Kun äidinmaidonkorvike vastaa paremmin äidinmaitoa, lapsi voi terveemmin ja nukkuu paremmin. Silloin myös äiti ja isä voivat paremmin. Turun yliopiston elintarvikekemian professorin Baoru Yangin ryhmän tutkimus auttaa valmistamaan parempaa korviketta, kun he tekevät vahvaa teoreettista tutkimusta ja kehittävät sen tuomaa osaamista kaupalliseksi innovaatioksi asti.

Kyse on siitä, että emme tunne vielä rasvoja kunnolla.

”Kun puhutaan hyvistä ja huonoista rasvoista, tarkoitetaan usein tyydyttymättömiä ja tyydyttyneitä rasvahappoja. Tämä jako ei kuitenkaan kerro koko totuutta rasvoista”, kertoo Yang.

Rasvoissa on runkona glyserolimolekyyli, johon on kiinnittynyt kolme rasvahappomolekyyliä. Rasvahappojen rakenteet yksinään eivät määrää rasvojen ominaisuuksia, vaan niihin vaikuttavat myös rasvahappojen sijainti glyserolirungossa.

”Rasvamolekyylissä rasvahapot voivat olla eri kohdissa molekyyliä. Riippuen siitä, missä kohtaa molekyyliä rasvahappo on, rasvamolekyylit toimivat eri tavoin”, Yang jatkaa.

Elintarvikekemian professori Baoru Yang analyysilaitteiden luona. Yangilla on vahva kokemus tutkimustyöstä sekä yliopistolla että teollisuudessa.

Rasvat vaikuttavat vauvojen hyvinvointiin

Rasvat ovat tärkeä energianlähde vastasyntyneelle. Vastasyntyneillä suolisto ei ole täysin kehittynyt. Siksi suolisto reagoi erittäin herkästi siihen, mikä poikkeaa äidinmaidosta.

Monissa kaupallisissa äidinmaidonkorvikkeissa käytetään rasvan lähteenä kasviöljyjä, joiden rakenteet ovat huomattavan erilaisia äidinmaitoon verrattuna. Kun korvikkeeseen osataan lisätä äidinmaidon rasvamolekyyliä jäljittelevää rasvamolekyyliä, rasva pilkkoutuu ja imeytyy paremmin vauvan suolistossa.

Silloin imeväisen uloste on löysempi ja pehmeämpi kuin annettaessa täysin kasviöljypohjaista äidinmaidonkorviketta. Myös suoliston rakenne kehittyy tällöin paremmin. Eräiden tutkimusten mukaan äidinmaidonkorvikkeen rasvan rakennetta muuttamalla sopivammaksi vauva itkee vähemmän ja nukkuu paremmin.

Jotta rasvan vaikutus ihmiseen tunnettaisiin paremmin, tarvitaan tarkkaa tietoa rasvan molekyylirakenteesta.

”Tällaisen analyysin tekeminen on erittäin monimutkaista. Siksi tämä tieto on puuttunut sekä tutkijoilta että teollisuudelta.”

Turun yliopiston elintarviketieteiden laboratorioissa tutkitaan äidinmaidon rasvamolekyylien rakennetta.

Läpimurto rasvan rakenteen selvittämisessä

Yangin tutkimusryhmä on kehittänyt rasvojen analyysimenetelmiä ja saanut aikaan merkittävän läpimurron.

”Pystymme nyt analysoimaan rasvojen molekyylirakenteen lähes kokonaan”, hän kertoo.

Jos halutaan jäljitellä äidinmaitoa, on tiedettävä, mitä rakennetta yritetään jäljitellä. Tämän vuoksi tehokkaan ja kattavan analyysimenetelmän kehittäminen on erityisen tärkeää.

Yangin tutkimusryhmä onnistui ratkaisemaan haasteet hyödyntämällä koneoppimiseen pohjautuvaa laskentamenetelmää.

”Kun seoksessa on jopa tuhansia molekyylejä, kromatografialaite ei pysty erottamaan niitä. Se on myös liian monimutkaista ihmisaivoille. Siksi ongelman ratkaisuun tarvitaan koneoppimisteknologiaa ja tietokoneohjelmistojen kehitystä.”

Ongelma tunnetaan koko maailmassa ja moni on yrittänyt ratkaista sitä aiemminkin.

”Olemme siis nyt ensimmäiset maailmassa, jotka onnistuivat ratkaisemaan tämän ongelman.”

Rahoitusta tutkimustulosten kaupallistamiseksi

Rasvan rakenteen tutkimus oli alkanut puhtaasta tieteellisestä tutkimuksesta Suomen Akatemian rahoituksella. Tutkimusta tehtiin, vaikka ei ollut varmuutta, saataisiinko analyysiongelma todella ratkaistuksi. Kun suurimmat haasteet oli selvitetty, tutkimustulosten jalostamiseksi kaupallisiksi innovaatioiksi saatiin Business Finlandin rahoitusta.

Yang innostui asiasta.

”Teen tätä, koska minulla on kymmenen vuoden työtausta teollisuudessa. Mielestäni tämä hanke on erinomainen väline, jonka avulla nuoremmalle sukupolvelle voidaan kasvattaa yrittäjähenkeä ja tuottaa lisää innovaatioita. Tutkijoiden ei pitäisi mielestäni ajatella vain perustieteitä, vaan usein perustieteiden tuloksia voidaan myös soveltaa.”

Nyt Business Finlandin rahoituksella kehitetään menetelmää tehokkaammaksi ja edullisemmaksi, jotta se sopii laajempaan käyttöön. Rahoituksen avulla selvitetään myös erilaisia liiketoimintamalleja ja tavoitteena on uuden kasvuyrityksen perustaminen.

”Olemme saaneet rahoitusta teknologiamme kaupallistamiseen, jotta voimme tarjota tätä analyysipalvelua ja teknologiaa yrityksille, jotka valmistavat äidinmaidonkorvikkeen ainesosia tai mitä tahansa äidinmaidonkorviketuotetta.”

Baoru Yangin tutkimusryhmässä Qizhu Zhao (vas.), Timo Seitz ja Marika Kalpio tutkivat maidon rasvoja.

Kaupallistaminen tuo tutkimustulokset ihmisten arkeen

Tutkimustiedon kaupallistaminen on tärkeää, jotta saadaan yleisesti lisää tietoa rasvojen rakenteesta ja sitä kautta kehitettyä mahdollisesti terveyttä ja hyvinvointia edistäviä tuotteita. Sovelluskohteita on paljon. Äidinmaidonkorvike on vain ensimmäinen kohde, jossa uutta analyysiteknologiaa hyödynnetään.

”Tämä on tärkeää myös aikuisen ihmisen ravitsemuksen, rasvan sulatuksen ja imeytymisen kannalta. Miten nämä ravintorasvat vaikuttavat aineenvaihduntaamme rasvan sulattamisen jälkeen? Se on tärkeää myös elintarvikkeiden jalostuksen kannalta.”

Markkinat pelkästään äidinmaidonkorvikkeille ovat maailmanlaajuisesti valtavat, ja muualla elintarvikealan rasva- ja öljysektoreilla vielä suuremmat. Useat yritykset ovat jo kertoneet halukkuudestaan tehdä yhteistyötä.

Samalla kun Yang on kehittämässä kaupallisia innovaatioita, perustutkimus jatkuu rinnalla.

”Suomen Akatemialta saamamme uuden rahoituksen avulla pyrimme vastaamaan tieteellisiin peruskysymyksiin. Tällä uudella menetelmällä tutkimme esimerkiksi eri lähteistä peräisin olevien rasvojen molekyylirakenteita, miten ne liittyvät biokemiaan eri eliöissä ja mitä terveyshyötyjä voidaan saada. Koska ihmiskehossamme on erilaisia rasvamolekyylejä, on myös tärkeää tietää, miten niiden rakenne liittyy terveydentilaamme.”

Teksti: Visa Noronen

Kuvat: Qizhu Zhao, Yuqing Zhang ja Marika Kalpio