Magus ja tervislik? On see võimalik?

Sisaldab kasulikke baktereid! – Taolist hüüdlauset on kasutatud pea igas jogurtireklaamis, mida kommertskanalitelt meile pesupulbri- või pampersipromo vahele näidatakse.

Kas sellisel väitel on ka tõepõhja all või on tegu samasuguse sõnakõlksuga nagu pesuloputusvahendi reklaam, mis lubab lõputut värskust?

Mitmetel mikroobidel, keda võib leida näiteks looduslikest piimatoodetest, tervete inimeste mikrofloorast ja ka taimede pinnalt, on tõestatud positiivne mõju nii loomade kui inimese tervisele. Sellealaseid teadusuuringuid on erinevate bakteritega tehtud tuhandeid ja on leitud, et teatud bakterite tarbimine alandab vererõhku ja kolesteroolitaset, suurendab kaltsiumi imendumist, leevendab seedehäireid, pärsib kahjulike haigusttekitajate kasvu ja tõstab organismi vastupanuvõimet viirushaigustele.

 Probiootikumide ehk kasulike bakterite leidmise ja mõjude uurimisega tegelevad tänapäeval suured teadlasterühmad ja uurimisinstituudid üle kogu maailma. Nimetatud bakterite hulka kuuluvad näiteks piimasuhkrut kääritavad laktobatsillid, kes toodavad oma elutegevuse käigus piimhapet, mis teeb jogurtist just sellise hapuka toiduaine, millisena me seda oma keelel tunneme. Paljudesse hapupiimatoodetesse lisatakse ka bifidobaktereid, need on tublid bioaktiivsete ainete ja vitamiinide tootjad.                    

Ainult kasulikele?

Kui on olemas tervistavad bakterid, siis oleks väga hea leida just neile pisilastele sobiv toit, mida aga haigusi tekitavad mikroobid edukalt „krõmpsutada“ ei saaks. Sellisteks aineteks, mida valikuliselt söövad ainult probiootilised bakterid, nimetatakse prebiootikumideks. Enamik prebiootikume kuuluvad suhkrute hulka ning koosnevad näiteks ksüloosi ehk kasesuhkru ja fruktoosi ehk puuviljasuhkru moodulitest, mis võivad olla nagu legoklotsidest kokku pandud erineva pikkuse ja hargnemistega ahelad. Taolisi polümeere leidub eelkõige taimedes. Näiteks  kohvi asendajana tuntud siguri juur sisaldab suurel hulgal fruktoosi sisaldavat ainet – inuliini. See on tõestatud prebiootikum, mida lagundavad ja seetõttu saavad toiduks tarvitada ainult kasulikud piimhappebakterid. See on suhkur ning lühematel fruktaanidel, fruktoosijääkidest koosnevatel molekulidel ei puudu magus maitse, samas kui pika ahelaga ained tunduvad pigem rasvataolised ja maitsetud. Selliste huvitavate omaduste tõttu on inuliini juba mõnda aega kasutatud tervisliku lisandina näiteks mahlades, pudingites, jogurtites ning välja on käidud ka mõte lisada seda rasva osalise asendajana vorstitoodetesse.

Tomatitaimi nakatav bakter

Lisaks taimedele toodavad fruktaane ka mitmed eelkõige taimedega seotud bakteriliigid. Selleks, et bakter fruktoosijääke omavahel kokku panna saaks, on tal rakus ensüüm nimega levaansukraas. Kui taimed vajavad polüfruktaani tegemiseks mitmeid aktiivseid valke, siis väiksel aga tublil mikroobil piisab ühest ainsastki.

Fruktoosi allikaks on levaansukraasile sahharoos, mida on palju taimedes, aga kindlasti ka teie suhkrutoosis. Valk lagundab sahharoosi glükoosiks ja fruktoosiks ning liidab viimatinimetatud suhkrujäägid aineks, mida kutsutakse levaaniks. Tekkinud polümeeri on võrreldes selle taimse sõsaraga üsna vähe uuritud, kuid väga põnevaid tulemusi on andnud katsed kasutamaks levaani kasvajatevastase, prebiootilise ja immuunsüsteemi turgutava ainena. 

Tiina Alamäe töörühm Tartu Ülikoolis uurib tomatitaimi nakatavast bakterist Pseudomonas syringaepärit levaansukraase. Huvitaval kombel on sellel mikroobil neid valke kodeerivaid geene tervelt kolm, enamik teisi levaani tootvaid baktereid saab hakkama ühega. Kui panna ükskõik milline mainitud DNA-lõikudest soolekepikesse (Escherichia coli), siis tekib täiesti töökorras ensüüm. Näitasime esmakordselt, et lisaks sahharoosile võivad pseudomonastest pärit levaansukraasid fruktoosi allikana kasutada ka rafinoosi, mida leidub palju näiteks sojaoas.

Leidsime, et kõige aktiivsem ehk võimeline kõige rohkem sahharoosi läbi töötama ja sellest fruktaane kokku panema oli valk Lsc3. See on ligi kümme korda nobedam kui temaga sarnane levaansukraas, mis on pärit tekiila tootmisel kasutatavast bakterist Zymomonas. Lisaks näitas Lsc3 lausa uskmatut stabiilsust, olles töövõimeline ka pärast poolt aastat külmkapis.

Need omadused teevad Lsc3-st kindlasti valgu, mida saaks kasutada biotehnoloogilisel fruktaanide tootmisel, sest tööstus vajab efektiivseid reaktsiooni läbiviijaid, mida ei pea aktiivsuse kadu kartes kogu aeg juurde lisama.

Tahtsime välja selgitada, millise pikkuse ja koostisega molekule see ensüüm on võimeline kokku panema. Nagu eelnevalt mainitud, näitab just see tunnus, milliseid omadusi tekkinud ainel olla võiks ning seega ka võimalikke rakendusi.

Kui konkreetne valk suudaks teha ainult lühikesi molekule, siis poleks võimalik toota rasvaasendajat, mis peab olema pikem polümeer. Lühikesed fruktaanid sobivad pigem magustajaks ja prebiootikumiks. Kasutasime tekkinud suhkrute uurimiseks uudset kiibipõhist molekulide massi eristamisel põhinevat määramismeetodit ja avastasime, et Lsc3 on oma oskustes mitmekülgne sünteesija: tekivad nii lühikesed oligofruktaanid kui ka väga pika ahelaga molekulid. Eriti põnev on see, et fruktoosijääke võib Lsc3 liita mitmetele erinevatele suhkrutele ning tekivad segamolekulid, millel võib olla huvitavaid rakendusi näiteks uute tõhusamate prebiootikumidena või mujal biotehnoloogias.

Magus ja kasulik? Tehtud! Nüüdisaegsete uuringute tulemused näitavad, et on olemas ained, mis on magusa maiguga ning kätkevad endas kasulikke toimeid nii inimeste kui ka loomade tervisele. Teadustöö sellel teemal jätkub ja kindlasti leiavad uurijad nii uusi prebiootilisi molekule, probiootilisi baktereid, kelle kaudu need positiivsed efektid avalduvad, ning ensüüme, mis kõik selle võimalikuks teevad.               

Triinu Visnapuu on Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia doktorant.  Artikkel on kirjutatud TÜ doktorantide populaarteaduslike artiklite konkursile. Seda võistlust aitasid korraldada Haridus- ja teadusministeerium ja sihtasutus Archimedes.

• Tweet