Nutrition and bone metabolism : In vivo effects of inorganic phosphate on rats and in vitro effects of bioactive tripeptides on human osteoblasts

Nutrition affects bone health throughout life. To optimize peak bone mass development and maintenance, it is important to pay attention to the dietary factors that enhance and impair bone metabolism. In this study, the in vivo effects of inorganic dietary phosphate and the in vitro effects of bioactive tripeptides, IPP, VPP and LKP were investigated. Dietary phosphate intake is increased through the use of convenience foods and soft drinks rich in phosphate-containing food additives. Our results show that increased dietary phosphate intake hinders mineral deposition in cortical bone and diminishes bone mineral density (BMD) in the aged skeleton in a rodent model (Study I). In the growing skeleton (Study II), increased phosphate intake was observed to reduce bone material and structural properties, leading to diminished bone strength. Studies I and II revealed that a low Ca:P ratio has negative effects on the mature and growing rat skeleton even when calcium intake is sufficient. High dietary protein intake is beneficial for bone health. Protein is essential for bone turnover and matrix formation. In addition, hydrolysis of proteins in the gastrointestinal tract produces short peptides that possess a biological function beyond that of being tissue building blocks. The effects of three bioactive tripeptides, IPP, VPP and LKP, were assessed in short- and long-term in vitro experiments. Short-term treatment (24 h) with tripeptide IPP, VPP or LKP influenced osteoblast gene expression (Study III). IPP in particular, regulates genes associated with cell differentiation, cell growth and cell signal transduction. The upregulation of these genes indicates that IPP enhances osteoblast proliferation and differentiation. Long-term treatment with IPP enhanced osteoblast gene expression in favour of bone formation and increased mineralization (Study IV). The in vivo effects of IPP on osteoblast differentiation might differ since eating frequency drives food consumption, and protein degradation products, such as bioactive peptides, are available periodically, not continuously as in this study. To sum up, Studies I and II raise concern about the appropriate amount of dietary phosphate to support bone health as excess is harmful. Studies III and IV in turn, support findings of the beneficial effects of dietary protein on bone and provide a mechanistic explanation since cell proliferation and osteoblast function were improved by treatment with bioactive tripeptide IPP.

Elintarvikepakkauskartongin vettyminen

Elintarviketeollisuudessa tärkeimpiä pakkausmateriaaleja ovat erilaiset kartonkipakkaukset ja erityisesti niiden kuljetuksessa käytettävät aaltopahvipakkaukset. Aaltopahvilta vaadittavia ominaisuuksia ovat muun muassa puristuslujuus ja kosteudenkestävyys. Elintarvikekäyttöön tarkoitetuilla aaltopahveilla on myös tiettyjä vaatimuksia niissä käytettävistä yhdisteistä. Erilaiset kuitumateriaalit käyttäytyvät vettyessään eri tavalla ja niistä voi liueta yhdisteitä pakattavaan elintarvikkeeseen. Työn tavoitteena oli selvittää vettymiseen vaikuttavia tekijöitä ja veden vaikutus aaltopahvin rakenteeseen. Havaittiin, että ligniiniä tai uuteaineita sisältävä mekaanisesti valmistettu kartonkimateriaali ei sido vettä yhtä paljon kuin kemiallisesti valmistettu tai valkaistu kartonki. Aaltopahvissa tapahtuvan kapillaariabsorptio sai veden nousemaan pääasiassa aallotuskartonkiin. Vesi imeytyi korkeammalle puolikemiallisesti valmistetuissa aaltopahveissa kuin keräyskartonkipahveissa, jotka eivät myöskään turvonneet yhtä voimakkaasti. Työssä kartoitettiin myös elintarvikekäyttöä rajoittavia liukoisia yhdisteitä, jotka löytyivät paperiteollisuudessa yleisesti käytetyistä liimoista. Tällaisia yhdisteitä olivat märkälujaliimojen formaldehydiyhdisteet ja polyamidoamiini-epikloorihydriinihartsi. Keräyskartongin joukossa olevat raskasmetallit rajoittavat myös niiden käyttöä elintarvikepakkauksissa.