityksistä: Kivennäisaineet Ruis sisältää monipuolisesti eri kivennäis- ja hivenaineita, joiden saanti on ihmiselle välttämätöntä eri elintoimintojen ylläpidon kannalta: Alkuaine Kalsium (Ca) Magnesium (Mg) Kalium (K) Fosfori (P) Tehtävä elimistössä Edistää normaalia veren hyytymistä, energia-aineenvaihduntaa, hermovälitystä sekä lihasten ja ruoansulatusentsyymien toimintaa. Tarpeellinen luuston ja hampaiden pysymiseen normaaleina. Osallistuu myös solujen jakautumis- ja erikoistumisprosesseihin. Edistää hermoston ja lihasten toiminnan sekä elektrolyyttitasapainon, energia-aineenvaihdunnan ja proteiinisynteesin pysymistä normaaleina. Osallistuu myös solujen jakautumisprosessiin Ylläpitää sähköistä jännitettä hermosolujen solukalvoilla sekä munuaisten normaalia toimintaa ja normaalia aivoverenkiertoa. Tarvitaan lihasten rakentumiseen. Osallistuu energia-aineenvaihduntaan ja happo-emästasapainon säätelyyn. Tarpeellinen luuston ja hampaiden pysymiseen normaaleina. Rauta (Fe) Toimii hapensitojana hemoglobiinissa, jonka avulla veren punasolut kuljettavat happea kudoksiin. Mangaani (Mn) Tärkeä osatekijä monissa aineenvaihduntaan osallistuvissa entsyymeissä sekä tiamiinin muodostuksessa. Edistää aivojen, hermojen ja lihasten yhteistoimintaa. Sinkki (Zn) Tarvitaan mm. ihmisen kehitystä ja hedelmällisyyttä säätelevien entsyymien rakenneosaksi sekä DNA:n synteesiin. Esiintyy n proteiinin rakenteessa. Vaikuttaa mm. sylki- ja eturauhasen sekä immuunijärjestelmän normaaliin toimintaan sekä aivojen normaaliin Kupari (Cu) kehitykseen. Edistää ihon ja hiusten normaalia pigmentoitumista, hermoston, immuunijärjestelmän, energia-aineenvaihdunnan ja sidekudosten pysymistä normaaleina. Suojaa soluja hapettumisstressiltä Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 13

14 Rukiin ravintoarvomäärityksistä: Kivennäisaineet Kivennäis- ja hivenaineiden pitoisuuksien vaihtelu rukiissa maan ja lajikkeen mukaan (mg/ 100 g kp.): Maa/ lajike Ca Mg K P Fe Mn Zn Cu Suomi, pop. 37 (33 44) 123 ( ) 559 ( ) 411 ( ) 5,8 (2,1 9,9) 2,8 (2,3 3,4) 3,5 (2,4 4,0) Ensi ,9 3,3 3,7 0,64 Parviainen ,0 3,4 4,0 0,63 Suomi, hybr. 36 (32 41) 107 ( ) 524 ( ) 342 ( ) 4,9 (3,8 5,6) 2,4 (2,2 2,6) 3,0 (2,8 3,3) Puola ,3 4,6 2,8 0,71 Saksa ,0 2,0 2,4 0,49 0,51 (0,30 0,64) 0,41 (0,38 0,43) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 14

15 Rukiin ravintoarvomäärityksistä: Fenoliyhdisteet Ruis sisältää edelleen lukuisia antioksidantteja, joista erityisesti fenoliyhdisteet ovat mielenkiintoinen tutkimuskohde. Nämä antavat suojaa tiettyjä sairauksia vastaan. Yhdisteryhmä Fenolihapot Alkyyliresorsinolit Bentsoksatsinoidit Funktionaalinen ominaisuus Voimakkaita antioksidantteja, joiden teho perustuu näiden kykyyn sammuttaa vapaita radikaaleja. Runsas saanti yhteydessä tiettyjen syöpien sekä sydän- ja verisuonitautien alentuneeseen riskiin. Antimikrobinen, antikarsinogeeninen ja antioksidanttivaikutus. Voimakkaan antimikrobisen tehon omaavia yhdisteitä, joilla tutkitusti tehoa mm. Fusariumhometta vastaan. Tulehduksia lieventävää vaikutusta. On saatu myös viitteitä antikarsinogeenisestä vaikutuksesta. Fenolihappojen ja alkyyliresorsinolien pitoisuuden vaihtelu ruislajikkeissa maittain mg/ 100 g (Suomesta ei löytynyt määritystietoja hybridilajikkeiden osalta) Maa/ lajike Fenolihapot Alkyyliresors. Suomi, popul. 149 (65 192) 135 ( ) Puola 65 (54 76) 96 (82 112) Saksa 55 (49 60) 133 ( ) Erityisesti Saksassa on käyty vilkasta debattia rukiin populaatio- ja hybridilajikkeiden väliseen ravitsemukselliseen eroon liittyen, ja huhupuheiden mukaan siellä on havaittu merkittävää poikkeamaa nimenomaan fenoliyhdisteiden pitoisuuksissa populaatiolajikkeiden hyväksi (H. Manner, Sinuhen leipomo) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 15

16 Ahlmanin ruisselvitys 2017 Tavoitteena saada jonkinlainen pintaraapaisu nykyisin Suomessa viljeltävien ruislajikkeiden ravintoainepitoisuuksien eroihin ja innostaa muita tahoja tutkimaan asiaa tarkemmin Tutkittavat lajikkeet hankittiin lähialueiden viljelijöiltä: tavoitteena saada näytteiksi ominaisuuksiltaan erilaisia ruislajikkeita. Näytteiksi valikoituivat seuraavat lajikkeet (3): Kevätruis: Juuso Syysruis (populaatio): Reetta Syysruis (hybridi): Magnifico Vertailu aiempiin tuloksiin: onko yhdenmukainen vai tuleeko esille uutta tietoa? Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 16

17 Ahlmanin ruisselvitys 2017 Ruisnäytteiden analyysien osto ulkopuoliselta taholta Tutustuminen eri laboratorioiden analyysivalikoimiin, tarjouspyynnöt Mielenkiintoisimmat ravintoaineet, minkä pitoisuuksien selvittäminen tarkoituksenmukaisinta Toisaalta: analyysien hinnat, mihin on varaa Lopulta päädyttiin tilaamaan seuraavat analyysit ruisnäytteille: Ravintokuitu: resistentti tärkkelys, fruktaanit ja ADF Suppea kivennäisaineiden paketti: magnesium, kalium, fosfori Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 17

18 Ahlmanin ruisselvitys 2017 Kuituanalyysit Fruktaanien pienempi pitoisuus suhteessa kirjallisuudessa raportoituun selittyy sillä, että tässä analyysissä määritettiin vain fruktooligosakkaridit, kun fruktaanien koko luokka käsittää myös polymeerisiä fruktaaneja Resistenttiä tärkkelystä (RS) oli kaikissa lajikkeissa alle määritysrajan. Tämä selittynee sillä, etteivät käsittelemättömät rukiinjyvät juuri sisällä RS:ää, vaan sitä muodostuu merkittäviä määriä vasta ruoanlaiton aikana (kuumennus + jäähdytys) Ravintokuitukomponenttien pitoisuus tutkituissa ruisnäytteissä % jyvän kuivapainosta: Ravintoaine / Lajike Resistentti tärkkelys Fruktaanit Juuso <0,3 2,6 4,4 Reetta <0,3 2,9 3,9 Magnifico <0,3 3,6 4,2 Happodet. kuitu (ADF) Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 18

19 Ahlmanin ruisselvitys 2017 Kivennäisaineanalyysit Juuso sisälsi testatuista lajikkeista eniten kaikkia tutkittuja kivennäisaineita Hybridilajike Magnificon kivennäisainepitoisuudet olivat kahta muuta lajiketta selvästi alemmat (poikkeus kalium, jota se sisälsi toiseksi eniten) Kivennäisaineiden pitoisuudet tutkituissa ruisnäytteissä mg/ 100 g jyvän kuivapainoa: Ravintoaine / Lajike Mg K P Juuso Reetta Magnifico Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 19

20 Tulosten vertailu aiemmin raportoituihin Hybridilajike Magnificolla oli huomattavan korkeat kuituyhdisteiden pitoisuudet, mikä ei sinänsä ollut yllättävää, sillä hybrideistä on analysoitu ennenkin huomattavan korkeita kuituyhdisteiden pitoisuuksia (mm. β- glukaania) Rukiissa, toisin kuin muissa viljoissa, myös jyvän ytimessä on huomattavia määriä kuitua, joten hybridilajikkeiden isojyväisyys ei siten ole runsaskuituisuutta poissulkeva tekijä Kaliumia Magnifico sisälsi enemmän kuin Reetta, mikä ei sekään ole aivan yllättävää ottaen huomioon lajikkeiden välisen vaihtelun Suomessa on ennenkin analysoitu suht. korkeita kaliumpitoisuuksia joistain hybridirukiista, mm. Marder: 546 mg/ 100 g (Eurola ym. 2004) Tarkempia tutkimuksia, joissa populaatio- ja hybridilajikkeita kattavampi otos edustettuina, tarvitaan, samaten enemmän ravintoaineanalyysejä, jotta voidaan vetää johtopäätöksiä lajikkeiden välisistä eroista Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 20

21 Yhteenveto Ruis on ravinteikas vilja, joka sisältää runsaasti kuitua, vitamiineja, kivennäisaineita ja fenolisia yhdisteitä Ruis kannattaa käyttää täysjyvänä, jotta siitä saa mahdollisimman optimaaliset terveyshyödyt Rukiin viljelyssä on eduksi suosia populaatiolajikkeita, jotka pienemmän jyväkokonsa ansiosta sisältävät suhteessa enemmän hyödyllisiä ravintoaineita Toisaalta joissain hybridilajikkeissakin varsin korkeita ravintoainepitoisuuksia Maatiaislajikkeet ravinteikkuudeltaan omaa luokkaansa, mutta riskit pitää tiedostaa ja hallita, jos haluaa sadon onnistuvan (mm. harkittu lannoitus, maltilliset sadot) Uusimmat populaatiolajikkeet lähentelevät jo sato-ominaisuuksiltaan hybridilajikkeita, samaten laonalttiutta on saatu pienemmäksi Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 21

22 KIITOS! Kuva: Proruis.fi Heikki Tuomela/ Ahlman/ Leivän juuret -seminaari 22