Turun ja Tampereen yliopistojen sekä Aalto-yliopiston tutkijat analysoivat juustojen narinan syntyprosessia ja havaitsivat mielenkiintoisen yhteyden jousisoittimien ääneen.

Oletko koskaan miettinyt, miten jousisoittimen ääni syntyy, kun se kajahtaa ilmoille hiukan viivähtäen soittajan alkaessa liikuttaa jousta soittimen kielillä? Entä oletko miettinyt, miksi jotkut juustot “narisevat”, kun niitä puraisee?  Tällainen juusto on esimerkiksi oma kotoinen leipäjuustomme, mutta ruokakulttuureissa eri puolilla maailmaa on syntynyt lukuisia samaan tapaan narisevia juustoja.  Jousiorkesterin äänellä ja juuston narinalla on mielenkiintoinen yhteys.

Viulun ääni kuullaan pienen viiveen jälkeen siitä, kun viulisti painaa hartsatun jousensa viulun kielelle.  Soittajan alkaessa liikuttaa jousta, staattinen kitka jousen ja kielen välillä saa kielen venymään jousen liikkeen suuntaan.  Hetken kuluttua jousen voima ylittää kitkan ja kieli pyrkii palautumaan alkuperäiseen asentoonsa. Tämä liike kielen irtoamisen ja palautumisen välillä tapahtuu hyvin nopeasti ja toistuvasti, eli kieli alkaa värähdellä.

Tällä tavalla syntyvää värähtelyä kutsutaan sahalaita-aalloksi. Viulun kielen värähtely siirtyy viulun rakenteisiin ja lopulta viulun kaikukopan kautta ilmaan synnyttäen ääniaaltoja kuulijoiden nautiskeltavaksi.

– Juustossa on runsaasti mikroskooppisen ohuita proteiinisäikeitä, jotka syntyvät, kun maidon kaseiiniproteiinit saostuvat juuston juoksuttimen avulla pitkiksi joustaviksi ketjuiksi.  Soidakseen nämä juustomassan jousimaiset kaseiinisäikeet tarvitsevat vielä kuitenkin sekä soittajan että kaikukopan, selittää elintarvikekehityksen tutkimusprofessori Anu Hopia Turun yliopistosta.

Analyysi tarjoaa tietoa elintarvikekehitykseen ja biologisten materiaalien tutkimukseen

Leipäjuuston valmistuksessa juoksuttimella valmistettu juustomassa kerätään siivilään ja siitä valutetaan ylimääräinen neste pois.  Tämän jälkeen massasta muotoillaan kakku, joka paistetaan tulen loimussa tai grillivastuksen alla.  Tällä tavalla leipäjuustoon syntyy rakenne, jonne on muodostunut ilmataskujen verkosto ja jossa ovat ehjänä jäljellä mikroskooppiset kaseiiniproteiiniketjuista muodostuneet kimmoisat säikeet.

Leipäjuuston rakenne muistuttaakin mikroskooppista jousisoitinta, jossa sen kaseiinirihmat toimivat värähtelylähteinä viulun kielien tapaan ja juustoon muodostuneet pienet ilmataskut kaikukammioina.  Terä taikka hampaat toimivat jousena, joiden hankaus saa kaseiinirihmat värähtelemään. 

Minkälaista musiikkia leipäjuustolla sitten voi soittaa?  Aalto-yliopiston tutkija Craig S. Carlson, Tampereen yliopiston professori Michiel Postema tutkimusryhmineen sekä professori Anu Hopia Turun yliopistosta ovat perehtyneet narisevien juustojen äänimaailmaan ja akustiikkaan.

Analysoimalla ultraäänimenetelmällä juuston leikkaamisesta syntyvää ääntä tutkijat pystyivät osoittamaan, että leipäjuustoa leikatessa kuultava ääni syntyi 0,1 s viiveellä suhteessa veitsen terän alkuperäiseen liikkeeseen. Äänentuotanto jatkui vielä 0,1 s sen jälkeen, kun terän liike oli pysähtynyt. Tuotetun äänen taajuuksia analysoitaessa leipäjuuston narinasta erottui kolme erilaista ääntä: hankaus, harmoninen väliosa sekä lopun jysähtävä ääni.

Leipäjuuston äänimaisema eroaa merkittävästi muiden juustojen tuottamasta äänestä.  Sadan leipäjuuston tuottama ääni muistuttaa lokkiparven konserttia kesäillassa.

Michiel Postema toimii lääketieteellisen fysiikan professorina Tampereen yliopistossa. Hänen tutkimusmenetelmiä ja -tuloksia äänen synnystä leipäjuustossa voidaan soveltaa myös muihin biologisiin materiaaleihin.

– Ultraäänen käyttöä voisi tulevaisuudessa soveltaa myös lääketieteessä biologisten näytteiden kuvantamisessa. Olisi mielenkiintoista tutkia, voitaisiinko tässä tutkimuksessa käytettyjä menetelmiä soveltaa tulevaisuudessa niin, että ne mahdollistaisivat ultraäänipalpografian käytön biologisissa näytteissä, esimerkiksi tutkittaessa leikkausveitsien viiltojen aiheuttamaa kudosten leikkausmuutosta, Postema visioi.

Craig S. Carlson on sähkötekniikan yliopistonlehtori Aalto-yliopistossa. Hänen tohtorintutkintonsa käsitteli tatuointimusteen ja tatuoinnin äänimaisemaa, jonka jälkeen hän jatkoi post doc -tutkimusta Tampereen yliopistossa tabletin murskauksen akustiikasta. Hän myös pohtii, voisiko leipäjuuston kypsymisnopeutta muokata altistamalla juustot niiden tuottamalle äänimaisemalle.

Hopian tutkimuksen mielenkiinnon kohteena on muun muassa ruoka moniaistisena kokemuksena.

– Ruokaan ja ruokailuun liittyvä äänimaisema on yllättävän tärkeä ominaisuus osana ruokakokemusta.  Leipäjuuston narahdus on tärkeä osa leipäjuustonautintoa.  Voisimmeko tämän tutkimuksen pohjalta kehittää sen narinaan uusia äänimaisemia?

Tutkimus julkaistaan Current Directions in Biomedical Engineering -lehden syyskuun 2024 numerossa otsikolla “Fantastic squeaks and where to find them: producing and analysing audible acoustics from leipäjuusto”. 
 

Lisätietoja:

Professori Anu Hopia
Tutkimusjohtaja, ravitsemus- ja ruokatutkimuskeskus, Turun yliopisto
anuhop@utu.fi +358 50 378 9919

Professori Michiel Postema
Tampereen yliopisto
michiel.postema@tuni.fi

Yliopistonlehtori Craig S. Carlson
Aalto-yliopisto
craig.carlson@aalto.fi

Lähde: Turun yliopiston tiedote.

Haastattelu aiheesta Helsingin Sanomissa