Mansikkahillon väärentämisen osoittaminen kivennäisaineprofiilia ja kemometriaa hyödyntämällä

Tutkielman kirjallisuusosassa käsiteltiin mansikan kivennäis- ja hivenainekoostumusta sekä siihen vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi pohdittiin hillon valmistuksen vaikutusta kivennäisaineprofiiliin, hilloväärennöksiä ilmiönä sekä kivennäisaineprofiilin hyödyntämistä elintarvikeväärennösten osoittamisessa tilastollisia monimuuttujamenetelmiä hyödyntäen. Tutkielman kokeellisen osan tavoitteena oli tutkia, voiko kivennäisaineprofiilia käyttää mansikkahillon aitouden toteamiseen yhdessä tilastollisten monimuuttujamenetelmien kanssa. Mansikan kivennäisaineprofiilin vaihtelua tutkittiin määrittämällä useiden erilaisten mansikkanäytteiden kivennäisaineprofiili (n = 51), minkä lisäksi mansikka-aineistosta luotiin tilastolliset mallit muiden näytteiden luokitteluun. Menetelmän toimivuutta testattiin mansikkahillosta sekä omena-, päärynä- ja kurpitsahilloista sekoitettujen malliväärennösten (5 %, 10 %, 20 % ja 50 %) avulla. Muiden kasvilajien (n = 10) kivennäisaineprofiilin eroamista mansikan kivennäisaineprofiilista testattiin pienellä aineistolla. Lisäksi kokeiltiin luokitella kaupallisia mansikkahillonäytteitä (n = 33) kivennäisaineprofiilinsa perusteella aidoiksi mansikkahilloiksi tai väärennöksiksi. Kivennäisaineprofiilit (Al, B, Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, P, Pb, S, Si ja Zn) määritettiin induktiivisesti kytkettyyn plasmaan ja optiseen emissiospektrometriaan (ICP–OES) perustuvalla menetelmällä. Näytteiden esikäsittelyyn kuului pakkaskuivaus, jauhaminen, märkäpoltto typpihapon ja vetyperoksidin avulla sekä laimennus vedellä. Määritykset tapahtuivat ulkoisen standardin menetelmää hyödyntäen. Tulostenkäsittely tapahtui pääkomponenttianalyysillä (PCA) ja SIMCA-menetelmällä (Soft Independent Modelling of Class Analogies). Malliväärennökset sekä omena-, päärynä- ja kurpitsahillo saatiin erottumaan mansikkahillosta sekä pääkomponenttianalyysin perusteella että luokiteltua muuksi kuin mansikkahilloksi 95 %:n todennäköisyydellä SIMCA-mallin perusteella. Tarkin luokittelu saavutettiin kivennäisaineprofiililla Mg, P, S, Ca ja K tai Mg, P, S, Mn, Ca ja K. Muiden kasvinäytteiden kivennäisaineprofiilit erosivat mansikan profiilista lukuun ottamatta puutarhavadelmaa. Mansikka-aineisto ei jakautunut pääkomponenttianalyysissä esimerkiksi lajikkeen, kasvupaikkansa tai kasvuajankohtansa mukaan selkeisiin ryhmiin. Menetelmä ei kuitenkaan soveltunut sellaisenaan vielä kaupallisten mansikkahillonäytteiden luotettavaan luokitteluun. Lisätutkimusta tarvitaan ainakin mansikkahillojen valmistuksessa käytettyjen ainesosien vaikutuksesta luokitteluun ja mansikan sukulaislajien kivennäisaineprofiilien erottumisesta. Lisäksi kaupallisten mansikkahillonäytteiden luokitteluun tulisi hankkia teollisuuden käyttämiä mansikoita vastaava laaja kivennäisaineprofiilikirjasto. Malliväärennösten ja aidon mansikkahillon erottumista koskevien tulosten perusteella menetelmä vaikuttaa kehityskelpoiselta ainakin omenalla, päärynällä ja kurpitsalla jatkettujen mansikkahilloväärennöksien toteamiseen.The literature review of this master’s thesis dealt with major and minor mineral composition of strawberries and the factors affecting it. In addition, the effect of jam production on mineral profile and jam adulteration as a phenomenon were discussed as well as using the mineral profile to detect food adulteration using statistical multivariate methods. The aim of the experimental part of this thesis was to study if the mineral profile in combination with statistical multivariate methods could be used to point out the authenticity of strawberry jam. Alterations in the strawberry mineral profile were studied by determining the mineral profile of several different strawberry samples (n = 51). In addition, the strawberry data was used to create models for classification of other samples. The operability of the method was tested using “forged” model jams created by mixing strawberry jam with apple, pear or pumpkin jam (5 %, 10 %, 20 % and 50 %). The differentiation of mineral profiles of other plant species (n = 10) from strawberry mineral composition was tested with small-scale data. Additionally commercial strawberry jams (n = 33) were tried to classify by their mineral profile to be authentic or adulterated. Mineral profiles (Al, B, Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, P, Pb, S, Si and Zn) were quantified with inductively coupled plasma – optical emission spectrometry (ICP–OES). Sample pretreatment included freeze drying, grinding, wet digestion using nitric acid and hydrogen peroxide and dilution with water. Quantification was based on external standard method. Results were processed by principal component analysis (PCA) and soft independent modelling of class analogies (SIMCA). Fabricated model jams and pure apple, pear and pumpkin jams could be separated from strawberry jam both with principal component analysis and with using SIMCA method to classify them to be something else than strawberry jam with 95 percent probability. Most accurate classification was obtained with mineral profiles combining Mg, P, S, Ca and K or Mg, P, S, Mn, Ca and K. Other plant species studied had different mineral profiles compared to strawberries with exception of raspberry. No clear groups were formed on principal component analysis of the strawberry data in respect to cultivar, growth place or time. The method was not yet applicable for the use of classifying commercial strawberry jam samples reliably. There is a need for additional studies about the effect of ingredients used for jam production on the classification. Also the separation between mineral profiles of species related to strawberries should be studied further. In addition mineral profile library of strawberries for industrial processing should be created in order to classify commercial strawberry jam samples. Based on the separation results of fabricated model jams and authentic strawberry jam the method seems to be suitable for further development at least for detecting strawberry jam adulteration by extending with apple, pear or pumpkin

Toimintasuositukset. Mansikan alkuperäväärennökset paljastuvat.

202

Åtgårdsrekommendationer. Förfalskningar av jordgubbarnas ursprung blir avslöjade

202

Policy brief. Strawberries with fraudulent country-of-origin information can now be revealed

202

Alkuperältään aidot – koordinoidulla yhteistyöllä uusi työkalu kasvituotteiden alkuperän määrittämiseen ja alkuperäväärennösten osoittamiseen. Loppuraportti

Hankkeessa kehitettiin työkalu, jolla puutarhamansikasta voidaan selvittää, ovatko marjat alkuperältään suomalaisia. Stabiilien isotooppien analyysien avulla luotiin kotimaisen mansikan isotooppisuhteista tietokanta viranomaiskäyttöön. Lisäksi selvitettiin mansikan alkuainepitoisuuksien käyttömahdollisuutta alkuperän varmentamiseen. Hankkeen tuloksena ulkomaista edullisemmin tuotettua mansikkaa ei enää voi myydä suomalaisena ilman, että asia pystytään todistamaan ja elintarvikevalvonnassa pystytään antamaan lausunto tuotteiden alkuperän suomalaisuudesta. Tämä pitää kotimaisen mansikan hinnan sillä tasolla, jolle tuotantokustannukset sen asettavat, mikä varmistaa marjanviljelyn tuotannon kannattavuutta ja kilpailukykyä. Samoin kuluttajat, kauppa ja elintarvikejalostajat pystyvät luottamaan marjojen kotimaisuustietoon.202

Prevalence of adolescent physical activity-related injuries in sports, leisure time, and school: the National Physical Activity Behaviour Study for children and Adolescents

Background The purpose of this study was to investigate the prevalence of adolescent physical activity-related injuries in sports club activities, leisure time physical activity and school-based physical activity. The secondary aim was to investigate the differences in the prevalence of physical activity -related injuries between years 2014 and 2016. In addition, we set out to study the associations between age, sex and the frequency of physical activity and injury prevalence. Methods This cross-sectional study is based on the National Physical Activity Behaviour Study for Children and Adolescents (LIITU in Finnish) conducted in years 2014 and 2016. The subjects completed an online questionnaire in the classroom during school hours. A total of 8406 subjects participated in the current study. Out of these, 49% were boys and 51% were girls. The proportions of 11-, 13-, and 15-year-olds were 35%, 34% and 31%, respectively. Results In the combined data for 2014 and 2016, injury prevalence was higher in sports club activities (46%, 95% CI 44.8–47.8) than in leisure time PA (30%, 95% CI, 28.5–30.5) or school-based PA (18%, 95% CI, 17.4–19.1). In leisure time PA, the injury prevalence was higher than in school-based PA. In all the three settings, injury prevalence was higher in 2016 than in 2014. Frequency of PA was associated with a higher risk for PA-related injuries in sports clubs and leisure time. Conclusions With half of the subjects reporting at least one PA-related injury during the past year, results indicate that adolescent PA-related injuries are a large-scale problem. There is a worrisome rise in injury prevalence in recent years. From a public health standpoint, there is an urgent need to invest in injury prevention to reverse this trend.peerReviewe