Projekti / Programi
Funkcionalna živila in prehranska dopolnila
01. januar 2020
- 31. december 2025
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P300 |
Naravoslovno-matematične vede |
Analitična kemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.04 |
Naravoslovne vede |
Kemija |
Funkcionalna živila, prehranska dopolnila, bioaktivne učinkovine, analizna kemija, analiza živil, določanje struktur, kromatografija, masna spektrometrija, HPLC, GC, TLC, IC, CE, HPLC-MS, HPTLC-MS, GC-MS, IC-MS, polifenoli, karotenoidi, triterpenoidi, fitosteroli, proteini, lipidi, ogljikovi hidrati
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
10. december 2023;
A3 za obdobje
2017-2021
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
161 |
3.311 |
2.943 |
18,28 |
| Scopus |
168 |
3.817 |
3.393 |
20,2 |
Raziskovalci (14)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
21.377 |
Povzetek
Programska skupina je osredotočena na temo "hrana in zdravje" s stališča naravoslovnih znanosti. Izvajamo temeljne in aplikativne raziskave na hitro razvijajočem se področju funkcionalnih živil in prehranskih dopolnil. Zavedamo se, da kakovostna funkcionalna živila in prehranska dopolnila, ki lahko pomembno vplivajo na kakovost življenja posameznika, nastajajo na podlagi dolgoletnih opazovanj, epidemioloških študij, laboratorijskih raziskav ipd. Raziskujemo bioaktivne spojine naravnega izvora, za katere obstajajo ugotovitve, da imajo koristen vpliv na človeški (in živalski) organizem, in je njihovo proučevanje v svetu še vedno aktualno. Razvijamo znanja s področja analitike za različne skupine spojin, ki pridejo v poštev (n.pr. karotenoidi, flavonoidi, steroli, triterpenoidi, naftokinoni, vitamini), pri čemer predstavlja težišče našega dela razvoj metod na osnovi kromatografskih ((U)HPLC, HPTLC, GC, IC) in sklopljenih tehnik ((U)HPLC-MS, HPTLC-MS, GC-MS, IC-MS). Pri tem sledimo svetovnim novostim v razvoju tehnik in materialov. Analizne metode razvijamo tudi za naročnike iz industrije in drugih raziskovalnih skupin ter državnih organov. Pridobivamo potrebna znanja o bioaktivnih spojinah za pripravo novih funkcionalnih živil in prehranskih dopolnil s specifičnim delovanjem. S temi znanji sodelujemo pri kritičnemu ovrednotenju obstoječih in razvoju novih izdelkov. Izbiramo predvsem surovine rastlinskega izvora in razvijamo postopke za pridobivanje bioaktivnih spojin. Proučujemo komplekse med majhnimi molekulami bioaktivnih spojin in velikimi molekulami različnih biopolimerov, ki so osnova za razumevanje teh procesov na molekularnem nivoju. S tem iščemo nove izvirne rešitve za nova funkcionalna živila in prehranska dopolnila, v katerih bodo bioaktivne spojine primerno stabilizirane in predelane v tako obliko, da bodo kar najbolj biološko uporabne. Različne raziskovalne tehnike nam omogočajo vpogled v nastanek povezav bioaktivnih spojin, ki jim želimo izboljšati nekatere lastnosti, z dodanimi spojinami (večinoma oligo- in polimerne spojine), ki omogočajo želene spremembe. Te raziskave dajejo temeljna spoznanja o naravi kemijskih vezi in orientaciji atomov v prostoru novonastalega produkta. Dosedanji pomembni dosežki naše programske skupine na tem področju so: vodotopna oblika koencima Q10, ki se v funkcionalnih živilih, prehranskih dopolnilih in kozmetičnih izdelkih trži pod blagovno znamko Q10Vital; izboljšana vodotopnost pigmenta šikonina s pripravo kompleksa šikonina z β-laktoglobulinom; v naravne polimere enkapsulirani karotenoidi, ipd. V okviru programa se pod mentorstvom naših raziskovalcev izobražujejo dodiplomski in podiplomski študentje iz Slovenije in tujine. S tem prispevamo k povečanju števila specializiranih kadrov, ki bodo z znanjem iz analizne kemije in še posebno kromatografskih tehnik postali zanimiv kader za gospodarske družbe in raziskovalne inštitucije.
Pomen za razvoj znanosti
Nova znanstvena spoznanja in dosežki s predlaganega področja, ki se nanašajo na analitiko in študij struktur spojin, bodo vplivala na razvoj mnogih drugih področij temeljnih znanosti in aplikativnega raziskovanja (kemija, biologija, molekularna biologija, farmacija, medicina, agronomija, živilstvo, ekologija itd.), ker bodo raziskovalci prevzeli ta nova orodja (metode, postopki) in jih uporabili v svojih raziskavah. Naša dognanja bodo tako pomembno vplivala na kakovost in verodostojnost rezultatov tudi drugih analiznih laboratorijev po svetu. Omogočala bodo optimalno ekstrakcijo, stabilizacijo analitov med ekstrakcijo in separacijo ter določanje analitov v različnih matricah in koncentracijskih območjih.
Z razvojem postopkov derivatizacije analitov, razvojem in optimizacijo detekcijskih reagentov bomo omogočili doseganje nižjih mej zaznave ter mej določitve. Miniaturizacija, ki jo že dosegamo, pomeni za vse nadaljnje faze raziskovanj tudi občutno nižje ogljične odtise.
Pričakujemo, da bomo z našim rezultati prispevali tudi nova znanstvena spoznanja o analitiki proučevanih spojin in znanja o njihovih spektrih (MS, NMR, itd.) ter drugih lastnostih. Tako smo kot prvi v rastlinskih materialih (zdravilnih, okrasnih in invazivnih tujerodnih rastlinah) že identificirali nekatere fenolne kisline, flavonoide, proantocianidine, karotenoide, pentaciklične triterpenoide, fitosterole, fizaline in naftokinonske ter antocianinske derivate. Določili smo tudi strukture novih še neodkritih spojin v rastlinskih materialih. S temi raziskavami bomo nadaljevali, ker so odkritja izjemno zanimiva in pomembna zaradi pozitivnih učinkov odkritih spojin na človekovo zdravje. Predvidevamo, da bodo ti novi rastlinski materiali, izolirane in kemijsko modificirane spojine tudi v bodoče predmet številnih raziskav na mnogih znanstvenih področjih (kemija, farmacija, medicina, ...). Z rezultati naših raziskav bomo prispevali v svetovno zakladnico znanj, ki bo služila kot baza za razvoj novih izdelkov (funkcionalna živila, prehranska dopolnila, dodatki za krmo, zdravila, itd.).
Študij molekulskih interakcij je bil od nekdaj in bo tudi v bodoče v središču pozornosti kemijske znanosti, saj gre za osnovna spoznanja, ki se nanašajo na živo in neživo materijo. Naše proučevanje medmolekulskih interakcij - vključevanje manjših molekul v polimerne ciklične ali aciklične ogljikove hidrate in beljakovine bo osnova številnim novim raziskavam na področju funkcionalnih živil in prehranskih dopolnil. Pomembno pa bo tudi za raziskave na drugih področjih kot so: farmacija, biomedicina, živilstvo, fitomedicina, forenzika.
S proučevanjem kromatografskih mehanizmov ločbe izbranega nabora analitov v določenem kromatografskem načinu (RP, HILIC, itd.) bomo ob dejstvu, da se kromatografske tehnike uporabljajo za reševanje problemov na številnih področjih, vplivali na razvoj mnogih znanstvenih področij kot so: farmacija, medicina, živilstvo, fitomedicina in sorodne discipline.
Rezultati raziskav, ki ne bodo komercialno zanimivi za uporabnike in zaradi tega patentirani, bodo objavljeni v mednarodnih revijah z najvišjim možnim faktorjem vpliva in bodo tako uporabni za raziskovalce, ki delajo na enaki ali sorodni problematiki drugod po svetu.
Dosedanji dosežki naše programske skupine nam omogočajo sodelovanje s slovensko in evropsko raziskovalno sfero. K naši raziskovalni uspešnosti vpliva tudi naša aktivna vključenost v nacionalne, bilateralne in evropske projekte ter mnoga sodelovanja s tujimi raziskovalnimi inštitucijami (Max Planck Institute for Chemistry, King's College London, Imperial College London, St Andrews University, itd.). Prepričani smo, da bo naše še bolj intenzivno vključevanje v mednarodne povezave in projekte doprineslo k še večji izmenjavi znanja in raziskovalcev v mednarodnem prostoru in s tem povečalo naš doprinos k razvoju znanosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Programska skupina iz Odseka za prehrambeno kemijo bo nadaljevala s svojo edinstveno usmeritvijo - povezovanjem znanj s področij analizne kemije, živilstva in farmacije. Prav to odpira nove možnosti razvoja na trgu funkcionalnih živil in prehranskih dopolnil in krmnih dodatkov v Sloveniji in v svetovnem merilu. Razvite analizne metode bodo v pomoč proizvajalcem pri kreiranju novih izdelkov v vseh fazah razvoja izdelka, od izbora surovin, kontrole ekstrakcije ali sinteze, študij stabilnosti in kontrole končnih produktov. Ker gre na tem področju ne le v Sloveniji, ampak tudi v svetovnem merilu za pomanjkanje zakonske regulative zaradi izredno kompleksne sestave in intenzivne produkcije vedno novih proizvodov ter posledično pomanjkanja analiznih metod za nadzor njihove kakovosti, bodo naše razvite in validirane analizne metode v pomoč državnim (Urad RS za kemikalije in Inšpektorat RS za kmetijstvo, gozdarstvo, lovstvo in ribištvo) in evropskim (Evropska agencija za varnost hrane (EFSA)) regulatornim in nadzornim organom. Naše analizne metode bodo uporabne tudi za izvedbo rutinskih laboratorijskih analiz v živilski industriji (kontrola vhodnih surovin in končnih izdelkov), agronomiji (izbor sort), farmaciji, klinični kemiji in na drugih sorodnih področjih. To dokazuje že doslej izkazano zanimanje za raznovrstne analize in tudi število različnih vzorcev, ki jih prejmemo s strani naročnikov, zlasti iz industrije (živilske, farmacevtske in kemijske), drugih raziskovalnih skupin ter državnih nadzornih služb. Naše ekspertno znanje s področja separacijskih tehnik bo uporabno za razvojne naloge za zunanje naročnike (razvoj novih metod), ki bodo na osnovi našega dela v velikem številu primerov že optimizirali tehnološke procese in naredili nove produkte. Preko posredovanja našega znanja in rešitev gospodarskim družbam bomo posredno ali neposredno vključeni v proizvodnjo in trženje visokotehnoloških industrijskih izdelkov (funkcionalna živila, prehranska dopolnila, zdravila, kromatografski izdelki, itd.), s čimer bomo prispevali k dvigu njihove konkurenčnosti in prepoznavnosti doma in po svetu ter posledično tudi k slovenski gospodarski rasti. Z razvojem postopkov za izolacijo in modifikacijo izbranih spojin, njihovo karakterizacijo in razvojem analiznih metod (na osnovi separacijskih in sklopljenih tehnik) bomo pomembno prispevali k razvoju kemijske stroke. Rezultati raziskovalno razvojnega dela naše programske skupine iz preteklih programskih obdobij so predvsem pojavljanje in trženje novih funkcionalnih živil, prehranskih dopolnil in kozmetičnih izdelkov s patentirano obliko vodotopnega koencima Q10, ki se trži pod blagovno znamko Q10Vital. Tudi kompleks proteina ß-laktoglobulina in sekundarnega metabolita šikonina ter enkapsulirani ksantofilni ekstrakt predstavljata znanje, ki bo v prihodnje zagotovo osnova za nove izdelke, tako za ljudi kot za živali. V okviru programa se bodo pod mentorstvom naših raziskovalcev izobraževali dodiplomski in podiplomski študentje (magistrandi in doktorandi - mladi raziskovalci) iz Slovenije in tujine, s čimer bomo prispevali k povečanju števila specializiranih kadrov. Vsi, ki so se doslej izobraževali pri nas, so brez težav dobili zaposlitve v raziskovalnih inštitucijah ali gospodarskih družbah v Sloveniji oziroma v tujini. Skrbeli bomo tudi za popularizacijo znanosti in raziskovalnega dela z vodenjem različnih izobraževalnih delavnic za osnovnošolce, srednješolce, študente in splošno javnost. Izbrani smo bili, da leta 2020 organiziramo dva mednarodna kromatografska simpozija: "International Symposium for High-Performance Thin-Layer Chromatography 2020" in "26th International Symposium on Separation Sciences (ISSS)". ISSS bomo organizirali v sodelovanju s Slovenskim kemijskim društvom, Central European Group for Separation Sciences in European Society for Separation Sciences. Simpozija bosta imenitna priložnost za promocijo Slovenije, naših znanstvenih dosežkov in dosežkov naših partnerjev iz gospodarsk
