Projekti / Programi
Funkcionalna živila in prehranska dopolnila
01. januar 2015
- 31. december 2019
| 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, TLC, HPLC, IC, GC, CE, TLC-MS, HPLC-MS, IC-MS, GC-MS, polifenoli, karotenoidi, triterpenoidi, fitosteroli, proteini, lipidi, ogljikovi hidrati
Raziskovalci (14)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
20.957 |
Povzetek
Programska skupina je osredotočena na temo »hrana in zdravje« s stališča naravoslovnih znanosti. Izvajamo temeljne in uporabne raziskave na hitro razvijajočem se področju prehranskih dopolnil in funkcionalnih živil. Zavedamo se, da kakovostna funkcionalna živila in prehranska dopolnila, ki lahko pomembno vplivajo na podaljšanje in kakovost življenja posameznika, nastajajo na podlagi dolgoletnih opazovanj, epidemioloških študij, laboratorijskih raziskav ipd. Raziskujemo spojine naravnega izvora, za katere obstajajo ugotovitve, da imajo koristen vpliv na človeški (in živalski) organizem, vendar njihovo proučevanje tudi v svetu še traja.
Razvijamo znanja s področja analitike za različne skupine spojin, ki pridejo v poštev (n.pr. karotenoidi, flavonoidi, steroli, triterpenoidi, naftokinoni, vitamini, koencim Q10), pri čemer tehnike in metode kemijske analize predstavljajo težišče našega dela. Za potrebe raziskovalnega dela in za potrebe naročnikov iz industrije in drugih inštitucij razvijamo metode na osnovi kromatografskih (GC, IC, HPLC, TLC) in sklopljenih tehnik (GC-MS, IC-MS, LC-MS, TLC-MS), pri čemer sledimo svetovnim novostim v razvoju teh tehnik in materialov.
Pridobivamo potrebna znanja o bioaktivnih spojinah za pripravo novih funkcionalnih živil in prehranskih dopolnil s specifičnim delovanjem in za kritično ovrednotenje obstoječih in novih izdelkov. Izbiramo potencialne surovine (predvsem rastlinskega izvora) in razvijamo postopke za pridobivanje bioaktivnih spojin. Proučujemo naravne komplekse med majhnimi molekulami bioaktivnih spojin in velikimi molekulami različnih biopolimerov, kar je osnova za razumevanje teh procesov na molekularnem nivoju in tudi za iskanje novih izvirnih rešitev 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. Naši dosedanji pomembni dosežki na tem področju so: vodotopna oblika koencima Q10, izboljšana vodotopnost pigmenta šikonina s pripravo kompleksa šikonina z β-laktoglobulinom, v naravne polimere enkapsulirani karotenoidi, itd. Različne raziskovalne tehnike nam omogočajo vpogled v nastanek povezav 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.
V okviru programa se kot doslej pod mentorstvom naših raziskovalcev izobražujejo dodiplomski in podiplomski študentje iz slovenskih in tujih univerz. S tem bomo prispevali 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, zaščita okolja itd.), ker bodo ta prevzela nova orodja (metode, postopki) in jih uporabila v svojih raziskavah. Naša dognanja bodo tako pomembno vplivala na kakovost in verodostojnost rezultatov tudi drugih analiznih laboratorijev po svetu. Omogočala bodo kvantitativno ekstrakcijo, stabilizacijo analitov med ekstrakcijo in separacijo ter določanje analitov v različnih matricah in v različnih koncentracijskih območjih.
Naša dognanja segajo tudi v razvoj postopkov derivatizacije analitov, razvoj in optimizacijo detekcijskih reagentov in s tem povezanimi nižjimi mejami zaznave ter mejami določitve. Miniaturizacija, ki jo že dosegamo, pomeni za vse nadaljnje faze raziskovanj tudi občutno nižje ogljične odtise. Rezultati naših raziskav ločevanja znanih beljakovin na monolitnih kromatografskih stacionarnih fazah že omogočajo optimizacijo in izdelavo novih funkcionaliziranih kromatografskih materialov z boljšimi karakteristikami in možnostmi ločbe.
Pričakujemo, da bomo z našim delom na predlaganem programu 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 že identificirali nekatere fenolne kisline in flavonoide, karotenoide, pentaciklične triterpenoide, fitosterole 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. Nekateri rezultati naših raziskav, ki bodo objavljeni v kratkem, bodo za našo programsko skupino prelomni, saj bodo pomenili pomemben korak v tej veji analizne kemije, ki se v svetu vse bolj uveljavlja kot najpomembnejši dejavnik v vseh členih prehranske verige.
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.
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 na ustreznih ravneh slovenske in evropske raziskovalne sfere, za nami so nekateri pomembni mednarodni projekti (trije evropski in več bilateralnih), sodelovanje s centrom odličnosti in povezovanje s tujimi centri za raziskovanje bioloških aktivnosti spojin. 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 naš doprinos k razvoju znanosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Programska skupina iz Laboratorija za prehrambeno kemijo bo nadaljevala s svojo edinstveno usmeritvijo - povezovanjem znanj s področij analizne kemije, živilstva in farmacije. Gre za prostor, ki se odpira z vedno širšim trgom funkcionalnih živil in prehranskih dopolnil v svetovnem merilu, manjkom zakonske regulative zaradi izredno kompleksnega nastajanja vedno novih živilskih proizvodov in pomanjkanjem analiznih metod za njihovo nastajanje in nadzor njihove kakovosti. Naši dosedanji dosežki - patentirana vodotopna oblika koencima Q10, ki se preko podeljene licence trži pod zaščitno znamko Q10Vital, kompleks proteina ß-laktoglobulina in sekundarnega metabolita šikonina, enkapsuliran ksantofilni ekstrakt itd. so znanje, ki bo v prihodnje zagotovo osnova za nove izdelke, tako za ljudi kot za živali. Z razvojem postopkov za izolacijo in modifikacijo izbranih spojin, njihovo karakterizacijo in razvojem analiznih metod (na osnovi separacijskih in sklopljenih tehnik) smo in bomo pomembno prispevali k razvoju kemijske stroke. Naše analizne metode so in 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. Poleg pomembnih premikov na področju hrane za ljudi menimo, da bi z uvedbo novih prehranskih dopolnil v krmo živali lahko znižali tudi stroške preventivnega zdravljenja živali in izboljšali bilanco prirasta vzrejnih živali.
Naše delo in sodelovanje z domačimi in tujimi raziskovalnimi ustanovami nas samo po sebi umešča v domače in tuje raziskovalno, regulatorno in gospodarsko okolje, saj brez analizne kemije danes ni mogoče niti nastajanje novih materialov in proizvodov niti kontrolnih mehanizmov. Glede na odprtost svetovnih trgov in tudi znanosti bodo naši dosežki, tako kot doslej primerljivi, z ustrezno zaščito pa tudi tržno zanimivi in za Slovenijo promocijski. V največji možni meri bomo naše dosežke patentirali - prav zdaj smo poleg že registriranih patentov vložili še dve novi mednarodni in eno slovensko patentno prijavo. S svojim znanjem smo bili in bomo v pomoč državnim in evropskim regulatornim in nadzornim organom, računamo pa tudi, da bo tržna konkurenca dvigovala ceno tudi našemu znanju. Raziskave bodo še naprej usmerjene tudi v iskanje novih surovin za izdelavo potencialnih prehranskih dopolnil in funkcionalnih živil. Kot vir novih surovin bomo uporabili zdravilne, okrasne in tujerodne invazivne rastline ter odpadni rastlinski material živilske in lesno-predelovalne industrije. Uporaba odpadnih surovin in invazivnih rastlin bo znižala stroške končne predelave in negativne vplive na okolje. Večina rastlin z biološko aktivnimi učinkovinami, ki jih bomo proučevali uspeva tudi na območju Slovenije. Produkcija prehranskih dopolnil ob ekonomsko upravičeni investiciji bo spodbudila potrebo po večjih pridelovalnih površinah, kar bo spodbudilo rast novih ali že obstoječih domačih in tujih podjetij, ki se ukvarjajo z rastlinsko produkcijo in pomembno prispevalo k trajnostnemu razvoju slovenskih regij.
Naše znanje in dosežke bomo še naprej načrtno vključevali v gospodarstvo - vsako leto v zadnjem kvartalu bomo sklicevali poslovne konference, na katerih bomo seznanili kmetijske, živilsko-predelovalne, kemijske in farmacevtske gospodarske družbe z našimi dosežki in predlogi, kako te dosežke preko gospodarskih družb tudi tržiti. Tako bomo ustvarili nove možnosti za odpiranje delovnih mest v navedenih gospodarskih panogah. Reševanje tehničnih in raziskovalnih težav v sodelovanju z našimi partnerji iz slovenskih in tujih gospodarskih družb bo še naprej pomemben del našega dela. Preko posredovanja našega znanja in rešitev gospodarskim družbam smo in bomo posredno ali neposredno vključeni v proizvodnjo in trženje visokotehnoloških industrijskih izdelkov (funkcionalna živila, prehranska dopolnila, zdravila, kromatografski izdelki, itd.). S tem smo in bomo prispevali k dvigu
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
