O projektu...
Naziv projekta
Akronim projekta
Šifra projekta
Vrijednost projekta
Razdoblje provedbe projekta
Voditeljica projekta
Izvor financiranja
Nositelj projekta
Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku
Prehrambeno-tehnološki fakultet Osijek
Ustanove članova projektnog tima
Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku
Prehrambeno-tehnološki fakultet Osijek
Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku
Medicinski fakultet Osijek
Bc Institut za oplemenjivanje i proizvodnju bilja d.d.
Sažetak projekta
U prehrambenoj industriji zaostaju značajne količine proizvodnih ostataka (otpad i nusprodukti) koji se uglavnom odbacuju ili nedovoljno iskorištavaju iako po svom kemijskom sastavu imaju potencijal za daljnje korištenje u proizvodnji visokovrijednih produkata (polifenolni spojevi, enzimi, funkcionalna hrana, bioplin i dr.). Istraživanja će biti usmjerena prvenstveno na kruti otpad vinarija (trop grožđa) te otpad i nusprodukte u preradi žitarica s većim udjelom pljevice (npr. zob, pir i ječam). Poznato je da navedeni proizvodni ostaci predstavljaju bogat izvor polifenolnih spojeva kojima se pripisuju brojni pozitivni učinci na zdravlje ljudi povezani s njihovim antioksidacijskim, antiupalnim te antitumorskim svojstvima. Unatoč navedenom potencijalu polifenola dokazano je da njihova bioraspoloživost u organizmu značajno ovisi o njihovoj strukturi i obliku u kojem se unose u organizam (hranom ili kao pročišćeni izolati u vidu dodataka prehrani). Postoje znanstvena saznanja da polifenoli u hrani ili tijekom probave u organizmu stupaju u interakcije s drugim makromolekulama (proteini, vlakna, lipidi, šećeri) što značajno utječe na njihovu bioraspoloživost u organizmu, međutim zbog složenosti mehanizama djelovanja polifenola u organizmu ovo područje je još uvijek nedovoljno istraženo. Nadalje, postupak izolacije polifenola, stabilizacija izolata s ciljem očuvanja biološke aktivnosti te kemijski sastav polaznog biljnog materijala značajno utječe na mogućnost kasnijeg iskorištavanja polifenola. Proizvodni ostaci prehrambene industrije biljnog porijekla su uglavnom lignocelulozni materijal koji je teško razgradiv, a u svoj strukturi sadrži inkorporirane biološki aktivne polifenolne spojeve, koji su zbog toga teško ekstraktibilni ili imaju nisku bioraspoloživost. Ekstrakcija teško topljivih polifenolnih spojeva zahtjeva dodatne postupke razgradnje (najčešće su to kiselinska hidroliza ili primjena komercijalnih enzima) koji povećavaju troškove proizvodnje i/ili nisu ekološki prihvatljivi. U novije vrijeme sve je veći interes za razvojem bioprocesa za proizvodnju/ekstrakciju bioaktivnih tvari koji omogućavaju proizvodnju ekstrakata visoke kvalitete na ekološki prihvatljiv način. Jedan od navedenih bioprocesa je fermentacija na čvrstoj podlozi (solid-state fermentation, SSF), koja ima veliki potencijal za pretvorbu otpada poljoprivredne i prehrambene proizvodnje u brojne visokovrijedne produkte među kojima su i polifenolni spojevi. Ova metoda temelji se na uzgoju pogodnog mikroorganizma koji tijekom rasta na supstratu sintetizira enzime koji kataliziraju razgradnju složene strukture polimera supstrata pri čemu dolazi do „oslobađanja“ fenolnih spojeva zarobljenih u ligninskoj frakciji te oni postaju dostupniji za ekstrakciju.
Cilj projekta
Cilj ovog projekta je razviti održivi integrirani proces obrade proizvodnih ostataka prehrambene industrije biljnog porijekla, pri čemu će se proizvodni ostaci prvo obraditi filamentoznim gljivama u SSF uvjetima, nakon čega će se koristiti za proizvodnju biološki aktivnih izolata bogatih polifenolima. Za proizvodnju biološki aktivnih izolata iz proizvodnih ostataka prehrambene industrije koristit će se ekstrakcija food-grade otapalima pri utvrđenim optimalnim uvjetima ekstrakcije (konvencionalna i/ili ultrazvučna ekstrakcija). U cilju očuvanja biološke aktivnosti izolata, razvit će se protokoli za stabilizaciju izolata primjenom suvremenih postupaka konzerviranja, odnosno: sušenjem raspršivanjem, liofilizacijom i/ili enkapsulacijom. Za dokazivanje biološke aktivnosti izolata određivat će se njihova antioksidacijska aktivnost i antitumorska aktivnost u in vitro uvjetima. Tako proizvedeni stabilni biološki aktivni izolati bogati polifenolnim spojevima koristiti će se kao dodaci u proizvodnji nove formulacije funkcionalnog proizvoda, odnosno keksa i keksu srodnih proizvoda zadovoljavajućih tehnoloških parametara kvalitete. Simuliranim procesom probave u gastrointestinalnom traktu, u in vitro uvjetima, pratit će se i ispitati bioraspoloživost polifenola iz nove formulacije keksa i keksu srodnih proizvoda.
Rezultati projekta
Rezultati projekta pridonijet će spoznajama o mogućnosti iskorištavanja proizvodnih ostataka prehrambene industrije kroz proizvodnju visokovrijednih produkata, kao što su biološki aktivni izolati bogati polifenolim spojevima, na ekološki prihvatljiv način, te njihovu primjenu u prehrambenoj industriji primjerice kroz razvoj i proizvodnju (nove) funkcionalne hrane. Očekuje se da će rezultati pridonijeti i boljem razumijevanju bioraspoloživosti polifenola iz hrane.