Raziskovalni projekti

VSEBINSKI OPIS PROJEKTA

Mikroalge predstavljajo dober vir hranil in bioaktivnih spojin in tako lahko prispevajo k zdravju ljudi. Trenutno se mikroalge na slovenskem tržišču pojavljajo v obliki prehranskh dopolnil (tablete, kapsule in tekočine). Njihova učinkovitost in izvor sta v splošnem neznana, kajti za prehranska dopolnila ne veljajo strogi predpisi kot za zdravila ali živila. Zato je zelo pomembno redno spremljanje takšnih izdelkov, ki so na voljo na tržišču. Sestava in hranilna vrednost mikroalg je močno odvisna od geografskega območja in letnega časa. V okviru projekta bomo opredelili kontrolne parametre in standardne metode za njihovo določanje. Tako bodo uporabljene napredne analitske tehnike za zagotavljanje kakovosti, varnosti in sledljivosti prehranskih dopolnil na osnovi spiruline in klorele, ki so na voljo na tržišču. Po drugi strani pa bo vzpostavitev kultivacijskih sistemov v večjem merilu omogočila, da bodo mikroalge Spirulina in Chlorella proizvedene pod optimiziranimi in kontroliranimi pogoji. To bo privedlo do nadzorovane kakovosti proizvodov, ki pa se lahko še izboljša z nadaljnjimi postopki obdelave. Mlečnokislinska fermentacija se  lahko uporabi tako za izboljšanje hranilne kot tudi  funkcionalne vrednosti substratov, mikrobiološke varnosti, senzoričnih lastnosti ter za podajšanje roka uporabnosti. Lahko poveča učinkovitost izvirnih bioaktivnih spojin z njihovim sproščanjem ali s tranformacijo z mlečnokislinskimi bakterijami in lahko obogati substrat z njihovimi metaboliti (npr. polisaharidi, biaoktivni peptidi, vitamin B12, kratkorežne maščobne kisline). Tako se lahko izboljša funkcionalna vrednost takšnih substratov. Ker mikroalge Spirulina in Chlorella vsebujejo veliko funkcionalnih bioaktivnih spojin (npr. polinenasičene maščobne kisline, fenolne spojine, steroli, beljakovine, aminokisline, peptidi, vitamini A, C, E, K, polisaharidi, pigmenti) z različnimi aktivnostmi, bo mlečnokislinska fermentacija  uporabljena za pripravo živilskih proizvodov na osnovi mikroalg , ki imajo boljše hranilne in funkcionalne lastnosti v primerjavi z izvorno biomaso. Za preverbo te hipoteze bomo izvedli kemijsko, biokemijsko in mikrobiološko karakterizacijo biomase pred in po fermentaciji kot tudi  analize bioaktivnosti z uporabo molekularnih, celičnih in živalskih modelov za preučitev  fizioloških učinkov. Čeprav so se nekatere študije ukvarjale z mlečnokislinsko fermentacijo mikroalg, doslej ni bilo poročil o oceni vpliva mlečnokislinske fermentacije  na sestavo hranil in bioaktivnih spojin mikroalgne biomase  ter na njihovo mikrobiološko stabilnost in bioaktivnost v smislu pridobivanja novih funkcionalnih živilskih proizvodov. Tako kot Spirulina in Chlorella, ki sta med mikroalgami najbolj preučeni glede hranilnih in funkcionalnih lastnosti, obstajajo še druge mikroalge, ki naseljujejo različne okoljske niše in lahko sintetizirajo različne metabolite.  Mnogi od teh imajo potencialne aplikacije v živilski, farmacevtski in kozmetični industriji. Tako bomo raziskali ekstremne okoljske niše v Sloveniji, kot so soline, zdravilni vrelci in podzemne jame. To so lahko zanimiva mesta pri iskanju mikroalg, ki vsebujejo nove metabolite in tako predstavljajo kandidate za nove živilske sestavine. Z izjemo kraških jam taki ekstremni habitati v Sloveniji še  niso bili raziskani. Na kratko, predlagani projekt bo osredotočen na

• mikroalge Spirulina in Chlorella iz prehranskih dopolnil, ki so na voljo na slovenskem tržišču z neznanim poreklom in učinkovitostjo,
• tiste, ki izhajajo iz kontroliranih sistemov gojenja v večjem merilu z znanim poreklom in nadzorovano kakovostjo, ki pa jo je še vedno mogoče izboljšati z biotehnološkim pristopom in tako pridobiti funkcionalno živilo ter
• mikroalge iz ekstremnih habitatov v Sloveniji kot potencialne kandidate za nove živilske sestavine kot tudi druge biotehnološko zanimive produkte.

FAZE PROJEKTA IN NJIHOVA REALIZACIJA

1. Uvedba biotehnološkega pristopa (mlečnokislinska fermentacija biomase Spirulina in Chlorella) za izboljšanje funkcionalne vrednosti izvorne mikroalgalske biomase in karakterizacijo mikroalgelske biomase pred fermentacijo in po njej v kontekstu kakovosti, varnosti in bioaktivnosti z uporabo celičnih in živalskih modelov.
2. Ugotavljanje izvora in učinkovitosti prehranskih dopolnil Spirulina in Chlorella, ki jih najdemo na slovenskem trgu.
3. Vrednotenje biotske raznovrstnosti mikroalg v Sloveniji - seznam trenutnega stanja in popis novih ekstremnih habitatov

SICRIS povezava