Viilin varahapatteen kehittäminen

Kirjallisuuskatsauksessa käsiteltiin viiliä hapanmaitotuotteena, viilin arviointimenetelmiä sekä viilihapatteissa käytettyjen hapatekantojen vaikutuksia maidossa ja niiden vuorovaikutuksia toisiinsa. Lisäksi pohdittiin viilihapatteiden bakteriofaageja, niiden ehkäisyä sekä solunsisäisiä että -ulkoisia faagiresistenssimekanismeja. Kokeellisessa osassa tutkittiin, onko nykyisten tuotantohapatteiden koostaminen yksittäiskannoista mahdollista, sekä koostettiin uusista Lactococcus lactis ssp. cremoris -kannoista varahapate. Hapatteiden käyttökelpoisuutta tutkittiin rakennemittauksin ja aistinvaraisin menetelmin. Varahapatteen faagikestävyyttä testattiin valmistamalla viiliä ja infektoimalla viilit faaginäytteillä. Hapatekannat viljeltiin fermentorissa, konsentroitiin sentrifugoimalla ja pakastettiin –75 °C:ssa. Hapatteet koostettiin noin 1 päivä ennen viilin valmistusta. Viilit arvioitiin aistinvaraisesti 3–6 hengen ryhmässä ja viileille tehtiin rakennemittaukset (kiinteys, sakeus ja koossapysyvyys) sekä kemialliset analyysit. Aistinvaraisen arvioinnin tulokset käsiteltiin tilastollisesti ja tulosten perusteella tehtiin uudet kantakombinaatiot ja viilit. Tuotantohapatekannoilla valmistetut viilit arvioitiin kolmitestillä (n = 10–11) ja uusilla kannoilla valmistetut viilit arvioitiin profiilitestillä (n = 8). Lisäksi viileille tehtiin rakennemittaukset ja kemialliset analyysit. Varahapatekoosteilla valmistettujen viilien pH laski 4,5:een faagin läsnäollessa 0–10 tunnin viiveellä verrattuna faagivapaisiin viileihin, kun taas tuotantohapatteet eivät hapantuneet faagin läsnäollessa. Aromintuottajat eivät kasvaneet viileissä kunnolla, kun hapate koostettiin yksittäiskannoista. Kolmitestissä ei erotettu nykyisillä tuotantohapatteilla valmistettua viiliä yksittäin koostetusta hapatteesta, eli hapatteita on mahdollista koostaa yksittäiskannoista. Varahapatteilla koostetut viilit poikkesivat profiilitestissä tuotantohapatteella koostetusta viilistä ulkonäkö- ja rakenneominaisuuksiltaan. Makuominaisuuksien suhteen ei viilien välille saatu eroa.

Relationships in food chains: an empirical examination of trust, commitment and communication

This report derives from the EU funded research project “Key Factors Influencing Economic Relationships and Communication in European Food Chains” (FOODCOMM). The research consortium consisted of the following organisations: University of Bonn (UNI BONN), Department of Agricultural and Food Marketing Research (overall project co-ordination); Institute of Agricultural Development in Central and Eastern Europe (IAMO), Department for Agricultural Markets, Marketing and World Agricultural Trade, Halle (Saale), Germany; University of Helsinki, Ruralia Institute Seinäjoki Unit, Finland; Scottish Agricultural College (SAC), Food Marketing Research Team - Land Economy Research Group, Edinburgh and Aberdeen; Ashtown Food Research Centre (AFRC), Teagasc, Food Marketing Unit, Dublin; Institute of Agricultural & Food Economics (IAFE), Department of Market Analysis and Food Processing, Warsaw and Government of Aragon, Center for Agro-Food Research and Technology (CITA), Zaragoza, Spain. The aim of the FOODCOMM project was to examine the role (prevalence, necessity and significance) of economic relationships in selected European food chains and to identify the economic, social and cultural factors which influence co-ordination within these chains. The research project considered meat and cereal commodities in six different European countries (Finland, Germany, Ireland, Poland, Spain, UK/Scotland) and was commissioned against a background of changing European food markets. The research project as a whole consisted of seven different work packages. This report presents the results of qualitative research conducted for work package 5 (WP5) in the pig meat and rye bread chains in Finland. Ruralia Institute would like to give special thanks for all the individuals and companies that kindly gave up their time to take part in the study. Their input has been invaluable to the project. The contribution of research assistant Sanna-Helena Rantala was significant in the data gathering. FOODCOMM project was coordinated by the University of Bonn, Department of Agricultural and Food Market Research. Special thanks especially to Professor Monika Hartmann for acting as the project leader of FOODCOMM.

Key Factors Influencing Economic Relationships and Communication in Finnish Food Chains

The aim of this report is to discuss the role of the relationship type and communication in two Finnish food chains, namely the pig meat-to-sausage (pig meat chain) and the cereal-to-rye bread (rye chain) chains. Furthermore, the objective is to examine those factors influencing the choice of a relationship type and the sustainability of a business relationship. Altogether 1808 questionnaires were sent to producers, processors and retailers operating in these two chains of which 224 usable questionnaires were returned (the response rate being 12.4%). The great majority of the respondents (98.7%) were small businesses employing less than 50 people. Almost 70 per cent of the respondents were farmers. In both chains, formal contracts were stated to be the most important relationship type used with business partners. Although for many businesses written contracts are a common business practice, the essential role of the contracts was the security they provide regarding the demand/supply and quality issues. Relative to the choice of the relationship types, the main difference between the two chains emerged especially with the prevalence of spot markets and financial participation arrangements. The usage of spot markets was significantly more common in the rye chain when compared to the pig meat chain, while, on the other hand, financial participation arrangements were much more common among the businesses in the pig meat chain than in the rye chain. Furthermore, the analysis showed that most of the businesses in the pig meat chain claimed not to be free to choose the relationship type they use. Especially membership in a co-operative and practices of a business partner were mentioned as the reasons limiting this freedom of choice. The main business relations in both chains were described as having a long-term orientation and being based on formal written contracts. Typical for the main business relationships was also that they are not based on the existence of the key persons only; the relationship would remain even if the key people left the business. The quality of these relationships was satisfactory in both chains and across all the stakeholder groups, though the downstream processors and the retailers had a slightly more positive view on their main business partners than the farmers and the upstream processors. The businesses operating in the pig meat chain seemed also to be more dependent on their main business relations when compared to the businesses in the rye chain. Although the communication means were rather similar in both chains (the phone being the most important), there was some variation between the chains concerning the communication frequency necessary to maintain the relationship with the main business partner. In short, the businesses in the pig meat chain seemed to appreciate more frequent communication with their main business partners when compared to the businesses in the rye chain. Personal meetings with the main business partners were quite rare in both chains. All the respondent groups were, however, fairly satisfied with the communication frequency and information quality between them and the main business partner. The business cultures could be argued to be rather hegemonic among the businesses both in the pig meat and rye chains. Avoidance of uncertainty, appreciation of long-term orientation and independence were considered important factors in the business cultures. Furthermore, trust, commitment and satisfaction in business partners were thought to be essential elements of business operations in all the respondent groups. In order to investigate which factors have an effect on the choice of a relationship type, several hypotheses were tested by using binary and multinomial logit analyses. According to these analyses it could be argued that avoidance of uncertainty and risk has a certain effect on the relationship type chosen, i.e. the willingness to avoid uncertainty increases the probability to choose stable relationships, like repeated market transactions and formal written contracts, but not necessary those, which require high financial commitment (like financial participation arrangements). The probability of engaging in financial participation arrangements seemed to increase with long-term orientation. The hypotheses concerning the sustainability of the economic relations were tested by using structural equation model (SEM). In the model, five variables were found to have a positive and statistically significant impact on the sustainable economic relationship construct. Ordered relative to their importance, those factors are: (i) communication quality, (ii) personal bonds, (iii) equal power distribution, (iv) local embeddedness and (v) competition.

Discovery of oxidative enzymes for food engineering : Tyrosinase and sulfhydryl oxidase

Enzymes offer many advantages in industrial processes, such as high specificity, mild treatment conditions and low energy requirements. Therefore, the industry has exploited them in many sectors including food processing. Enzymes can modify food properties by acting on small molecules or on polymers such as carbohydrates or proteins. Crosslinking enzymes such as tyrosinases and sulfhydryl oxidases catalyse the formation of novel covalent bonds between specific residues in proteins and/or peptides, thus forming or modifying the protein network of food. In this study, novel secreted fungal proteins with sequence features typical of tyrosinases and sulfhydryl oxidases were iden-tified through a genome mining study. Representatives of both of these enzyme families were selected for heterologous produc-tion in the filamentous fungus Trichoderma reesei and biochemical characterisation. Firstly, a novel family of putative tyrosinases carrying a shorter sequence than the previously characterised tyrosinases was discovered. These proteins lacked the whole linker and C-terminal domain that possibly play a role in cofactor incorporation, folding or protein activity. One of these proteins, AoCO4 from Aspergillus oryzae, was produced in T. reesei with a production level of about 1.5 g/l. The enzyme AoCO4 was correctly folded and bound the copper cofactors with a type-3 copper centre. However, the enzyme had only a low level of activity with the phenolic substrates tested. Highest activity was obtained with 4-tert-butylcatechol. Since tyrosine was not a substrate for AoCO4, the enzyme was classified as catechol oxidase. Secondly, the genome analysis for secreted proteins with sequence features typical of flavin-dependent sulfhydryl oxidases pinpointed two previously uncharacterised proteins AoSOX1 and AoSOX2 from A. oryzae. These two novel sulfhydryl oxidases were produced in T. reesei with production levels of 70 and 180 mg/l, respectively, in shake flask cultivations. AoSOX1 and AoSOX2 were FAD-dependent enzymes with a dimeric tertiary structure and they both showed activity on small sulfhydryl compounds such as glutathione and dithiothreitol, and were drastically inhibited by zinc sulphate. AoSOX2 showed good stabil-ity to thermal and chemical denaturation, being superior to AoSOX1 in this respect. Thirdly, the suitability of AoSOX1 as a possible baking improver was elucidated. The effect of AoSOX1, alone and in combi-nation with the widely used improver ascorbic acid was tested on yeasted wheat dough, both fresh and frozen, and on fresh water-flour dough. In all cases, AoSOX1 had no effect on the fermentation properties of fresh yeasted dough. AoSOX1 nega-tively affected the fermentation properties of frozen doughs and accelerated the damaging effects of the frozen storage, i.e. giving a softer dough with poorer gas retention abilities than the control. In combination with ascorbic acid, AoSOX1 gave harder doughs. In accordance, rheological studies in yeast-free dough showed that the presence of only AoSOX1 resulted in weaker and more extensible dough whereas a dough with opposite properties was obtained if ascorbic acid was also used. Doughs containing ascorbic acid and increasing amounts of AoSOX1 were harder in a dose-dependent manner. Sulfhydryl oxidase AoSOX1 had an enhancing effect on the dough hardening mechanism of ascorbic acid. This was ascribed mainly to the produc-tion of hydrogen peroxide in the SOX reaction which is able to convert the ascorbic acid to the actual improver dehydroascorbic acid. In addition, AoSOX1 could possibly oxidise the free glutathione in the dough and thus prevent the loss of dough strength caused by the spontaneous reduction of the disulfide bonds constituting the dough protein network. Sulfhydryl oxidase AoSOX1 is therefore able to enhance the action of ascorbic acid in wheat dough and could potentially be applied in wheat dough baking.

Aspergillus niger -proliiniendopeptidaasi prolamiinien eliminoinnissa

Tutkielman kirjallisuusosassa perehdyttiin vehnän, rukiin ja ohran, eli Triticeaeprolamiinien erityisasemaan keliakianäkökulmasta tarkasteltuna ja prolamiinien hydrolyysiin proliinispesifeillä entsyymeillä. Lisäksi tarkasteltiin prolamiinien immunologisia määritysmenetelmiä. Keliakiassa haitalliset gluteenipeptidit sisältävät runsaasti proliinia ja ovat hankalia pilkkoa muilla kuin proliinispesifeillä peptidaaseilla. Suurin osa immunologisen reaktion aiheuttavista gluteenilähtöisistä peptideistä voidaan pilkkoa idätetyn viljan endogeenisilla entsyymeillä happamissa olosuhteissa, mutta jäljellejäävä prolamiinipitoisuus ylittää edelleen gluteenittomille tuotteille sallitun rajan. Kokeellisen työn tavoitteena oli eliminoida happamalla mallasinkubaatiolla valmistettujen vehnä-, ohra- ja ruismallasautolysaattien sisältämä jäännösprolamiini Aspergillus niger -homeen tuottamalla proliinispesifillä endopeptidaasilla (AN-PEP) siten, että hydrolysaattia voitaisiin käyttää gluteenittomissa leivontasovelluksissa. Proteiinien hydrolyysiä tarkkailtiin kokoekskluusiokromatografialla (SEC), vapaan aminotypen (FAN) muodostumisena ja SDS-PAGE-elektroforeesilla. Jäännösprolamiinien pilkkoutumista seurattiin immunologisella R5-ELISA-menetelmällä. AN-PEP-inkubaatiolla saatiin aikaan voimakasta prolamiinien pilkkoutumista; mallasautolysaattien jäännösprolamiinista pilkkoutui yli 96 %. SEC- ja FAN-analyysien perusteella inkubaatioaikaa kannatti jatkaa yli 4 h, jolloin polypeptidit pilkkoutuivat edelleen pienemmiksi hydrolyysituotteiksi. Vehnä- ja ruismallashydrolysaattien prolamiinipitoisuuden todettiin laskevan 22 h inkubaation aikana alle tason 100 mg/kg R5-ELISA-menetelmällä määritettynä. Matalimmat prolamiinipitoisuudet saavutettiin AN-PEP-pitoisuudella 35 ?l / g mallasautolysaattia. Codex Alimentarius -komission säädöksen mukaan keliakiaruokavalioon soveltuvat ns. erittäin vähägluteeniset tuotteet saavat sisältää gluteenia enintään 100 mg/kg. Erityisesti AN-PEP-käsiteltyä ruismallasraaka-ainetta voitaisiin mahdollisesti käyttää tuomaan rukiista aromia gluteenittomiin leipiin. Ennen kuin mallashydrolysaatit ovat valmiita kaupallisiin sovelluksiin, on tarkasteltava niiden todellisia mahdollisuuksia parantaa elintarvikkeiden makua ja aromia sekä todettava uuden teknologian turvallisuus keliaakikoille.

Ruismallasuute vähägluteenisessa kauraleivonnassa

Tutkielman kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin kauran leivontateknologisia ominaisuuksia, entsyymiaktiivista leivontaa ja ruismaltaan hyödyntämistä vähägluteenisessa leivonnassa. Kokeellisessa osiossa tutkittiin ruismallashapantaikinasta valmistetun uutteen vaikutusta kaurataikinan viskositeettiin ja kauraleivän ominaisuuksiin. Työn tarkoituksena oli kehittää maultaan ja rakenteeltaan onnistunut rukiinmakuinen kauraleipä. Ruismaltaan entsyymien annettiin pilkkoa keliaakikolle haitallisia rukiin prolamiineja hapantaikinaprosessissa. Hapantaikinasta erotettiin uute sentrifugoimalla. Leivontakokeisiin käytettiin entsyymiaktiivista ja kuumentamalla inaktivoitua uutetta. Uutteella korvattiin taikinavettä 15, 25 ja 30 % (taikinan painosta). Leivonta toteutettiin miniatyyrikoossa, vuokaleivontana 20 g:n taikinapaloja käyttäen. Taikinoiden viskositeetti mitattiin tarkoituksena seurata beetaglukaanin hydrolyysiä. Rukiin makua mitattiin koulutetun raadin avulla. Happaman uutteen lisäys laski taikinan pH-arvoa noin 5,8:sta noin 4,4:ään. Entsyymiaktiivisen uutteen lisäys laski taikinan viskositeettia ja inaktivoitu uute puolestaan kasvatti sitä. Leipien sisus tiivistyi, jolloin mitatut sisuksen kovuudet kasvoivat uutteen lisäyksen myötä. Uutelisäys paransi leipien makua ja aromia. Uutteen vaikutuksesta leipien huokoset olivat pienempiä ja ne jakaantuivat tasaisemmin leipämatriisiin. Jos uutetta käytettiin inaktivoituna, leipien murenevuus kasvoi. Tutkimuksessa kehitetyn teknologian avulla oli mahdollista valmistaa hyvänlaatuinen, rukiinmakuinen kauraleipä myös ilman että uutteen entsyymit inaktivoitiin keittämällä. Tähän vaikutti ilmeisesti taikinan alhainen pH, joka inhiboi alfa-amylaasia, ja kauratärkkelyksen korkea liisteröitymislämpötila, jolloin entsyymien inaktivoituminen paiston aikana tapahtui ennen kuin tärkkelys tuli alttiiksi liialliselle pilkkoutumiselle. Tämä mahdollistaa uutteen käytön osana leivontaprosessia ilman inaktivointia. Hapantaikinafermentaatio osana gluteenitonta leivontaa havaittiin toimivaksi yhdistelmäksi, sillä se paransi leivän väriä, makua ja rakennetta. Myös leivän homeeton aika parani jo vähäisenkin uutelisäyksen vaikutuksesta. Näyttää siltä, että tämän teknologian avulla on mahdollista tuoda esille pitkään kaivattua rukiin makua vähägluteenisten kauraleipien valikoimassa. Laskennallisesti ja aiempiin tuloksiin tukeutuen, voitiin päätellä, että leivän prolamiinipitoisuudessa on mahdollista päästä tasolle 63,5 mg/kg, mutta jatkokehityksen avulla päästäisiin luultavasti vielä parempiin tuloksiin.

Jäätikön pinnanalaisten järvien hydrogeokemiallinen tutkimus läntisellä Kuningatar Maudin maalla, Etelämantereella

Tutkielma tarkastelee itäisellä Etelämantereella, läntisellä Kuningatar Maudin Maalla olevien jäätikön pinnanalaisten järvien (frozen lake) veden hydrogeokemiallisia ominaisuuksia. Keskeisin tutkimusalue on Vestfjellavuoristoketjun (73 74 °S, 13 16 °W) pohjoisimman vuoren, Basenin läheisyydessä sijaitseva jäätikön pinnanalainen järvi (Basen-järvi). Vertailevia tutkimuksia tehtiin lisäksi Plogenin ja Fossilryggenin nunatakkien läheisyydessä sekä Heimefrontfjellan vuoristoalueella. Tutkielma on Suomen Akatemian rahoittama grant # 54087 -hanke, ja siinä yhdistyvät Suomen tutkimusaseman, Aboan lähellä tehty geologinen, hydrogeologinen sekä glasiologinen tutkimus. Tutkimuksessa selvitetään Basenin jäätikön pinnanalaisen järven kemiallinen koostumus ja sen paikallinen ja ajallinen vaihtelu. Kemiallisen koostumuksen perusteella selvitetään myös ionien lähteet. Näytteenotto suoritettiin FINNARP 2003/04 Etelämanner-tutkimusretkellä. Basen -järveltä ja sen vieressä sijaitsevalta Basen -vuorelta kerättiin vesi-, suola-, kivi- ja moreeninäytteitä. Suola-, kivi- ja moreeninäytteillä selvitetään näytteissä silmillä havaittavan mineraalisaostuman koostumus. Kiinteän faasin kasvihuoneilmiö luo otolliset mahdollisuudet Basenin jäätikön pinnanalaisen järven synnylle ja kehitykselle. Basen -järven veden kemiallinen koostumus vaihtelee alueellisesti ja ajallisesti ja se on syntynyt kolmen komponentin yhteisvaikutuksesta: purovesien, nunatakilta sulavien lumien sekä sulaneen jään yhteisvaikutuksesta. Suurin vaikutus Basenin järven kemialliseen koostumukseen on kuitenkin Basenin rinteiltä virtaavilla purovesillä. Korkeimmat ionipitoisuudet havaittiin nunatakin reunan läheisyydessä. Basenin järven veden ionit ovat enimmäkseen ei-meriperäisiä. Runsain ioni on kalsium, jonka suurin lähde on jurakautisessa basaltissa esiintyvä mantelikarbonaatti. Basenin -järven vaiheista eteläisen talven aikana ei ole tietoa ja se, mitä talven aikana tapahtuu ja mikä saa veteen liuenneiden komponenttien pitoisuuden alenemaan, on vielä selvittämättä ja säilyy mahdollisena aiheena tulevaisuuden tutkimuksille.