Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
4.02.00 |
Biotehnika |
Živalska produkcija in predelava |
|
Koda |
Veda |
Področje |
P300 |
Naravoslovno-matematične vede |
Analitična kemija |
P310 |
Naravoslovno-matematične vede |
Beljakovine, encimologija |
P340 |
Naravoslovno-matematične vede |
Lipidi, steroidi, membrane |
B230 |
Biomedicinske vede |
Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija |
B680 |
Biomedicinske vede |
Javno zdravstvo, epidemiologija |
T130 |
Tehnološke vede |
Produkcijska tehnologija |
mlekarstvo, mleko, mlečni izdelki, sestava, proteini, lipidi, proteoliza, lipoliza, kakovost, mikrobiologija, mlečno kislinske bakterije, starter kulture, fermentacija, bakteriofagi, bakteriocini, probiotiki, tehnologija
Raziskovalci (18)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskave bodo zajemale proučevanje kemizma, encimatike in mikrobiologije mleka ter njihovega vpliva na fermentacijske in druge tehnološke postopke obdelave in predelave mleka. Proučevali bomo mehanizme razgradnje proteinov in maščob ter biosinteze snovi, ki prispevajo k oblikovanju arome, reoloških in nutritivnih lastnosti mlečnih izdelkov, poleg tega pa mehanizme delovanja kvarljivcev in potencialnih patogencev ter z njimi povezano kvarjenje mleka in mlečnih izdelkov. Poseben problem predstavljajo termostabilne proteaze, ki hidrolizirajo kazeine, kar povzroči destabilizacijo kazeinskih micel. V mleko pridejo iz krvi (plazmin) ali pa jih izločajo bakterije, najpogosteje vrste rodov Bacillus in Pseudomonas. Predvsem vrste rodu Bacillus so v zadnjem času tema številnih raziskav, saj so sporotvorne, poleg tega pa določene vrste potencialno patogene. Dosedanje raziskave so pokazale, da je bilo v določenih letnih obdobjih kar 69 do 81 % vzorcev surovega mleka kontaminiranega z vrsto Bacillus cereus, 83 do 94 % vseh izolatov iz mleka in mlečnih izdelkov pa je tvorilo diareični toksin. V nadaljnih raziskavah želimo izolate razvrstiti na osnovi homolognosti specifičnih genskih sekvenc s pomočjo RAPD metode ter na ta način ugotoviti gensko variabilnost znotraj vrste in njeno morebitno povezanost z izvorom izolatov. Stopnjo in vrsto proteolitične aktivnosti bomo proučevali s pomočjo določanja dušičnih frakcij, kolorimetrično s tri-nitrobenzensulfonsko kislino in SDS-PAGE elektroforezo.Drug sklop raziskav bo zajemal proučevanje mlečno kislinskih bakterij z vidika zaščitnih starterskih kultur, celic gostiteljic za bakteriofage in probiotikov. Kompeticijo v bogatih mikrobnih združbah, kot je fermentirana hrana ali prebavni trakt, omogočajo mlečno kislinskim bakterijam številni metaboliti, med katerimi so posebno zanimivi bakteriocini. V lastni zbirki imamo nekaj zanimivih bakteriocinogenih izolatov pri katerih bomo proučevali mehanizme sinteze bakteriocinov, protimikrobnega delovanja, preživetja v mešanih mikrobnih združbah ter sposobnosti kolonizacije prebavnega trakta. Analizo bakteriocinskega operona, ki ga sestavljajo strukturni gen, gen za imunost proti lastnim bakteriocinom, gen za transportni protein in dodatni protein, ki pri transportu sodeluje bomo izvedli s pomočjo priprave genske knjižnice, pri čemer bomo izolirali le take transformante, ki bodo delovali protibakterijsko proti izbranim indikatorskim bakterijam. Celoten operon bomo sekvencirali, s kloniranjem omenjenih genov, ki ga sestavljajo, pa bomo potrdili njihovo vlogo pri biosintezi proteinov. Preživelosti bakteriocinogenih sevov v prebavnem traktu laboratorijskih živali in fermentiranih izdelkih bomo zasledovali s pomočjo hibridizacijskih tehnik. Preizkusili bomo možnost uporabe DNK sonde, katere tarča je gen za bakteriocin. Poleg tega bomo proučevali možnost uporabe imunoloških metod za sledenje seva, seveda ob predpostavki, da bomo uspeli pridobiti specifična protitelesa proti bakteriocinski molekuli ali bakteriocinogenem sevu.
Pomen za razvoj znanosti
Mleko in mlečni izdelki so bili že v preteklosti predmet številnih raziskav, vendar so analitske tehnike in metodološki instrumentarij, ki so se razvili v zadnjem desetletju, postavili nove dimenzije raziskovalnega dela na tem področju. Poznavanje mehanizmov razgradnje sestavin mleka in biosinteze snovi, ki nastanejo med tehnološkim postopkom, bo omogočilo razlago določenih biokemijskih procesov, ki potekajo pri različnih okoliških pogojih, kar pa je osnova za usmerjanje tehnoloških procesov v smislu izdelave "zdravih" in nutritivno bogatih izdelkov. Pridobljeno znanje bo relevantno tudi pri postavljanju hipotez o metabolizmu mleka in mlečnih izdelkov in njihovem nutritivnem doprinosu, kar je pomembno področje raziskav v svetu. Drugo, zelo pomembno raziskovalno področje, ki se ukvarja z "zdravo" in funkcionalno hrano pa so bakteriocini in probiotiki. Uporaba bakteriocinogenih starterskih kultur in delno očiščenih ali čistih bakteriocinov kot konzervansov tako v fermentirani kot nefermentirani hrani pridobiva na pomenu. Nič manj pa ni zanimiva možnost uporabe bakteriocinogenih sevov v profilaktične namene, saj je vse več znanstvenih dokazov, da probiotične bakterije uravnavajo delovanje mikrobne populacije prebavnega trakta. Poleg naštetih področji, h katerim naj bi naše raziskave doprinesle delček znanja, se na novo odpira še tretje možno področje uporabe bakteriocinogenih MKB, in sicer kot specifičnih "food grade" genskih markerjev.
Pomen za razvoj Slovenije
Prehrambena industrija je med pomembnejšimi gospodarskimi vejami, mlekarska pa znotraj nje vodilna. Lahko se pohvalimo, da je slovenska mlekarska industrija dosegla nivo razvitih mlekarskih dežel, kar je tudi odraz kvalitetnega izobraževalnega in znanstveno raziskovalnega dela skupine, ki je predlagateljica raziskovalnega programa. Če želimo držati korak s svetom, bo potrebno obseg in kvaliteto tako izobraževalnega kot raziskovalnega dela ne samo ohranjati na obstoječem nivoju, temveč intenzivirati. Prav to je cilj, ki ga želimo doseči s predlaganim znanstveno raziskovalnim delom. Razvoj in kvalitetno delo mlekarske industrije sta pomembna iz gospodarskega vidika, nutritivno in biološko kakovostni izdelki pa iz zdravstvenega, saj je prehrana eden izmed pomembnejših dejavnikov, ki vplivajo na zdravje ljudi in posredno njihovo psihofizično počutje ter s tem delovno učinkovitost.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo