The functional and biological properties of whey proteins : prospects for the development of functional foods

Selostus: Heraproteiinit terveysvaikutteisten elintarvikkeiden kehittämisessä

Contribution of modern biotechnology of lactic acid bacteria to development of health-promoting foods

Selostus: Terveysvaikutteisten elintarvikkeiden tuottamista edesauttavat maitohappobakteerien molekyyligeneettiset tutkimukset

Salmonellan esiintyvyys LSO Foods Oy:lle välitysvasikoita myyvillä tiloilla

Summary: Prevalence of salmonella in dairy herds producing feeder calves for LSO Foods Ltd

Salt content labelling of foods in supermarkets in Finland

Selostus: Suolamerkinnät valintamyymälöiden pakatuissa elintarvikkeissa

Pressure to change and resistance against it: consumer perceptions and acceptance of nutritionally modified foods

Selostus: Muutospaineet ja muutosvastarinta: kuluttajien suhtautuminen ravitsemuksellisesti muunnettuihin elintarvikkeisiin

Distance Transforms on Gray-Level Surfaces

This thesis studies gray-level distance transforms, particularly the Distance Transform on Curved Space (DTOCS). The transform is produced by calculating distances on a gray-level surface. The DTOCS is improved by definingmore accurate local distances, and developing a faster transformation algorithm. The Optimal DTOCS enhances the locally Euclidean Weighted DTOCS (WDTOCS) with local distance coefficients, which minimize the maximum error from the Euclideandistance in the image plane, and produce more accurate global distance values.Convergence properties of the traditional mask operation, or sequential localtransformation, and the ordered propagation approach are analyzed, and compared to the new efficient priority pixel queue algorithm. The Route DTOCS algorithmdeveloped in this work can be used to find and visualize shortest routes between two points, or two point sets, along a varying height surface. In a digital image, there can be several paths sharing the same minimal length, and the Route DTOCS visualizes them all. A single optimal path can be extracted from the route set using a simple backtracking algorithm. A new extension of the priority pixel queue algorithm produces the nearest neighbor transform, or Voronoi or Dirichlet tessellation, simultaneously with the distance map. The transformation divides the image into regions so that each pixel belongs to the region surrounding the reference point, which is nearest according to the distance definition used. Applications and application ideas for the DTOCS and its extensions are presented, including obstacle avoidance, image compression and surface roughness evaluation.

Impact dehulling oat grain to improve quality of on-farm produced feed 2

Selostus: Kauran kuorinnan aiheuttama jyvien rikkoutuminen ei heikennä säilyvyyttä

Impact dehulling oat grain to improve quality of on-farm produced feed 1

Selostus: Kotoisen kauran ravitsemuksellista arvoa ja energiapitoisuutta voidaan parantaa kuorinnalla

Chromatographic analysis of lignans supplemented in foods

Fytoestrogeenit ovat kasvimateriaalista peräisin olevia yhdisteitä, joilla on ihmisen estrogeeni-hormonin kaltaista aktiivisuutta. Fytoestrogeenit voidaan jakaa kolmeen pääryhmään, joista yksi merkittävä ryhmä on lignaanit. Lignaaneilla on todettu olevan antioxidatiivisia, antiviraalisia ja antibakteriaalisia ominaisuuksia. Niillä on todettu olevan myös positiivisia vaikutuksia hormoniperäisten syöpien ehkäisyssä. Näiden ominaisuuksien vuoksi lignaaneja pyritään hyödyntämään esimerkiksi aktiivisina ainesosina funktionaalisissa elintarvikkeissa. Tässä työssä tutkittiin lignaanin, hydroksimatairesinolin (HMRlignanTM) kemiallisia ominaisuuksia ja soveltuvuutta eri ruoka-aineisiin. Työn tarkoituksena oli selvittää ruoka-aineisiin lisätyn hydroksimatairesinolin kemiallista pysyvyyttä erilaisissa säilytys- ja prosessointioloissa sekä tutkia lignaanin liukoisuutta erilaisiin liuottimiin. Hydroksimatairesinolin analysoimiseksi ruoka-aineista käytettiin korkean erotuskyvyn omaavaa nestekromatografista menetelmää. Menetelmä validoitiin ennen varsinaista analysointia ICH-ohjeiston mukaisesti. Validoinnissa tutkittiin kromatografiamenetelmän spesifisyys, lineaarisuus, tarkkuus, oikeellisuus sekä detektointi- ja määritysrajat tutkittavalle lignaanille. Käytetty menetelmä soveltui hyvin lignaanin analysoimiseen ruoka-aineista. Hydroksimatairesinolin vesiliukoisuuden todettiin olevan noin 1 mg/ml. Tutkimukset osoittivat hydroksimatairesinolin olevan stabiili alle 50ºC:en lämpötiloissa. Korkeammissa lämpötiloissa hydroksimatairesinoli oli stabiili jauhemuodossa lisättynä.

Suomalaisten jäte- ja jätevesialan yritysten yhteistyömahdollisuudet sekä uudet tuotekonseptit koti- ja ulkomaisen liiketoiminnan kehittämisessä

Diplomityö on tehty osana InnoEnvi-hanketta, joka on Etelä-Suomen ympäristöalan verkostoitumiseen ja tietoyhteiskunnan kehittymiseen tähtäävä toimintakokonaisuus. InnoEnvi on osa Etelä-Suomen maakuntien valmistelemaa InnoElli-ohjelmaa. InnoEnvi-hankkeen päätavoitteena on kehittyvän ympäristöklusterin luominen Etelä-Suomeen. Monet suomalaiset ympäristöalalle erikoistuneet yritykset ovat vielä tänä päivänä pieniä, nuoria ja pirstaleisia, minkä vuoksi ne tarvitsevat tukea ja yhteistyötä varsinkin vientimarkkinoille pyrkiessään. Tämän työn oleellisimpana tavoitteena oli kartoittaa Etelä-Suomen jäte- ja jätehuoltoalan yritysten yhteistyön mahdollisuuksia ja etuja, sekä yhteistyön tuomaa vaikutusta koti- ja ulkomaiseen liiketoimintaan. Tutkimusongelmaa lähestyttiin kartoittamalla Suomen tämänhetkistä jäte- ja jätevesihuollon tilaa ja käytössä olevaa teknologiaa sekä ympäristöliiketoimintaan vaikuttavia ohjauskeinoja. Ympäristöalan liiketoimintakenttään syvennyttiin tutkimalla alan verkostoitumista ja uusia verkostoitumisen mahdollisuuksia. Verkostoituneita yrityksiä ja yhteistyön lisätarvetta selvitettiin InnoEnvissä tehtyjen aiempien tutkimustulosten sekä tässä tutkimuksessa tehtyjen yrityshaastattelujen avulla. Uudet EU-maat panostavat tiukentuvien ympäristösäädösten takia ympäristönsuojeluun, mikä tekee niistä houkuttelevan ympäristöteknologian vientikohteen. Tässä työssä valittiin tutkimuksen kohteiksi Latvia ja Puola, joiden ympäristöteknologian tasoa ja kehitystarpeita selvitettiin vientipotentiaalin hahmottamiseksi. Molempien maiden jätevesi- ja varsinkin jätehuollossa on paljon kehitettävää, ja maissa panostetaankin kehitystoimiin monin erilaisin valtiollisin ohjelmin. Kotimaisen ympäristöliiketoiminnan kehittämiseksi työssä käsiteltiin neljää tuote- ja palvelukonseptia, jotka valittiin InnoEnvi-hankkeessa tehdystä ajankohtaisesta ympäristöalan investointihankekartoituksesta. Valitut konseptit ovat: REF-valmistuslaitos, jätevesilietteen käsittelylaitteisto, pilaantuneiden maiden käsittelytoimet sekä kaatopaikan lopettaminen. Tuotekonseptit jaettiin osatuotteisiin ja –palveluihin, joita verkostoituneet yritykset voisivat yhdessä tuottaa. Työkaluiksi yritysten kontakteihin nähtiin InnoEnvi-hankkeessa muodostetut miniklusterit ja niiden sisällä kehittyvä toiminta sekä hankkeessa rakennettu www-pohjainen Matching-palvelu. Tutkimuksessa löydettiin uusia mahdollisuuksia yhteistyötoiminnalle. Verkostoitumisessa nähdään haastattelujen mukaan monia etuja: tiedonsaanti, taloudelliset edut, toiminnan luotettavuus sekä uudet virikkeet markkinointiin ja tuotekehitykseen. Lisäyhteistyökumppaneille on haastattelujen mukaan tarvetta. Verkostoituminen tuo vientitoimintaa aloitteleville pk-sektorin yrityksille mahdollisuuden saavuttaa kansainvälistymiseen tarvittavia resursseja. Niin koti- kuin ulkomaisessakin liiketoiminnassa verkoston tärkeimmäksi tekijäksi osoittautui veturiyritys, joka voi vastata verkostossa muun muassa markkinoinnista ja tuotekehityksestä Vientitoiminnassa kohdemaan lainsäädännön ja yleisien toimintatapojen tunteminen on tärkeää. Paikalliset kohdemaan suunnittelu- ja urakointiyritykset ovat tärkeitä yhteistyökumppaneita vientihankkeessa. Latviassa jätehuoltoteknologian kehittämisen tarve on niin yhdyskunta-, ongelma- kuin teollisuusjätteidenkin osalta merkittävä. Puolassa jätesektorin ajankohtaisia aiheita ovat muun muassa kaatopaikkojen vähentäminen ja pakkausjätteen käsittely. Molempien esimerkkimaiden kohdalla jätevesihuollossa tullaan keskittymään lietteiden käsittelyn vaatimiin teknologian tarpeisiin. Vientiosiossa tehtiin vientiyhteistyöesimerkki, jossa tutkittiin kuvitteellista rakennusjätteen käsittelylaitoksen toimittamisprojektia Puolaan. Esimerkkiin saatiin tietoja InnoEnvissä tehdystä Puolan markkinatutkimuksesta. Tulokseksi saatiin viitteitä mahdollisista suomalaisista laitetoimittajista, viisi potentiaalista puolalaista suunnitteluyritystä sekä viisi puolalaista urakoitsijaa. On tärkeää, että kotimaisella yritysryppäällä on kokemusta sujuvasta yhteistyöstä ennen vientiprojektin toteuttamista. Tuotekonseptiesimerkkeihin kartoitettiin pääosa eteläsuomalaisista tuotteiden ja palvelujen tarjoajista. Tarkasteluun otettiin mukaan myös yrityksiä, joiden tuotteet tai palvelut olivat lähellä käsiteltyä konseptia. Tehtyjen yrityslistojen avulla on tarkoitus antaa virikkeitä uusien yritysryppäiden muodostamisesta sekä uusista tuote- ja palveluideoista, joille on nähtävissä markkinapotentiaalia. InnoEnvi-hankkeessa valmisteltujen työkalujen avulla eteläsuomalaiset yhteistyöstä kiinnostuneet yritykset voivat luoda kontakteja ja kokoontua miettimään tulevien investointihankkeiden toteuttamista kotimaassa ja myöhemmin jopa ulkomailla. Työn tuloksia esitellään InnoEnvi-hankkeen toimijoiden kautta jäteminiklusterissa toimiville eteläsuomalaisille yrityksille.

Savukaasujen mittausjärjestelmän kehittäminen jätteen rinnakkaispolttolaitoksessa

Virtain kaupungissa sijaitseva vuodesta –79 toiminut lämpövoimala on pääasiassa kotimaisia polttoaineita käyttävä kaukolämpöä tuottava voimalaitos. Jätemurskeen (REF) osuus on tällä hetkellä noin 10 % laitoksen lämmöntuotosta. REF valmistetaan paikallisesti ja sen tuotantoa on tarkoitus lisätä lähivuosina voimakkaasti. EU:n uusi todennäköisesti loppuvuodesta-2000 hyväksyttävä jätteenpolttoa koskeva direktiivi asettaa jätteen rinnakkaispolttolaitoksille tiukat päästörajat ja mittausvelvoitteet. Tämä lisää tuntuvasti kustannuksia Virtain laitoksen kaltaisissa pienissä kierrätyspolttoainetta hyödyntävissä laitoksissa. Työssä selvitettiin jätteenpolttodirektiivistä aiheutuvat savukaasujen mittaamisen kokonaiskustannukset Virroilla. Taloudellisimman mittausjärjestelmän vuo-tuisiksi kokonaiskustannuksiksi saatiin 180 000 mk jakautuen seuraavasti: Jatkuvatoimiset mittauslaitteet käyttökuluineen 90 000 mk, jaksottaiset HF, HCl ja SO2 -mittaukset 20 000 mk, raskasmetallien, dioksiinien ja furaanien määräaikainen mittaaminen 40 000 mk ja vertailumittaukset 30 000 mk.

Paperboard cup with a window

Packaging has to fulfill a lot of demands and the main purpose is to be able to protect the foodstuff packed inside. Typically requirements set on packaging materials reflect the consumer needs. Based on the consumer studies the importance of product visibility is considered as an important property among consumers. However, making the package more transparent the actual shelf life of the product might be reduced. It might have an effect on sensitive foods which contain ingredients vulnerable to light and start to deteriorate more rapidly. The aim for this Masters of Science Thesis was to develop a paperboard cup with a plastic window where different kind of fatty/dry foodstuffs could be stored. The main target was to be able to create an instruction manual how this kind of cup with a window had to be produced without decreasing air tightness and other barrier properties of cupboard material used as a base board. The focus in this work was on designing a shape of the window and finding critical limits for the size, shape and location of the window in the final paperboard cup. Windows were made by cutting holes with different sizes and shapes to different places in the cup blank by using a model cutter. For the windows one plastic film type was selected due to its low oxygen and water vapour transmission properties. The window film was attached to the cup blank by using hot bar and laser seaming methods. Cup manufacturing was done at Stora Enso InnoCentre, Imatra. As a result critical limits for the place, size and shape of the window could be found. The sealing method had a significant effect on the tightness of the cups. Windows didn’t decrease the grip stiffness of the cup. The cup itself gave better light protection than the plastic film used in the windows. The bigger the window, the less the cup could protect the possible foodstuff. Bursting strength was lower in the windows compared to the cup material itself. From environmental point of view DSD licence fees have to be paid due to the amount of used plastic.When using bigger windows the ratio of plastic to fibres increase. This would raise the DSD fee. However, the amount of material is overall reduced which lowers the fee.

Foodstuffs and medicines as legal categories in the EU and China. Functional foods as a borderline case

The thesis discusses the regulation of foodstuffs and medicines, and particularly the regulation of functional foods. Legal systems investigated are the EU and China. Both are members of the WTO and Codex Alimentarius, which binds European and Chinese rules together. The study uses three Chinese berries as case examples of how product development faces regulation in practice. The berries have traditional uses as herbal medicines. Europe and China have similar nutrition problems to be resolved, such as obesity, cardiovascular disease, and diabetes. The three berries might be suitable raw materials for functional foods. Consumer products with health-enhancing functions, such as lowering blood pressure, might legally be classifi ed either as foodstuffs or medicines. The classifi cation will depend on functions and presentation of the product. In our opinion, food and medicine regulation should come closer together so the classifi cation issue would no longer be an issue. Safety of both foodstuffs and medicines is strictly regulated. With medicines, safety is a more relative concept, where benefi ts of the product are compared to side-effects in thorough scientifi c tests and trials. Foods, on the other hand, are not allowed to have side-effects. Hygiene rules and rules on the use of chemicals apply. In China, food safety is currently at focus as China has had several severe food scandals. Newly developed foods are called novel foods, and are specifi cally regulated. The current European novel food regulation from 1997 treats traditional third country products as novel. The Chinese regulation of 2007 also defi nes novel foods as something unfamiliar to a Chinese consumer. The concepts of novel food thus serve a protectionist purpose. As regards marketing, foods are allowed to bear health claims, whereas medicines bear medicinal claims. The separation is legally strict: foods are not to be presented as having medicinal functions. European nutrition and health claim regulation exists since 2006. China also has its regulation on health foods, listing the permitted claims and how to substantiate them. Health claims are allowed only on health foods. The European rules on medicines include separate categories for herbal medicines, traditional herbal medicines, and homeopathic medicines, where there are differing requirements for scientifi c substantiation. The scientifi c and political grounds for the separate categories provoke criticism. At surface, the Chinese legal system seems similar to the European one. To facilitate trade, China has enacted modern laws. Laws are needed as the country moves from planned economy to market economy: ‘rule of law’ needs to replace ‘rule of man’. Instead of being citizens, Chinese people long were subordinates to the Emperor. Confucius himself advised to avoid confl ict. Still, Chinese people do not and cannot always trust the legal system, as laws are enforced in an inconsistent manner, and courts are weak. In China, there have been problems with confl icting national and local laws. In Europe, the competence of the EU vs. the competence of the Member States is still not resolved, even though the European Commission often states that free trade requires harmonisation. Food and medicine regulation is created by international organisations, food and medicine control agencies, standards agencies, companies and their organisations. Regulation can be divided in ‘hard law’ and ‘soft law’. One might claim that hard law is in crisis, as soft law is gaining importance. If law is out of fashion, regulation certainly isn’t. In the future, ‘law’ might mean a process where rules and incentives are created by states, NGOs, companies, consumers, and other stakeholders. ‘Law’ might thus refer to a constant negotiation between public and private actors. Legal principles such as transparency, equal treatment, and the right to be heard would still be important.

Past, present and future - assessing changes in aquatic environments using subfossil diatoms

The deterioration of surface waters is one of the most important issues in the environmental management of the European Union. Thus, the EU Water Framework Directive 2000/60/EC (WFD) requires “good ecological and chemical status” of surface waters by 2015 allowing only a slight departure from ecological reference conditions characterized by the biological communities typical for the conditions of minimal anthropogenic impact. The WFD requires the determination of ecological reference conditions and the present ecological status of surface waters. To meet this legislative demand, sedimentary diatom assemblages were used in these studies with various methods 1) to assess natural and human activity induced environmental changes, 2) to characterize background conditions 3) to evaluate the present ecological status and 4) to predict the future of the water bodies in the light of palaeolimnological data. As the WFD refers to all surface waters, both coastal and inland sites were included. Two long and two short sediment cores from the Archipelago Sea in the northern Baltic Sea were examined for their siliceous microfossils in order to assess (1) the Holocene palaeoenvironmental history and (2) the recent eutrophication of the area. The diatom record was divided into local diatom assemblage zones (LDAZ, long cores) and diatom assemblage zones (DAZ, short cores). Locally weighted weighted averaging regression and calibration (LWWA) was applied for the quantitative reconstruction of past TN concentrations (short cores). An age model for the long cores was constructed by using independent palaeomagnetic and AMS-14C methods. The short cores were dated using radiometric (210Pb, 226Ra and 137Cs) methods. The long cores date back to the early history of the Archipelago Sea, which was freshwater – no salinity increase referable to the brackish phase of the Yoldia Sea is recognized. The nutrient status of the lacustrine phase was slightly higher in the Archipelago Sea than in the Baltic Proper. Initial brackish-water influence is observed at 8 150 ±80 cal. BP (LDAZ4), but fully brackish conditions were established at 7 700 ±80 cal. BP (LDAZ5). The diatom assemblages indicate increasing salinity, warming climate and possible eutrophic conditions during the lacustrine to brackish-water transition. The decreasing abundance of Pseudosolenia calcar-avis (Schultze) Sundström and the increasing abundance of the ice-cover indicator species Pauliella taeniata (Grunow) Round and Basson indicate decreasing salinity and climatic cooling after ca. 5 000 cal. BP. Signs of eutrophication are visible in the most recent diatom assemblage zones of both short cores. Diatom-inferred total nitrogen (DI-TN) reconstructions partially fail to trace the actual measured total nitrogen concentrations especially from the late 1980s to the mid 1990s. This is most likely due to the dominating diatom species Pauliella taeniata, Thalassiosira levanderi Van Goor and Fragilariopsis cylindrus (Grunow) W. Krieger being more influenced by factors such as the length of the ice-season rather than nutrient concentrations. It is concluded that the diatom assemblages of the study sites are principally governed by climate fluctuations, with a slight influence of eutrophication visible in the most recent sediments. There are indications that global warming, with reduced ice cover, could impact the spring blooming diatom species composition in the Archipelago Sea. In addition, increased sediment accumulation in the early 90s coincides with the short ice-seasons suggesting that warming climate with decreasing ice-cover may increase sedimentation in the study area. The diverse diatom assemblages dominated by benthic species (54 %) in DAZ1 in the Käldö Fjärd core can be taken as background diatom assemblages for the Archipelago Sea. Since then turbidity has increased and the diatom assemblages have been dominated by planktonic diatoms from around the mid 1800s onwards. The reconstructed reference conditions for the total nitrogen concentrations fluctuate around 400 μg l-1. Altogether two short sediment cores and eight short cores for top-bottom analysis were retrieved from Lake Orijärvi and Lake Määrjärvi to assess the impact of the acid mine drainage (AMD) derived metals from the Orijärvi mine tailings on the diatom communities of the lakes. The Cu (Pb, Zn) mine of Orijärvi (1757 – 1956) was the first one in Finland where flotation techniques (1911 – 1955) were used to enrich ore and large quantities of tailings were produced. The AMD derived metal impact to the lakes was found to be among the heaviest thus far recorded in Finland. Concentrations of Cu, Pb and Zn in Lake Orijärvi sediments are two to three orders of magnitude higher than background values. The metal inputs have affected Lake Orijärvi and Lake Määrjärvi diatom communities at the community levels through shifts in dominant taxa (both lakes) and at the individual level through alteration in frustule morphology (Lake Orijärvi). At present, lake water still has elevated heavy metal levels, indicating that the impact from the tailings area continues to affect both lakes. Lake Orijärvi diatom assemblages are completely dominated by benthic species and are lacking planktonic diatoms. In Lake Määrjärvi the proportion of benthic and tychoplanktonic diatoms has increased and the planktonic taxa have decreased in abundance. Achnanthidium minutissimum Kützing and Brachysira vitrea (Grun.) R. Ross in Hartley were the most tolerant species to increased metal concentrations. Planktonic diatoms are more sensitive to metal contamination than benthic taxa, especially species in the genus Cyclotella (Kützing) Brébisson. The ecological reference conditions assessed in this study for Lake Orijärvi and Lake Määrjärvi comprise diverse planktonic and benthic communitites typical of circumneutral oligotrophic lakes, where the planktonic diatoms belonging to genera Cyclotella , Aulacoseira Thwaites, Tabellaria Ehrenberg and Asterionella Hassall dominate in relative abundances up to ca. 70%. The benthic communities are more diverse than the planktonic consisting of diatoms belonging to the genera Achnanthes Bory, Fragilaria Lyngbye and Navicula St. Vincent. This study clearly demonstrates that palaeolimnological methods, especially diatom analysis, provide a powerful tool for the EU Water Frame Work Directive for defining reference conditions, natural variability and current status of surface waters. The top/bottom approach is a very useful tool in larger-scale studies needed for management purposes. This “before and after” type of sediment sampling method can provide a very time and cost effective assessment of ecological reference conditions of surface waters.