Iron melting curve with a tricritical point

Solidification as a first order phase transition is described in the Landau theory by the same equation as tricritical phenomena. Here, the solidification or melting temperature against pressure curve is modelled to end at a tricritical point. The model gives the phase transition temperature's dependence on pressure up to the quadratic term with a definite expression for the coefficients. This formula is expected to be generally valid for pure materials having melting curves with dT/dP approaching zero at very high P. Excellent experimental agreement is obtained for iron, the material having the most high pressure data which rather accurately determines the value of the coefficient defining the curvature. The geophysically interesting iron solidification temperatures at the Earth's core pressures are obtained. In addition, the general formulae for entropy change, latent heat and volume contraction in solidification are found and calculated for iron as functions of pressure and temperature.Comment: 17 pages, 6 figure

Green Technologies for the Extraction of Oil and Protein from Baltic Herring (Clupea harengus membras)

ABSTRACT Baltic herring (Clupea harengus membras) is a species of herring (Clupea harengus) found exclusively in the Baltic Sea. In Finland, it is the most valuable commercially caught species in both volume and value; however, it is highly underutilised as food. Of the approximately 100 million kilograms of Baltic herring caught annually from the Finnish Sea areas, only 3‒4 million kilograms are used as food, while most of the catch is processed for feed. The small size of the fish makes conventional processing more challenging, which is why new technologies for the utilisation of the important proteins and omega-3 fatty acids are essential to create added value from the fish resources. In the first part of the thesis research (publication I), pH-shift method was used to extract proteins from Baltic herring using alkaline processing method (solubilisation pH 11.2 and precipitation pH 5.4). The protein isolate obtained from the pH-shift process was incorporated into two food models: surimi-type gel and fish balls. The functionality of the protein isolate in these models was studied based on composition, colour, texture through texture profile analysis, and volatile compounds with HS-SPME-GC-MS. Furthermore, two different pH-shift methods (changed solubilisation (pH 11.5) and precipitation (pH 6.5) pH values, respectively) were applied to study their effects on the colour of the protein isolate. The results showed that the surimi-type gel had a hardness value comparable to commercial surimi, while the fish balls were significantly softer than commercial products. However, the colour of the surimi was significantly darker than the commercial surimi typically made of white-muscle fish species. The changed solubilisation or precipitation modifications did not improve the whiteness of the gels. According to the volatile analysis, increasing solubilisation pH increased the total content of volatile compounds, as well as the amounts of many important secondary oxidation compounds, which indicates increased oxidation compared to the method using a lower solubilisation pH. Conversely, increasing the precipitation pH decreased the total volatile content, indicating a decreased level of oxidation but it lead to a significantly softer surimi-type gel. In the second part of the research (publication II), enzyme-assisted aqueous extraction was used to extract oil from whole Baltic herring and filleting coproducts. Different commercial proteases (Alcalase, Neutrase & Protamex) were used with two different extraction times (35 and 70 min), and the effect on oil stability and quality were studied by determining peroxide value, para-anisidine value, volatile compounds, fatty acid composition, and oil recovery. Overall, longer extraction times led to better extracted recoveries of oil, but also increased oxidation. The highest oil yields from whole fish were from the 70-minute extractions with Neutrase and Protamex. The extraction for 35 minutes using Protamex resulted in the highest contents of eicosapentaenoic acid (EPA; 20:5n‒3) and docosahexaenoic acid (DHA; 22:6n‒3), but it also increased oxidation compared to the extractions with other enzymes. The highest extracted oil content from the co-products was obtained from the 70-minute extraction with Protamex. However, there were no significant differences in EPA and DHA contents among the oils extracted with different enzymes. Oxidation was the lowest in the oil produced with 35-minute treatment using Neutrase and Protamex. This study showed the potential of using proteolytic enzymes in the extraction of crude oil from Baltic herring and its co-products. The third part of the research (publication III) focused on the optimisation of enzyme-assisted aqueous extraction from lean Baltic herring. Pre-trials showed that Baltic herring with low lipid content (<4%) led to significant emulsion formation with low oil recovery. Lowering stirring speed during extraction, centrifuging while the hydrolysate was still hot (compared to cooling down), and cutting the fish raw materials into smaller sizes before extraction were all effective methods to improve recovery. However, different enzymes, treatment times, or enzyme concentrations did not have significant effects on oil stability, recovery, or composition in this study. Furthermore, lipid classes were analysed using a novel UHPLC-MS-based method. The study revealed that nearly all phospholipids were lost during the enzyme-assisted aqueous extraction, together with a partial loss of DHA, likely due to the emulsion formation. Different methods were applied to reduce emulsion: hanging the fish-to-water ratio from 1:1 to 2:1 (w/w) together with an addition of ethanol was the best method to both reduce emulsion and improve oil recovery. As a result of the emulsion reduction, more DHA was recovered, and the oil contained more triacylglycerols while the phospholipid content remained low.SUOMENKIELINEN ABSTRAKTI Silakka on Itämeressä esiintyvä sillin alalaji, ja se on kalastusmäärältään ja markkina-arvoltaan Suomen tärkein kaupallisesti kalastettu kalalaji. Vaikka Suomessa pyydystetään vuosittain lähes 100 miljoonaa kiloa silakkaa, vain 3–4 miljoonaa kiloa päätyy suomalaisten lautasille, kun taas suurin osa saaliista käytetään eläinten rehuksi. Suurimmat syyt silakan käytön vähenemiselle on sen nopeasti heikkenevä laatu, sesongittainen saatavuus ja kuluttajien muuttuneet käyttötottumukset. Silakka on kuitenkin terveellinen kala: se sisältää runsaasti terveydelle hyödyllisiä omega-3-rasvahappoja ja proteiinia sisältäen kaikki ihmiselle välttämättömät aminohapot. Lisäksi sen kalastus on tärkeää Suomen kalataloudelle ja poistaa samalla Itämerestä ravinteita. Näiden syiden takia silakkaa täytyisi hyödyntää nykyistä paremmin ja kehittää uusia teknologioita mahdollistamaan sen laajemman hyödyntämisen ihmisten ravinnoksi sekä lisäarvon luomisen alihyödynnetylle kalalajille. Tässä tutkimuksessa tutkittiin kahta erilaista ympäristöystävällistä teknologiaa silakan hyödyntämiseksi. Väitöskirjan ensimmäisessä osatutkimuksessa (I) peratun silakan proteiinit eristettiin pH:n vaihteluun perustuvalla tekniikalla, ja tuotettua proteiini-isolaattia käytettiin kahdessa eri mallielintarvikkeessa: geeliytetyssä suriminkaltaisessa tuotteessa sekä kalapullissa. Lisäksi tutkittiin kahta eri variaatiota pH-muunnosmenetelmästä: korkeampaa proteiinien liuotus tai saostus-pH-arvoa, joilla ajateltiin olevan vaikutusta proteiini-isolaatin väriin. Tutkimuksessa selvitettiin proteiini-isolaatin vaikutus tuotteiden rakenteisiin, väriin sekä haihtuviin yhdisteisiin, mitkä kertovat sekä tuotteiden aromeista että härskiintymisestä. Tulosten mukaan silakasta uutettu proteiini-isolaatti toimi hyvin geeliytettynä, sillä surimi oli rakenteeltaan kaupallisten surimien kaltaista. Kalapullat olivat puolestaan pehmeämpiä kaupalliseen kalapullaan verrattuna, mutta niiden vedensidontakyky oli hyvä, ja pullat pitivät muotonsa kypsennyksen aikana. Proteiini-isolaatista tehty suriminkaltainen geeli oli kuitenkin väriltään huomattavasti tummempaa kuin kaupalliset surimit, mikä johtuu silakan lihaskudoksen sisältämistä pigmenteistä. pH-muunnosmenetelmän variaatiot eivät parantaneet proteiini-isolaatin väriä. Haihtuvien yhdisteiden analyysin mukaan korkeamman liuotus-pH:n käyttö lisäsi kuitenkin haihtuvien yhdisteiden kokonaismäärää sekä useiden sekundääristen hapettumistuotteiden määriä verrattuna verrokkimenetelmään. Alhaisemman saostamis-pH-arvon käyttö puolestaan alensi haihtuvien yhdisteiden määriä, mikä kertoo alhaisemmasta hapettumisesta prosessin aikana. Toisessa osatutkimuksessa (II) perehdyttiin öljyn uuttamiseen sekä kokonaisesta silakasta että fileoinnin sivuvirtatuotteista. Öljy uutettiin kolmea eri kaupallista proteaasientsyymiä hyödyntäen (Alcalase, Neutrase ja Protamex) ja öljyn laatua tutkittiin hapettumisen ja rasvahappokoostumuksen kannalta. Lisäksi tutkimuksessa selvitettiin entsyymien ja kahden eri käsittelyajan (35 ja 70 min) aiheuttamia eroavaisuuksia öljysaantoihin ja öljyn koostumukseen. Tutkimuksessa havaittiin eroja sekä entsyymien, käsittelyaikojen että raakaaineiden välillä. Kokonaisen kalan käsittelyssä Neutrase-entsyymillä saavutettiin paras öljysaanto mutta Alcalase-entsyymillä saavutettiin alhaisin hapettumisaste. Sivuvirtatuotteiden kohdalla Protamex-entsyymi 70 minuutin käsittelyajalla oli paras saannon ja hapettumisen kannalta, kun taas Alcalase lisäsi hapettumista. Kaikissa öljyissä oli korkea monityydyttymättömien rasvahappojen pitoisuus ja parhaimmillaan öljyn saanto ylsi 70 %:in. Kolmannessa osatutkimuksessa (III) tutkittiin vähärasvaisen kokonaisen silakan öljyjen uuttoa. Öljyn saanto oli uudella raaka-aine-erällä erittäin alhaista ja sen sijaan prosessin aikana muodostui huomattava määrä emulsiota. Saannon parantamiseksi uutto-olosuhteita optimointitiin raaka-aineen pilkkomiskoon, sentrifugointilämpötilan ja sekoitusnopeuden optimoinnilla, jonka jälkeen tarkasteltiin entsyymipitoisuuksien ja eri uuttoaikojen vaikutusta öljyn saantoon ja koostumukseen. Tutkimusta varten kehitettiin lipidiluokka-analyysimenetelmä, jolla selvisi, että lähes kaikki fosfolipidit katosivat entsymaattisessa uutossa ja öljyn omega-3-rasvahappopitoisuus oli myös alhaisempi kuin liuottimilla uutetussa kontrolliöljyssä. Tutkimuksessa selvitettiin, miten eri keinot vähentävät prosessissa muodostuvaa emulsiota. Lisätyn veden määrän vähentäminen ja etanolin lisääminen uuton aikana vähensivät emulsiokerrosta huomattavasti, mikä johti myös korkeampiin triasyyliglyserolien ja omega-3-rasvahappojen määriin öljyssä. Fosfolipidien määrä jäi kuitenkin edelleen alhaiseksi, mutta tutkimuksessa ei selvitettty, jäävätkö fosfolipidit emulsiokerrokseen vai muihin uuton faaseihin. Tutkimuksen aihe oli tärkeä, sillä silakan rasvapitoisuus vaihtelee huomattavasti vuodenaikojen ja vuosien välillä, mikä täytyy ottaa huomioon sen prosessoinnissa

"Kuule istuta vielä se omenapuu": Ilmastoaktivistien ekologisen vallankumouksen ja utopian diskursseja

Tutkielmani tarkastelee ilmastoaktivistien tulevaisuudenkuvia ja muutospyrkimyksiä. Tässä tutkielmassa kysyn, millaisia mahdollisuuksia ja vaihtoehtoja ilmastoaktivistit näkevät tulevaisuudessa ja miten ilmastonmuutoksen pysäyttäminen voi toteutua. Miten ekologinen vallankumous toteutetaan ja mihin se johtaa? Mikä nähdään vastavoimana tai ratkaisuna toimimattomaksi määritellylle nykyisyydelle? Kuvaan näitä ajatuksia vallankumouksen ja utopian käsittein. Tämä tutkielma asettuu osaksi yhteiskuntatieteissä vaikuttavaa lähestymistapaa, jossa tutkijat ja kirjoittajat ovat tyytymättömiä pelkkään valtasuhteiden ja kärsimyksen tarkasteluun ja haluavat tarkastella myös sitä, kuinka lannistavista nykyrealiteeteista voitaisiin edetä kohti parempaa tulevaisuutta. Tutkielmani perustuu ja ohjautuu tämän hyvän antropologiaksi kutsutun lähestymistavan kautta, jonka ydinajatuksena on se, että tutkimuksessa tulisi tarkastella epäkohtien ja valtasuhteiden lisäksi sitä, miten näitä ongelmia voitaisiin ratkoa, ja millaisia vaihtoehtoja niille on olemassa. Tästä syystä tutkielmani ei kysy pelkästään, mitä ongelmia ilmastoaktivistit näkevät nykyhetkessä, vaan myös sitä, kuinka ja mistä parempi tulevaisuus rakentuu. Keräsin tutkimusaineiston kyselylomakkeella LimeSurvey-kyselyverkkoalustan avulla tammikuussa 2023. Kyselylomake koostui kahdesta monivalintakysymyksestä ja kahdesta avokysymyksestä. Vastaajia tavoiteltiin laajasti suomalaisten ilmastoaktivismijärjestöjen kautta. Aineisto koostui lopulta 12 vastauksesta. Aineiston analyysiin käytin diskurssianalyysin periaatteita. Tuloksena oli kolme päädiskurssia, joista osa jakautuu vielä yksityiskohtaisempiin aladiskursseihin. Päädiskurssit ovat rakennemuutoksen, solidaarisuuden sekä kriisinkestävyyden diskurssit. Rakennemuutoksen diskurssi jakautuu vielä kolmeen yksityiskohtaisempaan aladiskurssiin: Kapitalismista aineettomaan hyvinvointiin, Poliittisesta hegemoniasta kansanvaltaan ja Vieraantuneisuudesta maanläheisyyteen. Solidaarisuuden diskurssin olen jakanut kahteen aladiskurssiin: Eriarvoisuudesta oikeudenmukaisuuteen ja Ihmisen ylivallasta yhteiseen maailmaan. Kriisinkestävyyden diskurssi hahmottuu omana diskurssinaan. Diskursseissa korostui niiden omien erityispiirteiden lisäksi keskeisesti se, että ilmastoaktivismin tulisi paneutua laajasti erilaisiin yhteiskunnallisiin ongelmiin ja toimia yhteistyössä monien tahojen kanssa. Diskurssit olivat myös haluttomia kiinnittymään mihinkään selvärajaisiin järjestelmiin, vaan korostivat ratkaisujen paikallisuutta ja joustavuutta. Tutkielman tulosten avulla voimme saavuttaa tarkemman ymmärryksen ilmastoaktivistien keskuudessa vallitsevista tulevaisuudenvisioista ja sitä kautta päästä paremmin kiinni siihen, millaisia konkreettisia muutoksia ilmastonmuutoksen pysäyttämiseksi tarvitaan

Neonatal viral brain infection and the development of prepulse inhibition : a neurodevelopmental model of schizophrenia

Epidemiological data suggest an important role of perinatal viral infections in the etiology of schizophrenia. In this thesis the connection between neonatal viral brain infection and its consequences to the development of central nervous system was studied. In schizophrenia the symptoms are divided into three categories as positive, negative and cognitive ones. Positive symptoms refer to hallucinations and delusions, negative symptoms are defined as social withdrawal, apathy and poor motivation and cognitive symptoms include deficits in abstraction and paying attention into subjects. Symptoms suggest that in schizophrenia the received information can not be filtered properly in central nervous system, but comes into patients senses in excess i.e. there are defects in sensorimotor gating. Sensorimotor gating was studied by prepulse inhibition of acoustic startle -phenomenon. Prepulse inhibition refers to the inhibition of the startle reflex by weak prepulse presented before the startling stimulus. In schizophrenic patients prepulse inhibition is decreased and in addition to that psychotomimetic drugs disrupt prepulse inhibition in humans as well as in experimental animals. Sensorimotor gating ability is developed under neuronal development and it can be affected by several neurodevelopmental disturbances. In the present study rats were infected with herpes simplex type 1 virus at neonatal age and later challenged to dopaminergic and glutamatergic systems. Results show controversial data of effects on prepulse inhibition, still some attenuation can be seen. Challenge studies did not show clear and persistent effect either in dopaminergic or glutamatergic tests. Corticosterone, naturally occurring hormone in rats, was administered to rat mothers under gestation until weaning in terms to clarify its effects to neuronal development. Administration was carried out by implanted pellet as well as by drinking water. The latter was found to work out better as it releases corticosterone in pulsatile manner. Corticosterone was administered also in acute test to drug naïve animals. This test showed significant decrease on prepulse inhibition. The same could not be repeated in corticosterone challenge test after perinatal treatments. Nitric oxide synthase inhibitor L-NMMA was administered to neonates under days 5-9 after partus. This was supposed to prevent neonates from neurodevelopmental disturbances affected by virus and corticosterone. Despite various dose levels used, any clear effect could not be seen. In summary, the studies show some effect of treatments on neuronal development and sensorimotor gating measured by prepulse inhibition. In the test groups inspected many treatments showed effect at first, but those effects disappeared at later tests as rats grew up. This might be an outcome of the potential compensatory mechanisms of the central nervous system to counteract harmful neurodevelopmental events

Normal extinction and reinstatement of morphine-induced conditioned place preference in the GluA1-KO mouse line

Extinction and reinstatement of morphine-induced conditioned place preference were studied in glutamate α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid-receptor GluA1 subunit-deficient mice (global GluA1-KO mice). In line with previous findings, both acquisition and expression of conditioned place preference to morphine (20 mg/kg, subcutaneously) were fully functional in GluA1 KO mice compared with wild-type littermate controls (GluA1-WT), thus enabling the study of extinction. With a 10-session extinction paradigm, the GluA1 KO mice showed complete extinction similar to that of the GluA1-WT mice. Morphine-induced reinstatement (10 mg/kg, subcutaneously) was detected in both mouse lines. GluA1 KO mice moved more during all the phases of the experiment, including the place conditioning trials, extinction sessions, and place preference tests. The results suggest that the GluA1 subunit may be dispensable or prone to compensation at the neural circuitries delineating extinction and reinstatement. The GluA1 KO mice show altered long-term between-session habituation, which extends longer than previously anticipated.Peer reviewe