Biomassist inimese tervisele: kaerakoorte biokonversioon mikrovetikate abil immunomoduleerivate omadustega ühendite tootmiseks. (ALGAE2HEALTH)

1.1.1.3. Translatiivsed teadusuuringud, 1. voor

Projekti pealkiri: “Biomassist inimese tervisele: kaerakoorte biokonversioon koos mikrovetikatega immunomoduleerivate omadustega ühendite tootmiseks”. (ALGAE2HEALTH)."
Projekti lepingu number: Nr 1.1.1.1.3/1./24/A/133
Projekti rakendamise tähtaeg: 01.07.2025 - 31.06.2028 (36 kuud)
Projekti rahastamise kogusumma: 656 455,13 eurot (ERF 510 065,65 eurot; 89 934,35 eurot riigieelarveline rahastamine; 56 455,13 eurot abikõlblikud erakulud).
Projekti juht / peamine uurija: Vanemteadur, Läti Ülikooli arstiteaduskond ja bioteaduskond / mikrobioloogia ja biotehnoloogia instituut Dr.biol. Armands Vīgants

Projekti haldusjuht: Laureta Buševica, e-post: laureta.busevica@lu.lv

Projekti (ALGAE2HEALTH) teaduslik eesmärk on viia läbi interdistsiplinaarne tööstuslik koostööuuring, et töötada välja uudne ja integreeritud jäätmevaba kaerakesta biorafineerimisprotsess, mis kasutab mikrovetikate biokonversiooni ja toodab kõrge lisandväärtusega koostisainete voogusid, millel on immunomoduleerivad omadused (ksülo-oligosahhariidid (XOS), omega-3-rasvhapped ja antioksüdandid).

Projekt on seotud arenguprioriteediga “Tulevased kasvusektorid, kus on olemas või tõenäoliselt tekivad kõrge lisandväärtusega tooted ja teenused”.

Projekti rakendab Läti Ülikool teadusasutusena koostöös kahe tööstuspartneriga - SIA Biorefic ja SIA Rāmkalni Nordeco. .

Biorefic on idufirma, mis keskendub integreeritud tehnoloogiate ja toodete arendamisele järgmise põlvkonna biorafineerimiseks. Projekti roll: arendada ja optimeerida protsesse prebiootikumide (XOS) ja vetikakasvatussubstraatide tootmiseks kaerakoorest hüdrolüsaadist.

Rāmkalni Nordeco Ltd kasvatab ja töötleb nii mahe- kui ka tavapõllumajanduslikke põllumajandustooteid (suhkrustatud puuviljad, siirupid, pastillid, biotöötlemine). Projekti roll: testida projekti raames väljatöötatud polüfunktsionaalsete koostisosade stabiilsust reaalsetes toiduainetes ja nende mõju toiduainete funktsionaalsetele omadustele.

Projekti tulemuseks on :

• uue tehnoloogia prototüüp (TRL 4) mikrovetikate biomassi (kõrge oomega-3-rasvhapete ja antioksüdantide sisaldusega) tootmiseks, kasvatades seda kaerakesta hüdrolüsaadil põhineval substraadil;
• Uue polüfunktsionaalse toote prototüüp (XOS ja mikrovetikapõhiste bioaktiivsete koostisosadega) (TRL 4);
• üks intellektuaalomandi litsentsileping;
• 4 teaduspublikatsiooni teadusajakirjades või rahvusvahelistes konverentsikogumikes, mis on indekseeritud Scopuses või Web of Science'is.  

Projekti tulemused aitavad kaasa Läti aruka spetsialiseerumise strateegias (RIS3) määratletud kolme valdkonna arengule: “Teadmistepõhine biomajandus”, “Biomeditsiin, meditsiinitehnoloogia, farmaatsia” ja “Fotoonika ja arukad materjalid, tehnoloogiad ja tehnosüsteemid".

Projekt edendab ökoinnovatiivseid tehnoloogiaid ja aitab kaasa jäätmeteta tehnoloogia arendamisele, kuna saadud teadmisi saab tulevikus kasutada kõrge lisandväärtusega toodete tootmiseks tööstuslikus mahus taastuvatest põllumajandusjääkidest, näiteks kaerakoortest.

Planeeritud projektitegevused:

1. Peamised teadusuuringud:

• XOS ekstraheerimismeetodite optimeerimine kaerakoortest;
• Mikrovetikate kasvatamise tehnoloogia väljatöötamine, kasutades kaerakesta hüdrolüsaadil põhinevaid substraate;
• Polüfunktsionaalsete tootevalmististe (sh XOS ja mikrovetikapõhised bioaktiivsed koostisosad) väljatöötamine, nende valmististe bioaktiivsuse hindamine;
• testides nende preparaatide mõju polüfunktsionaalse toidu erinevatele omadustele.
• Projekti käigus loodud teadmiste levitamine koolituse, trükiste või teadmiste ja tehnoloogiasiirde kaudu.
•  Avalikkuse teavitamine ja projektitulemuste levitamine.

”Lihtne lugeda”

Projekt “ALGAE2HEALTH”

Millest on juttu?
Projektis uuritakse, kuidas kaerakoortest (töötlemisjäägid) saab toota mikrovetikate abil väärtuslikke aineid. Sellest saab toota aineid, mis aitavad inimese immuunsüsteemi - näiteks, Omega-3-rasvhapped, antioksüdandid ja kiudained (XOS).

Kes osaleb?

• Läti Ülikool - juhib teadusuuringuid.
• SIA Biorefic - uus ettevõte, mis arendab tehnoloogiaid prebiootikumide ja vetikatoitainete ekstraheerimiseks kaerakoortest.
• SIA Rāmkalni Nordeco - katsetada, kuidas need uued koostisosad toimivad reaalsetes toitudes (nt suhkrustatud puuviljad, siirupid).

Projektijuht: Dr. biol. Armands Vīgants
Haldusjuht: Laureta Bussevic (laureta.busevica@lu.lv)

Millal projekt toimub?
Alates juuli 2025 kuni juuni 2028 (3 aastat).

Kui palju maksab projekt?
Kokku ~ 656 tuhat eurot.
Neist:

• Euroopa Liit (ERF) - ~510 000
• Riigieelarve - ~90 000
• Erakondlikud vahendid - ~56 tuhat

Mida tuleb teha?

• Tehnoloogia arendamine kaerakoorel põhinevate mikrovetikate kasvatamiseks.
• Uute toodete prototüüpimine mikrovetikate ja XOS-koostisosadega.
• Kontrollige, kuidas need koostisosad mõjutavad toidu kvaliteeti.
• Koostada teadusartikleid ja koolitust.
• Projekti tulemuste tutvustamine avalikkusele.

Mis kasu on sellest?

• Uued jäätmeteta ökotehnoloogiad.
• Uued tervislikud toidud, mis sisaldavad oomega-3, antioksüdante ja prebiootikume.
• Rohkem teadmisi põllumajanduslike jääkide kasutamise kohta.

Ülevaade ajavahemikuks 01.10.2025-31.12.2025.

Projekti tegevuste 2d1, 2d.2 ja 2d.3 raames jätkati ja projekti tegevusega 2d.6 alustati uurimistegevust 1. juuli ja 30. septembri 2025 vahelisel ajal.

Tegevus 2.d1 hõlmas STEX-töötlemise tulemuste konsolideerimist ja optimaalsete protokollide väljatöötamist, sealhulgas eri režiimidel saadud hemitsellulooshüdrolüsaatide võrdlevat hindamist ja XOS/ksülaani suhte analüüsi võimalike toiduvalmististe jaoks; samal ajal analüüsiti lüofiliseeritud ekstraktide stabiilsust ja järelejäänud inhibeerivaid aineid pärast pH neutraliseerimist. Lisaks töötati välja ja valideeriti pH neutraliseerimise protokollid, valideeriti kaerakesta tolmufraktsiooni happeline hüdrolüüs kui mikrovetikate süsiniku allikas, koostati toiduks kasutatavate prebiootiliste ekstraktide tehnilised andmelehed ning hinnati ELi õigusakte toiduainete märgistamise ja väidete kontekstis, et tagada väljatöötatud ekstraktide jätkuv kasutatavus ja vastavus õigusaktidele.

Tegevuse 2d.2 raames algatatud uuringud substraadi eelkääritamise kohta bakterite abil. Zymomonas mobilis, kasutades substraadina kaerakoorest happe hüdrolüsaati. Testitud aadressil Crypthecodinium cohnii ja Schizochytrium limacinum  kasvu kaerakoorte happelisel hüdrolüsaadil ja kasvuparameetrite põhjal edasiste uuringute jaoks valitud kaerakoorte happelisel hüdrolüsaadil põhinevate eelfermenteeritud substraatidega. Schizochytrium limacinum.  

Tegevuse 2d.3 raames läbiviidud mikrovetikate uuringud Graesiella emersonii ja Galdieria sulphuraria Kultiveerimine kaerakoorte happelisel hüdrolüsaadil erinevate substraadikontsentratsioonide ja substraadi pH-ga. Hinnati biomassi kasvu ja substraadi tarbimist. Saadud andmete põhjal valiti edasisteks uuringuteks paljulubavamad järgmised. Galdieria sulphuraria.

Tegevus 2d6 algatab teadusuuringud ksülolooligosahhariide (XOS) sisaldavate hemitsellulooshüdrolüsaatide kasutamise kohta lisaainena polüfunktsionaalsete toodete väljatöötamisel. Tegevuse 2d1 käigus saadud andmete põhjal, mis käsitlevad XOSi sisaldavate hüdrolüsaatide koostist ja omadusi, on algatatud potentsiaalsete toodete valimine, hindamine ja tehnoloogiliste protokollide väljatöötamine polüfunktsionaalsete toodete alusena.

Ülevaade ajavahemikust 01.01.2026-31.03.2026.

Ajavahemikul 1. jaanuarist kuni 31. märtsini 2026 jätkati projektitegevuste 2d1, 2d2 ja 2d3 uurimistegevust ning alustati uurimistegevust 2d6.

Jaanuarist kuni märtsi lõpuni hõlmas tegevus 2d1 pihustuskuivatusprotokollide kindlaksmääramist, väljatöötamist ja esialgset katsetamist, sealhulgas prebiootiliste ekstraktide ekstraheerimist pihustuskuivatuskatsete jaoks, katsetulemuste ja massibilansi arvutamist; paralleelselt sellega pihustuskuivatus- ja külmkuivatuskatsete võrdlev analüüs, vahe- ja lõpptoodete võrdlev hindamine kvaliteedi ja stabiilsuse aspektide osas ning pihustuskuivatustoodete reoloogiliste ja muude füüsikaliste omaduste hindamine. Lisaks sellele viidi läbi pH parandamise ja inhibiitorite vähendamise katsed, hinnati pH ja inhibiitorite korrigeerimisega seotud regulatiivseid aspekte, hinnati pihustuskuivatatud ekstraktide niiskusesisaldust, hüdrofiilsust ja ladustamisstabiilsust ning ekstraheeriti kaeratolmu järgnevate etappide fermentatsioonisubstraatide valmistamiseks.

Tegevuse 2d.2 raames jätkatakse uurimistööd substraadi eelkääritamise kohta bakterite abil. Zymomonas mobilis, kasutades substraadina kaerakoorest happe hüdrolüsaati. Jätkub aadressil Schizochytrium limacinum Kaerakesta tolmuhüdrolüsaadi kasvatusparameetrite optimeerimine. Uuringute algatamine seoses  Schizochytrium limacinum muutused biomassi koostises erinevates kasvatustingimustes, pöörates erilist tähelepanu biomassi lipiidide sisaldusele.

Tegevuse 2d.3 raames jätkatakse mikrovetikate kasvatamist kaerakesta tolmuhüdrolüsaadil. Võrreldi biomassi kasvuparameetreid segatroofsetes ja heterotroofsetes tingimustes. Tulemused näitavad, et mikrovetikate Graesiella emersonii  näitavad suuremat biomassi saagikust ja tootlikkust antud substraadil miksotroofsetes tingimustes. Alustatud on teadusuuringuid, mis käsitlevad  Graesiella emersonii  muutused biomassi koostises erinevates kasvatustingimustes.

Tegevus 2d.6 jätkas teadusuuringuid, mis käsitlesid ksülolooligosahhariide (XOS) sisaldavate hemitsellulooshüdrolüsaatide kasutamist lisaainena polüfunktsionaalsete toodete väljatöötamisel. Välja on töötatud mitu XOSi sisaldava jäätise retseptivarianti, kasutades XOSi allikana tegevuse 2d1 raames valmistatud XOSi sisaldavat toorekstrakti.