Search

The concentrations of heavy metal chromium (Cr) and vanadium (V) in soils have increased due to loading from anthropogenic sources, e.g. combustion of fossil fuels, leachates from mine tailings, chemical industry and as impurities in fertilizers and soil amendments. Chromium exists as Cr(III) and Cr(VI) species. The trivalent species (CrIII) is an essential nutrient, whereas the Cr(VI) is highly toxic. The stable V species under environmental conditions are V(IV)and V(V), with V(V) considered more harmful. The environmental impacts of Cr and V species rely on their availability for biological uptake, i.e. on their chemical bioavailability. Soluble species are easily taken up by biota and transferred to natural waters by leaching. This research demonstrated that the pH-dependent reactions occurring in soil dictate the chemical bioavailability of Cr and V species. Fine sand soils were incubated with added V(IV) and V(V) species (0 500 mg V kg-1) over a pH range of 4.0 6.9. Chemical bioavailability of both V species was lowered by organic matter (OM). Soil OM was able to reduce V(V) to V(IV) and bind both V species. At higher pH, the reduction of V(V) by OM diminished, whereas the oxidation of V(IV) to V(V) increased. Due to the predominance of V(V) species, the chemical bioavailability of V increased in response to elevated soil pH, irrespective of the initial V speciation. Field soil samples were incubated over a pH range of 3.9 6.3 with or without synthetic MnO2. Net-oxidation of Cr(III) to Cr(VI) (i.e. the oxidation of Cr(III) minus subsequent reduction of produced Cr(VI)) in soil suspended in a 1 mM CrCl3 solution occurred only in samples incubated with added MnO2. The amount of Cr(VI) formed in oxic soil conditions was regulated by the balance between: 1) oxidation of Cr(III) to Cr(VI) by MnO2 and 2) the subsequent reduction of Cr(VI) to Cr(III) by organic matter. The production of CrVI was lowest under acidic soil conditions. At low pH, net-oxidation of Cr(III), Kromi (Cr) ja vanadiini (V) ovat raskasmetalleja, joita päätyy maaperään mm. fossiilisista polttoaineista, kemikaali- ja kaivosteollisuudesta sekä maanparannusaineiden ja lannoitteiden epäpuhtauksien mukana. Usein raskasmetallien haittavaikutuksia arvioidaan kokonaispitoisuuksien perusteella, mutta Cr:n ja V:n osalta niiden kemiallinen esiintymismuoto vaikuttaa huomattavasti haitallisuuteen. Kromin hapetusasteeseen perustuvista esiintymismuodoista Cr(III) on ihmisillekin välttämätön hivenravinne, kun taas Cr(VI) on erittäin myrkyllinen syöpää aiheuttava karsinogeeni. Vanadiinin vastaavat muodot ovat V(IV) ja V(V), joista V(V):a pidetään haitallisempana. Myrkyllisyyttä säätelee myös niiden saatavuus eliöille eli ns. kemiallinen biosaatavuus. Liukoisena tai helposti liukoisena Cr ja V voi päätyä herkästi eliöihin sekä huuhtoutua vesistöihin tai pohjavesiin. Tutkimuksessa havaittiin maassa tapahtuvien reaktioiden säätelevän voimakkaasti Cr:sta ja V:sta aiheutuvia riskejä ympäristölle. Kemiallista biosaatavuutta vähensi Cr(III):n ja V(IV):n saostuminen sekä pidättyminen niukkaliukoiseen muotoon. Niiden muuntuminen heikommin pidättyviksi ja haitallisemmaksi Cr(VI) ja V(V):ksi sen sijaan lisäsi riskiä päätyä eliöihin ja pohjavesiin. Myrkyllisen Cr(VI) muodostuminen peltomaassa oli kuitenkin vähäistä ja Cr(III):n hapettuminen Cr(VI):ksi vaati huomattavan korkean mangaanioksidipitoisuuden. Vanadiini sen sijaan hapettui ilman hapesta, minkä takia vähemmän happamissa oloissa V(V) esiintymismuoto on vallitseva. Maan orgaaninen aines sekä happamat olot (eli matala pH) vähensi haitallisten muotojen esiintymistä sekä niiden kemiallista saatavuutta eliöille. Työssä selvitettiin lisäksi teräksen valmistuksen sivutuotteena syntyvien emäksisten kuonien kalkitusainekäyttöön liittyviä riskejä. Kromia ja vanadiinia sisältäviä kuonia syntyy Suomessa ja maailmalla massiivisia määriä, minkä takia niiden hyötykäyttö on tavoiteltavaa. Käyttösovellusten tulee kuitenkin olla ympäristön kannalt

A diet rich in fruits and vegetables has been suggested to decrease the risk of colorectal cancer and the protective effects of these foods could probably be at least partly mediated by their polyphenolic compounds. The number of different polyphenols is huge and their effects on cells and tissues may differ. The promising results on chemopreventive effects of ellagitannin-rich pomegranate suggest that the other dietary sources of ellagitannins may also be effective in cancer prevention. The overall aim of the research reported in this thesis was to study the effects of cloudberry (Rubus chamaemorus), which is rich in ellagitannins, on all phases of intestinal tumour development. Specifically, the effects of cloudberry on the first two phases of carcinogenesis, initiation and promotion, were studied using the ApcMin mouse model. In addition, the effects of cloudberry extract on the indicators of the last phase of cancer development, progression and metastasis, and particularly cancer cell migration that is essential for this phase, were studied using scattering and wound healing assays in hepatocyte growth factor-induced HT29 and HCA7 human colon adenocarcinoma cell lines. A whole-cloudberry diet containing 10% (w/w) freeze-dried cloudberries significantly decreased the number and size of intestinal adenomas in ApcMin mice. In contrast, cloudberry seeds, cloudberry pulp, or pure ellagic acid, when incorporated into the diets in concentrations that corresponded to the whole-cloudberry diet, had no apparent effect. The effects of cloudberry on the development of adenomas were also compared with the effects of bilberry (Vaccinium myrtillus), which is rich in anthocyanins. Both berries decreased the number of adenomas, but their effects of adenoma size were different: thus, the adenoma size was decreased by cloudberry and increased by bilberry in comparison to the control diet. The opposite effects of the berries on tumour growth were associated with the changes in the, Runsaasti kasvikunnan tuotteita sisältävä ruokavalio voi pienentää vaaraa sairastua paksusuolisyöpään. Tämä syövältä suojaava vaikutus perustuu todennäköisesti ainakin osittain näiden tuotteiden sisältämiin polyfenolisiin yhdisteisiin. Näiden yhdisteiden kirjo on laaja ja niillä on runsaasti erilaisia vaikutuksia soluissa ja kudoksissa. Lupaavat tulokset ellagitanniinien syöpää estävistä vaikutuksista tekevät runsaasti ellagitanniineja sisältävästä lakasta (Rubus chamaemorus) mielenkiintoisen tutkimuskohteen. Tämän työn tavoitteena oli tutkia lakan ja sen komponenttien vaikutuksia paksusuolisyövän kehittymiseen sen kaikissa vaiheissa. Lakan vaikutusta uusien kasvainten muodostumiseen ja jo olemassa olevien kasvainten kasvuun tutkittiin käyttäen ApcMin-hiirikantaa. Näille hiirille muodostuu spontaanisti kasvaimia, koska niillä on geenivirhe kasvainten kasvua estävässä geenissä. Paksusuolisyövän kehityskaaren viimeiselle eli progressiovaiheelle ominaista syöpäsolujen liikkumista ja soluissa tapahtuvaa signalointia tutkittiin ihmisen paksusuolisyövän soluviljelmissä. Ruokavalio, joka sisälsi 10 % painosta pakastekuivattua lakkaa, vähensi merkitsevästi sekä muodostuvien kasvainten lukumäärää että niiden kokoa ApcMin-hiirillä. Sen sijaan hiirillä, joiden ruoassa oli kokonaisena jauhetun lakan sijaan pelkästään lakan siemeniä, hedelmälihaa tai ellagihappoa, kasvainten kehittymisessä ei havaittu muutoksia vertailuryhmään nähden. Vertailun vuoksi tutkittiin myös runsaasti antosyaaneja sisältävän mustikan (Vaccinium myrtillus) vaikutusta kasvainten kehittymiseen. Mustikka pienensi muodostuvien kasvainten lukumäärää, mutta ei estänyt kasvainten koon kasvua vertailuryhmään nähden. Lakan ja mustikan erilaiset vaikutukset kasvainten kokoon selittyivät niiden erilaisilla vaikutuksilla suoliston mikrobiflooraan ja soluvälitteiseen immuunivasteeseen sekä solun energia-aineenvaihduntaan liittyvien geenien ilmentymiseen suolen limakalvossa. Näiden havaintojen perusteella lakka voi ma

Many lactic acid bacteria are able to synthesize dextrans from sucrose by dextransucrases. Weissella confusa strains have attracted increasing attention due to their production of texture-modifying dextrans during food fermentation. Potential prebiotic oligosaccharides have also been produced by dextransucrases in the presence of sucrose and acceptor sugars. However, only few W. confusa dextransucrases have been previously studied, and the reactions of Weissella dextransucrases to synthesize oligosaccharides have not been investigated. In this thesis, two W. confusa dextransucrases from efficient dextran-producers were studied, and their products were structurally characterized because this information is essential for a better usability of these enzymes and corresponding bacteria in food and health applications. The biochemical and kinetic properties of one of the W. confusa dextransucrases were studied. Two activity assays were compared to determine the kinetic parameters. A sucrose radioisotope assay gave a KM of 14.7 mM and a Vmax of 8.2 µmol/(mg∙min), whereas a Nelson-Somogyi assay gave values of 13.0 mM and 19.9 µmol/(mg∙min), respectively. The dextrans from the two W. confusa dextransucrases were found by, e.g., NMR analysis to consist of mainly α-(1→6) linkages and 3% α-(1→3) branches, of which some were elongated. A high-performance size-exclusion chromatography analysis of the dextrans revealed high molar masses of 107‒108 g/mol. Weissella dextransucrases were also studied with acceptor sugars for the synthesis of glucooligosaccharides. The most efficient acceptor was maltose, followed by isomaltose, maltotriose, and nigerose, which formed series of glucooligosaccharides by the further elongation of intermediate acceptor products. The products derived from maltose formed two homologous series, with one series being predominant and the other being minor. The major maltose product series were linear isomaltooligosaccharides (IMOs) with reducing-end maltose u

The wood-decaying white-rot fungi have the profound ability to completely degrade lignocelluloses and all wood components. These fungi and their enzymes have evolved to modify the various lignocellulose feedstocks in nature, and thereby, they are important organisms for bioconversions as well as in fundamental research on fungal biology. The enzymes have many potential applications in biotechnology and industrial purposes including bioenergy production. Evolutionary background of the fungal species and their organelles thus requires deeper understanding to aid in elucidating the relationship of the species to their lifestyles. This PhD study concentrated on the white-rot fungal species Phlebia radiata, Finnish isolate number 79 (FBCC0043). The phylogenetic studies confirmed positioning of P. radiata species in the systematic class Agaricomycetes of Basidiomycota, and in the phlebioid clade of the order Polyporales. The sequenced and annotated mitochondrial genome of P. radiata was discovered to have features that indicate evolutionary pressure and structural diversity in fungal mitogenomes, not being as stable and compact entities than was previously believed. In this study, P. radiata together with species like Phlebia acerina and Phlebia brevispora was demonstrated to form a Phlebia sensu stricto group which consists of efficient producers of lignin-modifying enzymes. The results pinpointed that there is a species-level connection of fungal molecular systematics to the efficiency in the production of wood-decaying enzymes and activities. Norway spruce (Picea abies) is a common tree species in the boreal forests providing an important source of biomass for forest-based industry. Therefore, P. radiata was cultivated on Norway spruce wood under conditions mimicking natural solid-wood colonization, up to six weeks of growth, and the dynamics of fungal enzyme production and gene expression was studied. The lignin-modifying class-II peroxidases (LiPs and various MnPs) w, Valkolahoa tuottavat sienet hajottavat tehokkaasti lignoselluloosaa ja puuaineksen biopolymeerejä, kuten selluloosaa, hemiselluloosaa ja ligniiniä. Valkolahottavat sienet ovat evoluution myötä kehittyneet tuottamaan erilaisia entsyymejä, jotka kykenevät muokkaamaan ja pilkkomaan monimutkaisia raaka-aineita. Tämän vuoksi valkolahottajat ovat kiinnostavia tutkimuskohteita niin teollisesti kuin perustutkimuksenkin näkökulmasta. Sienten tuottamia entsyymejä voidaan hyödyntää bioteknisissä ja teollisissa sovelluksissa, kuten biopolttoaineiden ja uusien biomateriaalien tuotannossa. Puunlahottajien ja niiden mitokondrioiden pitkän evoluutiohistorian selvittäminen on tärkeää, jotta sienilajien ja niiden elintapojen välisiä suhteita voidaan ymmärtää. Tässä väitöskirjatutkimuksessa oli keskeisessä roolissa Suomesta eristetty rusorypykän (Phlebia radiata) sienikanta 79 (FBCC0043). Fylogeneettinen monigeenitarkastelu vahvisti rusorypykän ja lajin muiden edustajien kuuluvan kantasienten Agaricomycetes-luokan Polyporales-lahkoon, ja siinä edelleen niin kutsuttuun phlebioid-sukuryhmään. Rusorypykän mitokondrion genomin sekvensointi osoitti, että tumallisten eliöiden mitogenomit eivät ole niin vakaita ja yhteneviä yksikköjä kuin aikaisemmin on uskottu. Sienten mitogenomit ovat monimuotoisia ja jatkuvan evolutiivisen paineen alla. Laajempi Phlebia-suvun lajien ja isolaattien fylogeneettinen tutkimus osoitti, että rusorypykkä muodostaa yhdessä lajien Phlebia acerina ja P. brevispora kanssa Phlebia sensu stricto -ryhmän, jonka jäsenet tuottavat tehokkaasti ligniiniä hajottavia hapetus-pelkistysentsyymeitä. Tässä tutkimuksessa huomattiin myös, että molekyylisystematiikan perusteella arvioidut lajien väliset geneettiset suhteet ovat yhteydessä puuta sisältävällä alustalla tuotettaviin entsyymiaktiivisuuksiin ja lajien entsyymiprofiileihin. Kuusi (metsäkuusi, Picea abies) on yksi pohjoisen havumetsävyöhykkeen tärkeimmistä raaka-aineista. Tästä syystä rusorypykän isolaattia 79 kasvatettii

Gluten-free foods are defined by their lack of prolamins that trigger coeliac disease. In order for foods derived from Triticeae grains to be considered as gluten-free, the prolamins need to be eliminated. Previously, enzymatic degradation of cereal prolamins has been intensively studied. In the present work, another method is investigated, namely the metal-catalysed oxidation of prolamins. The aim was to modify prolamin peptides and proteins, and to examine the modifications, in order to reduce their immunological activities. The metal-catalysed oxidation was first examined on model peptides, including repetitive sequences of prolamin peptides and a model coeliac-toxic peptide (33-mer), and then tested on C-hordein, a model monomeric barley prolamin, and finally on whole hordein, thus covering the range from peptides to a whole protein. The fragmentation of prolamin peptides and proteins was observed to be a consequence, partly due to proline oxidation. On the other hand, aggregation also occurred, through dityrosine formation, disulfide bridges or carbonyl interactions. The amino acid profile and protein structure affected the oxidation behaviours and resulted in various modifications that were compared after metal-catalysed oxidation treatments. The immunoreactivity of oxidised peptides, C-hordein or whole hordein decreased in R5 antibody-based measurements that are used in gluten-free detection. The present study demonstrated that cereal prolamins can be modified by metal-catalysed oxidation, and their immunoreactivities against R5 antibody were reduced. The information of their oxidative modifications offers a new alternative to be utilised in the elimination of prolamins for gluten-free applications., Viljatuotteet ovat gluteenittomia, mikäli niistä puuttuu keliakiaa aiheuttavat prolamiinit. Jotta Triticeae -heimoon kuuluvista viljoista voidaan valmistaa gluteenittomia tuotteita, tulee niistä poistaa viljan sisältämät prolamiinit. Prolamiinien eliminointia on tutkittu paljon käyttämällä proteolyyttistä hajotusta. Tässä työssä tutkittiin mahdollisuutta viljojen prolamiinien hajotukseen metallikatalysoidun hapetuksen avulla. Tavoitteena oli muokata prolamiineja ja niiden peptideiä pienemmän immunologisen aktiivisuuden omaaviksi yhdisteiksi ja tutkia hapetuksen myötä muodostuneita reaktiotuotteita. Metallikatalysoitua hapettumista tutkittiin ensin mallipeptideillä, kuten niin sanotulla 33-meerillä, jossa esiintyy tunnettuja keliakian kannalta haitallisia prolamiinipeptidien aminohappojärjestyksiä. Näytteenä oli myös ohrasta puhdistettu C-hordeiini (ohran monomeerinen prolamiini) ja lopuksi koko hordeiini. Näin hapetuksen kohteena oli prolamiinin kaikki tasot peptideistä kokonaiseen proteiiniin. Prolamiinipeptidien ja proteiinien fragmentoituminen aiheutui osittain proliinien hapettumisesta. Toisaalta myös aggregoitumista esiintyi dityrosiini- ja disulfidisidosten kautta tai karbonyylien reagoidessa muiden ryhmien kanssa. Aminohappoprofiili ja proteiinin rakenne vaikuttivat prolamiinien hapettumiseen, ja siten hapettumisen myötä tapahtuneet muutokset olivat vaihtelevia. Hapetettujen peptidien, C-hordeiinin ja koko hordeiinin immunoreaktiivisuus pieneni R5-vasta-aineeseen pohjautuvassa gluteenittomuusmäärityksessä. Tutkimus osoitti, että viljojen prolamiineja voi muokata metallikatalysoidulla hapetuksella, jolloin niiden immunoreaktiivisuus R5-vasta-aineen suhteen pienenee. Oksidatiivinen muokkaus tarjoaa uuden vaihtoehdon prolamiinien eliminoinnille gluteenittomissa sovelluksissa.

Potato virus A (PVA), a positive-strand RNA ([+]RNA) virus, belongs to the genus Potyvirus, which is the largest RNA virus group in plants. Like all (+)RNA viruses of eukaryotes, potyviruses replicate in association with cellular endomembranes, incorporating host proteins to their cellular multiplication processes. These host proteins could be potential targets for engineering resistant crops, which is why studying the molecular interactions during virus infection is important. In this study the molecular processes of PVA translation and replication were investigated. The focus was on two viral proteins involved in these processes: the viral coat protein (CP) and helper-component proteinase (HCpro). Furthermore, the protein composition of PVA replication complexes was studied. The results obtained here confirm that the viral CP is required for PVA replication and suggest that it could be involved in the formation of the viral replication complex (VRC). Moreover, we show that CP turnover is regulated by phosphorylation and targeted proteasomal degradation, involving the host proteins coat protein interacting protein (CPIP), heat-shock protein 70 (HSP70) and carboxyl terminus of Hsc70-interacting protein (CHIP), an E3 ubiquitin ligase. Altogether, tight control over CP interaction with viral RNA is required for efficient PVA infection. This study also reports the discovery of PVA-induced granules (PGs). PGs are ribonucleoprotein complexes that are induced by HCpro and contain viral RNA and host proteins involved in RNA translation and processing. PG formation is counteracted by viral genome-linked protein (VPg)-assisted PVA translation, suggesting that the components of PGs are involved in the regulation of PVA translation. Moreover, we demonstrate that HCpro acts synergistically with VPg, enhancing PVA gene expression and RNA stability. The presence of argonaute 1 (AGO1) in PGs and the inability of silencing-suppression defective HCpro to induce PGs suggests that PGs, Tämän tutkimuksen kohteena oli potyvirusten ryhmään kuuluva perunavirus A. Potyvirukset muodostavat suurimman kasvien RNA-virusten ryhmän ja ne infektoivat kasveja joka puolella maailmaa. PVA-infektio voi johtaa jopa 40 prosentin satotappioihin, mutta mahdollinen yhteisinfektio eräiden muiden ryhmien virusten kanssa voi johtaa vielä mittavampiin menetyksiin. Väitöskirjatyössä tutkittiin PVA:n monistumisen molekulaarisia mekanismeja. PVA-infektio tuottaa joustavia nauhamaisia viruspartikkeleita, jotka koostuvat noin 2000 kuoriproteiinialayksiköstä. Kun infektio on tuottanut riittävän määrän kuoriproteiinia, viruspartikkeleiden tuotto alkaa ja vastaavasti viruksen genomin monistaminen loppuu. On tärkeää säädellä kuoriproteiinin määrää infektion aikana, jotta viruspartikkeleiden tuotto ei ala liian aikaisin. Osoitimme, että isännän proteiinikinaasi CK2:n katalysoima kuoriproteiinin fosforylaatio ja kolmen isäntäproteiinin avulla tapahtuva hajottaminen säätelevät kuoriproteiinin kertymistä ja PVA:n monistumista. Tutkimuksen perusteella ehdotamme, että kuoriproteiinin sitoutuminen viruksen RNA:han estää proteiinisynteesin jatkumisen ja antaa aikaa ja tilaa viruksen monistumiseen tarvittavan proteiinikompleksin muodostumiselle. PVA:n monistamiskoneisto toimii solun endoplasmakalvostosta muodostuvissa kalvorakkuloissa, jotka suojaavat viruksen RNA:ta isäntäsolun puolustusmekanismeilta ja mahdollistavat sen genomin monistamisen suojatussa ympäristössä. Puhdistimme PVA RNA:n monistamiskoneiston sisältäviä kalvorakkuloita ja tutkimme niiden proteiinisisältöä. Monia proteiinisynteesikoneiston rakenneosien puhdistuminen rakkuloiden mukana osoitti, että viruksen genomin monistaminen ja virusproteiinien tuotto ovat läheisessä yhteydessä toisiinsa. Tämä lähestymistapa paljasti monia isännän proteiineja, joilla saattaa olla tärkeitä tehtäviä viruksen monistamisessa ja joita muokkaamalla voidaan mahdollisesti parantaa kasvien viruskestävyyttä. Kasvit puolustautuvat virusinfektiota v

Basidiomycete white rot fungi are wood-rotting species and their impact to the global carbon cycle is significant. White rot fungi are capable of degrading all the polymeric cell wall components of the plant biomass from polysaccharides, cellulose, hemicelluloses and pectin, to the aromatic heteropolymer lignin. This is due to their ability to produce diverse set of extracellular enzymes that degrade or modify the plant cell wall concomitantly releasing carbon. Research on plant-biomass-degrading fungi has concentrated on isolation and characterization of enzymes especially from the ascomycete fungi for biotechnological applications, such as bioenergy, food processing and waste treatment. More recently genomic studies have opened the reservoir of the plant-biomass-degrading potential of basidiomycete fungi including wood-rotting, litter-decomposing, plant-pathogenic and ectomycorrhizal species. Dichomitus squalens is a white-rot fungus, which colonises softwood and is able to efficiently degrade lignin and cellulose. Previously, intensive studies on white rot fungi have been focused on lignin degradation by oxidative enzymes. The aim of this study was to analyse the potential of the plant-cell-wall-modifying enzymes of D. squalens. Plant biomass degradation by D. squalens was studied at different levels from gene expression to enzyme production. The focus was to dissect the overall degradation of plant biomass polymers, especially cellulose degrading enzymes of D. squalens. The cellulose degradation by D. squalens was studied at the transcript level during growth on spruce wood sticks and in microcrystalline cellulose-containing liquid medium. Selected cellulases and oxidoreductases, which putatively act on cellulose were expressed simultaneously on spruce, the natural substrate of the fungus, and microcrystalline cellulose in time- and substrate-dependent manner. To clarify the adaptation of D. squalens to different plant biomass, the transcriptome and secretome of, Valkolahosienet ovat puuta lahottavia kantasieniä, joilla on huomattava merkitys maapallon hiilen kierrossa. Ne hajottavat tehokkaasti kasvisoluseinää, joka koostuu pääosin hiilihydraattipolymeereistä eli selluloosasta, hemiselluloosista ja pektiinistä sekä aromaattisesta ligniinipolymeeristä. Tuottamiensa solunulkoisten entsyymien avulla valkolahosienet muokkaavat ja hajottavat näitä yhdisteitä ja siten vapauttavat hiiltä. Kasvibiomassaa hajottavilla entsyymeillä on lukuisia sovelluskohteita esimerkiksi polttoaine-, elintarvike- ja jätteenkäsittelyteollisuudessa. Tähänastinen tutkimus on kohdistunut lähinnä kotelosienten tuottamien entsyymien eristämiseen ja karakterisointiin sekä niiden bioteknologiseen hyödyntämiseen. Viimeisen kymmenen vuoden aikana genomitieto on osoittanut, että myös puuta lahottavien valkolahosienten sekä muiden kasvibiomassaa muokkaavien kantasienten lignoselluloosaa hajottavien entsyymien kirjo on laaja. Onkin todennäköistä, että näillä entsyymeillä on teollisesti kiinnostavia uusia katalyyttisiä ominaisuuksia. Valkolahosienten tutkimuksen pääkohteena ovat perinteisesti olleet ligniiniä hapettavat entsyymit. Tässä työssä täydennettiin kokonaiskuvaa valkolahosienten kasvibiomassan entsymaattisesta hajotuksesta selvittämällä myös kasvisoluseinän hiilihydraattipolymeerien, erityisesti selluloosan, hajotusta. Työn malliorganismiksi valittiin Dichomitus squalens -salokääpä, joka on havupuulla kasvava ja tehokkaasti selluloosaa ja ligniiniä hajottava valkolahosieni. Salokäävän selluloosan hajotuskykyä selvitettiin seuraamalla valikoitujen, solunulkoisia entsyymejä koodaavien geenien ilmentymistä sienen kasvaessa luonnollisella kasvualustallaan, kuusella, ja mikrokiteisellä selluloosalla. Tutkimuksessa havaittiin, että sieni ilmensi kasvunsa aikana yhtäaikaisesti geenejä, jotka koodaavat sellulaaseja ja hiilihydraattipolymeerejä hapetus-pelkistysreaktioilla hajottavia entsyymejä. Lisäksi sienen kasvun vaihe ja kasvualustan hiilen lähde vaikuttivat

The aim of the thesis was to investigate the interaction between sarcoplasmic proteins and myofibrillar proteins, considering the effects on the loss of water-holding in mild heat induced denaturation such as occurring in pale, soft and exudative (PSE) condition. Porcine longissimus thoracis et lumborum muscles were incubated at temperature 0, 10, 20, 30 or 40 ˚C to 6 h post mortem. Incubation at 40 ˚C reduced the water-holding of meat compared to the lower temperatures (P < 0.001). SDS-PAGE and Western blot analyses indicated that glycogen phosphorylase and creatine kinase precipitated with the myofilaments, which was already accomplished at 6 h post mortem. Substantial meat tenderization was measured after incubation at 40 ˚C, but with less activity of extracted μ- and m- calpains compared to lower temperatures (P < 0.001), which suggests that an early activation of calpains at the highest incubation temperature could have been the reason for the tenderization. Surface hydrophobicity of myofilanments was higher after the pre-rigor incubation at 40 ˚C compared to lower temperatures (P < 0.001). Less myosin subfragment-1 (S1) units were released by chymotryptic cleavage simultaneously with the loss of Ca2+ ATPase activity after incubation at 40 ˚C than at lower incubation temperatures (P < 0.001). The results suggest that the high temperature incubation induce microstructural alterations on the myosin head (S1) region, which may in turn have been related to the loss of water-holding. The roles of the denaturation of sarcoplasmic proteins and myofibrillar proteins were compared. Sarcoplasm not-incubated or incubated at 44 ˚C were mixed with protein-depleted sarcoplasm in different rations and the mixtures were combined with myofibrils and subjected to PSE-like condition pH 5.6/44 ˚C for 1 h . Water-holding was the poorest without the incubated sarcoplasmic proteins. Precipitated sarcoplasmic proteins shrank the myofilamental lattice spacing by 6.3%, compared to prote, Tutkimuksen tarkoitus oli tutkia sarkoplasman proteiinien ja myofibrilliproteiinien välistä vuorovaikutusta lihan vedenpidätyskyvyn suhteen tilanteessa, jossa proteiinit denaturoituvat miedon lämmön vaikutuksesta PSE-tyyppisessä (Pale, Soft, Exudative) tilanteessa. Sian longissimus thoracis et lumborum -lihakset inkuboitiin lämpötiloissa 0, 10, 20, 30 tai 40 ˚C kuusi tuntia post mortem. Inkubointi 40 ˚C:ssa alensi vedenpidätyskykyä verrattuna alempiin lämpötiloihin (P < 0.001). SDS-PAGE- ja Western blot -tulokset osoittivat, että glykogeenifosforylaasi ja kreatiinikinaasi saostuivat myofilamenttien pinnalle kuuden inkubointitunnin aikana. Merkittävä mureutuminen ja samanaikainen liukoisten μ- and m-kalpaiinien aktiivisuuden väheneminen havaittiin 40 ˚C:ssa tapahtuneen inkuboinnin jälkeen verrattuna alempiin lämpötiloihin (P < 0.001). Tämä viittaa siihen, että kalpaiinien aktivoituminen korkeassa lämpötilassa tapahtuvan inkuboinnin alkuvaiheessa on saattanut olla mureutumisen syy. Myofilamenttien pinnan hydrofobisuus oli korkeampi 40 ˚C:ssa suoritetun pre rigor -inkubaation jälkeen kuin alemmissa inkubaatiolämpötiloissa (P < 0.001). Samaten kymotrypsiini vapautti vähemmän myosiinin subfragmentti 1:ä ja Ca2+ ATPaasiaktiivisuus laski enemmän inkuboitaessa 40 ˚C:ssa kuin alemmissa lämpötiloissa (P < 0.001). Tulokset siten viittavat siihen, että korkeassa lämpötilassa suoritettu inkubaatio aiheuttaa muutoksia myosiinimolekyylien pään (S1-osa) alueella, mikä on saattanut olla yhteydessä vedenpidätyskyvyn laskuun. Tutkimuksessa verrattiin myös sarkoplasman proteiinien ja myofibrilliproteiinien denaturoitumisen vaikutuksia. Myofibrillit, joihin oli lisätty sarkolasmaa tai proteiinivapaata sarkoplasmaa eri suhteissa, asetettiin PSE-tyyppisin olosuhteisiin (pH 5,6/44 ˚C). Veden pidättyminen oli heikointa, kun inkuboituja sarkoplasman proteiineja ei ollut läsnä. X-sädedifraktiomittaukset osoittivat, että saostuvat sarkoplasman proteiinit supistivat myofilamenttien välisiä etäi

Antibiotic resistance has become a serious threat to the efficacy of antibiotics used in human and veterinary medicine. Understanding the abundance and prevalence of antibiotic resistance genes (ARGs) in the environmental resistome is important for maintaining the efficacy of antibiotics and predicting a risk of the ARGs spreading in the environment and moving into previously non-resistant bacteria, including human pathogens. Fish farms are an environmental reservoir of ARGs due to the treatment of fish with antibiotics that also are important for human medicine. The two main topics of this thesis are (1) determining the abundance and diversity of ARGs and mobile elements in sediments impacted by fish farming and (2) investigating the major source of ARGs in the farm sediments in the Northern Baltic Sea. In addition, correlations between ARGs and mobile elements were examined to estimate the potential risk of ARG mobilization in the environment. This study employed a high-throughput qPCR array, which permits quantifying hundreds of ARGs and genes associated with mobile elements in the environmental resistome in a single experiment. Fish farming impacts the composition of ARGs in sediments below fish farms in the Northern Baltic Sea. However, the impact is local and mostly limited to enrichment of ARGs associated with antibiotics used at the farms. In the current conditions, the risk of ARG spread from the farm sediments to the surrounding sediments is low in the Northern Baltic Sea. However, the enriched ARGs persist in the farm sediments during the 6-year observations even when the selection pressure of the antibiotics is negligible. Moreover, significant correlations between mobile elements and ARGs may imply the persistence of certain ARGs in the fish farming environments and their potential for mobilizing the ARGs to other bacteria including pathogens. The persistence of ARGs at the farm facilities is a threat to the efficacy of the antibiotics against fish dise, Bakteerien vastustuskyky antibiooteille eli antibioottiresistenssi uhkaa heikentää ihmisten ja eläinten lääkinnässä käytettävien antibioottien tehoa. Bakteerien vastustuskyky aiheutuu antibioottiresistenssigeeneistä, joita bakteerit kantavat perimässään. Antibioottiresistenssigeenien määrien seuraaminen on keskeistä antibioottien tehon säilyttämiseksi sekä riskien ymmärtämiseksi. Kalankasvattamoilla käytetään antibiootteja kalojen sairauksien hoitamiseksi, minkä seurauksena kasvattamoiden ympäristössä havaitaan resistenssigeenejä keskimääräistä enemmän. Tämän väitöskirjan kaksi aihetta ovat (1) antibioottiresistenssigeenien sekä liikkuvien geneettisten elementtien määrien ja monimuotoisuuden selvittäminen Itämerellä sijaitsevien kalankasvatuslaitosten pohjasedimenteissä sekä (2) resistenssigeenien alkuperän selvittäminen. Tutkimuksissa käytettiin uudenlaista qPCR-pohjaista analyysimenetelmää, joka mahdollistaa satojen resistenssigeenien ja liikkuvien geneettisten elementtien samanaikaisen mittaamisen näytteistä. Kalankasvatus vaikuttaa paikallisesti antibioottiresistenssigeenien määriin ja monimuotoisuuteen kalankasvattamoiden pohjasedimenteissä Itämerellä. Tulostemme perusteella resistenssigeenien leviäminen kasvattamoiden lähiympäristöön on melko vähäistä. Toisaalta resistenssigeenit säilyvät sedimenteissä kuuden vuoden seurantajakson ajan, vaikka antibioottien aiheuttama valintapaine on ollut heikko. Tämä on uhka kalankasvatuksessa käytettävien antibioottien teholle ja saattaa johtaa kasvaneisiin kustannuksiin tuotannon laskun vuoksi. Tutkimus antaa epäsuoraa näyttöä siitä, että tietyt resistenssigeenit saapuvat kasvattamoille kasvatettavan kalan ulosteen mukana. Jatkotutkimuksissa olisi syytä mitata nuorten kalojen kantamia antibioottiresistenssigeenejä ennen kalojen saapumista kasvattamoille.

Public representations of healthy eating have been shifted to value more individualistic conceptualizations. Nevertheless, it is unclear how these conceptualizations are constructed. In this doctoral thesis, the main goal is to investigate how a more individualistic understanding of healthy eating is epistemically constructed and rhetorically made credible in media publicity. The thesis contains three case analyses. The first case involves an investigation into the debate about the low-carbohydrate diet in the Helsingin Sanomat newspaper. The second case compares the argumentation of six highly popular Finnish nutrition counselling bloggers to the argumentation of two academic experts contributing to the blog of the National Institute for Health and Welfare. The third case analysed the narrative construction of diet knowledge by academically-educated experts in blogs and the Finnish Medical Journal. The main finding was to identify the rationality - termed the sense of casuistry - that put together the epistemic and rhetorical aspects about the individualization of healthy eating. The sense of casuistry defined the basis of proper diet and eating habits valuing physiological, psychological and lifestyle differences between individuals. The sense of casuistry was constructed epistemically and, especially, rhetorically in a critical relationship to the common public health thinking which argues for population-based averages and risks. The rhetorical power of the casuistry was established through old cultural resources: clinical reasoning and common sense understanding about the differences between individuals. It was also influenced, however, by new cultural shifts, especially in media publicity, which emphasize personal experience and contextual factors in nutrition science instead of consensus statements. Individualization of healthy eating in public representations does not exemplify the clear distinction between scientific and unscientific knowledge. Because of th, Kansainväliset ruokatrendit leviävät ennen näkemättömällä vauhdilla nykyisessä mediaympäristössä. Ruokavaliosta ja ravitsemusasiantuntijuudesta on tullut jatkuva kiistelyn kohde perinteisessä ja sosiaalisessa mediassa. Ravitsemukseen liittyvää kärjekästä keskustelua on tulkittu monin tavoin. Toiset puhuvat uusymmärtämättömyydestä, toiset ajattelun vapautumisesta. Tässä väitöstutkimuksessa esitetään, että julkisessa ravitsemusymmärryksessä on siirrytty uuteen aikakauteen. Muutoksen keskiössä ovat syömisen yksilöllistyminen ja globaaliin tietoverkkoon kiinnittyvät ruokayhteisöt. Julkisen ravitsemusymmärryksen muutoksella on kuitenkin myös syvempi tiedollinen ulottuvuus. Väestötason riskeihin ja todennäköisyyksiin perustuva kansanterveysajattelu on saanut rinnalleen tapauskohtaisuuden rationaliteetin. Mediassa korostuu yhä enemmän tässä ja nyt koettava tapauskohtainen hyvinvointi kansansairauksien ennaltaehkäisyn sijaan. Ennen ihmisiä puhuteltiin mediassa ensisijaisesti kansalaisina väestötason keskiarvoihin nojaten. Nyt mediassa on vahvoilla se, joka osaa argumentoida osana arjen yksilöllisempää kokemusmaailmaa, vedoten käytännölliseen ja subjektiiviseen ymmärrykseen. Kansanterveysrationaliteettiin nojaava tutkija on saanut mediassa rinnalleen tapauskohtaisuuden rationaliteettiin vetoavan kliinikon ja maallikon. Väitöskirjassa käsitellään edellä kuvattua julkisen ravitsemusymmärryksen muutosta media-aineistojen kautta (Helsingin Sanomat, ravitsemusblogit ja Suomen Lääkärilehti). Analyysi paljastaa, kuinka terveellisen syömisen yksilöllistymistä ei voi palauttaa tiettyyn vaikuttajaryhmään. Kyse on laajasta kulttuurinmuutoksesta. Tutkimuksen keskeinen käytännön johtopäätös on, että väestötasoon nojaavan kansanterveysajattelun ja yksilöllisyyttä korostavan tapauskohtaisen ajattelun välillä tarvitaan uudenlaista viestintää. Viestijöiltä vaaditaan laaja-alaista ymmärrystä ravitsemustiedon yleistettävyydestä sekä arkijärkisestä ajattelusta. Arkijärkinen ymmärrys terveellise

Cereal arabinoxylans (AXs) belong to the heterogeneous group of hemicelluloses. They are branched polysaccharides located in the plant cell wall, where they strengthen the cell wall together with cellulose and lignin. AXs vary in their molecular structure depending on the plant source from which they are extracted. Cereal AX can be extracted, for example, from the side streams of cereal processing such as bran, husks/hulls, and straw. AXs are sustainable raw materials with a film-forming ability; they can therefore be utilized more efficiently in biodegradable packaging and coatings. In this thesis, structurally different cereal-based AXs were used in the film studies. The effect of the type and amount of polyol plasticizer on the film properties as well as their storage stability during four and five months time was investigated with oat spelt arabinoxylan (OsAX). The structure function relationship of AXs in films was studied by comparing differently substituted rye and wheat flour arabinoxylan (RAX and WAX, respectively) and was further investigated by using specific arabinofuranosidases to tailor arabinose to xylose ratios and arabinose substitution patterns of RAX and WAX. The usability of crude biomass extracts in larger-scale film/sheet preparation was studied via the sheet extrusion of two wheat bran extracts (WBEs), which contained similar amounts of AX and lignin, whereas their starch and protein contents differed depending on the purification process. The film and sheet properties, such as mechanical and barrier properties as well as crystallinity and the physical state of the films, were investigated in order to evaluate the suitability of these materials for packaging. This study revealed that AX, having relatively low arabinose substitution and molar mass, such as OsAX, in general needs plasticization for cohesive film formation. It was found that the amount and type of plasticizer clearly affects the tensile and permeability properties of the films as, Viljojen arabinoksylaanien hyödyntäminen biohajoavissa pakkauskalvoissa Arabinoksylaanit ovat hemiselluloosiin kuuluvia haaroittuneita polysakkarideja, jotka yhdessä selluloosan ja ligniinin kanssa muodostavat kasvisoluseinän joustavan tukirakenteen. Arabinoksylaanien rakenne (polysakkaridiketjun pituus ja sivuryhmien määrä) vaihtelee riippuen missä osassa kasvia ne sijaitsevat. Arabinoksylaaneja voidaan eristää esimerkiksi viljojen prosessoinnin sivuvirroista kuten leseestä, kuorista ja korsista. Arabinoksylaaneista voidaan valmistaa kalvoja, jotka ovat sekä biopohjaisia että biohajoavia ja siksi kiinnostavia vaihtoehtoja korvaamaan öljypohjaisia muoveja esimerkiksi elintarvikkeiden pakkausmateriaaleina. Ennenkuin arabinoksylaanikalvoja voidaan hyödyntää pakkauksissa, täytyy niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen tuntea. Lisäksi kalvojen ominaisuuksien pitää täyttää elintarvikkeiden pakkausmateriaaleilta vaadittavat suojaominaisuudet. Tässä työssä tutkittiin viljaperäisten arabinoksylaanien hyödynnettävyyttä elintarvikepakkausten materiaalina. Työssä käytettiin kaupallisesti saatavilla olevia rakenteeltaan erilaisia arabinoksylaaneja, jotka olivat peräisin kauran kuoresta sekä ruis- ja vehnäjauhoista. Kauran kuoren arabinoksylaanikalvoihin lisättiin pehmitintä edistämään kalvonmuodostusta ja lisäämään kalvojen joustavuutta. Tutkimuksessa vertailtiin kahden eri pehmittimen, glyserolin ja sorbitolin, vaikutusta materiaalin ominaisuuksiin. Lisäksi seurattiin pehmitettyjen kalvojen fysikaalista pysyvyyttä ajan funktiona. Rukiin ja vehnän arabinoksylaanien avulla tutkittiin arabinoksylaanin rakenteen vaikutusta kalvojen ominaisuuksiin. Rakennetutkimusta laajennettiin muokkaamalla rakenteita spesifisillä entsyymikäsittelyillä, joilla pystyttiin poistamaan arabinoosi-sivuryhmiä hallitusti. Kalvon muodostumista tutkittiin valamistekniikan lisäksi ektsruusiolla, jossa raaka-aineena oli vehnäleseuute. Kalvoista tutkittiin mekaanisia ja läpäisyominaisuuksia, sekä kiteisyyttä j

Milk proteins, sodium caseinate (CN) and whey protein isolate (WPI) are used in food industries as emulsifiers. The stability of an O/W emulsion is dependent on the electrostatic and steric repulsion provided by the interfacial proteins against droplet aggregation or lipid oxidation. Therefore, modifications of the surface charge or the interfacial conformation of protein emulsifiers are expected to enhance their emulsifying properties and emulsion stability. In this present work, sodium caseinate and whey protein isolate were modified by different chemical and enzymatic approaches. The modified proteins were characterized using multiple techniques, and the effect of these modifications on emulsifying properties of proteins and emulsion stability was investigated. Succinylation converts the positively charged amino groups into negatively charged carboxyl groups, lowering the isoelectric point (pI) of protein. The ethylene diamine (EDA) modification worked in the opposite way, leading to an increased pI. The extent of these two modifications was studied using SDS-PAGE and MALDI-TOF mass spectrometry. The pI of succinylated and EDA modified milk proteins was studied using zeta-potential measurement. As a result, the succinylation to full extent altered the pI of CN from 4.2 to 2.7, and the EDA modification shifted the pI of CN and WPI from 4.2 to 9.4 and from 4.9 to 9.5 respectively. The pH stability of emulsion made with the modified milk proteins was monitored by following the increase of particle size during storage. The results suggested that succinylation and EDA modification could enhance the emulsion stability at pH 4 7 by increasing the electrostatic repulsion between droplets. Regarding the enzymatic modification of milk proteins, the laccase and transglutaminase (Tgase) catalyzed cross-linking were applied on WPI and CN respectively. In order to improve the reactivity of WPI towards the laccase, a vanillic acid modification was carried out to incorporate add, Maitoproteiinivalmisteita, kuten natriumkaseinaattia (CN) ja heraproteiinia (WPI) käytetään elintarviketeollisuudessa emulgaattoreina. Öljy-vesiemulsioiden säilyvyyteen vaikuttavat sekä fysikaaliset tekijät, kuten öljypisaroiden yhdistyminen ja pintaannousu, että kemialliset tekijät kuten rasvan hapettuminen vesiympäristössä. Öljyn ja veden rajapintaa stabiloivat proteiinit vaikuttavat näihin molempiin: sähköiset vuorovaikutukset sekä steeriset tekijät säätelevät öljypisaroiden välistä kontaktia ja aineensiirtoa rajapinnan läpi. Proteiiniemulgaattoreiden konformaation tai varauksen muokkaaminen muuttaa niiden emulgointiominaisuuksia ja voi siten oletettavasti parantaa emulsion säilyvyyttä halutuissa olosuhteissa. Tässä työssä käytettiin useita eri menetelmiä, joilla tutkittiin natriumkaseinaatin ja heraproteiinin entsymaattisen ja kemiallisen muokkauksen vaikutusta niiden emulgaattoriominaisuuksiin. Proteiinien sukkinylaatio eli meripihkahapon liittäminen muuttaa positiivisesti varatut aminoryhmät negatiivisesti varautuneiksi karboksyyliryhmiksi, jolloin proteiinin isoelektrinen piste (pI) alenee. Muokkaaminen etyleenidiamiinilla (EDA) vaikuttaa vastakkaisella tavalla, jolloin pI kohoaa. Proteiinin muokkautuminen osoitettiin käyttäen geelielektroforeesia (SDS-PAGE) ja massaspektrometriaa (MALDI-TOF). Muokattujen maitoproteiinien isoelektriset pisteet (nettovaraus nolla) määritettiin käyttäen zetapotentiaalimittausta, jossa proteiinin nettovaraus määritetään pH:n funktiona. Kaikkien aminoryhmien sukkinyloituminen alensi natriumkaseinaatin isoelektrisen pisteen 4,2:sta 2,7:ään. EDAlla muokkaaminen puolestaan nosti natriumkaseinaatin ja heraproteiinin isoelektrisen pisteen 4,9:stä 9,5:een. Muokatuilla proteiineilla stabiloitujen emulsioiden säilytyksen aikana tapahtuvia muutoksia seurattiin emulsioiden pisarakokoa mittaamalla. Tulosten mukaan sukkinylaatio ja EDA-käsittely voivat lisätä emulsion pysyvyyttä pH-alueella 4-7, mikä johtuu pisaroiden välisen sähköisen hylki

Salmonella is one of the most commonly reported foodborne pathogens and enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is one of the most dangerous. They both spread by zoonotic and person-to-person transmission routes. Most Salmonella infections are characterized by mild-to-moderate self-limited diarrhea but also serious disease resulting in death has been reported.Bloody diarrhea is a common symptom of human EHEC infection and the infection may lead to severe post-infection disease such as hemolytic uremic syndrome (HUS), thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) and even death. The purpose of this thesis was to investigate the diversity of Salmonella and EHEC strains isolated from domestically acquired infections using several pheno- and genotyping methods for surveillance and outbreak investigation purposes as well as evaluate certain epidemiological typing methods in Finland. All Salmonella and EHEC isolates of domestic origin during 2007-2014 in Finland were studied. Serotyping, phage typing, antimicrobial susceptibility testing, phenotype microarray, pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and multilocus variable-number tandem repeat analysis (MLVA) were applied as epidemiological typing tools for Salmonella isolates. EHEC isolates were analyzed using serotyping, phage typing, antimicrobial susceptibility testing, virulence gene detection (stx1, stx2, eae, hlyA and saa) and PFGE. During the study period, the number of domestically acquired Salmonella infections has decreased about one fifth compared to the previous decade whereas the number of domestic EHEC infections have increased about one third.Th e incidence of Salmonella infections was highest in 2012 (7.5/100,000 population) and lowest in 2014 (5.4/100,000 population). The incidence of EHEC infections was highest in 2013 (0.33/100,000 population) and lowest in 2008 (0.07/100,000 population). 15% of all Salmonella strains and 70% of all EHEC strains were considered domestically acquired. A total of 131 diff, Salmonella on yksi yleisimmistä elintarvikevälitteisistä bakteeripatogeeneistä, enterohemorraaginen Escherichia coli (EHEC) yksi vaarallisimmista. Molemmat bakteerit ovat eläimen ja ihmisen välityksellä leviäviä ja tarttuvat myös henkilöstä toiseen. Useimmat salmonellojen aiheuttamat infektiot ovat lieviä, itsestään parantuvia suolistoinfektioita, mutta myös vakavia, kuolemaan johtavia tartuntoja todetaan. Veriripuli on yleinen oire erityisesti pikkulasten EHEC-infektiossa. Infektio saattaa johtaa myös vakaviin jälkitauteihin kuten hemolyyttisureemiseen oireyhtymään (HUS), tromboottiseen trombosytopeeniseen purppuraan (TTP) ja jopa kuolemaan. Tässä työssä tutkittiin salmonella- ja EHEC-kantojen ominaisuuksia useilla ilmiasuun (fenotyyppi) ja perimään (genotyyppi) perustuvilla menetelmillä. Lisäksi selvitettiin tiettyjen genotyypitysmenetelmien soveltuvuutta epidemiologiseen seurantaan ja tartuntalähteiden jäljittämiseen. Erityisesti oltiin kiinnostuneita niistä salmonella- ja EHEC-kannoista, joiden tartunta oli saatu Suomessa. Tutkimus käsitti kaikki kotimaiset vuosina 2007-2014 eristetyt salmonella- ja EHEC-kannat. Salmonella-kantojen epidemiologiseen tyypittämiseen käytettiin neljää fenotyypitysmenetelmää, serotyypitystä, faagityypitystä, mikrobilääkeherkkyysmääritystä ja mikroarray testiä sekä kahta genotyypitysmenetelmää, pulssikenttägeelielektroforeesiä (PFGE) ja multilocus variable-number tandem repeat analysis (MLVA) testiä. EHEC-kantojen tyypitykseen käytettiin O:H-serotyypitystä, faagityypitystä, mikrobilääkeherkkyysmääritystä, virulenssigeenien määritystä (stx1, stx2, eae, hlyA and saa) ja PFGE -menetelmää. Tutkimusaikavälillä kotimaassa saatujen salmonellainfektioiden määrä laski noin viidenneksen verrattuna edelliseen vuosikymmeneen kun taas EHEC tartuntojen lukumäärä nousi noin kolmanneksen. Kotimaisten salmonellatartuntojen ilmaantuvuus oli korkeimmillaan vuonna 2012 (7.5/100 000 asukasta) ja alimmillaan vuonna 2014 (5.4/100 000 asukasta). Kotimaisten

Acid loading from cultivated acid sulphate soils (AS) deteriorates the quality of the recipient waters, especially on the coast of the Gulf of Bothnia. These fields reclaimed in the past without knowing their deleterious consequences still cause long-lasting hazards. The aim of this thesis was to explore redox processes in AS soils in relation to their water management aiming at mitigation the water quality. Redox processes and the quality of pore and discharge water were investigated for 2 ½ years in waterlogged cropped and bare lysimeters as well as in effectively drained cropped lysimeters. This methodology has not been previously used in studies on boreal AS soils. In addition, the level and quality of groundwater was monitored for three years in an AS field. Physical properties of the soil were determined to unravel the ripening processes under different water management systems. The results obtained at the lysimeter and field scales were compared using the similarity approach, a new methodology in soil science. Upon waterlogging, the reduction-induced elevation of pH immobilized Al but concomitantly increased the Fe2+ concentration in pore and discharge water. This reaction pattern maintained the acidity of discharge water. This finding contrasts with the results obtained in warmer environments. The main reasons for the discrepancy were: 1) acidic conditions favour iron reducers before sulphate reducers, 2) the AS soils rich in poorly ordered Fe oxides, 3) low temperature, 4) freshwater used in waterlogging and 5) low labile organic matter in horizons poor in root material. However, intensified drainage caused the oxidation of sulphidic material in subsoils. The oxidation proceeded rapidly, although the most reactive sulphides constituted only 1% of the total sulphides. Ripening processes enhanced the oxidation of sulphides by promoting the diffusion/convection of oxygen and nitrate into the sulphidic horizon. The findings suggest that nitrate may also oxidize, Itämeren rannikkoalueilla, erityisesti Pohjanmaalla, viljelykseen otetut happamat sulfaattimaat (HaSu) ovat huonontaneet valumavesistöjensä veden laatua. HaSu peltoja on raivattu viljelykäyttöön aikana, jolloin niiden pitkään jatkuvasta haitallisesta ympäristövaikutuksesta ei vielä ollut tietoa. Tässä väitöskirjatutkimuksessa selvitettiin hapetus-pelkistysreaktioita, joita HaSu maan vesitalouden säätö aiheuttaa. Käytännön tavoitteena oli vastata kysymykseen, voidaanko pohjaveden korkeutta säätämällä vähentää happamien sulfaattimaiden haitallisia ympäristövaikutuksia. Tutkimuksen lysimetrikokeessa seurattiin jatkuvatoimisesti HaSu maan hapetus-pelkistystilaa sekä huokosveden ja valumaveden laatua 2 1/2 vuoden ajan. Tämän lisäksi pohjaveden korkeutta ja laatua seurattiin kolmen vuoden ajan HaSu pellolla. Lysimetrejä oli 10, joista kahdeksassa kasvoi ruokohelpi, lisäksi kokeessa oli kaksi kasvitonta lysimetriä. Lysimetreissä oli kaksi täysin erilaista pohjaveden korkeutta: toisessa maa kyllästettiin vedellä muokkauskerrokseen asti ja toisessa taas maa kuivatettiin tehokkaasti. Kokeen loputtua lysimetrien tuloksia verrattiin pellon tuloksiin samankaltaisuus-testillä , jota ei aiemmin ole käytetty maaperätieteessä Suomessa. Korkean pohjaveden seurauksena HaSu maan pH nousi ja huokos- ja valumaveden alumiinipitoisuus pieneni, mutta raudan pitoisuus kasvoi. Tämä ylläpiti valumaveden happamuutta. Nämä havainnot olivat vastoin lämpimissä maissa saatuja havaintoja. Pääasialliset syyt eroon olivat 1) hyvin happamat maakerrokset, jotka suosivat raudan pelkistäjämikrobeja korkeammassa pH:ssa viihtyvien sulfaatin pelkistäjien kustannuksella, 2) heikosti kiteytyneiden rautayhdisteiden runsaus, 3) matala lämpötila, 4) sadevesi lämpimissä maissa käytetyn meriveden sijaan sekä 5) helposti mikrobien käytettävissä olevan orgaanisen aineksen vähyys maakerroksissa, joihin juuret eivät ulottuneet. Tehostettu kuivatus aiheutti rautasulfidien hapettumista, vaikka kokeen HaSu maassa reaktiiv

Nitrogen is an indispensable element for plants and animals to be able to synthesise essential biological compounds such as amino acids and nucleotides. Although there is plenty of nitrogen in the form of nitrogen gas (N2) in the Earth s atmosphere, it is not readily available to plants but needs to be converted (fixed) into ammonia before it can be utilised. Nitrogen-fixing bacteria living freely in the soil or in symbiotic association with legume plants, fix N2 into ammonia used by the plants. This is known as biological nitrogen fixation (BNF). In contrast to industrial nitrogen fixation, an energy-demanding process using high temperature and pressure to produce chemical fertilizers, BNF makes use of solar energy alone to complete the same reaction. However, the requirements on compatibility of plants and nitrogen-fixing micro-organism, the rate of conversion and the ability of the micro-organisms to survive in stressful environments are limiting factors of this system. The current demand for more sustainable food production makes BNF an attractive alternative. However, optimization of existing BNF systems as well as development of new highly productive ones is necessary, to be able to replace the use of chemical fertilisers. In order to develop new alternatives, we need to gain more knowledge on the requirements set by both plants and micro-organisms for successful and efficient nitrogen fixation to occur. In this thesis, the nitrogen-fixing legume host Galega (goat s rue) and its symbiotic microbial partner Neorhizobium galegae were used as a model system to investigate the features defining good symbiotic nitrogen fixation. Studies of genetic diversity within the host plant showed that there are genetic traits making a distinction between the two species G. orientalis and G. officinalis, both at a whole-genome level and at the level of specific symbiosis-related genes. Genome sequencing of ten strains of N. galegae provided a useful dataset for studying i) the, Växter och djur är beroende av kväve för att kunna syntetisera nödvändiga biologiska föreningar så som aminosyror och nukleotider. Även om det finns ett överflöd av kvävgas i atmosfären, kan växter inte använda sig av kvävgasen som sådan, utan den måste först omvandlas (fixeras) till ammoniak. Kvävefixerande bakterier har en naturlig förmåga att fixera kvävgas till fördel för växterna. Det här fenomenet kallas biologisk kvävefixering. Bakterierna kan antingen vara frilevande eller leva i symbios med baljväxter. I motsats till industriell kvävefixering, en energikrävande process som är beroende av hög temperatur och högt tryck för att binda kväve i kvävegödsel, utnyttjar biologisk kvävefixering enbart solenergi för samma reaktion. Biologisk kvävefixering begränsas å andra sidan av krav på kompatibilitet mellan värdväxter och kvävefixerande mikroorganismer, effektiviteten av kvävefixeringen samt mikroorganismernas förmåga att överleva under krävande förhållanden. Den rådande efterfrågan på mer hållbara sätt att producera mat för jordens befolkning gör biologisk kvävefixering ett attraktivt alternativ. För att kunna ersätta använding av industriellt kvävegödsel krävs ändå att existerande biologiska kvävefixeringssystem optimeras och att nya högproduktiva system utvecklas. Detta å sin sida förutsätter förbättrad kunskap om de krav som både växter och mikroorganismer ställer för att en lyckad, effektiv kvävefixering ska vara möjlig. I denna avhandling användes som modellsystem växt bakterie paret Galega (getärt) och Neorhizobium galegae, som ingår kvävefixerande symbios med varandra, för att studera särdrag som är kännetecknande för en lyckad symbiotisk kvävefixering. Studier av den genetiska diversiteten inom värdväxten visade att genetiska drag skiljer de två arterna G. orientalis och G. officinalis åt, både då hela genomet beaktas och på ett plan av specifika symbiosrelaterade gener. Genomsekvensering av tio stammar av N. galegae tillhandahöll ett användbart dataset f

Phosphorus (P) intake in Western countries exceeds the nutritional recommendations 2- to 3-fold, and the increased use of food additive phosphates (FAPs) in the food industry has augmented total P (TP) intake; an estimated 10-50% of TP intake comes from additives. However, in food composition databases, the amounts of FAPs may have not been taken into account. Difficulties in measuring true P intake occur also because bioavailability of P differs between foodstuffs; inorganic P from additives is absorbed better in the intestine than natural, organic P. The harmfulness of high P intake to kidney patients has been known for years, and dietary P restriction is used in the treatment of the disease to avoid vascular calcification, which occurs due to calcium-phosphate deposition in the vascular vessel wall. However, recently, concerns have been raised about the role of elevated serum phosphate concentrations in cardiovascular health in the general population, but data on dietary P is scarce. This thesis aims to offer new insights into the potential health risks related to high dietary P intake in Finland by providing knowledge on the bioavailability of P in foodstuffs, and on the association of high dietary P intake with cardiovascular disease risk factors in the general population. In Study I, a new method was developed for analysis of in vitro digestible P (DP), indicating bioavailable and absorbable P. DP and TP contents of certain differently processed cereals were analyzed. The calculated uncertainty of the new analysis method had little effect on the DP contents in the samples. Soured cereals contained more DP than unsoured cereals, and the long processing time increased the amounts of DP. In Study II, the DP contents of selected plant-based foodstuffs with or without FAPs were determined by the analysis method developed in Study I. The analyzed plant-based products contained varying amounts of P, but most P was not digestible, except in FAP-containing foodstuffs (, Fosforin saanti on länsimaissa kaksin-kolminkertaista suhteessa ravitsemussuosituksiin. Fosforin kokonaissaantia on kasvattanut fosforilisäaineiden käyttö elintarviketeollisuudessa ja on arvioitu, että jopa 10-50 prosenttia fosforin saannista on peräisin lisäaineista. Elintarvikekoostumustietokannoissa lisäaineiden osuutta fosforipitoisuuksissa ei välttämättä kuitenkaan ole otettu huomioon. Fosforin todellisen saannin arviointia vaikeuttaa myös fosforin hyväksikäytettävyyden vaihtelevuus eri fosforilähteiden välillä; lisäaineperäinen fosfori imeytyy elimistöön paremmin kuin elintarvikkeen luontainen fosfori. Munuaistautipotilailla runsaan fosforin saannin haitallisuus on ollut tiedossa jo pitkään, ja fosforirajoitteista ruokavaliota käytetään osana heidän hoitoaan, jotta mm. verisuonten kalkkeutumiselta voitaisiin välttyä. Viime vuosina on saatu tutkimustuloksia seerumin kohonneen fosfaattipitoisuuden haittavaikutuksista sydän- ja verisuonitautien riskiin ja verisuonten kalkkeutumiseen myös terveellä väestöllä, mutta ravinnon fosforin osalta tutkimustietoa on niukasti. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena on valottaa runsaan fosforin saannin mahdollisia terveysriskejä Suomessa tuottamalla tietoa elintarvikkeiden fosforin hyväksikäytettävyydestä ja runsaan fosforin saannin yhteyksistä sydän- ja verisuonitautien riskitekijöihin väestötasolla. Väitöskirjan ensimmäisessä ja toisessa osatyössä määritettiin liukoisen, ns. elimistöön imeytyvän ja hyväksikäytettävissä olevan fosforin sekä kokonaisfosforin pitoisuuksia eri tavoin prosessoiduista viljatuotteista sekä tavanomaisista ja lisäainefosforia sisältävistä kasviperäisistä elintarvikkeista. Käytetty liukoisen fosforin analyysimenetelmä jäljitteli ruoansulatuskanavassa ruoalle tapahtuvaa käsittelyä, ja se kehitettiin ensimmäisen osatyön puitteissa. Tulosten perusteella hapatetuissa viljatuotteissa liukoisen fosforin määrä oli suurempi kuin hapattamattomissa, ja pitkä kypsennysaika lisäsi liukoisen fosforin pitoisuuksia. Mu

The use of pesticides has allowed the efficient use of agricultural soil and provided humans with greater yields and agri-food security. Unfortunately, many pesticides have also adverse effects to the environment or human health, and may end up where they were not intended: the precious groundwater reserves. The use of atrazine, a herbicide used for controlling broad-leaf weeds, was banned in the EU for this reason in 2004, but is still globally one of the most widely used herbicides today. Although atrazine can be completely mineralized by microbes, in the subsurface, slow or incomplete degradation of atrazine is often observed. The ability of atrazine degradation by microbes can be utilized in bioremediation, a technique in which contaminants are removed by microbial activity. This study was undertaken to elucidate the potential use of genetic tools, such as quantitative PCR (qPCR), radiorespirometry, microautoradiography (MAR), clone libraries and genetic fingerprinting methods, in atrazine contaminated soils, and to apply them in atrazine bioremediation. Collaboration with our Indian partner permitted comparison between atrazine treated, cropped agricultural soils and boreal subsoil contaminated two decades ago with residual atrazine from weed control in municipal areas. Four different bioremediation methods, natural attenuation, bioaugmentation, biostimulation, and their combination, were used to reduce atrazine concentration in soil. Atrazine degradation copy numbers often reflected the atrazine degradation potential, indicating their robustness as monitoring tools in different soils. The most efficient bioremediation treatment was bioaugmentation by atrazine degrading bacterial strains Pseudomonas citronellolis or Arthrobacter aurescens, or by an atrazine degrading bacterial consortium: in the agricultural soil, up to 90% of atrazine was degraded in less than a week, whereas in the boreal subsoil, 76% of atrazine was mineralized. In the clone library construc, Torjunta-aineiden käyttö on turvannut ihmisten ruoansaantia mahdollistamalla viljelymaan tehokkaan käytön ja vähentämällä satomäärien vaihtelua. Monilla torjunta-aineilla on kuitenkin ympäristön ja terveyden kannalta haitallisia vaikutuksia, ja ne saattavat myös päätyä sinne, minne niitä ei tarkoitettu: arvokkaisiin pohjavesivarantoihin. Euroopan Unioni kielsi mm. vesakontorjunnassa käytetyn torjunta-aine atratsiinin vuonna 2004, mutta se on yhä eräs maailman käytetyimmistä herbisideistä. Vaikka mikrobit kykenevät mineralisoimaan atratsiinin, syvissä maakerroksissa sen hajoaminen hidastuu merkittävästi. Biopuhdistus on tekniikka, jossa haitta-ainetta hajotetaan mikrobitoiminnan avulla. Mikrobien kykyä hajottaa atratsiinia voidaankin käyttää hyväksi biopuhdistuksessa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää molekyylibiologisten menetelmien, kuten kvantitatiivisen PCR:n (qPCR), radiorespirometrian, mikroautoradiografian (MAR), kloonikirjastojen ja geneettisten sormenjälkitestien soveltuvuutta atratsiinin biopuhdistukessa ja testata eri puhdistusmenetelmiä erityyppisissä pilaantuneissa maissa. Yhteistyö intialaisen kumppanin kanssa mahdollisti vertailun aktiivisessa viljelykäytössä olevan trooppisen peltomaan ja pohjavesikontaktin välityksellä kaksi vuosikymmentä sitten pilaantuneen boreaalisen pohjamaan välillä. Maan atratsiinimääriä pyrittiin vähentämään käyttämällä neljää eri biopuhdistusmenetelmää: luontaista puhdistumista, biostimulaatiota, bioaugmentaatiota sekä biostimulaation ja augmentaation yhdistelmää. Atratsiininhajotusgeenien lukumäärät vastasivat usein biohajotuspotentiaalia eri maatyypeissä, mikä osoittaa niiden olevan luotettava parametri biohajoamisen seurannassa. Tehokkain biopuhdistusmenetelmä oli bioaugmentointi atratsiinia hajottavilla mikrobikannoilla Pseudomonas citronellolis ja Arthrobacter aurescens tai atratsiinia hajottavalla mikrobiyhteisöllä. Trooppisessa viljelymaassa jopa 90 % atratsiinista hajosi alle viikossa, kun taas boreaalises

Bacillus cereus is a ubiquitous food poisoning bacterium, but only producers of the emetic toxin, cereulide can be life threatening. Therefore a fast and reliable method is needed for identifying strains that produce the toxin. In this thesis the previously developed sperm bioassay was refined into a tool for the detection of microbially produced mitochondria toxic substances. This refined tool, Sperm Combi Assay effectively detected not only cereulide, but also other mitochondrial toxic substances and yielded data for classifying the substances into 3 different classes. The cereulide class (includes also valinomycin and enniatin) was characterised by a spotted mitochondrial sheath when stained with the membrane potential responsive dye JC-1. The gramicidin class (includes nigericin, calcimycin, monensin, narasin, salinomycin and antimycin A) was characterised by gradual fading of the dye during loss of the membrane potential. The ionomycin type (includes staurosporine, oligomycin) was characterised by loss of sperm motility with no changes of the mitochondrial membrane potential. The novel Sperm Combi Assay was put to the test to clarify the cause of illness connected to consumption of food supplements (seaweed capsules). The Sperm Combi Assay revealed highly toxic contaminants in the capsules. The test revealed that the poisonous substance was in the seaweed inside the capsule, not involving the capsule shell. The currently available official methods had failed to disclose this information. The test further helped to identify bacteria responsible for producing the toxic substances in the seaweed. The effects shown by the Sperm Combi Assay were similar to the gramicidin type of response. Next the Sperm Combi Assay was used to track potential sources of cereulide producers in food. We found cereulide producing B. cereus from potato tuber originating from the consumer market and had not undergone industrial treatment. We describe in this thesis how the initial plate, Kereulidi-toksiinia tuottavien Bacillus cereus -bakteerien tunnistaminen elintarvikkeista sekä paperintuotannon ja biojätteiden prosessointinäytteistä Bacillus cereus on hyvin yleinen bakteeri ympäristössä, erityisesti kasveissa ja maaperässä. Elintarvikkeissa lisääntyessään sen toksineeja tuottavat kannat aiheuttavat ruokamyrkytyksiä. Sen monista toksiineista eli myrkkyaineista kereulidi, jota sanotaan myös oksetustoksiiniksi, on erityisen vaarallinen. Se tunnetaan jopa kuolemaan johtaneiden, vakavien myrkytysten aiheuttajana. Siksi tätä toksiinia tuottamaan kykenevien B. cereus -kantojen tunnistaminen on tärkeää. Tässä työssä kehitettiin kuumennusta kestävien toksiinien mittausmenetelmä, Sperm Combi Assay (SCA). Menetelmässä hyödynnetään sikataloudessa tuotettavaa siemennestettä. Eri toksiinit aiheuttavat sian siittiöissä erityyppisiä soluvammoja. Mikroskooppisesti todennettavien, kullekin toksiinityypille ominaisten soluvaurioiden avulla toksiinit voidaan tunnistaa suoraan elintarvikkeista ja mikrobinäytteistä. Siittiöreaktiivisia mikrobitoksiineja löytyi kolmenlaisia: 1. kereulidi ja sen kaltaisesti vaikuttavat, kuten kymmen- tai satakertaisesti vähemmän myrkylliset, valinomysiini ja enniatiini. Näille myrkyille on tunnusomaista siittiön hännän värjäytyminen pilkulliseksi JC-1 väriaineella, joka vaihtaa väriä solujen kalvopotentiaalin muuttuessa; 2. gramisidiinin kaltaiset myrkkyaineet nigerisiini, kalsimysiini, monensiini, narasiini, salinomysiini ja antimysiini A, joille tyypillistä oli JC-1 väriaineen ilmaiseman korkean kalvopotentiaalin vähittäinen sammuminen; 3. jonomysiinin kaltaiset myrkkyaineet, joille tyypillistä oli siittiöiden lakkaaminen uimasta ilman, että niiden kalvopotentiaalissa näkyy muutosta. Uutta mittausmenelmää testattiin erään ravintolisäkapselien käyttöön liittyneen epidemian yhteydessä (merileväkapseleita). SCA-mittaus paljasti kapselien sisällön vahvan myrkyllisyyden, jota ei tavanomaisilla, viranomaiskäytössä olevilla menetelmillä voit

Utilisation of non-edible, renewable lignocellulosic biomass for the production of second generation biofuels and chemicals is hindered especially by the high price of enzymes needed for biomass degradation. Filamentous fungi are natural producers of enzymes active against plant cell wall polymers. Especially the ascomycota fungus Trichoderma reesei is widely utilised in the industry for the production of cellulases and hemicellulases. However, the efficiency of enzyme production needs to be further improved in order to ensure economical production of biobased products. Several environmental factors affect protein production by filamentous fungi. Cellulase and hemicellulase genes of T. reesei are activated by inducer molecules derived from different substrates. The need for cooperation of different hydrolytic enzymes for the total degradation of plant cell wall material has led to coordinated expression of these genes. However, the extent and timing of induction can vary between different genes and especially the hemicellulase genes aredifferentially induced by various substrates. The direct regulation of cellulase and hemicellulase genes by transcriptional regulators has been widely studied and several activators and repressors of these genes have been characterized in detail. However, little is still known concerning the exact regulatory pathways and mechanisms utilised by the fungus for the accurate timing and composition of the hydrolytic enzymes produced. In this study, a genome-wide transcriptional analysis of T. reesei gene expression at different ambient pH conditions was conducted in order to identify genes affected by extracellular pH. The role of a T. reesei orthologue for the characterized pH regulator, PacC, in the expression of cellulase and hemicellulase genes was also studied. An extensive induction experiment together with transcriptional profiling was then utilised to study the effects of several different substrates on the expression of genes enco, Biomassan hajotukseen tarvittavien entsyymien korkea hinta vaikeuttaa uusiutuvien lignoselluloosasta rakentuvien biomassamateriaalien käyttöä toisen sukupolven biopolttoaineiden ja kemikaalien tuotantoon. Rihmamaiset sienet tuottavat luonnostaan kasvien soluseinämateriaalia hajottavia entsyymejä. Varsinkin Trichoderma reesei sientä käytetään laajasti teollisuudessa sellulaasien ja hemisellulaasien tuottoon. Sienen entsyymintuottokykyä tulee kuitenkin parantaa vielä entisestään, jotta biopohjaisten tuotteiden kustannustehokas tuotto voidaan varmistaa. Useilla eri ympäristötekijöillä tiedetään olevan vaikutusta rihmamaisen sienen proteiinintuottoon. T. reesei -sienen sellulaasi- ja hemisellulaasigeenit aktivoituvat erilaisista substraateista muodostuvien indusorien välityksellä. Kasvimateriaalin hajotukseen tarvitaan useiden eri entsyymien yhteistyötä, mikä on johtanut entsyymejä koodaavien geenien koordinoituun ekspressioon. Induktion voimakkuus ja ajoitus voivat kuitenkin vaihdella eri geenien välillä, ja erityisesti hemisellulaasigeenien induktiossa on havaittu vaihtelua myös eri substraattien välillä. Sellulaasi- ja hemisellulaasigeenien säätelyä spesifisten transkriptiofaktoreiden välityksellä on tutkittu laajasti ja useita aktivaattoreita ja repressoreja on karakterisoitu. Entsyymien tuoton ajoittamiseen ja optimaalisen entsyymiseoksen tuottamiseen tarvittavista säätelymekanismeista tiedetään silti vielä melko vähän. Solun ulkopuolisen pH:n vaikutusta T. reesei -sienen geeniekspressioon tutkittiin genominlaajuisella transkriptioanalyysillä. Analyysin tavoitteena oli tunnistaa pH:n muutokseen reagoivia geenejä. Lisäksi tunnetun, pH-säätelystä vastaavan pacC-geenin ortologin roolia T. reesein sellulaasi- ja hemisellulaasigeenien ekspression säätelyssä tutkittiin. Laajaa induktiokoetta yhdistettynä transkriptioanalyysiin hyö-dynnettiin tutkittaessa eri substraattien vaikutusta CAZy-geenien ekspressioon. Lisäksi transkriptiodataa hyödynnettiin uusien, sellulaasi- ja

Quantitative reverse transcription PCR (RT-qPCR) assay is widely used for the detection of RNA viruses in environmental water samples. However, a major limitation of using RT-qPCR assay to quantify virus titers is its inability to discriminate between infectious and non-infectious viruses, resulting in overestimation of viral infectivity. Thus, the aim of this study was to develop a reliable molecular method for rotavirus detection with information on viral infectivity, and which may contribute to the development of molecular detection methods for correct estimation of infectivity of non-cultivable viruses. In experimental work, the potential of using propidium monoazide (PMA) or RNase treatment prior to RT-qPCR assay was evaluated to measure the infectivity of human rotavirus. In brief, original human rotavirus (HRV) stock was produced by propagating viruses in MA-104 cells. The virus stocks (including HRV stock A and B) were thermally treated at 80 °C at different time points. The virus titer was measured by (1) cell culture-based infectivity assay, (2) RT-qPCR assay, and (3) RT-qPCR assay with PMA or RNase pretreatment. The result of cell culture-based infectivity assay showed that heat exposure for 5 min at 80 °C was sufficient to inactivate the HRV, while RT-qPCR assay alone overestimated the viral infectivity. The results of RT-qPCR assay with pre-treatments showed that, for thermally-inactivated HRV stock A, similar level of false-positive results was reduced with PMA treatment regardless of inactivation time (ranges from 1.04 to 1.18 log10 PCR-units), while higher reduction level was observed with RNase treatment (ranges from 2.64 to 2.89 log10 PCR-units). On the other hand, the effects of both pre-treatments on thermally-inactivated HRV stock B were negligible. In conclusion, both PMA and RNase pre-treatments eliminated the false-positive results of RT-qPCR assay to some extent in defined conditions, while the discrepancy between the infectivity assay and R

The known natural habitats of Deinococcus geothermalis are geothermal springs and deep ocean subsurfaces. The bacterium has also found its way to manmade environments, including paper machines and drinking water distribution systems, from which it is very difficult to remove due to its resistance towards industrial washing procedures, dehydration and even high doses of ionizing radiation. D. geothermalis attaches tightly on industrial, even microbially repellent, surfaces initiating slime accumulation. We show that the adhesion of D. geothermalis is mediated by outercellular appendages identified as glycosylated type IV pili. D. geothermalis is the first taxon member of the ancient phylum Deinococcus-Thermus, where glycosylated pili are reported. We propose that D. geothermalis is an obligate microaerobic bacterium. Proteomic analysis showed that D. geothermalis, when cultivated aerobically in nutrient limiting medium prevailing in nature, suffered from oxidative stress. Cells did not grow or respire, unless divalent manganese was supplied. As a novel finding, we reported that the cells secreted succinic acid to the medium, possibly as an end product of metabolic pathways directed to battle oxidative stress. The data suggests that D. geothermalis can grow in aerobic habitats, such as the splash areas of paper machines, when divalent manganese is available. Generation of biofilms may be a physiological response of D. geothermalis to escape atmospheric oxygen. Under aerobic conditions D. geothermalis was intolerant to sodium ions beyond 90 mM. Sodium may have inhibitory effect on V-type ATPases, which D. geothermalis uses as its sole mechanism of oxidative phosphorylation. The findings in this thesis offer novel antifouling strategies in processes where D. geothermalis is harmful: (1) destroying the pili by antifouling treatments; (2) promoting dispersal of D. geothermalis from the biofilm by environment-compatible procedures, such as providing process waters with man, Deinococcus geothermalis bakteerin luontaisia kasvuympäristöjä ovat kuumat lähteet ja valtameren syvänteet, mutta tämä bakteeri on löytänyt tiensä myös ihmisen tuottamiin ympäristöihin, kuten paperikoneille ja talousveden jakelujärjestelmiin. Bakteeri sietää hyvin tuotantolaitteiden puhdistukseen käytettyjä keinoja, kuten happohuuhteluja ja desinfioivia kemikaaleja, kuivatusta ja jopa ionisoivaa sädetystä. D. geothermalis tarttuu tiukasti teollisiin, jopa antimikrobiaaliseksi suunniteltuihin pintoihin. Osoitimme, että bakteerin tarttumaeliminä toimivat tyypin IV pilukset sekä solun pinnalla olevat sokerijohdannaiset. D. geothermalis on ikivanhan pääluokan, Deinococcus-Thermus, ensimmäinen laji, josta löydettiin piluksia. Ehdotamme, että D. geothermalis on mikroaerobinen bakteeri. Proteomiikka-analyysi paljasti, että matalaravinteisessa ympäristössä D. geothermalis kärsi happistressistä. Solujen kasvu ja hengitys pysähtyivät, ellei kasvualustaan lisätty mangaania. Solut erittivät ympäristöönsä meripihkahappoa, jota mahdollisesti syntyi jätteenä prosesseista, joilla solut suojautuivat taistelussa happistressiä vastaan. Tulokset indikoivat, että D. geothermalis tulee toimeen hapellisessa ympäristössä, kuten paperikoneiden roiskealueilla, vain jos mangaani-ioneja on saatavilla. Biofilmien tuotto voi D. geothermalis-bakteerille olla keino suojautua ilmakehän hapelta. Hapellisissa oloissa D. geothermalis sieti huonosti natriumsuoloja. Syynä saattoi olla energiakriisi seurauksena siitä, että natriumionit inhiboivat D. geothermaliksen hapelliseen ATP tuottoon käyttämää entsyymiä, V-ATPaasia. Tämän väitöskirjan tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia torjua D. geothermalis prosesseissa, joissa siitä on haittaa: (1) antifouling toimenpiteet, joilla tuhotaan tarttumapilukset; (2) D. geothermaliksen biofilmien tuhoaminen ympäristöystävällisillä tavoilla, kuten lisäämällä prosessivesiin mangaania tai natriumia, tai (3) alentamalla prosessiympäristön happipitoisuus tasolle, jossa

Homogenisation is a physical process which results in the reduction in the size of fat-globules to reduce creaming. It is not generally used in cheesemaking as it allows access of the indigenous enzyme lipoprotein lipase (LPL) to the triacylglycerol core of the fat globule, resulting in uncontrollable lipolysis and rancidity both in the milk and cheese made therefrom. It was hypothesised that the inclusion of low-pressure homogenisation in a controlled fashion could be used to improve the sensory characteristics and consumer acceptability of cheese relative to un-treated cheeses. A pre-processing treatment was developed wherein raw milk was homogenised (at 0, 5 or 10 MPa pressure), incubated for 1 h at 37ºC and either batch pasteurised (63ºC for 30 min) or high-temperature short-time pasteurised (75ºC for 15 s). Control milks were treated similarly, but bypassed the homogenisation step. Cheddar and Emmental cheese were produced from the pre-treated milk and ripened according to respective ripening schemes. Reduced-fat Emmental cheese (20% fat) was also produced, using both homogenisation pressure of 10 MPa in the pre-treatment and with a control milk. Biochemical analyses showed higher moisture and NaCl levels in homogenised milk cheeses, while free fatty acids (FFA) were in some cases twice that of the control cheeses. The difference in amount of FFA can be attributed primarily to the lipolysis experienced in the pre-treatment. No differences were found in levels of bacteria in cheeses in any study. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) showed a greater distribution of smaller homogenised fat globules throughout the cheese matrix. Sensory characteristics of the cheeses produced using the pre-treatment and Emmental cheesemaking were evaluated by descriptive sensory profiling using trained panels. Cheeses produced with homogenisation were rated higher for taste intensity and salty taste and were smoother, fattier and crumblier, lacked characteristic eyes and were, Homogenoinnissa maidon rasvapisaroiden koko pienenee, jolloin kerman erottuminen vähenee. Homogenointia ei käytetä yleensä juuston valmistuksessa, sillä prosessi mahdollistaa maidon lipoproteiinilipaasi (LPL) -entsyymin pääsyn rasvapisaran triasyyliglyseroli-ytimeen aiheuttaen hallitsematonta lipolyysiä ja eltaantumista valmiissa tuotteessa. Tutkimuksen hypoteesina oli, että matalapainehomogenoinnin kontrolloitu käyttö parantaa juuston aistinvaraisia ominaisuuksia ja siten hyväksyttävyyttä kuluttajien keskuudessa. Työssä kehitettiin esikäsittely, jossa raakamaito homogenoitiin (0, 5 tai 10 MPa), inkuboitiin (1 t 37°C) ja joko pastöroitiin (30 min 63°C) tai pastöroitiin korkeassa lämpötilassa lyhytaikaisesti (15 sek 75°C). Kontrollimaidot käsiteltiin samalla tavalla, paitsi että niitä ei homogenoitu. Cheddar- ja emmentaljuustot valmistettiin esikäsitellystä maidosta ja kypsytettiin vakiintunein menetelmin. Työssä valmistettiin myös kaksi vähärasvaista emmentaljuustoa (20 % rasvaa), joista toisen pohjana oleva maito homogenoitiin esikäsittelyssä (10 MPa) ja toinen oli kontrollijuusto. Kemialliset analyysit osoittivat, että homogenoidusta maidosta valmistetuissa juustoissa oli suuremmat kosteus- ja suolapitoisuudet, ja vapaiden rasvahappojen (FFA) määrä oli jopa kaksinkertainen kontrollijuustoihin verrattuna. Vapaiden rasvahappojen suuri määrä johtunee lipolyysistä esikäsittelyn aikana. Bakteerien määrissä ei ollut eroja eri juustojen välillä. Konfokaalimikroskooppikuvista nähtiin, että koejuustoissa proteiinimatriisien homogenoidut rasvapisarat olivat pienempiä ja laajemmalle levinneitä kuin kontrollijuustoissa. Koulutettu raati arvioi juustojen aistinvaraiset ominaisuudet kuvailevan menetelmän avulla. Homogenoidusta maidosta valmistetut juustot arvioitiin voimakkaamman ja suolaisemman makuisiksi, sileämmiksi, rasvaisemmiksi ja murenevammiksi kuin kontrollijuustot. Ne olivat myös väriltään tasaisempia ja vähemmän keltaisia, ja niistä puuttuivat emmentaljuustolle tyypi

Glycaemic response to carbohydrate-containing foods is a combination of glucose absorption, endogenous glucose production, and tissue glucose uptake. After a carbohydrate-containing meal, blood glucose rises, which stimulates insulin secretion. The different amount and type of carbohydrates influence postprandial glucose and insulin responses differently. The concept of the glycaemic index (GI) was developed to rank carbohydrates according to their effect on blood glucose levels. Food with a low GI value is considered beneficial in maintaining optimal blood glucose due to smaller incremental increase in blood glucose than food with a high GI value. Foods characterized by a low GI therefore have been found to induce benefits on several risk markers related to type 2 diabetes and cardiovascular disease. The concept of the GI was originally developed as a tool for individuals with diabetes in choosing the most beneficial carbohydrate-rich foods regarding blood glucose responses. To assess the extent to which eaten food raises insulin levels, the concept of the insulinaemic index (II) was launched. The calculation of II values is performed similarly to GI values. The concept of GI has been widely studied and debated in the scientific literature. The main aim of this thesis was to investigate the effect of methodological choices on measured glucose and insulin responses, especially on GI values. To achieve these goals, five different postprandial studies were conducted in healthy individuals and in individuals with impaired glucose tolerance. Capillary and venous blood samples were collected up to 2-3 h postprandially and the incremental area under the curve (IAUC), GIs, and IIs were calculated. In the first study, the effects of methodological choices on measured glycaemic response and GI values were determined. Comparisons were done between blood sampling type (capillary vs. venous blood samples), type of reference food (white bread vs. glucose solution), and how many, Hiilihydraattipitoisen elintarvikkeen verensokerivasteen muodostumiseen vaikuttavat hiilihydraattien imeytyminen, kehon oma glukoosintuotanto ja kudosten glukoosin sisäänotto. Aterian jälkeen verensokeri nousee, mikä stimuloi insuliinin eritystä. Erilaiset hiilihydraatit vaikuttavat aterianjälkeisiin verensokeri(glukoosi)- ja insuliinivasteisiin eri tavoin. Glykeeminen indeksi (GI) kehitettiin luokittelemaan hiilihydraattipitoisia elintarvikkeita niiden aikaansaamien verensokerivasteiden perustella. Elintarvikkeita, joilla on pieni GI, pidetään hyödyllisenä optimaalisen verensokeritason kannalta. Pienen GI:n elintarvikkeet nostavat verensokeria maltillisesti verrattuna suuren GI:n elintarvikkeisiin. Tästä johtuen pienen GI:n elintarvikkeiden syömisestä on osoitettu olevan hyötyä useiden kroonisten tautien, kuten tyypin 2 diabeteksen ja sydän- ja verisuonitautien, liittyvien riskitekijöiden kannalta. GI:n konsepti luotiin alun perin diabeetikoiden avuksi, jotta he voisivat valita mahdollisimman edullisia elintarvikkeista verensokerivasteiden kannalta.Syödyn elintarvikkeen insuliinivasteiden luokittelua varten kehitettiin insulineeminen indeksi (II), joka mitataan ja lasketaan samalla tavoin kuin elintarvikkeen GI. GI-konsepti on paljon tutkittu ja tieteellinen keskustelu aiheesta on ollut runsasta. Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli tutkia menetelmällisten valintojen vaikutusta mitattuihin glukoosi- ja insuliinivasteisiin sekä etenkin GIarvoihin. Väitöstutkimusta varten tehtiin viisi erillistä koesarjaa, joista neljä toteutettiin terveillä tutkittavilla ja yhdessä koesarjassa oli terveiden tutkittavien lisäksi tutkittavia, joiden glukoosinsieto oli heikentynyt. Tutkittavilta otettiin sormenpäästä ja laskimoista verinäytteitä kahden tai kolmen tunnin ajan. Näiden säännöllisin väliajoin otettujen verinäytteiden avulla määritettiin verensokeri- ja insuliinivasteet sekä laskettiin GI- ja II-arvot. Ensimmäisessä koesarjassa tutkittiin menetelmällisten valintojen va

Tämän tutkielman tavoitteena oli löytää rasvattoman sekoitejogurtin valmistuksessa käytetylle liivatteelle ei-eläinperäinen korvaaja, jotta uudet kuluttajat, kuten lakto-ovovegetaristit ja eri uskontokuntiin kuuluvat ihmiset, voisivat käyttää rasvatonta jogurttia. Liivatteen korvaajina tutkittiin kahta elintarvike-entsyymiä: transglutaminaasia ja proteiiniglutaminaasia, muunneltua perunatärkkelystä sekä heraproteiinia. Korvaamisesta mahdollisesti aiheutuvia kuluja myös tarkasteltiin. Työn kirjallisuuskatsauksessa tutustuttiin maidon koostumukseen, jogurtin valmistukseen, geelin muodostukseen, rakenteeseen ja liivatteen korvaajiin. Jogurtit valmistettiin itse Valio Oy T&K:n prosessilaboratoriossa rasvattomasta luomumaidosta ja maitojauheesta. Tutkielman aikana suoritettiin myös kaksi tuotantokoeajoa, joissa liivate korvattiin elintarvike-entsyymeillä. Jogurteista mitattiin viskositeetti ja pH, laskettiin hiutaleet ja niiden makua ja ulkonäköä arvioitiin aistinvaraisesti kolmen viikon ajan. Jogurtteja verrattiin itse valmistettuun vertailunäytteeseen sekä Valion rasvattomaan jogurttiin. Entsyymikäsittelyn vaikutusta jogurtin proteiineihin tutkittiin geelielektroforeesin avulla. Tässä tutkimuksessa parhaimmiksi liivatteen korvaajiksi arvioitiin entsyymit ja heraproteiinilisäys. Parhaimmat ilman liivatetta valmistetut jogurtit vastasivat maultaan ja rakenteeltaan Valion rasvatonta jogurttia ja niiden viskositeetti oli jopa parempi. Jogurteissa ei havaittu merkittävää hiutaleisuutta eikä synereesiä. Tuotantomittakaavassa valmistetuissa jogurteissa havaittiin hiutaleisuutta ja synereesiä. Hiutaleisuudesta päästiin eroon Ytron-Z muokkaajalla. Viskositeetiltaan ja aistinvaraisilta ominaisuuksiltaan nämä jogurtit eivät eronneet nykyisestä rasvattomasta jogurtista. Tuotantokokeissa havaittiin myös, että jogurttien proteiinipitoisuuden lasku ei aiheuttanut rakenneongelmia. Tämän tutkimuksen perusteella jogurtin valmistusprosessin liivate voidaan korvata entsyymeillä ja jogurtt, The aim of this thesis was to find a suitable substitute of non-animal origin for fat free stirred yoghurt in order to attract new consumers such as vegetarians and people of different religions. The substitutes for gelatin studied here were two food enzymes (transglutaminase and proteinglutaminase), modified potato starch and whey protein. Costs of replacing the gelatin with food enzymes were also examined. Composition of milk, manufacturing process and structure of stirred yoghurt, formation of yoghurt gel and the substitutes for gelatin were reviewed in the literature section. The yoghurts were prepared in the process laboratory of Valio’s R&D using skimmed organic milk and milk powder. During the thesis two trials with food enzymes were also carried out in the production line of Valio’s non-fat yoghurt. Viscosity, pH and graininess of the yoghurts were measured and sensory analyses were conducted during three weeks of storage and the results were compared to handmade control yoghurt and to yoghurt that has been made in the production line in Riihimäki. Enzyme-treated yoghurts were also analyzed with gel electrophoresis. According to this study the best substitutes for gelatin were TG and PG enzymes and whey protein concentrate. Yoghurts prepared with these substitutes had a structure and flavor comparable with that of the control yoghurt. Their viscosities were even greater than the viscosity of Riihimäki’s yoghurt. No graininess or syneresis was observed in these yoghurts. However, the yoghurts manufactured in the production line were found to be grainy and also some syneresis was observed. The graininess could be reduced by treating the yoghurts with Ytron-Z-mixer. The resulting yoghurts did not differ from the current non-fat yoghurt in viscosity or in sensory properties. We also found out that it was possible to reduce the amount of protein content in the yoghurts without affecting the structure of the yoghurt. The reduction of protein content and substituti

Traditional Swiss Emmental utilizes copper vats, whereas Finnish Emmental is manufactured using stainless steel cheese vats, and a copper sulfate solution is added into the cheese-milk to reach copper levels in the final cheese of a maximum 15 ppm. Other manufacturers use stainless steel vats but no copper is added. Despite the economical importance of Emmental cheese for the Finnish dairy industry, no studies have been published on the effect of copper in these cheeses. To elucidate the effects of copper on the starters and adjunct cultures utilized for commercial Finnish Emmental manufacture, thirteen strains belonging to Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophilus and Propionibacterium freudenreichii species were exposed to various copper concentrations supplemented in a laboratory culture medium. The cell growth and viability, and activity were monitored. There was considerable species- and strain-dependent variation in the copper resistance. To investigate the effect of copper on the quality of Finnish Emmental, experiments were performed at pilot plant scale, simulating commercial cheese manufacture conditions. Various sets of cheeses were produced with and without copper supplement in the cheese-milk and with and without the incorporation of the protective strain Lactobacillus rhamnosus LC705. The cheeses were examined at 1, 7, 30, 60 and 90 days from microbiological, chemical and sensory viewpoints. The presence of supplemented copper affected the level of organic acids, the level of primary and secondary proteolysis and sensory properties of the cheeses. To investigate the effects of copper on Clostridium tyrobutyricum, main organism causing spoilage in Emmental cheese, two different experimental set-ups (studies) were performed. One study was designed for determining the effects of copper supplemented in the growing medium on germination and growth and, the second study for determining the effect, Perinteistä sveitsiläistä Emmental hyödyntää kupari astioita, kun taas suomalainen Emmental on valmistettu ruostumattomasta teräksestä juustoa sammiot ja kupari sulfaattiliu lisätään juusto-maito päästä kupariarvot lopullisessa juuston enintään 15 ppm. Muut valmistajat käyttävät astiat ruostumattomasta teräksestä, mutta ei kuparia lisätään. Muutaman eristää tutkimuksissa on raportoitu suhteessa vaikutukseen, kuparin Emmental juusto valmistuksessa. Vaikka taloudellinen merkitys Emmental juustoa Suomen meijeriteollisuuden, tutkimuksia ei ole julkaistu vaikutus kuparin tällä juustoa. Tutkimukset koottu tässä väitöskirjassa suoritettiin selvittämään vaikutuksia kuparilla hyödyllisiä ja pilaajabakteerit liittyvät Emmental juustoa ja lopulliseen laatuun Suomi Emmental juusto. Hyödyllisiä mikro-organismit koostuvat alkupaloja ja sekundääriviljelmistä hyödyntää kaupallisiin Suomen Emmental valmistus altistettiin eri kuparin pitoisuudet täydennetty laboratoriossa viljelyalustaan. Solujen kasvun ja kannattavuuden, ja niiden toimintaa seurattiin. Kuparin läsnäolo vaikuttaa solujen kasvua ja toimintaa lajeja ja kantoja testataan. Vaikutuksen tutkimiseksi kuparia laatuun Suomi Emmental, kokeet suoritettiin koelaitosluokan, simuloidaan kaupallinen juuston valmistus olosuhteissa. Eri sarjaa juustoja tuotettiin ja ilman kuparia täydentää juusto-maitoa. Läsnäolo täydentää kupari juustomaidossa vaikuttaa joitakin kemiallisia ja aistinvaraisiin ominaisuuksiin juustoja. Yleensä sensoriset ominaisuudet olivat vaikuttaa positiivisesti kuparin läsnäollessa. Raportteja ei ole julkaistu suhteessa vaikutusta kuparin Clostridium tyrobutyricum, tärkein aiheuttava bakteerit pilaantumista Emmental juustoa. Vaikutusten tutkimiseksi kuparia on Clostridium tyrobutyricum, kaksi eri kokeelliset asetukset (tutkimukset) suoritettiin ja kolmella eri kantoja. Esto itävyys, kasvun ja itiöinti, kolme yleistä vaihetta sykli elämän itiöivinä bakteereja, havaittiin kaikissa kolmessa kantojen kanta-riippui tav

Idli is a popular cereal-legume fermented food of Indian origin. It is steam cooked from fermented (lactic acid-yeast) batter of rice (cereal) and black gram (legume). Idli preparation process includes three major steps – soaking of rice and black gram, grounding and fermentation. The idli preparation process is laborious, as the whole procedure takes about 20 hours. Further, the fermented batter has a shelf life of 4-5 days at 4 ºC. Literature studies reveal less efforts has been taken to improve shelf life and nutritional quality of idli. The overall aim of this thesis was to improve the quality of idli batter by mild heat treatment (Objective 1) and through microbial applications (Objective 2-4). First, the fermented idli batter was mild heat (MH) treated (57, 60, 63, 66 and 70 ºC ) to reduce the high (10.5 log cfu/g) lactic acid bacteria and yeast counts for enhancing the shelf stability at refrigerated storage. MH treatment (at 70 ºC) induced the highest reduction (3.6 log cfu/g) without affecting the pasting profile of idli batter. During storage study (upto 10 days at 4 ºC) the microbial counts further decreased without change in pH.The second objective was to monitor the changes in physicochemical properties and B-vitamin (riboflavin, folate and vitamin B12) levels in idli batter fermentation on addition of starters - Lactococcus lactis N8 (SAA1) and Saccharomyces boulardii (YEA1). Fermentation profiles were recorded individually and in combination of starters. SAA1 and YEA1 were able to enhance or retain riboflavin and folate levels, but no change in vitamin B12 levels were observed during fermentation. Further, YEA1 individually and in combination with SAA1 significantly improved the idli batter volume, implying high gas production. The third objective was to produce nisin in idli batter by addition of SAA1 (nisin producer). The results highlighted SAA1 was capable of producing nisin in idli. However, the produced nisin was degraded by the activity of indi

Johdanto: ?-kateniini on proteiini, joka toimii osana solun kasvua edistävää Wnt-reittiä. ?-kateniinin säätelyjärjestelmän häiriintyminen edistää esisyöpägeenien eli proto-onkogeenien ilmentymistä, mikä johtaa solujen hallitsemattomaan jakautumiseen ja suolistosyövän kehittymiseen. ?-kateniinia säädellään solussa sen hajottamisen ja fosforylaation avulla. ?-kateniinin fosforyloitumisen seriini552- ja seriini675-aminohappotähteistä on osoitettu lisäävän proto-onkogeenien ilmentymistä, ja sitä kautta edistävän suolistosyövän kehittymistä. Toistaiseksi on vain yksittäisiä julkaisuja siitä, miten ravinto vaikuttaa ?-kateniinin fosforyloitumiseen suoliston limakalvolla. Tavoitteet: Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää fluoresenssiin perustuvaa Western blotting –menetelmää erilaisten ?-kateniinin fosforylaatiomuotojen määrittämiseksi paksusuolisyöpämallien kudos- ja solunäytteistä. Optimoitua menetelmää käytettiin mittaamaan fosfo-Ser552- ja fosfo-Ser675-?-kateniinipitoisuudet näytteistä, jotka olivat peräisin kahdesta osastolla aiemmin ApcMin-hiirillä tehdystä dieettitutkimuksesta. Tavoitteena oli nähdä, vaikuttavatko tutkimusdieetit fosfo-?-kateniinin määrään hiirien suoliston limakalvossa ja ovatko fosfo-?-kateniinipitoisuudet yhteydessä suolistokasvaimien muodostumiseen. Aineisto- ja menetelmät: Tutkimuksessa hyödynnettiin aikaisemmista tutkimuksista peräisin olevia ihmisen paksusuolisyövän solunäytteitä ja paksusuolisyövän eläinmallin, ApcMin-hiiren suoliston limakalvonäytteitä. Näitä näytteitä käytettiin kehittämään fluoresenssiin pohjautuvaa menetelmää ?-kateniinin eri fosforylaatiomuotojen (Ser33/37/Thr41, Thr41/Ser45, Ser552, Ser675 ja Tyr654) mittaamiseksi saatavilla olevilla kaupallisilla vasta-aineilla. Kehitetyllä menetelmällä analysoitiin kokonais-, fosfo-Ser552- ja fosfo-Ser675-?-kateniinipitoisuudet kahdesta ApcMin-hiirillä tehdystä tutkimuksesta, joissa toisessa oli tutkittu kasvistanolin ja toisessa ns. länsimaisen, paljon rasvaa, vähän kalsiumia j, Background Protein called ?-catenin has the key role in the Wnt signaling pathway which induces cell division and growth. The disruption of the ?-catenin degradation can lead to uncontrolled cell division and development of colon cancer due to ?-catenin´s ability to enhance the expression of the proto-oncogenes in Wnt singaling pathway. Cells control ?-catenin by degradation and phosphorylation. Phosphorylated ?-catenin at serine675 and serine552 residues increases proto-oncogene expression, and thereby promotes colon cancer formation. At present, only few research articles have addressed whether diet can affect the phosphorylation status of ?-catenin in the intestinal mucosa. Objective The objective of the master´s thesis was to develop fluorescence-based western blotting method to analyze phosphorylated ?-catenin forms from colon cancer cell and intestinal mucosa tissue samples. Optimized method was used to analyze phospho-Ser675- and phospho-Ser552-?-catenin from samples derived from two dietary studies conducted with ApcMin mice. The aim of this was to determine whether dietary components have effect on phosphorylation of ?-catenin in the intestinal mucosa tissue and whether phosphorylated ?-catenin correlated with intestinal adenoma number and size. Materials and methods Fluorescence-based western blotting method was developed to analyze all the ?-catenin phosphorylation forms that can be detected by using commercially available antibodies (Ser33/37/Thr41, Thr41/Ser45, Ser552, Ser675 and Tyr654). Phospho-?-catenin was measured from samples obtained from colon cancer cells lines and intestinal mucosa tissue of ApcMin mice (a model of colon cancer). Optimized method was used to analyze ?-catenin, phospho-Ser675- and phospho-Ser552-?-catenin levels from normal intestinal mucosa samples of ApcMin mice originated from two dietary studies. In the first study mice were fed 0,8 % plant stanol diet and in the second study mice were fed western type diet which contained

Rhizobia are agriculturally important bacteria that possess the ability to fix nitrogen for their host legumes, an attribute ascribed to the presence of symbiosis-related genes usually clustered on plasmids called symbiotic plasmids (pSyms). Many pSyms have been proven self-transmissible, capable of transferring themselves to other bacteria through conjugation, thereby propagating their symbiotic features. Rhizobium galegae symbiovar (sv.) officinalis has a pSym, on which typical conjugation genes have been revealed. A Type IV secretion system (T4SS) functioning as a conjugation system has also been computationally predicted on a chromid, another replicon in R. galegae sv. officinalis. In addition, the transfer of the pSym of R. galegae sv. officinalis to a non-nodulating mutant strain of R. galegae sv. orientalis has been previously observed under laboratory conditions. Therefore, this thesis was aimed at investigating the self-transmissibility of the pSym of R. galegae sv. officinalis and the necessity of the T4SS’ presence for the pSym transfer. Two derivatives of the R. galegae sv. officinalis were generated with one strain cured of its pSym by using Tn5-mob-sacB transposon and the other strain excised the T4SS from the chromid by Cre-lox site specific recombination system. Conjugation were then performed between these two derivatives as well as between the wild-type strain and the plasmid-cured derivative, followed by the host plant nodulation tests. The tests showed no formation of a single nodule in either pair, which was unexpectedly inconsistent with the previous experimental observation. No solid explanations could be proposed at this stage. It might be due to the low transfer frequency resulted from complex associations with subtle environmental signal molecules or recipient cell recognition that presumably disabled the transmissibility of the pSym.

Tämän maisterintutkielman tavoitteena oli löytää uusia ja tehokkaampia rahkanvalmistusmenetelmiä Valion käyttöön, sillä maitorahkan kulutus on kasvanut merkittävästi viime vuosina. Tavoitteena oli valmistaa rahkaa ilman heran erotusta, jolloin rahkan raaka-aineet saadaan hyödynnettyä nykyistä paremmin. Maidon eri proteiinijakeiden soveltumista rahkanvalmistukseen sekä erilaisten proteiineja muokkaavien entsyymien vaikutusta rahkan rakenteeseen selvitettiin. Kemiallista hapatusta kokeiltiin mikrobiologisen hapatuksen ohella. Maidonkulutus pyrittiin pitämään pienenä, mutta rahkan proteiinipitoisuus riittävän suurena. Työn kirjallisuustutkimuksen tavoitteena oli tutustua maidon koostumukseen, rahkan hapatuksen kemiaan, erilaisiin rahkanvalmistusmenetelmiin sekä proteiineja muokkaaviin entsyymeihin. Rahkoja valmistettiin proteiinijakeista A, B ja C. Hapatukseen käytettiin mikrobiologista hapatetta, glukonodeltalaktonia ja maitohappoa. Osaan rahkoista lisättiin proteiineja muokkaavia entsyymejä. Myös juoksetteen vaikutusta rahkan rakenteeseen selvitettiin. Tutkimuksen aikana valmistettiin sekä sileitä että rakeisia rahkoja. Osa rahkoista valmistettiin tuotanto-olosuhteissa. Rahkojen leivontaominaisuuksia selvitettiin Valion koekeittiössä. Rahkojen aistinvaraisia ominaisuuksia sekä koostumusta verrattiin Valion rasvattomaan maitorahkaan ja pehmeään maitorahkaan. Kun rahkaa valmistettiin proteiinijakeista, hapanta heraa ei muodostunut, sillä jakeiden kuiva-ainepitoisuus oli yhtä suuri kuin rahkan. Tutkimuksen rahkoissa oli kuiva-ainetta keskimäärin 15 % ja proteiinia 9 %. Proteiinijakeista valmistetut rahkat täytyi homogenoida, jotta niiden karkea rakenne silottui. Raaka-aine B sopi jakeista parhaiten rahkanvalmistukseen, koska siinä oli miedoin aromi ja siitä valmistetut rahkat olivat valkoisimpia ja kiinteimpiä. Raaka-aineesta A valmistetut rahkat olivat aromikkaita, ja raaka-aineesta C valmistetuissa rahkoissa oli voimakas sivumaku. Entsyymikäsittelyt eivät vaikuttaneet, The aim of this master’s thesis was to find new and more effective production methods for quarg in Valio as consumption of quarg has increased significantly over the last years. The aim was to produce quarg without the separation of whey so that the raw-materials could be utilised better than with the current methods. The suitability of different milk protein concentrates for quarg production and the effect of different enzymes for the structure of quarg were also examined as was chemical and microbiological fermentation. The utilisation of milk was to be kept low, while the protein content of the quarg was to be maintained at a high level. The aim of the literature review was to become acquainted with the composition of milk, the chemistry of the fermentation of quarg, different production methods for quarg and the functions of different enzymes that modify the structure of milk proteins. The quargs were produced from protein concentrates A, B and C, and were fermented with a microbiological starter, gluconodeltalactone and lactic acid. Enzymes that modify the structure of proteins were added in some of the quargs. Additionally, the effect of rennet on the structure of quarg was examined. Both smooth and grainy quargs were produced in this study. Some of the samples were made in a production plant. The functionality of the quargs in baking was examined in the test kitchen in Valio. The sensory quality and consistency of the quargs were compared with the current Valio fat-free quargs. Acidic whey was not formed when the quargs were produced from protein concentrates, because the dry matter content of the concentrates was as high as the dry matter content in the quargs. The dry matter content of the quargs produced in this study was 15 % and protein content 9 %, on average. The quargs made of protein concentrates had to be homogenised in order to soften their grainy structure. Protein concentrate B was best suited for quarg production because of the mild aroma and th

Polyakryyliamidille, maailman käytetyimmälle maan stabilointiaineelle, on vuosien ajan pyritty löytämään korvaava biopolymeerivalmiste. Tässä tutkimuksessa tutkittiin UPM:n tuottamien anionisen, kationisen sekä kemiallisesti muokkaamattoman koivuperäisen mikrofibrilloidun selluloosan (MFS) stabilointi- ja flokkulointiominaisuuksia. Tuloksia verrattiin Kemiran tuottamien anionisen tai kationisen polyakryyliamidin (PAM) stabilointi- ja flokkulointikykyyn. Kokeet aloitettiin esikokeilla, joilla hiottiin varsinaisten stabilointi- ja flokkulointikokeiden menetelmiä. Esikokeiden perusteella varsinaisten stabilointikokeiden murukooksi valittiin 1-2 mm murut. Stabilointikokeita (45 tai 90 kg/ha) tehtiin myös hienojakoisille 0,06-0,2 mm ja 0,2-1 mm seulotuille kahdelle hiesusavimaalle. Esikokeet hienojakoisella maalla kertoivat, että MFS-valmisteet toimivat PAM:ia heikommin testatuissa olosuhteissa. Suspensiokokeiden esikokeissa testattiin ulkopuolisen kalsiumlähteen vaikutusta polymeerivalmisteiden flokkauskykyyn. Kalsiumin voimakkaan flokkaavan vaikutuksen vuoksi tämä jätettiin pois varsinaisista kokeista. Myös anioniset polymeerivalmisteet jätettiin pois varsinaisista suspensiokokeista heikon tehon vuoksi. Varsinaisissa aggregaattikokeissa ilmakuivia 1-2 mm:n kokoluokkaan seulottuja hiesusavi- ja hiesumuruja käsiteltiin esikokeissa käytetyillä MFS-valmisteilla sekä anionisella PAM:lla (45 tai 90 kg/ha), minkä jälkeen muruja kuivatettiin 3 vuorokauden ajan +21 °C tasalämpöhuoneessa. Kuivatuksen jälkeen maamurujen kestävyys äkillistä kostumista vastaan testattiin muruanalysaattorilla. Maanäytteet ajettiin laitteella kahdesti siten, että murut ehtivät kuivua kahden vuorokauden ajan huoneenlämmössä. Maanäytteet testattiin myös mekaanisen rasituksen kestävyyden suhteen 10 minuutin kuivaseulonnalla. Kationisoitu ja kemiallisesti muokkaamaton MFS soveltuivat biopolymeereistä parhaiten murujen mekaanisen rasituksen kestävöittäjiksi. Kationisoitu ja anionisoitu MFS suojasivat muru

Tämän tutkielman kirjallisuusosiossa käsitellään lehmänmaidon koostumusta, jogurtin valmistusta, jogurtin rakenneominaisuuksiin vaikuttavia koostumus- ja valmistusprosessitekijöitä, sekä jogurtin rakenteen mittaamista. Tämän tutkimuksen maustamattomien jogurttien valmistukseen käytettiin Valio Oy:n Riihimäen ja Oulun meijereitä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää jogurtin laatuun vaikuttavia tekijöitä. Tutkimuksen aluksi jogurtin perustekijästä eli jogurttimaidosta määritettiin koostumus, minkä jälkeen valmiista jogurtista määritettiin rakenneominaisuudet (viskositeetti, hiutaleisuus ja heran erottuminen) erilaisia tekniikoita käyttäen. Aineistosta tutkittiin jogurtin rakenneominaisuuksien ja valmistusprosessin välisiä riippuvuussuhteita laskemalla korrelaatiokertoimet sekä tilastollinen merkitsevyys. Lisäksi tutkimuksen tavoitteena oli määrittää jogurtin valmistusta ohjaavat rakenneominaisuuksien spesifikaatiorajat. Pearsonin korrelaatiokertoimien, tilastollisten merkitsevyyksien ja spesifikaatiorajojen määrittämiseen käytettiin MINITAB®16 tilasto-ohjelmaa. Hyvälaatuisessa jogurtissa rakenne on viskoosi, hiutaleita ei ole, eikä heran erottumista tapahdu. Tämän tutkimuksen tulosten mukaan valmistuspaikka vaikutti merkitsevästi jogurtin rakenneominaisuuksiin. Tutkimustulosten mukaan jogurtin viskositeetissa oli yli 50%:n vaihtelu, hiutaleiden määrässä noin 25% ja heran erottumisessa eli synereesissä noin 30%. Tulosten mukaan jogurtin viskositeettia saattoi heikentää mm. jogurttimassan pitkä seisonta-aika ennen pakkaamista. Jogurtin hiutalemäärä lisääntyi kun valmistusprosessin haihdutuslämpötila ja jogurttimaidon haihdutusvirtausnopeus (l/h) nousivat. Jogurtista erottuvan heran määrän havaittiin vähenevän kun jogurtin perustekijän eli jogurttimaidon rasva- ja kuiva-ainepitoisuuksia nostettiin. Erottuneen heran määrää vähensi myös jogurtin valmistusprosessin haihdutuksen korkea syöttövirtausnopeus (l/h). Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan käyttää jogurtin valmi, Thesis literature review deals with composition of cow´s milk, yogurt manufacturing, composition and process attributes affecting textural properties of yogurt and measuring textural properties of yogurt. Plain, stirred yogurts (kg) were manufactured at Valio Riihimäki and Oulu Dairies. The aim of the research was to find out attributes that affect yogurt quality. First milk base composition was determined and, yogurt textural properties were determined (viscosity, graininess, syneresis) using different techniques. Finally yogurt statistical relationships or Pearson correlations and statistical significance between yogurt textural properties and milk base composition and manufacturing process were determined. Additional objective was to determine common specification limits to yogurt textural properties. Statistical analysis; pearson correlation coefficients, p-value and specification limits were carried out using MINITAB®16 statistical software. Good yogurt texture is viscous, free from grains and syneresis. This study showed that yogurt textural properties (viscosity, graininess and syneresis) were affected significantly by yogurt manufacturing plant. There were a lot of fluctuations in yogurt textural properties. Consequently yogurt viscosity fluctuated over 50%, graininess approx. 25% and syneresis approx. 30%. According to this study, yogurts standing a long time before packaging, were less viscose or watery compared to those with shorter standing time prior to packaging. Graininess and evaporating process were found to correlate positively. Yogurts were with more grains when manufacturing process`s evaporating temperature and evaporating rate (l/h) were higher. The higher milk base fat and dry matter content (%) were found to correlate lesser whey separation in yogurt. In addition the higher evaporating rate was in the yogurt manufacturing process, the lesser whey separation was observed. Results from this research are useful for developing dairy processes con

Aerogeelit ovat kevyitä, huokoisia ja kuivia vaahtoja, jotka valmistetaan korvaamalla geelin nestefaasi ilmalla. Polysakkaridipohjaisista hydrogeeleistä valmistettuna aerogeelien potentiaa-linen käyttökohde voisi olla biopohjaisina pakkausmateriaaleina. Tutkielman kirjallisuusosassa selvitettiin polysakkaridipohjaisten hydrogeelien valmistusta ja kemiallista ristisidontaa sekä aerogeelien valmistusta ja ominaisuuksia. Kokeellisessa osassa selvitettiin vielä hyödyntämät-tömän kotimaisen raaka-aineen, kuusen galaktoglukomannaanin (GGM), käyttöä aerogeelien raaka-aineena. Vahvistajaksi lisättiin nanofibrilloitua selluloosaa (NFC) ja polysakkaridit ris-tisidottiin ammoniumzirkoniumkarbonaatilla (AZC). GGM-NFC-suspensioista valmistettiin hydrogeelejä, jotka lämpökäsiteltiin ristisitomisreaktion aikaansaamiseksi. Hydrogeelit jäädytet-tiin hiilihappojää-etanolihauteessa ja pakkaskuivattiin aerogeelikuutioiksi. Tavoitteena oli sel-vittää polysakkaridisuhteiden ja ristisitojan määrän vaikutusta hydrogeelien vahvuuteen ja aero-geelien mekaanisiin ominaisuuksiin sekä vesiherkkyyteen. Ristisitomisreaktion onnistuminen todettiin epäsuorasti hydrogeelien dynaamisesta reologisesta mittauksesta saaduista varasto- ja häviömoduulien arvoista. Hydrogeelien vahvuus oli hyvin riippuvainen sekä AZC:n että NFC:n pitoisuuksista. Aerogeelien puristusmoduuliin sen sijaan oli vaikutusta vain NFC:n pitoisuudel-la, kun ilman suhteellinen kosteus (RH) oli 50 % ja lämpötila 23 °C. Hydrogeelin vahvuudella ei voitu ennustaa aerogeelin puristusmoduulia näissä olosuhteissa. AZC ja NFC pääosin vähen-sivät aerogeelien herkkyyttä kosteudelle vähentäen veden sorptiota ja sen aerogeelejä pehmittä-vää vaikutusta. Ristisitomisen vaikutus aerogeelien mekaanisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin tuli esiin selvästi yli 50 %:n RH:ssa. Tutkielman perusteella GGM soveltui aerogeelien raaka-aineeksi yhdessä NFC:n kanssa. NFC:n merkitys aerogeelien mekaanisten ominaisuuksia vah-vistajana oli merkitsevä. Ristisitoma, Aerogels are lightweight, porous and dry foams that are produced from gels by replacing the liquid phase by air. When produced from polysaccharide-based hydrogels, potential applications for aerogels could be found as bio-based packaging materials. The literature review focused on the production of polysaccharide-based hydrogels and their chemical crosslinking, as well as the production of aerogels and their properties. In the experimental study the possibilities for utilization of spruce galactoglucomannan (GGM), an abundant but largely unexploited raw material, as aerogel matrix was explored. Nanofibrillated cellulose (NFC) was used as reinforcement and the polysaccharides were crosslinked with ammonium zirconium carbonate (AZC). Hydrogels were prepared from GGM-NFC-suspensions and heat treatment was performed in order to induce crosslinking reaction. Prepared hydrogels were frozen in a bath of carbon dioxide ice and ethanol and subsequently freeze-dried into cubic aerogels. The aim was to investigate the effect of polysaccharide proportions and AZC content on the strength of hydrogels and on the mechanical properties and moisture sensitivity of aerogels. The formation of crosslinks was observed indirectly from the values of storage and loss moduli by dynamic rheological measurement. The strength of hydrogels was highly dependent on the AZC and NFC content. In contrast, the compressive modulus of aerogels instead was affected only by NFC content at relative humidity (RH) of 50% and 23 °C. Hydrogel strength could not be used for prediction of aerogel strength under these ambient conditions. AZC and NFC mainly decreased the sensitivity of aerogels towards moisture by decreasing the water absorption and its plasticizing effect on aerogels. The effect of crosslinking on mechanical and physical properties of aerogels appeared clearly at RH over 50%. GGM was shown to be a suitable aero-gel raw material when combined with NFC. The role of NFC in enhancing the aerogel’s m

The present study concentrates on the prospects of domestic apple production and consumption by developing sensory profiles for selected apple cultivars and relating these to consumer responses. The results of the consumer studies indicate that hedonic ratings, individual apple preferences, use frequency and cumulating information affect sensory ratings. Hence, there are markets for sweet and sour as well as for firm and less firm apples, because different products will be needed for different consumer segments to satisfy individual preferences. In this study a method was developed to describe the sensory properties of mature and stored domestic apples for the first time. A lexicon consisting of 20 attributes and procedure for the analysis of apples with generic descriptive analysis were developed by a trained panel. Profiles were constructed for 15 domestic cultivars. To facilitate communication of the cultivar characteristics to a wider audience, the lexicon was further developed to build simplified profiles with nine attributes. Storage induced sensory changes during prolonged storage of 8 to 17 weeks were defined and quantified with the same method for 12 cultivars. Major changes were observed during the follow-up period, but the differences in cultivar performance were large. The storage influenced mostly texture, especially juiciness and mealiness, but some cultivars retained their eating quality well and showed promise for extended storability. The typical characteristics of several cultivars changed considerably in the course of storage, while some cultivars showed a promising capacity to withstand sensory changes for quite a long period of storage. Thus, not only the cultivar but also the storage time defines the sensory properties of an apple. Repeated liking and choices of apples by Finnish apple consumers (n=108) were examined and consumers segmented according to their appreciation of apple characteristics. The results showed that an apple is chosen base, Väitöskirja käsittelee kotimaisen omenan aistittavia ominaisuuksia, ominaisuuksien muuttumista varastoinnin aikana ja kuluttajien omenamieltymyksiä sekä heidän omeniin liittämiään kuvailuja. Tutkimuksessa selvitettiin myös syitä omenavalintoihin sekä aistittavien ominaisuuksien ja maksuhalukkuuden suhdetta. Aistinvaraisessa arvioinnissa tuotteen ominaisuuksien mittaamiseen käytetään näkö-, tunto-, haju- ja makuaisteja, joskus myös kuuloaistia. Arviointiraati koostuu joko tehtävään koulutetuista henkilöistä tai tavallisista kuluttajista. Koulutetulla raadilla saadaan objektiivista, eriteltyä tietoa tuotteesta, kun taas kuluttajaraadilla kartoitetaan tavallisten ihmisten tai jonkin kohderyhmän mieltymyksiä, odotuksia ja mielipiteitä tuotteesta tai siihen liittyvistä muista seikoista. Aistinvaraiset tutkimusmenetelmät mahdollistavat omenalajikkeiden havaittujen ominaisuuksien suhteuttamisen kuluttajavasteisiin, mikä auttaa ennakoimaan omenalajikkeiden suosiota ja kuluttajien ostokäyttäytymistä. Tutkimuksessa muodostettiin 15 omenalajikkeen peruskuvailu kuvailevalla analyysillä koulutetun raadin avulla. Lajikkeiden ominaisuusprofiilit erottelivat lajikkeiden luonteenomaisia piirteitä. Aistittavien ominaisuuksien kehitystä varastoinnin aikana seurattiin 12 lajikkeella. Lajikkeiden välillä oli eroa sekä varastointikestävyydessä että siinä millaisia varastoinnin tuomat muutokset olivat. Varastointi vaikutti eniten rakenneominaisuuksiin, erityisesti mehukkuuteen ja jauhoisuuteen. Joihinkin lajikkeisiin kehittyi virhehajuja ja -makuja. Muutama tutkituista lajikkeista säilytti tärkeät aistittavat ominaisuutensa hyvin. Kuluttajatutkimusosion tulokset osoittavat, että omenan maku ja sen kanssa sopusoinnussa oleva rakenne on suomalaisille yleensä tärkeämpää kuin pelkkä omenan ulkonäkö. Vastaajat jaoteltiin kolmeen ryhmään heidän omenamieltymystensä ja odotustensa perusteella (1. happamista ja kiinteistä, 2. makeista ja 3. melko happamista ja jonkin verran makeista omenista pitäv

The literature review of this thesis concentrated on vitamin B12 (Clb), its forms, vitamin B12 anologues, and the biosynthetic route of Clb. In addition, the roles of ribolfavin (RF) and niacin (NAM) in this biosynthetic route were discussed. Cereals were also evaluated as a matrix for vitamin B12 synthesis based on their RF and NAM concentrations. The aims of the experimental part were to prepare a malt extract medium, to study the effects of RF and NAM, and to compare three Propionibacterium freudenreichii strains. The medium (pH 6.40) consisted of 10% of malt extract (ME) and 0.1 M potassium phos-phate buffer. Sterile filtered precursor solutions (e.g. CoCl2) were added to the autoclaved broth. The final composition of the broth was decided based on a preliminary test, where lactate (L; 8 g/L) and/or tryptone (T; 5 g/L) supplements were compared. Thus, the impact of RF and NAM to Clb yield was studied in ME+L+T medium. In these tests five conditions were used: ME+L+T, ME+L+T with DMBI (5,6-dimethylbenzimidazole), and either 1) RF levels of 1, 3, and 38 ?M (27 mM of NAM) or 2) NAM levels of 0.1, 0.6, and 27 mM (3 ?M of RF). The RF concentrations were also tested with strain 3 in ME+T broth. Strains were incubated anaerobically at 30 °C for 3 days and microaerobically for 4 days. Optical densities, cell masses, and pH values were measured. Intracellular Clb was extracted as cy-ano-Clb and quantified using an UHPLC/UV method. From medium RF and niacin were analyzed with an UHPLC/FL method, and sugars and acids with an HPLC/RI/UV method. In ME+L+T strain 1 produced 1.0 ± 0.2 ?g/mL of vitamin B12, strain 2 synthesized 1.2 ± 0.2 ?g/mL, and strain 3 yielded 0.82 ± 0.2 ?g/mL of Clb. DMBI increased Clb synthesis most in strains 1 and 3, while with strain 2 the 27 mM NAM level together with RF resulted in the highest yields. Alone low NAM concentrations did not affect Clb yields, but RF increased Clb production by strains 2 and 3 (p < 0.05). On the other hand, high RF conc, Tämän maisterin tutkielman kirjallisuuskatsaus keskittyi B12-vitamineereihin ja -analogeihin sekä kobalamiinin (Clb) biosynteesiin. Lisäksi käsiteltiin riboflaviinin (RF) ja nikotiiniamidin (NAM) osallistumista Clb:n synteesireittiin. Viljoja puolestaan arvioitiin B12-vitamiinin tuotantoalustana niiden RF- ja NAM- pitoisuuksien perusteella. Kokeellisen osan tavoitteina oli valmistaa mallaspohjainen kasvatusliemi, tutkia siinä RF:n ja NAM:n vaikutusta Clb:n synteesiin sekä verrata kolmea Propionibacterium freudenreichii -kantaa. Mallasliemi (pH 6,40) koostui 10 %:sta mallasuutetta (ME) ja kaliumfosfaatti pus-kurista (0,1 M). Myös steriilisuodatettuja lähtöaineliuoksia (esim. CoCl2) lisättiin autoklavoi-tuun liemeen. Liemen lopullinen koostumus päätettiin esikokeessa, laktaatti- (L; 8 g/l) ja/tai tryptoni- (T; 5 g/l) lisäyksiä vertaamalla. RF:n ja NAM:n osallisuutta Clb:n tuottoon päätet-tiin tutkia ME+L+T-liemessä. RF:a testattiin kannalla 3 myös ME+T-liemessä. Kokeissa oli viisi olosuhdetta: ME+L+T, ME+L+T ja DMBI (5,6-dimetyylibentsimidatsoli) sekä joko 1) RF-tasot 1, 3 ja 38 ?M (27 mM NAM) tai 2) NAM-tasot 0,1, 0,6 ja 27 mM (RF 3 ?M). Kan-toja kasvatettiin anaerobisesti 30 °C:ssa kolme ja mikroaerobisesti neljä päivää. Optiset ti-heydet, solumassat ja pH-arvot mitattiin. Clb eristettiin soluista syano-Clb:na ja kvantitoitiin UHPLC/UV-menetelmällä. RF ja niasiini analysoitiin UHPLC/FL-menetelmällä kasvatus-liemestä, kun taas sokerit ja hapot määritettiin HPLC/IR/UV-menetelmällä. ME+L+T-liemessä kanta 1 tuotti 1,0 ± 0,2 ?g/ml, kanta 2 tuotti 1,2 ± 0,2 ?g/ml ja kanta 3 tuotti 0,82 ± 0,2 ?g/ml B12-vitamiinia. Kannoilla 1 ja 3 Clb:n synteesi tehostui merkittävim-min DMBI:n avulla, mutta kannalla 2 NAM (27 mM) yhdessä RF:n kanssa edisti Clb:n tuot-toa DMBI:tä enemmän. Pienet NAM-pitoisuudet eivät yksin edistäneet Clb:n biosynteesiä, mutta RF nosti sen tuottoa kannoilla 2 ja 3 (p < 0.05). Toisaalta, koska suuret RF-tasot saat-toivat inhiboida RF:n soluunottoa ja Clb:n sy

Tämän maisterin tutkielman tavoitteena oli kehittää menetelmä jodin määrittämiseksi elintarvikkeista. Menetelmä kehitettiin Elintarviketurvallisuusvirastossa ja validoitiin viraston käyttöä varten. Kirjallisuustutkimuksessa käsiteltiin jodin kemiaa, esiintymistä luonnossa ja elintarvikkeissa sekä sen fysiologista merkitystä ihmiselle. Lisäksi perehdyttiin jodin eri määritysmenetelmiin sekä tarkemmin vielä ICP-MS-tekniikkaan. Kokeellisessa tutkimuksessa näytematriiseina oli eri rasvapitoisuuksia sisältäviä maitoja, kananmuna, juusto sekä kala. Varmennettuina vertailumateriaaleina oli kaksi eri maitojauhetta (BCR®-150 ja BCR®-063R) ja kalajauhe (ERM BB®-422). Maidot ja kananmuna esikäsiteltiin liuottamalla näyte 0,5-prosenttiseen ammoniumhydroksidiin, seisottamalla yön yli ja ravistelemalla näytettä kaksi tuntia. Juusto ja silakka hajotettiin mikroaaltouunissa käyttäen reagenssina ammoniumhydroksidia. Molempien esikäsittelyiden jälkeen näytteet olivat 0,5-prosenttisessa ammoniumhydroksidiliuoksessa, joka toimi myös ICP-MS-laitteiston huuhteluliuoksena. Sisäisenä standardina käytettiin telluuria. Validoinnissa määritettiin menetelmän spesifisyys, selektiivisyys, toistettavuus, uusittavuus, oikeellisuus, mittausalue, lineaarisuus sekä havaitsemis- ja määritysraja. Menetelmälle laskettiin myös mittausepävarmuus. Menetelmä oli spesifinen ja selektiivinen jodille. Maito- ja kanamunanäytteiden menetelmän oikeellisuus oli 90,3 % ja lisätyn jodin takaisinsaanto 98,7 %. Vastaavat luvut kala- ja juustonäytteiden menetelmälle olivat 86,9 % ja 102,3 %. Molemmat esikäsittelymenetelmät antoivat toistettavia ja uusittavia tuloksia. Määritysraja maito- ja kananmunanäytteiden menetelmässä oli 0,02 mg kg-1 ja kala- ja juustonäytteiden menetelmässä 0,06 mg kg-1. Laajennetut mittausepävarmuudet kaikille matriiseille olivat 10–29 %. Validoinnin perusteella menetelmä voitiin todeta toimivaksi ja luotettavaksi. Menetelmää tullaan käyttämään varsinaisten elintarvikenäytteiden jodipitoisuuksi, The aim of this Master’s Thesis was to develop a method for determining iodine from food. The method was developed and validated for the Finnish Food Safety Authority Evira. The literature review focused on the chemistry of iodine and its occurrence in nature and food as well as its physiological importance to humans. Different methods used in iodine analyses were also discussed with emphasis placed on ICP-MS. Sample matrices used in the experimental study were milks with different fat contents, egg, cheese and fish. Two different milk powders (BCR®-150 and BCR®-063R) and fish muscle (ERM BB®-422) were used as certified reference materials. Milk and cheese samples were dissolved in 0.5 % ammonium hydroxide, left overnight and shaked for two hours before the analysis. Cheese and fish samples were prepared using microwave digestion with ammonium hydroxide as the reagent. After both sample preparation methods the samples were in 0.5 % ammonium hydroxide which was also used as the rinsing solution of the ICP-MS-instrument. Tellurium was used as an internal standard. Validation parameters determined were method specificity, selectivity, repeatability, reproducibility, accuracy, measuring range, linearity, LOD and LOQ. Measurement uncertainty of the method was also estimated. The method was proven to be specific and selective to measure iodine. The accuracy of the method for egg and milk samples was 90.3% and the recovery of added iodine in these samples was 98.7%. For the fish and cheese sample method these results were 86.9% and 102.3%. Both sample preparation methods gave repeatable and reproducible results. LOQ for the milk and egg sample method was 0.02 mg kg-1 and for the fish and cheese method 0.06 mg kg-1. The expanded measurement uncertainty for all matrices was 10–29%. The validation proved the method to be fit for purpose and reliable. The method will be used for measuring the iodine content of actual food samples.

Lactobacilli are commensal gastrointestinal microbes commonly utilized in probiotic products, as they are believed to bestow multiple beneficial health effects to the host. Most well-studied lactobacilli have been isolated from feces. However, fecal isolates do not reflect the microbiota present in the upper gut, since different niches provide different microbial habitats. The fistulated dog model facilitates investigation of the microbiota in fresh intestinal samples without disturbing the physiology of the canine gut. In this study, jejunal lactobacilli from five permanently fistulated beagles were studied. We found that facultative Lactobacillus strains were abundant in the jejunal microbiota, and L. acidophilus was the dominant species. Repetitive sequence-based polymerase chain reaction (rep-PCR) fingerprint profiles of L. acidophilus isolates revealed one predominant strain, named LAB20. Adhesion is an important factor in bacterial colonization of the host gut. In order to adhere, compete, and dominate within the host, numerous bacterial cell-surface factors are required to interact with the host mucosa. In this study, the protein profile of LAB20 was studied using sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), and cell structure was observed via transmission electron microscope (TEM). A surface (S) layer protein was revealed from LAB20. S-layer proteins form crystalline arrays of proteinaceous subunits in the outer layer of the cell wall and are involved in mediating bacterial adhesion to host surfaces. Inverse PCR revealed the DNA sequence of the LAB20 S-layer protein, alignment with other lactobacilli S-layer protein genes showed it was a novel one. The discovery of this novel S-layer protein in LAB20 enabled us to develop a strain-specific detection method. Real-time PCR primers targeting the variable region of the S-layer protein gene were used to detect and quantify LAB20 in dog intervention studies. We found that LAB20 persisted i, Laktobasillit ovat bakteereita, joita löytyy nisäkkäiden suolistosta ja monista ympäristön ekologisista lokeroista. Joitain Lactobacillus-kantoja käytetään yleisesti probioottisissa tuotteissa tuottaakseen hyödyllisiä vaikutuksia kuluttajalle. Useimmat hyödylliset laktobasillit on eristetty ihmisen ulosteesta. Toisaalta isolaatit ulosteesta eivät heijasta suoliston ylempää mikrobiotaa ja yhden nisäkkään bakteerit eivät vältämättä osaa kolonisoida toisen nisäkkään suolistoa. Tämän takia hyödynnettiin tässä tutkimuksessa fistuloituja koiria, jotta löytääksemme potentiaalisia probiootteja koirille. Ohutsuolen sisällön näytteistä laktobasillit osoittautuivat vallitseviksi kaikissa viidessä tutkitussa koirassa. Lisäksi näiden laktobasillien joukossa yksi L. acidophilus kanta oli vallitseva ja nimettiin LAB20:ksi jatkotutkimuksiin. Tarttuminen suoliston pintaan on tärkeä ominaisuus bakteerien kolonisoidessa isännän ruuansulatuskanavaa. Siksi LAB20 proteomia tutkittiin, yhdessä elektronimikroskoppisen tarkastelun kanssa, ja pintaproteiinikerros (S-kerros) löytyi LAB20 soluseinästä. S-kerrosproteiinin N-terminuksen sekvensointi osoitti sen olevan uniikki S-kerrosproteiini. Ainutlaatuisuuden osoitus S-kerrosproteiinin osalta ja sen geenin sekvenssi LAB20-kannasta mahdollisti kantakohtaisen osoitusmenetelmän kehittämisen. Kvantitatiivisen LAB20-spesifisen PCR:n avulla oli mahdollista osoittaa ja kvantitoida LAB20 koirien syöttökokeissa. Osoittautui, että LAB20 säilyi suolistossa kuusi viikkoa LAB20 syöttämisen jälkeen yhdessä koirassa, ja oli korkealukuisena viidessä muussa koirassa syöttämisen aikana. Mielenkiintoisesti LAB20 ei ainoastaan säilynyt hengissä läpi ruuansulatuksen, mutta se voitiin myös identifioida pesäkemorfotyypin perusteella viljellyistä ulostenäytteistä. Tutkittiin LAB20:n adheesiokyky mukukseen ja suoliston epiteelisoluihin. Osoittautui, että LAB20 tarttui tilastollisesti enemmän koiran mukukseen kuin kontrolli ja kykeni tarttumaan Caco-2 ja HT-29 epiteel

Syanobakteerit ovat vesistöissä ja maaperässä eläviä yhteyttäviä organismeja. Ne jaetaan morfologiansa perusteella Chroococcales-, Pleurocapsales-, Oscillatoriales-, Nostocales- ja Stigonematales-lahkoihin. Anabaena 90 -syanobakteerikanta on Nostocales-lahkoon kuuluva, rihmamainen syanobakteeri. Se eristettiin Vesijärvestä vuonna 1986. Kanta tuottaa erilaisia bioaktiivisia yhdisteitä, joista tutkituimpia ovat mikrokystiinit, anabaenopeptiinit ja anabaenopeptilidit. Bioaktiivisia yhdisteitä tuotetaan ei-ribosomaalisten peptidisyntetaasien (NRPS) avulla, mutta yhdisteiden merkitys syanobakteereille on epäselvä. Anabaena 90 –villityyppikannasta (WT) on valmistettu anabaenopeptilidimutantti (apd-), joka ei muodosta anabaenopeptilidejä. Työn tavoitteena oli selvittää WT- ja apd--kannan proteomien välisiä eroja kuusipäiväisen kasvatuskokeen aikana. Samanaikaisesti tutkittiin kantojen anabaenopeptilidi (apd) –syntetaasigeenien ilmentymistä. Tavoitteena oli kartoittaa mahdollisia kantojenvälisiä eroja yksittäisten proteiinien tuotossa ja apd-syntetaasigeenien ilmentymisessä. Tämän toivottiin lisäävän Anabaena 90 -syanobakteerin aineenvaihdunnan tuntemusta. Proteomeja tutkittiin kaksisuuntaisen erottelevan geelielektroforeesin (2D-DIGE) avulla. Proteomien välisten erojen tilastolliseen tarkasteluun käytettiin t-testiä. Anabaenopeptilidigeenien ilmentymistä tutkittiin käänteiskopioijapolymeraasiketjureaktiolla (RT-PCR). Tulosten perusteella voitiin todeta, että WT- ja apd--kannan proteomit poikkesivat toisistaan. 18 proteiinin määrässä havaittiin tilastollisesti merkitsevä ero kantojen välillä. Yksittäisten proteiinien määrät olivat useammin koholla apd--kannassa. Molempien kantojen apd-syntetaasigeenit ilmentyivät, joten mutaatio apd--kannassa ei estänyt apd-transkriptien muodostumista. Jatkoa ajatellen tilastollisesti merkitsevien proteiinien tunnistaminen olisi oleellista. Se paljastaisi syitä WT- ja apd--kannan proteomien eroavaisuuksiin ja antaisi lisätietoa Anabaena 90, Cyanobacteria are aquatic and terrestrial organisms that have photosynthetic cababilities. Cyanobacteria are classified to five orders according to their morphology. These are Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales, Nostocales and Stigonematales. Anabaena sp. 90 is a filamentous cyanobacterium in the order of Nostocales. A sample of this cyanobacterium was isolated from the lake Vesijärvi in 1986. Anabaena sp. 90 produces a variety of bioactive peptides such as microcystins, anabaenopeptins and anabaenopeptilides which are the most commonly studied of the peptides produced by the strain. Majority of the bioactive peptides are produced by non-ribosomal peptide synthetases (NRPS). The way these compounds affect cyanobacteria is currently unclear. Anabaenopeptilide deficient mutant (apd-) variety has been developed from the Anabaena sp 90 wild type (WT). The mutant is unable to produce anabaenopeptilides. The aim of my Master´s thesis was to study the changes in proteomes of WT and apd- strains by conducting a six day cultivation experiment. The purpose was to evaluate the possible differences in the amount of proteins that the different cultivation stocks were able to produce. The secondary purpose was to examine the transcription of anabaenopeptilide synthetase genes. Proteomic study was performed using a procedure called two dimensional differential gel electrophoresis (2D DIGE). The differences in the proteomes´ statistics were examined by using the Student´s t test. Transcription of anabaenopeptilide synthetase genes were studied using a reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). The data collected from these studies concluded that there were differences in the proteomes of WT and apd- strains. In eighteen cases there were significant differences in the protein amounts between the strains. The single protein counts were often higher in the apd- than in the WT strain. Anabaenopeptilide synthetase genes were transcribed in both strains which s

A review of the literature emphasised the significance of protein oxidation, which can lead to such modifications as the loss of essential amino acids and protein cross-links, and may bring about adverse effects on human nutrition and protein functionality. As the globulin fraction constitutes the predominant storage protein in oats, oxidation of oat globulin is in great need of attention and understanding. Oat globulin-containing oil-in-water emulsions were used as a food model. Thus, the objectives of the present work include the oxidation of oat proteins as well as lipid oxidation in prepared food emulsions together with a commercial oat protein-containing cream, and the possible antioxidant activities of berry phenolics (i.e. ellagitannins) towards protein oxidation. Oat globulin was extracted with a cold isolation buffer preceded by the removal of water-soluble impurities. Oxidation took place in darkness by placing the emulsion and cream samples in an oven with continuous stirring and a constant temperature at 37 oC. Sampling for lipid and protein oxidation measurements was carried out at day 0, 3 6 and 9. During the 9-day oxidation, no hexanal was detected in any oat protein-containing samples except for the ones without oat proteins, which were measured by headspace gas chromatography. The development of protein oxidation in prepared emulsions could not be revealed by the proposed loss of tryptophan fluorescence, as the tryptophan fluorescence actually increased and then decreased in the current study as opposed to continuous decrease as indicated in references, but carbonyl and dityrosine formation reflected the progression of protein oxidation. However, the same fluorescence techniques as in prepared emulsions ended up with contradictory fluorescence results in cream samples due to syneresis of oat creams during oxidation. In conclusion, fluorescence spectroscopy is a promising technique to investigate protein oxidation in food emulsions using carbonyl and

The use of metabolic engineering as a tool for production of biochemicals and biofuels requires profound understanding of cell metabolism. The pathways for the most abundant and most important hexoses have already been studied quite extensively but it is also important to get a more complete picture of sugar catabolism. In this thesis, catabolic pathways of L-rhamnose and D-galactose were studied in fungi. Both of these hexoses are present in plant biomass, such as in hemicellulose and pectin. Galactoglucomannan, a type of hemicellulose that is especially rich in softwood, is an abundant source of D-galactose. As biotechnology is moving from the usage of edible and easily metabolisable carbon sources towards the increased use of lignocellulosic biomass, it is important to understand how the different sugars can be efficiently turned into valuable biobased products. Identification of the first fungal L-rhamnose 1-dehydrogenase gene, which codes for the first enzyme of the fungal catabolic L-rhamnose pathway, showed that the protein belongs to a protein family of short-chain alcohol dehydrogenases. Sugar dehydrogenases oxidising a sugar to a sugar acid are not very common in fungi and thus the identification of the L-rhamnose dehydrogenase gene provides more understanding of oxidative sugar catabolism in eukaryotic microbes. Further studies characterising the L-rhamnose cluster in the yeast Scheffersomyces stipitis including the expression of the L-rhamnonate dehydratase in Saccharomyces cerevisiae finalised the biochemical characterisation of the enzymes acting on the pathway. In addition, more understanding of the regulation and evolution of the pathway was gained. D-Galactose catabolism was studied in the filamentous fungus Aspergillus niger. Two genes coding for the enzymes of the oxido-reductive pathway were identified. Galactitol dehydrogenase is the second enzyme of the pathway converting galactitol to L-xylo-3-hexulose. The galactitol dehydrogenase encoding ge, Metaboliamuokkauksen käyttäminen biokemikaalien ja biopolttoaineiden tuoton työkaluna vaatii syvällistä solun metabolian ymmärrystä. Yleisimpien ja tärkeimpien heksoosien, kuten D-glukoosin ja D-fruktoosin, metabolia on jo melko hyvin tutkittu alue, mutta kokonaiskuvan hahmottamiseksi laajempi sokerimetabolian ymmärtäminen on tärkeää. Tässä väitöskirjassa on tutkittu kahden sokerin, L-ramnoosin ja D-galaktoosin, kataboliareittejä hiivoissa ja filamenttihomeissa. Näitä molempia heksoosisokereita esiintyy kasvibiomassassa, kuten hemiselluloosassa ja pektiinissä. Galaktoglukomannaani on hemiselluloosatyyppi, jossa on paljon D-galaktoosia ja jota on erityisesti havupuissa. Bioteknologian sovelluksissa yritetään parhaillaan siirtyä ruoaksi kelpaavien helposti hyödynnettävien raaka-aineiden käytöstä kohti lignoselluloosaperäisten biomassojen hyödyntämistä, joten on hyvin tärkeätä ymmärtää, miten erilaiset sokerit pystytään muuntamaan hyödyllisiksi biopohjaisiksi tuotteiksi. Ensimmäisen eukaryoottimikrobiperäisen L-ramnoosi 1-dehydrogenaasi-entsyymiä koodaavan geenin identifiointi osoitti, että L-ramnoosi 1-dehydrogenaasi-entsyymi kuuluu lyhytketjuisten alkoholidehydrogenaasien proteiiniperheeseen. Sokeridehydrogenaasit, jotka hapettavat sokereita sokerihapoksi, eivät ole yleisiä eukaryoottimikrobeissa, joten L-ramnoosi 1-dehydrogenaasigeenin identifiointi tuo lisää ymmärrystä eukaryoottimikrobien oksidatiivisesta sokerikataboliasta. Työtä jatkettiin karakterisoimalla Scheffersomyces stipitis -hiivan L-ramnoosiklusteri. Työssä ekspressoitiin L-ramnoaattidehydrataasigeeni Saccharomyces cerevisiae -hiivassa ja täten viimeisteltiin L-ramnoosireitin entsyymien biokemiallinen karakterisointi. Lisäksi työ lisäsi ymmärrystä reitin säätelystä ja evoluutiosta. D-Galaktoosityö tehtiin Aspergillus niger -homeessa ja siinä identifioitiin kaksi oksido-reduktiivisen galaktoosimetaboliareitin entsyymiä koodaavaa geeniä. Galaktitolidehydrogenaasi, joka muuntaa galaktitolin L-ksylo-3-heksu

A high P intake is deleterious to chronic kidney disease (CKD) patients, but based on more recent data, it has also been associated with an increased risk of osteoporosis and cardiovascular diseases in the general population. In addition to several natural sources of P (especially dairy products, meats, whole grains, legumes, and eggs), the use of P additives in the food industry is common and further increases P intake. In this thesis, P contents of foods were analysed and the effects of different P sources on mineral metabolism were compared in healthy young female subjects. In Studies I and II, the objective was to measure both total phosphorus (TP) and in vitro digestible phosphorus (DP) contents of selected foods and to compare the amounts of TP and DP and the proportion of DP to TP among different foods. In DP analysis, samples were digested enzymatically in principle in the same way as in the alimentary canal before P analyses. The results suggest that the absorbability of P may differ substantially among different foods. Despite high TP content, legumes may be a relatively poor P source. In foods containing phosphate additives, the proportion of DP is high, which supports previous conclusions of the effective absorbability of P from P additives. Among foods of animal origin, the highest TP and DP contents were found in processed and hard cheeses; the lowest, in milk and cottage cheese. Studies III and IV were controlled intervention studies in healthy young women. Each subject served as her own control, and the order of the study sessions was randomized. Markers of mineral metabolism from blood and urine samples were measured. In Study III, acute effects of dietary P from three different food sources (meat, cheese and whole grains) and a phosphate supplement on calcium (Ca) and bone metabolism were investigated. Only the phosphate supplement increased serum parathyroid hormone (S-PTH) concentration compared with the control session. Relative to the control s, Runsas fosforin saanti on haitallista kroonisesta munuaisten vajaatoiminnasta kärsiville, mutta viimeaikaisten tutkimusten perusteella se saattaa lisätä myös sydän- ja verisuonitautien sekä osteoporoosin riskiä väestötasolla. Fosforia saadaan luontaisesti useista eri lähteistä kuten maidosta, lihasta, viljasta, palkoviljasta ja kananmunista. Fosforin saanti on kuitenkin lisääntynyt myös elintarviketeollisuuden kasvaneen lisäainefosfaattien käytön seurauksena. Tässä väitöskirjassa tutkittiin elintarvikkeiden fosforipitoisuuksia sekä verrattiin eri fosforilähteiden vaikutuksia mineraaliaineenvaihduntaan terveillä nuorilla naisilla. Ensimmäisessä ja toisessa osatyössä määritettiin yhteensä 42 fosforin saannin kannalta keskeisen tuotteen kokonais- ja liukoisen fosforin pitoisuus sekä vertailtiin liukoisen fosforin osuutta kokonaisfosforista eri elintarvikkeiden välillä. Liukoisen fosforin pitoisuus kuvaa sitä osuutta kokonaisfosforista, joka imeytyy suolistosta verenkiertoon. Tulosten perusteella fosforin imeytyvyys eri tuotteiden välillä voi vaihdella paljon. Huolimatta suuresta kokonaisfosforipitoisuudesta palkoviljatuotteet voivat olla melko huonoja fosforilähteitä. Lisäainefosforia sisältävissä tuotteissa liukoisen fosforin osuus oli huomattavan suuri, mikä tukee aiempaa käsitystä fosforin tehokkaasta imeytyvyydestä epäorgaanisista fosfaattiyhdisteistä. Kolmas ja neljäs osatyö olivat ajan ja ravinnon suhteen kontrolloituja interventiotutkimuksia nuorilla naisilla. Kolmannessa osatyössä tutkittiin neljän eri fosforilähteen (liha, vilja, juusto ja lisäainefosfaattiseos) akuutteja vaikutuksia mineraaliaineenvaihduntaan 15 terveellä nuorella naisella. Tutkimuksessa todettiin ainoastaan lisäainefosfaattiseoksen nostavan seerumin lisäkilpirauhashormonin (PTH) pitoisuutta. Pitkään jatkuessaan koholla oleva seerumin PTH-pitoisuus on haitallista luustolle. Vilja nosti seerumin fosfaattipitoisuutta vähemmän kuin muut fosforilähteet, mikä viittaa siihen, että viljan fosfori on

Nitrogen is one of the major essential nutrients for plant growth along with phosphorus and potassium. Some specialized bacterial and archaeal species are able to fix atmospheric N2 into NH3, and that is subsequently converted into plant usable form of nitrogen, NH4+ or NO3-. The biological nitrogen fixation (BNF) process that occurs by the symbiotic interaction of leguminous plants and certain bacterial species (commonly known as rhizobia) is the main source of biological nitrogen input into the soil and therefore plays an important role in maintaining the sustainability of ecosystem services. Due to the fixed N they get from symbiosis, legume species grow better than other plants in nutrient poor, degraded soils. Thereby leguminous trees and shrubs restore degraded farmland and soil fertility by increasing the content of nitrogen and organic carbon in the soil. The versatile leguminous trees and shrubs, such as Erythrina brucei, Crotalaria spp., and Indigofera spp., can be used as forage for cattle and applied as intercrops or fallow crops in low-input agriculture. The usefulness of these legumes can be boosted by inoculating them with effective symbiotic nitrogen-fixing rhizobia. The yield of food legumes such as common bean and soybean can also partly be increased through the use of efficient rhizobial inoculants. Thus, detailed information about the indigenous rhizobia nodulating local food and woody legumes is essential for selecting good inoculant strains. Therefore, this thesis deals with diversity and phylogeny of 143 bacterial isolates obtained from root nodules of E. brucei, Crotalaria spp., Indigofera spp., common bean and soybean growing in different sites in Ethiopia. Taxonomy of the root nodule bacteria was studied using multilocus sequence analyses (MLSA) of the core genes 16S rRNA, recA, rpoB, and glnII. Phylogeny of nodulation (nodA, nodC, nodK/Y) and nitrogen-fixation (nifH) genes of the rhizobia were also studied. The whole genome based AFLP fing, Typpi on fosforin ja kaliumin ohella kasvien kasvulle välttämätön ravinne. Etiopiassa ja muissa Saharan eteläpuolisissa maissa maaperän köyhtyminen on yleinen ilmiö. Typen ja muiden kasviravinteiden puute pienentää viljelykasvien ohella myös palkokasvien, kuten tarhapavun ja soijapavun satoja. Vaikka maan viljavuutta voitaisiin parantaa keinolannoitteilla, etiopialaisilla pienviljelijöillä ei aina ole varaa hankkia niitä. Tämän ekosysteemipalvelun, symbioottisen biologisen typensidonnan hyödyntäminen on edullinen ja ekologisesti kestävä keino parantaa maan viljavuutta. Palkokasvit sitovat symbioosissa juurinystyrän typpibakteereiden (ritsobit) kanssa ilmakehän typpeä kasveille ja muille eliöille käyttökelpoiseen muotoon. Typpeä sitovat palkokasvit parantavat viljelymaan rakennetta ja viljavuutta edistämällä typen ja hiilen sitoutumista maahan. Monia trooppisia palkokasvipuita ja pensaita, kuten etiopialaista Erytrhina brucei -puuta sekä Crotalaria ja Indigofera -pensaita, voidaan käyttää proteiinipitoisena karjanrehuna ja hyödyntää maan parantamisessa kasvattamalla niitä viljelykasvien lomassa (intercropping) ja kesantopelloilla. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli selvittää, mitkä etiopialaiselle maaperälle ominaiset ritsobilajit kykenevät muodostamaan typpeä sitovia nystyröitä paikallisiin puuvartisiin palkokasveihin (Erytrhina brucei, Crotalira spp. ja Indigofera spp.) sekä tarhapapuun (Phaseolus vulgaris) että soijapapuun (Glycine max). Tutkimusta varten eristettiin 143 bakteerikantaa Etiopian keski-, etelä- ja itäosissa kasvaneiden palkokasvien juurinystyröistä. Bakteereiden geneettistä monimuotoisuutta, systematiikkaa (taksonomia) ja kehityshistoriaa (fylogenia) tutkittiin analysoimalla niiden DNA-sormenjälkiä sekä symbioottisten ja bakteerisolun ylläpitogeenien sekvenssejä. Rhizobium phaseoli, R. etli, R. leguminosarum sekä tieteelle uusi Rhizobium-laji osoittautuivat Etiopiassa kasvavien tarhapapujen tyypillisimmiksi symbionteiksi. Puuvartisten palkokasvien

The establishment of microbial populations in the gastrointestinal (GI)-tract is a complex process, involving microbial and host interactions eventually resulting in a dense and stable population. Recently, the identification of microbial species from fecal samples has become more accurate with the use of 16S RNA gene-based methods. However, although these molecular-based detection methods have apparent benefits over culture-based techniques, they involve potential pitfalls that should be taken into consideration when studying the fecal microbiota, such as the storage conditions and deoxyribonucleic acid (DNA)-extraction. Therefore, the effects of different storage conditions and DNA-extraction protocols on fecal samples were evaluated in this study. Whereas the DNA-extraction protocol did not affect the numbers of Bac-teroides spp., the abundance of this group showed a significant decrease after one week s storage at -20°C. Furthermore, the numbers of predominant bacteria, Eubacterium rectale group, Clostridium leptum group, bifidobacteria and Atopobium group, were significantly higher in samples stored at -70°C after mechanical DNA-extraction than after enzymatic DNA-extraction as detected with real-time PCR (qPCR). These results indicate that rigorous mechanical lysis leads to the detection of higher bacterial numbers from human fecal samples than enzymatic DNA-extraction. Therefore, the use of different DNA-extraction protocols may partly ex-plain contradictory results reported in previous studies. The composition of the human intestinal microbiota is influenced by host-specific factors such as age, genetics and physical and chemical conditions encountered in the GI-tract. On the other hand, it is modulated by environmental factors with impact on the host during the lifespan, such as diet. The impact of diet on the gut microbiota has usually been assessed by subjecting people to the same controlled diet, and thereafter following the shifts in the microbiota. In, Perustaminen mikrobipopulaatioidenruoansulatuskanavan (GI)- suolikanavan onmonimutkainen prosessi , johon mikrobi-ja isännän vuorovaikutukset lopulta tuloksenatiivis ja vakaa väestöstä. Äskettäin tunnistaminen mikrobi- lajien ulostenäytteet on tullut tarkempi käytön 16S RNA-geeniä - menetelmiä . Vaikka nämä molekyylipohjaisia ​​analyysimenetelmiä on ilmeistä hyötyä yli kulttuuri - tekniikat , niihin liittyy mahdollisia sudenkuoppia , jotka olisi otettava huomioon , kun tutkitaanulosteen mikrobiston , kutensäilytysolosuhteet ja deoksiribonukleiinihappo ( DNA ) - uutto . Siksivaikutuksia eri säilytysolosuhteet ja DNA - uutto pöytäkirjat ulostenäytteet tutkittiin tässä tutkimuksessa . Ottaa huomioon, että DNA - uutto -protokollaa ei vaikuttanut numerot Bac - teroides spp . ,Runsaasti tämä ryhmä osoittimerkittävää laskua yhden viikon varastoinnin -20 ° C: ssa Lisäksinumerot hallitseva bakteereja , Eubacterium rectale ryhmä , Clostridium leptum ryhmä , bifidobakteerien ja Atopobium ryhmä , olivat huomattavasti korkeammat näytteitä säilytetään -70 ° C mekaanisen DNA - uutto kuin entsymaattisen DNA - uutto havaita reaaliaikainen PCR- ( qPCR ) . Nämä tulokset osoittavat, että tiukka mekaaninen hajoaminen johtaahavaitseminen bakteereihin ihmisen ulostenäytteissä kuin entsymaattinen DNA - uutto . Siksierilaisten DNA - uutto protokollia osittain ex - tavallinen ristiriitaisia ​​tuloksia raportoitu aiemmissa tutkimuksissa . Koostumusihmisen suoliston mikrobisto vaikuttavat Isäntäspesifinen tekijät, kuten ikä, perimä ja fysikaaliset ja kemialliset olosuhteet kohdataanGI - suolikanavan . Toisaalta , se moduloidaan ympäristötekijät , jotka vaikuttavatisäntä elinkaaren aikana , kuten ruokavalio . Ruokavalion vaikutussuoliston mikrobiston on yleensä arvioitu alistamalla ihmisiäsamaan ruokavaliota , ja sen jälkeen kunmuutoksiamikrobiston . Tässä tutkimuksessa ,vakinainen ravinnosta monozygotic kaksoset liittyiulosteen mikrobiston com - asema , joka analysoitiin qPCR ja Denaturing Gra

Työn tavoitteena oli tarkastella ruokavalion laatua 59-vuotiailla henkilöillä, jotka vuotta myöhemmin saivat ensimmäisen kutsunsa suolistosyöpäseulontaan. Seulontaan osallistuneiden ja osallistumattomien ruokavalion laatua verrattiin samanikäisiin ja samaa sukupuolta oleviin verrokkeihin. Vuonna 2010 yhteensä 10 648 vuonna 1951 syntyneelle henkilölle lähetettiin postitse kotona täytettävä kyselylomake. Vastausosuus oli 55 %. Lopullisessa aineistossa oli käytettävissä 5 840 henkilön tieto. Ravinnonkäyttötietoa kerättiin 41-kohtaisella, semikvantitatiivisella frekvenssityyppisellä ruoankäyttökyselyllä. Ruokavalion kokonaislaadun tarkastelemiseksi luotiin suomalaisiin ravitsemussuosituksiin pohjautuva ruokavalioindeksi, joka koostui kahdeksasta osatekijästä: vähärasvaisesta/rasvattomasta maidosta, ruisleivästä, vihanneksista, hedelmistä ja marjoista, prosessoidusta lihasta, öljystä ja margariinista sekä sokerisista ruoista. Käyttömäärästä riippuen kustakin osatekijästä sai pisteitä 0–4 ja indeksin maksimipistemäärä oli 32. Vuoden 2011 alussa tutkimusväestö satunnaistettiin kyselytutkimukseen osallistumisesta riippumatta suolistosyöpäseulontaan kutsuttaviin ja vertailuryhmään, joka ei saanut kutsua seulontaan. Seulontaan osallistui 57 % kaikista seulontaan kutsutuista ja 79 % kaikista kyselyyn vastanneista. Seulontaan osallistuneiden ja osallistumattomien ruokavalion kokonaislaatua verrattiin vertailuryhmän ruokavalion laatuun. Kyselyyn vastanneet saivat ruokavalioindeksistä keskimäärin 19,0 pistettä. Naiset saivat miehiä paremmat pisteet (naiset 20,0 ja miehet 17,9 pistettä). Miehillä ruokavalion laatu oli parempi seulontaan osallistuneilla (18,2) ja huonompi osallistumattomilla (17,3) verrattuna vertailuryhmään (17,9). Naisillakin seulontaan osallistuneet saivat paremmat pisteet (19,9) kuin osallistumattomat (19,6), mutta parhaimmat pisteet olivat kontrollien ryhmässä (20,1). Tämä tutkimus antaa viitteitä siitä, että seulontaan osallistuvat miehet ovat jossakin määrin, Aim of this thesis was to assess diet quality in 59-year-old people who one year later were invited to colorectal cancer screening for the first time. Screening attendees’ and non-attendees’ diet quality were compared to non-invited controls of the same age and gender. During 2010, a total of 10 648 questionnaires were sent to people born in 1951. The response rate was 55 %. In further analyses 5840 forms were used. Dietary data was collected with a short, mailed 41-item semi-quantitative food frequency questionnaire (FFQ). For the diet quality evaluation, an index based on Finnish nutrition recommendations (2005) was formed. The index included eight components: low-fat/fat-free milk, rye bread, vegetables, fruits and berries, processed meat, oil and margarine, fish, and sugary foods. All components were scored from 0 to 4 and the total scale was from 0 to 32 points. In the beginning of 2011, the study population was independently randomized into colorectal cancer screening and into a control group not invited for screening. Attendance to screening was 57 % in total and 79 % among questionnaire respondents. Attendees’ and non-attendees’ food quality was compared to that of the controls. Questionnaire respondents scored an average of 19.0 points. Women scored significantly better than men (20.0 and 17.9 respectively). In men the quality of diet was better among screening attendees (18.2) than non-attendees (17.3) or controls (17.9). In women colorectal cancer screening attendees scored better (19.9) than non-attendees (19.6) but the control group scored better than attendees (20.1). This study indicated that the male screening attendees were more health conscious in terms of the quality of diet. In women, no association was seen.

Background: Cancer is the leading cause of death worldwide, claiming 7.6 million lives a year. Five behavioural factors have been recognised to be responsible for 30 % of the disease burden. Among them is low fruit and vegetable consumption. Fruit and vegetable consumption has been inversely associated with cancer risk but the mechanisms behind this effect are still largely debated. Dietary antioxidants present in large quantities in plant foods have been hypothesised to contribute to this protection. Objective: The aim of this study was to investigate the relationship between dietary total antioxidant capacity (TAC) and overall cancer incidence. This was done applying a new antioxidant measurement that reflects the whole set of direct antioxidant reducers (vitamin C, alpha-tocopherol, carotenoids and flavonoids) present in diet. The average TAC intake levels of the participants were assessed and the main dietary contributors to the TAC scores were examined. Subjects: Study subjects included 67 634 middle aged French women participating in an on-going prospective cohort study called E3N. Their dietary assessment was made between June 1993 and July 1995 using a semi-quantitative food frequency questionnaire able to quantitatively and qualitatively assess the average daily intake of 208 different foods, recipes and beverages. Cancer cases were self-reported and validated against medical records. The follow up of the participants ended in May 2008. Methods: Four different total antioxidant capacity scores were created using two different TAC methods, the ferric reducing ability parameter (FRAP) and the total radical-trapping antioxidant parameter (TRAP), and including or excluding coffee from the dietary TAC calculation. Coffee exclusion was justified with the fact that it is the largest contributor to the dietary TAC intake, and because of its association with some negative lifestyle behaviours, it can act as a confounder even if adjustments are made. Statistical anal, Tausta: Syöpä on maailman johtavin kuolinsyy ja vaatii vuosittain 7.6 miljoonan ihmisen hengen. Viiden elintapatekijän on arvioitu olevan vastuussa 30 %:sta tapauksista. Yksi näistä riskitekijöistä on vähäinen hedelmien ja kasvisten syönti. Hedelmien ja kasvisten on osoitettu suojaavan syövältä, mutta taustalla toimivia mekanismeja ei vielä kunnolla ymmärretä. Etenkin kasviravinnossa runsaasti esiintyvien antioksidanttien on epäilty mahdollisesti selittävän osittain tätä suojavaihkutusta. Tavoite: Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, löytyykö ruokavalion kokonaisantioksidanttikapasiteetin (total antioxidant capacity = TAC) ja syöpäriskin väliltä yhteyttä. Tutkimuksessa käytettiin hyväksi uutta antioksidantti mittaria, joka pyrkii määrittämään kokonaisuudessaan ruokavalion sisältämät suorat antioksidanttipelkistäjät (C-vitamiini, alfa-tokoferoli, karotenoidit ja flavonoidit). Tutkittavien ruokavalion keskimääräinen TAC määritettiin, samoin kuin pääasialliset lähteet, joista ruokavalion TAC koostui. Aineisto: Tutkimusaineisto koostui 67 634:stä ranskalaisesta keski-ikäisestä naisesta, jotka osallistuivat edelleen käynnissä olevaan kohottitutkimukseen nimeltä E3N. Naisten ruuankäyttöä tutkittiin kesäkuusta 1993 heinäkuuhun 1995 käyttäen semikvantitatiivista ruoankäyttökyselylomaketta. Tämä lomake arvioi 208 eri ruoan, reseptin ja juoman päivittäistä käyttöä sekä kvantitatiivisesti että kvalitatiivisesti. Syöpä vastemuuttujana perustui tutkittavien itseraportoimiin tapauksiin, jotka vahvistettiin potilastiedoista. Tutkittavien seuranta loppui toukokuussa 2008. Menetelmät:Työssä luotiin neljä eri TAC-indeksiä käyttäen kahta eri kokonaisantioksidanttikapasiteetti menetelmää (FRAP ja TRAP), jotka molemmat laskettiin sekä ilman kahvia sekä kahvin kanssa. Kahvin poisjättö voidaan perustella mm. sillä, että se oli ruokavalion tärkein TAC:n lähde, ja koska kahvi on yhteydessä moniin terveydelle epäedullisiin elintapatekijöihin, voi se toimia sekoittavana tekijänä jopa

Fat is a remarkable source of energy in diet. The majority of dietary fat consists of fatty acids, which have a great influence on health. Much attention in nutritional discussion has focused on the saturation of fatty acids in food. Another group of fatty acids with significance to health is trans fatty acids (TFAs). Trans fatty acids resemble saturated fat in a physiological sense but are shown to increase the risk of cardiovascular disease even more than saturated fat. Nevertheless, there are differences in the biological activity of different TFA isomers. The analysis of fatty acids has met an increasing demand for more and more precise identification. The correlation between saturated fat and cardiovascular diseases found in earlier decades has changed the nutritional recommendations to reduced-fat dairy products. Reduced-fat dairy products are a way of reducing total energy in diet, too. Dairy products may have a modified fatty acid profile if fat sources other than milk are used. Modern methods, with a greater weight on mass spectrometric methods, for fatty acid analysis and the effects of fat on the chemical and sensory characteristics of dairy products are reviewed. Fat reduction changes the properties of cheese. The aim of the first part of the study was to characterise cheeses on the Finnish market and find out specifically the appealing characteristics of reduced-fat cheeses. The cheeses in the study were Emmental, Edam and Havarti-type cheeses. Chemical composition, sensory profile and consumer liking were studied. Cheese properties and liking were linked to identify the appealing characteristics of different cheeses. The second part of the study included fatty acid analysis. Dairy products on the market have variable fat sources of vegetable origin. It is known from the literature that hardened vegetable fats may have TFAs, but the current situation on the Finnish market was not known. The aim of the second part of the study was to survey the fatty aci, Rasva on merkittävä ruokavalion energianlähde. Suurin osa siitä on rasvahappoja, joilla on erilaisia terveydellisiä vaikutuksia. Keskustelu ravitsemuksesta on keskittynyt ruoan sisältämiin tyydyttyneisiin rasvahappoihin, ns. kovaan rasvaan. Toinen terveydelle haitallinen ryhmä on trans-rasvahapot (TFA). Trans-rasvahapot muistuttavat toiminnallisesti tyydyttynyttä rasvaa, mutta niiden on osoitettu olevan sydänterveydelle jopa haitallisempia. TFA-isomeerien välillä on kuitenkin eroja biologisessa aktiivisuudessa. Rasvahappoanalytiikalta vaaditaankin yhä tarkempaa rasvahappojen tunnistusta. Aiempina vuosikymmeninä löydetty tyydyttyneen rasvan ja sydän- ja verisuonitautien yhteys on muuttanut ravitsemussuosituksia vähärasvaisten maitotuotteiden suuntaan. Vähärasvaisten maitotuotteiden käyttö myös pienentää ruokavalion kokonaisenergiamäärää. Maitotuotteiden rasvahappoprofiili muuttuu, jos tuotteen rasva on muuta kuin maitorasvaa. Tämän tutkimuksen kirjallisuusosa sisältää yhteenvedon nykyaikaisista rasvahappojen analyysimenetelmistä pääpainon ollessa massaspektrometrisissä menetelmissä ja rasvan vaikutuksesta maitotuotteiden kemialliseen ja aistittavaan ominaislaatuun. Rasvan vähentämisellä on vaikutusta juuston ominaisuuksiin. Tutkimuksen ensimmäisen osan tavoitteena oli kartoittaa markkinoilla olevien juustojen ominaisuuksia ja löytää erityisesti kevytjuustojen miellyttävyyteen vaikuttavat tekijät. Tutkitut juustot olivat emmental-, edam- ja murukolojuustoja. Juustoista tutkittiin kemiallinen koostumus, aistinvarainen profiili ja miellyttävyys. Yhdistämällä juuston ominaisuudet miellyttävyyteen selvitettiin siihen vaikuttavat juuston ominaispiirteet. Tutkimuksen toinen osa sisälsi rasvahappoanalyysejä. Markkinoilla olevissa maitopohjaisissa tuotteissa on käytetty erilaisia kasviperäisiä rasvanlähteitä. Kirjallisuuden perusteella tiedetään, että kovetetuissa kasvirasvoissa saattaa olla trans-rasvaa, mutta kotimaan markkinoilla olevien tuotteiden osalta ei ollut ajantasa

Boreaalisessa metsämaassa on suuret typpivarannot. Suurin osa typestä on sitoutuneena humukseen ja proteiineihin kasveille vaikeasti hyödynnettävään muotoon. Kasveille helposti hyödynnettävien ammoniumin ja nitraatin sekä yksinkertaisten aminohappojen määrä metsämaassa on puolestaan hyvin pieni. Puut muodostavat ektomykorritsoja eli sienijuuria useiden sienilajien kanssa. Sieni saa hiiliyhdisteitä puulta ja puu saa ravinteita sieneltä. Jotkut ektomykorritsoja muodostavat sienet tuottavat proteaaseja eli proteiineja pilkkovia entsyymejä. Tämä symbioosi on mahdollisesti tärkeä maan proteiineihin sitoutuneiden typpivarantojen hyödyntämisessä ja puiden typensaannissa. Tutkimuksen päätavoitteena oli mitata, tuottavatko mykorritsat proteaaseja metsämaassa ja selvittää, vaihtelevatko mykorritsojen proteaasiaktiivisuudet eri vuodenaikoina. Lisäksi haluttiin selvittää, löytyykö maanesteestä proteaasiaktiivisuutta ja vastaavatko maanesteen ja mykorritsojen proteaasiaktiivisuudet toisiaan eri vuodenaikoina. Mykorritsoista oli tarkoitus eristää puhdasviljelmiä ja mitata niiden proteaasiaktiivisuuksia sekä selvittää puhdasviljelmien sienilajit. Taustatietona haluttiin selvittää mykorritsallisten ja mykorritsattomien juurenkärkien sekä kuolleiden ja katkenneiden juurenkärkien määrät sekä proteaasia tuottavien mykorritsamorfotyyppien määrät eri vuodenaikoina. Näytteet otettiin Keski-Suomessa sijaitsevalta Hyytiälän metsäasemalta maalis- ja lokakuun välisenä aikana. Joka kuukausi otettiin viisitoista maakairaa ja jokaisen maakairan humuskerroksesta pyrittiin poimimaan satunnaisesti kahdeksan männynjuurissa esiintyvää mykorritsaa. Mykorritsoista ja homogenoidun humuskerroksen maanesteestä mitattiin proteaasiaktiivisuudet Protease Fluorescent Detection Kit (PF0100-1KT, SIGMA, Yhdysvallat) -kitillä. Kitin detektiorajana oli entsyymiaktiivisuus, joka vastasi 5 ng:sta trypsiinikontrollia saatua aktiivisuutta. Tulokset luettiin trypsiinistandardisuoralta, joten näytteiden proteaasiaktiiv, Boreal forest soil contains large nitrogen resources. Most of the nitrogen is bound to humified material and proteins. However, plants can directly utilize only simple nitrogen compounds as ammonium, nitrate and simple amino acids. The amount of these simple nitrogen compounds is very small in forest soil. Trees form ectomycorrhizal symbiosis with a large number of fungi. Ectomycorrhizal fungi receive carbon compounds from host trees and trees receive nutrients from fungi. Some ectomycorrhizal fungi produce proteases which are enzymes that hydrolyze proteins. This symbiosis might be important in utilizing the large nitrogen resources in forest soils and supplying nitrogen to host plants. The main aim of this study was to measure if ectomycorrhizas produce proteases in the field and to find out if the mycorrhizal protease activities change during the year. The aim was also to find out if proteolytic activity is found in the soil fluid and to see if the activities in soil fluid are related to mycorrhizal activities. Mycorrhizal fungi were isolated to form pure cultures and their protease activities were measured and species were identified. As background information mycorrhizal, nonmycorrhizal and dead root tips were calculated to see how their amounts change during the year. Also different kinds of protease producing mycorrhizal morphotypes were calculated. Samples were taken in Hyytiälä Forestry Field Station in Central Finland monthly from March to October. Fifteen soil cores were collected each month. If possible, eight ectomycorrhizas were randomly picked from the pine roots in the humus layer of each soil core. Protease activities were measured from the ectomycorrhizas and from the soil solution obtained from the homogenized humus layer using Protease Fluorescent Detection Kit (PF0100-1KT, SIGMA). Detection limit of the kit was enzyme activity that is equivalent to 5 ng of trypsin control activity. Results were read from the trypsin standard curve so the proteas

Lignin, a major non-carbohydrate polymer in lignocellulosic plant biomass, restricts the action of hydrolytic enzymes in the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic feedstocks. Non-productive enzyme adsorption onto lignin is a major inhibitory mechanism, which results in decreased hydrolysis rates and yields and difficulties in enzyme recycling. The mechanisms of non-productive binding are poorly understood; therefore, in this thesis, enzyme-lignin interactions were studied using isolated lignins from steam pretreated and non-treated spruce and wheat straw as well as monocomponent cellulases with different modular structures and temperature stabilities. The origin of the isolated lignin had an undisputable effect on non-productive binding. Ultrathin lignin films, prepared from steam pretreated and non-treated lignin preparations, were employed in QCM adsorption studies in which Trichoderma reesei Cel7A (TrCel7A) was found to bind more onto lignin isolated from steam pretreated biomass than onto lignin isolated from non-treated lignocellulosic biomass. Botanical differences in lignin chemistry had only a minor effect on nonproductive binding when enzyme binding to non-treated wheat straw and spruce lignin was compared. Increase in temperature was found to increase the inhibitory effect arising from non-productive enzyme binding to lignin. Different enzymes were shown to have a characteristic temperature at which the inhibition emerged. Thermostable enzymes were the most lignin-tolerant at high temperatures, suggesting that in addition to the surface properties of an enzyme, non-productive binding onto lignin may be influenced by stability of the enzyme structure. In addition, for lignin-bound T. reesei cellulases, increase in temperature resulted in loss of catalytic activity and tighter binding, suggesting that at high temperature enzyme binding to lignin was probably coupled to conformational changes in the protein folding. With TrCel7A, carbohydrate-binding module, Kasvien lignoselluloosa on vaihtoehtoinen uusiutuva raaka-aine likkennepolttoaineiden sekä erilaisten kemikaalien tuotantoon. Lignoselluloosan biokemiallisella prosessoinnilla pyritään hajottamaan biomassan rakennepolysakkaridit entsymaattisesti liukoisiksi sokereiksi, joista pystytään esimerkiksi mikrobien avulla tuottamaan haluttuja yhdisteitä, kuten liikennepolttoaineeksi soveltuvaa etanolia. Lignoselluloosa koostuu pääosin rakennepolysakkarideista (selluloosa ja hemiselluloosa) sekä ligniinistä, joka on aromaattinen polymeeri. Ligniinin läsnäolo estää rakennepolysakkarideja hajottavien entsyymien toimintaa useilla mekanismeilla, joista entsyymien epäspesifi sitoutuminen ligniinin on eräs tärkeimmistä. Entsyymien sitoutuminen ligniiniin heikentää niiden toimintaa sekä rajoittaa entsyymien kierrätettävyyttä. Molekyylitason mekanismit, jotka mahdollistavat entsyymien sitoutumisen ligniiniin, tunnetaan heikosti. Väitöskirjan tavoitteena oli tutkia entsyymi-ligniini-vuorovaikutuksia käyttäen hyödyksi eristettyjä ligniininäytteitä sekä rakenteeltaan ja lämpöstabiilisuudeltaan erilaisia sellulaasi-entsyymejä. Työssä havaittujen ilmiöiden pohjalta on pystytty esittämään keinoja, joilla haitallisia entsyymi-ligniini-vuorovaikutuksia voidaan välttää prosessissa. Lignoselluloosan biokemiallisen prosessoinnin tehostaminen on edellytys sen maailmanlaajuiselle hyödyntämiselle polttoaine- ja kemikaalituotannossa.

Lihassa esiintyvä rakenneongelma (ns. höttöliha) vaikeuttaa tasalaatuisten lihajalosteiden valmistamista. Höttöliha on PSE-lihan kaltaista lihaa, jossa erona PSE-lihan vetisyyteen on lihan kuivuus. Höttölihasta voi irrottaa lihassyykimput repimällä. Rakennevirhettä esiintyy pääasiassa kinkun vaaleimmissa lihaksissa ja virhe on todettavissa jo raa’assa lihassa. Valmiissa tuotteessa virhe ilmenee repeilevinä viipaleina sekä vaaleina ja kuivina kohtina. Raakana liha on väriltään vaaleampaa, pH-arvo on alempi ja valuma suurempi kuin normaalilla lihalla. Tutkimuksen tavoitteena oli parantaa kokolihatuotteiden laatua. Tutkimuksessa selvitettiin, paraneeko sian kinkusta valmistetun leikkeleen laatu, jos höttöliha poistetaan kinkkuraaka-aineesta ennen tuotteen valmistamista. Lisäksi selvitettiin voidaanko lihan hienonnusasteella vaikuttaa virheen näkymiseen valmiissa tuotteessa sekä voiko höttölihan käyttää kestomakkaraan heikentämättä tuotteen laatua. Keskeisinä menetelminä käytettiin aistinvaraista arviointia kokolihavalmisteille sekä seurattiin kestomakkaran kypsymistä määrittämällä aw-, kiinteys- ja pH-arvot kypsymisprosessin aikana. Ulkonäön suhteen normaalilihasta valmistettu kinkkutuote oli parempi kuin höttölihasta valmistettu (p < 0,05). Tulos oli sama hienonnettiinko liharaaka-aine 0-laipalla (suurempi laippakoko) tai 20-laipalla (pienempi laippakoko). 20-laipalla valmistetut tuotteet arvioitiin rakenteeltaan paremmiksi kuin 0-laipalla valmistetut. Tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että rakennevirheen näkyvyyttä valmiissa tuotteessa pystytään selkeästi vähentämään yhdistämällä liharaaka-aineen valikointi ja pienempi laippakoko. Hyvä kohdetuote rakennevirheellisen lihan käytölle on kestomakkara., A structural problem found in pork – so-called destructured meat - complicates the production of high quality meat products. Destructured meat resembles PSE meat, although it is relatively dry compared to the watery PSE meat. Muscle fiber bundles can be peeled off in strips from destructured meat. Structural problems can already be seen in raw meat as soft texture and light colour. In addition to light colour, the pH-value of destructured meat is lower and drip loss is higher than in normal meat. In a cooked meat product this problem is seen as dry spots which are light in colour and as broken slices. The objective of this study was to improve the quality of cooked meat products. It was examined whether the quality of cooked ham improved when destructured meat was removed from the raw material before preparation of the product. In addition, it was also examined whether the mincing rate of the meat with two different grinder plates (larger, 0-plate or smaller, 20-plate) influenced the appearance of the final product. The crucial method used for whole meat products was sensory analysis. The appearance of the final ham product made of normal meat was better than that made of destructured meat. The result was the same regardless of whether a 0-plate or a 20-plate was used. The structure of the product made of pork minced with 20-plate was, however, considered superior compared to the product made of pork minced with 0- plate. The use of destructured meat as raw material in fermented sausages was also investigated – whether destructured meat could be used without weakening the quality of the final product. The ripening of fermented sausages was followed by determining the aw-value, firmness and pH-value. The study showed that fermented sausage is an excellent product to be made from structurally flawed meat. It can be concluded that the visibility of structural problems in a final product can be decreased by selecting raw material combined with a grinder plate of small s

Sepsis is defined as a documented infection with systemic inflammatory response syndrome (SIRS). When pathogens have been detected by blood culturing method, the condition is classified as a bloodstream infection (BSI). The frequency of severe sepsis is approximately 90.4 cases per 100 000 population in Europe and circa 751 000 cases annually in United States. Sepsis is associated with high mortality rates ranging up to 50 % in most severe cases. The presence of immunocompromising conditions, chronic diseases, prosthetic devices such as intravenous lines or urinary catheters and higher age are factors which typically increase the infection risk. Currently, common causative bacteria such as Staphylococcus aureus, other staphylococci, Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae are detected using blood culturing method. It is time-consuming, especially in case of fastidious and slow growing bacteria and thus initial empirical therapy typically contains broad-spectrum antimicrobial(s). Rapid methods for sepsis/BSI diagnostics are needed to improve patient outcomes, decrease length of stay in hospital and related costs. When causative pathogens are identified earlier, also appropriate antimicrobials can be administered earlier. The aim of this study was to develop a polymerase chain reaction (PCR) and microarray-based assay for the detection of main causative pathogens and methicillin resistance marker from patients with suspected sepsis/BSI. The assay, which utilized the Prove-it TubeArray platform, was first developed for detection of 12 bacterial species, coagulase negative Staphylococcus group and methicillin resistance marker. The performance of this assay was evaluated with blood culture samples. The bacterial panel was further improved for the detection of over 50 causative pathogens in sepsis/BSI. This optimized assay was clinically validated with over 3300 blood culture samples collected from HUSLAB, Finland and UCLH, United Kingdom. The developed assay, named P, Sepsis tarkoittaa vakavaa yleisinfektiota ja tulehdusreaktio-oireyhtymää, johon liitetään usein veriviljelypositiivisuus. Yleisyys Euroopassa on 90.4 tapausta 100 000 ihmistä kohden ja Yhdysvalloissa noin 751 000 tapausta vuosittain. Sepsikseen liitetään korkea kuolleisuus, jopa 50 %. Heikentynyt immuunipuolustus, krooniset sairaudet sekä korkea ikä saattavat lisätä sairastumisriskiä. Yleisimpiä aiheuttajabakteereita ovat muun muassa Staphylococcus aureus ja muut stafylokokit, Escherichia coli ja Klebsiella pneumoniae. Resistentit ja multi-resistentit bakteerikannat ovat yleensä hoidollisesti vaikeimpia, koska tehokkaan mikrobilääkehoidon kohdistaminen saattaa olla vaikeaa. Tällä hetkellä sepsis osoitetaan veriviljelydiagnostiikan avulla, jolloin mikrobi pyritään tunnistamaan potilaan verestä. Viljely on hidas menetelmä vaativissa kasvuolosuhteissa kasvavien mikrobien kohdalla, siksi potilaan empiirinen ensihoito koostuu yleensä laajakirjoisesta mikrobilääkkeestä tai lääkeyhdistelmistä. Nopeutetun diagnostiikan avulla mikrobi(t) pystyttäisiin tunnistamaan nopeammin ja näin ollen kohdistettu lääkehoito aloittamaan aikaisemmin. Tämän työn tavoitteena oli kehittää PCR-monistus- ja mikrosirutekniikkaan perustuva testi sepsiksen aiheuttajamikrobien tunnistamiseen. Ensin kehitettiin tunnistus 12 bakteerilajille, koagulaasinegatiiviselle stafylokki-ryhmälle sekä metisilliiniresistenssi-geenimarkkerille positiivisesta veriviljelynäytteestä. Testialustaksi optimoitiin Prove-it TubeArray -mikrosiru, jolla pystyi analysoimaan 1-24 näytettä kerrallaan. Testin toimivuus arvioitiin kerätyillä veriviljelynäytteillä. Seuraavassa vaiheessa mikrobipaneeli laajennettiin kattamaan yli 50 sepsiksen aiheuttajamikrobia. Tämän parannetun testiversion toimivuus arvioitiin yli 3300 veriviljelynäytteen avulla, jotka oli kerätty HUSLAB:ssa Suomessa ja UCHL:ssä Isossa-Britaniassa. PCR- ja mikrosirutesti nimettiin Prove-it Sepsis -testiksi, jolle määritettiin 94.7 %:n herkkyys ja 98.8 %:n tarkku

Tärkeimpiä teurasveren proteiineja ovat verisolujen hemoglobiini ja globiini sekä plasman albumiini, fibrinogeeni ja immunoglobuliinit. Veren eri jakeilla on hieman toisistaan poikkeavia teknologisia ominaisuuksia. Veriproteiinia lisäämällä voidaan vaikuttaa elintarvikkeen geeliytymis-, vaahtoutumis- ja emulgoitumisominaisuuksiin. Veren proteiineista voidaan valmistaa hydrolysaatteja, joiden antioksidatiivisia ja antigenotoksisia vaikutuksia voidaan hyödyntää elintarvikkeiden säilönnässä tai terveysvaikutteissa. Myös elintarvikkeen ravitsemuksellista arvoa voidaan parantaa veren proteiineja lisäämällä. Elintarvikesovelluksia ovat kananmunan-, rasvan- ja natriumkaseinaatin korvaajana sekä rakenteen ja säilyvyyden parantajana. Veren proteiineja voidaan käyttää kananmunan valkuaisen, maidon sekä soijan proteiinien korvaajina tai rasvan korvaajina kevyttuotteissa. Ultrasuodatus on elintarviketeollisuudessa yleisesti hyödynnetty menetelmä ja soveltuu myös veren proteiinien käsittelyyn. Tutkimuksen tavoitteena oli optimoida ultrasuodatusmenetelmä sian plasman konsentrointiin elintarvikekäyttöä varten ja määrittää plasmakonsentraatin teknologiset ominaisuudet ja soveltuvuus elintarviketuotantoon. Vastepinta-analyysillä luotiin matemaattinen malli, jonka avulla laskettiin optimaaliset ultrasuodatusolosuhteet plasman konsentroimiseksi. Optimiolosuhteet olivat Ultracel PLTK 30 –kalvo, 40 ºC lämpötila ja 2 bar paine. Veriproteiinijakeiden teknologiset ominaisuudet määritettiin pH:ssa 4,5; 5,5; 6,3 ja 7,0. Proteiinien suhteen 5,8 % plasmakonsentraatista valmistettiin vatkaamalla vaahdot, joiden tilavuus ja pysyvyys mitattiin. Vaahtoutuvuus ja vaahdon pysyvyys olivat suurimmat pH:ssa 5,5 ja matalimmat pH:ssa 7,0. Proteiinien suhteen 0,01 % plasmakonsentraatista määritettiin emulgointikyky, joka oli heikoin pH:ssa 5,5 suurentuen kohti pH-asteikon ääripäitä. 10 % plasmakonsentraatista valmistettiin geelit, joiden ominaisuudet mitattiin aineenkoetuslaitteella. Geelit olivat heikoim, Haemoglobin and globin from blood cells and albumin, fibrinogen and immunoglobulins from blood plasma are the most important proteins in slaughter blood. Different fractions of blood have slightly different technological properties. Adding blood proteins can have an effect on the gelling, foaming and emulsifying properties of foodstuffs. Blood protein hydrolysates have antioxidative and antigenotoxic effects that could be utilised as food preservatives or in functional foods to strengthen health. The nutritional value of food can be improved by adding blood proteins. Blood proteins can be utilized by replacing egg, fat and sodium caseinate in foods, to improve structure and shelf life of food. Blood proteins can also be utilised replacing egg white, milk or soy proteins or replacing fat in light products. Ultrafiltration is a common method in the food industry and it is also suitable for processing blood proteins. The aim of the study was to optimize an ultrafiltration method to concentrate porcine slaughter blood for use in the food industry and to determine the technological properties of plasma concentrate and its suitability for use in the food industry. Response surface methodology was used to create a mathematical model to calculate the optimal ultrafiltration parameters for plasma concentrations. Optimal conditions for the ultrafiltration were an Ultracel PLTK 30 membrane, temperature of 40 ºC and pressure of 2 bar. The technological properties of blood proteins were measured at pH 4.5, 5.5, 6.3 and 7.0. Volume and stability were measured from foams prepared by whipping from plasma concentrate diluted to protein concentration of 5.8 %. Foam volume and stability were greatest at pH 5.5 and weakest at pH 7.0. Emulsifying capacity was measured from plasma concentrate diluted to 0.01 % protein concentration. Emulsifying capacity was weakest at pH 5.5 and increased towards high and low pH. Rheological properties of gels made from 10 % plasma concentrate were measu