Kasvisterolien hapettumiskestävyys elintarvikemalleissa ja elintarvikkeissa

An important safety aspect to be considered when foods are enriched with phytosterols and phytostanols is the oxidative stability of these lipid compounds, i.e. their resistance to oxidation and thus to the formation of oxidation products. This study concentrated on producing scientific data to support this safety evaluation process. In the absence of an official method for analyzing of phytosterol/stanol oxidation products, we first developed a new gas chromatographic - mass spectrometric (GC-MS) method. We then investigated factors affecting these compounds' oxidative stability in lipid-based food models in order to identify critical conditions under which significant oxidation reactions may occur. Finally, the oxidative stability of phytosterols and stanols in enriched foods during processing and storage was evaluated. Enriched foods covered a range of commercially available phytosterol/stanol ingredients, different heat treatments during food processing, and different multiphase food structures. The GC-MS method was a powerful tool for measuring the oxidative stability. Data obtained in food model studies revealed that the critical factors for the formation and distribution of the main secondary oxidation products were sterol structure, reaction temperature, reaction time, and lipid matrix composition. Under all conditions studied, phytostanols as saturated compounds were more stable than unsaturated phytosterols. In addition, esterification made phytosterols more reactive than free sterols at low temperatures, while at high temperatures the situation was the reverse. Generally, oxidation reactions were more significant at temperatures above 100°C. At lower temperatures, the significance of these reactions increased with increasing reaction time. The effect of lipid matrix composition was dependent on temperature; at temperatures above 140°C, phytosterols were more stable in an unsaturated lipid matrix, whereas below 140°C they were more stable in a saturated lipid matrix. At 140°C, phytosterols oxidized at the same rate in both matrices. Regardless of temperature, phytostanols oxidized more in an unsaturated lipid matrix. Generally, the distribution of oxidation products seemed to be associated with the phase of overall oxidation. 7-ketophytosterols accumulated when oxidation had not yet reached the dynamic state. Once this state was attained, the major products were 5,6-epoxyphytosterols and 7-hydroxyphytosterols. The changes observed in phytostanol oxidation products were not as informative since all stanol oxides quantified represented hydroxyl compounds. The formation of these secondary oxidation products did not account for all of the phytosterol/stanol losses observed during the heating experiments, indicating the presence of dimeric, oligomeric or other oxidation products, especially when free phytosterols and stanols were heated at high temperatures. Commercially available phytosterol/stanol ingredients were stable during such food processes as spray-drying and ultra high temperature (UHT)-type heating and subsequent long-term storage. Pan-frying, however, induced phytosterol oxidation and was classified as a rather deteriorative process. Overall, the findings indicated that although phytosterols and stanols are stable in normal food processing conditions, attention should be paid to their use in frying. Complex interactions between other food constituents also suggested that when new phytosterol-enriched foods are developed their oxidative stability must first be established. The results presented here will assist in choosing safe conditions for phytosterol/stanol enrichment.Terveysvaikutteisia elintarvikkeita valmistettaessa ja käsitellessä täytyy lisättyjen ainesosien kemiallinen pysyvyys tuntea. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin erilaisten kasvisteroli- ja kasvistanoliyhdisteiden pysyvyyttä ja siihen vaikuttavia tekijöitä useissa elintarvikkeiden prosessointi- ja käsittelyolosuhteissa sekä pitkäaikaisessa varastoinnissa. Koska kasvisterolit ja -stanolit ovat rasvayhdisteitä, niiden pysyvyyttä tarkasteltiin erityisesti hapettumiskestävyyttä tutkimalla. Lisäksi työssä kehitettiin ja otettiin käyttöön kaasukromatografi-massaspektrometrinen menetelmä, koska kasvisteroleista ja -stanoleista syntyvien hapettumistuotteiden määrittämiseen elintarvikkeista ei tällä hetkellä ole yleisesti hyväksyttyä virallista menetelmää. Yleistettävää tietoa kasvisterolien ja -stanolien pysyvyyteen vaikuttavista tekijöistä hankittiin mallikokeiden avulla. Hapettumiskestävyyden sekä hapettuessa syntyvien hapettumistuotteiden kirjon todettiin riippuvan sterolin rakenteesta, kuumennuslämpötilasta, kuumennusajasta sekä sen rasvan koostumuksesta ja tyydyttymättömyysasteesta, johon steroli/stanoli kuumennuskäsittelyitä varten sekoitettiin. Kaikissa tutkituissa olosuhteissa kasvistanolit olivat kasvisteroleita pysyvämpiä. Verrattaessa kasvisteroliestereitä ja vapaita kasvisteroleja, sterolit esterimuodossaan olivat pysyvämpiä korkeissa lämpötiloissa, mutta matalissa lämpötiloissa tilanne oli päinvastainen. Yleisesti ottaen tutkittujen yhdisteiden hapettumiskestävyys heikkeni yli 100 °C lämpötiloissa. Tätä matalammissa lämpötiloissa hapettumiskestävyys heikkeni sitä enemmän mitä pidempi kuumennusaika oli. Korkeissa lämpötiloissa havaittiin laajempi hapettumistuotteiden kirjo mukaan lukien kasvisteroliyhdisteiden mahdollinen polymeroituminen. Mallikokeissa kasvisteroli- ja stanoliyhdisteet sekoitettiin joko rypsiöljyyn (tyydyttymätön rasva) tai tripalmitaattiin (tyydyttynyt rasva), koska myös elintarvikkeissa kasvisterolit ja -stanolit ovat kiinteässä vuorovaikutuksessa elintarvikkeen muiden rasvojen kanssa. Käytettyjen rasvapohjien ja kuumennuslämpötilojen yhteisvaikutus kasvisterolien ja stanolien hapettumiskestävyyteen osoittautui yllättäväksi; korkeassa lämpötilassa kasvisterolit olivat pysyvämpiä rypsiöljyssä, kun taas matalammissa lämpötiloissa pysyvyys oli parempi tripalmitaatissa. Kasvistanoliyhdisteet olivat kaikissa olosuhteissa pysyvämpiä tripalmitaatissa. Tutkimuksen kohteena oli myös kaupallisesti kasvisteroli- ja stanolirikastukseen käytettäviä materiaaleja sekä näistä valmistettuja elintarvikkeita. Tutkitut yhdisteet olivat pysyviä spraykuivauksesssa sekä UHT-käsittelyssä ja näihin käsittelyihin liitetyssä pitkäaikaisessa varastoinnissa. Merkittävimmät muutokset tapahtuivat pannupaistossa. Kaiken kaikkiaan kasvisteroli- ja stanoliyhdisteiden todettiin olevan suhteellisen pysyviä kaikissa normaaleissa elintarvikkeiden prosessointi- ja käsittelyolosuhteissa. Kyseisten yhdisteiden käyttöön paistamisessa täytyy kuitenkin kiinnittää huomiota. Monimutkaiset vuorovaikutukset kasvisteroli- ja stanoliyhdisteiden, elintarvikkeen muiden ainesosien (erityisesti rasvan) sekä prosessointilämpötilojen kesken lisäksi osoittivat, että kasvisterolien ja -stanolien pysyvyys tulisi aina varmistaa uusia elintarvikesovelluksia kehitettäessä

Influence of acid hydrolysis, saponification and sample clean-up on the measurement of phytosterols in dairy cattle feed using GC–MS and GC with flame ionization detection

The fortification of processed foods including dairy products is increasingly commonplace with phytosterols among many compounds used to improve the nutritional value of food products. It is also increasingly common practice for some dairy cattle feeds to be fortified for their potential to increase phytosterol levels in milk. In this study, a combined, streamlined protocol using acid hydrolysis, saponification and sample clean-up was developed to enable the rapid and reliable measurement of phytosterols. The method was developed with focus on streamlining the overall technique to make it suitable for commercial laboratories, to reduce labor and consumable costs, while maintaining accuracy. A total of 12 different feed types commonly used in the dairy industry were analyzed with the highest and lowest sterol contents found in cotton seed oil and tannin with average phytosterol contents of 256 and  0.99, the method was validated for milk to enable feed comparison studies with respect to the total phytosterol content in raw milk

Simulaatio-oppiminen ensihoitajakoulutuksessa : lisää todentuntuisuutta Turku AMK:n simulaatioihin

Simulaatio-oppiminen on keskeinen osa jokaisen ensihoitajan koulutus- ja urapolkua. Onnistunut simulaatio on erinomainen oppimiskokonaisuus, jossa teoria ja käytännön osaaminen tuodaan yhdeksi kokonaisuudeksi. Simulaation onnistumiseen vaikuttaa moni asia ympäristön realistisuudesta oppimiskeskusteluun simulaation jälkeen. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli lisätä todentuntuisuutta Turku AMK:n simulaatioihin keräämällä materiaalia, kuten lääkepakkauksia, kelakortteja, sydänfilmejä, vaatteita sekä muuta simulaation todentuntuisuutta parantavaa aineistoa. Tämän lisäksi tuotettiin seurantalomake oppimiskeskustelun tueksi. Tavoitteena oli tehostaa ensihoitajaopiskelijoiden oppimista simulaatioissa lisäämällä simulaatiotilanteiden todentuntuisuutta sekä tukea simulaatioiden seurantaa palautelomakkeella. Toiminnallisen osuuden tueksi valmistui kirjallinen tuotos, jossa käsitellään simulaatio-oppimiseen vaikuttavia oppimisteorioita sekä simulaatioita, niiden historiaa, nykytilannetta simulaatiotilojen ja ympäristön näkökulmasta sekä tehtiin katsaus tulevaan. Opinnäytetyön toiminnallisen osuuden tarkoituksena oli tuoda simulaatioihin elementtejä, joilla voidaan lisätä todentuntuisuutta. Ensihoitajan on tärkeää työssään havainnoida ympäristöään, sillä se voi antaa paljon tietoa potilaan tilasta ja taustoista. Potilaan taustojen selvittämiseksi luotiin ulkonäöltään aitoa vastaavia kelakortteja, lääkelistapohja sekä valmiita lääkelistoja. Potilaan oireisiin voidaan löytää vastauksia ympäristössä olevista lääkepurkeista tai alkoholipulloista, joten niitä on kerätty materiaaliksi simulaatioita varten. Todentuntuisuutta voidaan tuoda simulaatioihin myös sotkemalla vaatteita ja käyttämällä potilasta esittävän opiskelijan päällä arkisia vaatteita työvaatteiden sijaan. Lisäksi osana opinnäytetyötä on kerätty myös sydänfilmejä ja muuta rekvisiittaa, kuten aikakausilehtiä. Tärkein osa simulaatio-oppimista on oppimiskeskustelu, tämän tueksi luotiin seurantalomake, jota simulaatiota seuraavat henkilöt voivat hyödyntää simulaatiota seuratessa sekä palautekeskustelussa palautteen antamisen yhteydessä