Nuo biomasės iki žmogaus sveikatos: avižų pelų biokonversija naudojant mikroalges, siekiant pagaminti junginius, turinčius imunomoduliuojančių savybių. (ALGAE2HEALTH)

1.1.1.3. Praktinio pobūdžio tyrimai, 1-asis etapas

Projekto pavadinimas: “Nuo biomasės iki žmogaus sveikatos: avižų šiaudų biokonversija naudojant mikroalges, siekiant pagaminti junginius, turinčius imunomoduliuojančių savybių. (ALGAE2HEALTH).”
Projekto sutarties numeris: Nr. 1.1.1.3/1./24/A/133
Projekto įgyvendinimo terminas: 2025 m. liepos 1 d. – 2028 m. birželio 31 d. (36 mėnesiai)
Bendras projekto finansavimas: 656 455,13 EUR (ERPF – 510 065,65 EUR; valstybės biudžeto lėšos – 89 934,35 EUR; privačios priskirtinos išlaidos – 56 455,13 EUR)
Projekto vadovas / vyriausiasis tyrėjas: Latvijos universiteto Medicinos ir gyvybės mokslų fakulteto / Mikrobiologijos ir biotechnologijos instituto vyresnysis mokslo darbuotojas biologijos daktaras. Armands Vīgants

Projekto administracinis vadovas: Laureta Buševica, el. paštas: laureta.busevica@lu.lv

Projekto (ALGAE2HEALTH) mokslinis tikslas – atlikti tarpdisciplininį bendradarbiavimu pagrįstą pramoninį tyrimą, siekiant sukurti naują ir integruotą avižų šiaudų biorefinavimo procesą be atliekų, naudojant mikroalgų biokonversiją ir gaunant didelės pridėtinės vertės komponentų srautus, turinčius imunomoduliuojančių savybių (ksilo-oligosacharidai (XOS), omega-3 riebalų rūgštis ir antioksidantus)

Projektas susijęs su šiuo plėtros prioritetu: “Ateities augimo sektoriai, kuriuose yra arba galėtų atsirasti didelės pridėtinės vertės produktai ir paslaugos”.

Projektą įgyvendina Latvijos universitetas kaip mokslinių tyrimų organizacija, bendradarbiaudamas su dviem pramonės partneriais – UAB “Biorefic” ir UAB “Rāmkalni Nordeco”. .

UAB „Biorefic“ yra startuolis, kurio veikla sutelkta į integruotų technologijų ir produktų kūrimą, skirtą naujos kartos biorafinuotei. Vaidmuo projekte: sukurti ir optimizuoti procesus, skirtus prebiotikų (XOS) gamybai ir dumblių auginimo substratų gavimui iš avižų šiaudų hidrolizatų.

UAB „Rāmkalni Nordeco“ augina ir perdirba tiek ekologiškus, tiek tradicinius žemės ūkio produktus (džiovinti vaisiai, sirupai, pastilės, ekologiškas perdirbimas). Vaidmuo projekte: išbandyti projekte sukurtų daugiafunkcinių ingredientų stabilumą realiuose maisto produktuose ir jų poveikį maisto produktų funkcinėms savybėms.

Projekto rezultatai bus:

• naujos technologijos prototipas (TRL 4), skirtas mikroalgų biomasės gamybai (su dideliu omega-3 riebalų rūgščių ir antioksidantų kiekiu), jas auginant ant substratų, pagamintų iš avižų sėlenų hidrolizato;
• naujo daugiafunkcinio produkto prototipas (su XOS ir mikroalgomis pagrįstais biologiškai aktyviais komponentais) (TRL 4);
• viena intelektinės nuosavybės licencijos sutartis;
• keturios mokslinės publikacijos mokslo žurnaluose arba tarptautinių konferencijų medžiagoje, indeksuojamose „Scopus“ arba „Web of Science“.  

Projekto rezultatai prisidės prie trijų Latvijos pažangiosios specializacijos strategijoje (RIS3) nustatytų sričių plėtros: “Žiniomis grindžiama bioekonomika”, “Biomedicina, medicinos technologijos, farmacija” ir “Fotonika ir pažangiosios medžiagos, technologijos ir inžinerinės sistemos“

Projektas skatina ekologiškai novatoriškas technologijas ir prisidės prie atliekų nesukeliančių technologijų plėtros, nes ateityje įgytos žinios galės būti panaudotos pramoninio masto didelės pridėtinės vertės produktų gamybai iš atsinaujinančių žemės ūkio atliekų, pavyzdžiui, avižų šiaudų.

Planuojamos projekto veiklos:

1. Pagrindinė mokslinė veikla:

• XOS išgavimo iš avižų šiaudų metodų optimizavimas;
• mikroalgų auginimo technologijos kūrimas, naudojant substratus, kurių pagrindą sudaro avižų šiaudų hidrolizatas;
• daugiafunkcinių produktų formulių kūrimas (įskaitant XOS ir mikroalgomis pagrįstus biologiškai aktyvius komponentus), šių formulių biologinio aktyvumo vertinimas;
• šios formulės poveikio įvairioms daugiafunkcinių maisto produktų savybėms tyrimas.
• Projekte sukauptų žinių sklaida, pasitelkiant mokymus, leidinius arba žinių ir technologijų perdavimą.
•  Visuomenės informavimas ir projekto rezultatų sklaida.

Skyrius ”Lengva skaityti”

Projektas “ALGAE2HEALTH”

Apie ką yra šis projektas?
Šiame projekte tiriamas, kaip avižų pelai (perdirbimo atliekos) gali būti panaudoti vertingų medžiagų gamybai pasitelkiant mikroalgas. Iš jų galima gauti medžiagų, kurios stiprina žmogaus imuninę sistemą – pavyzdžiui, omega-3 riebalų rūgštys, antioksidantai ir maistinės skaidulos (XOS).

Kas dalyvauja?

• Latvijos universitetas – vadovauja tyrimui.
• UAB „Biorefic“ – nauja įmonė, kuri kuria technologijas, leidžiančias iš avižų pelų gauti prebiotikus ir maistines medžiagas, skirtas dumbliams.
• UAB „Rāmkalni Nordeco“ – tikrina, kaip šie nauji ingredientai veikia tikruose maisto produktuose (pvz., saldainiuose, sirupuose).

Projekto vadovas: Biologijos mokslų daktaras Armands Vīgants
Administracinė vadovė: Laureta Buševica (laureta.busevica@lu.lv

Kada bus įgyvendintas projektas?
Iš Nuo 2025 m. liepos iki 2028 m. birželio (3 metai).

Kiek kainuoja projektas?
Iš viso ~656 tūkstančiai eurų.
Iš jų:

• Europos Sąjunga (ERAF) – ~510 tūkstančių
• Valstybės biudžetas – ~90 tūkstančių
• Privatūs lėšos – ~56 tūkstančiai

Ką planuojama padaryti?

• Sukurti technologiją, kaip auginti mikroalgas naudojant avižų šiaudus.
• Sukurti naujų produktų prototipus, kurių sudėtyje yra mikroalgų ir XOS komponentų.
• Išsiaiškinti, kaip šie ingredientai veikia maisto kokybę.
• Parengti mokslinius straipsnius ir mokymo medžiagą.
• Skleisti projekto rezultatus visuomenėje.

Kokia bus nauda?

• Naujos ekologiškos technologijos, nesukeliančios atliekų.
• Nauji sveiki maisto produktai su omega-3, antioksidantais ir prebiotikais.
• Daugiau žinių apie tai, kaip panaudoti žemės ūkio atliekas.

Ataskaita už laikotarpį nuo 2025 m. spalio 1 d. iki 2025 m. gruodžio 31 d..

Laikotarpiu nuo 2025 m. liepos 1 d. iki rugsėjo 30 d. buvo tęsiami mokslinių tyrimų darbai pagal projekto veiklas 2.d1, 2d.2 ir 2d.3, taip pat pradėti mokslinių tyrimų darbai projekto veikloje 2d.6

Vykdant veiklą 2.d1, buvo konsoliduoti STEX apdorojimo rezultatai ir parengti optimalūs protokolai, įskaitant įvairiais režimais gautų hemiceliuliozės hidrolizatų lyginamąjį vertinimą ir XOS/ksilano santykio analizę potencialioms maisto formuluotėms; lygiagrečiai buvo analizuojamas liofilizuotų ekstraktų stabilumas ir likusių inhibuojančių medžiagų kiekis po pH neutralizacijos. Be to, buvo parengti ir patvirtinti pH neutralizacijos protokolai, atliktas avižų pelų dulkių frakcijos rūgštinio hidrolizavimo patvirtinimas kaip mikroalgų anglies šaltinio, parengtos prebiotinių ekstraktų techninės duomenų lapai naudojimui maisto produktuose, taip pat atliktas ES teisės aktų vertinimas maisto ženklinimo ir nuorodų kontekste, siekiant užtikrinti sukurtų ekstraktų tolesnį naudojimą ir atitiktį reguliavimo reikalavimams.

Vykdant veiklą 2d.2, pradėti tyrimai dėl substrato pirminio fermentavimo naudojant bakterijas Zymomonas mobilis, kaip substratą naudojant avižų pelų pelkštųjų rūgščių hidrolizatą. Išbandyta Crypthecodinium cohnii ir Schizochytrium limacinum  augimas ant avižų pelų miltelių rūgšties hidrolizato ir, remiantis augimo parametrais, tolesniems tyrimams su iš anksto fermentuotais substratais, kurių pagrindą sudaro avižų miltelių hidrolizatas, buvo pasirinktas Schizochytrium limacinum.  

Vykdant veiklą 2d.3, buvo atlikti tyrimai apie mikroalgas Graesiella emersonii ir Galdieria sulphuraria auginimas naudojant avižų pelų pelenų rūgšties hidrolizatą esant skirtingoms substrato koncentracijoms ir substrato pH. Įvertintas biomasės augimas ir substrato suvartojimas. Remiantis gautais duomenimis, tolesniems tyrimams kaip perspektyvesnis pasirinktas Galdieria sulphuraria.

Vykdant veiklą 2.d6, pradėti tyrimai dėl ksilooligosacharidų (XOS) turinčių hemiceliuliozės hidrolizatų naudojimo kaip priedų kuriant daugiafunkcinius produktus. Remiantis veikloje 2.d1 gautais duomenimis apie XOS turinčių hidrolizatų sudėtį ir savybes, pradėta potencialių produktų, kurie taps polifunkcinių produktų pagrindu, atranka, vertinimą ir technologinių protokolų parengimą.

Ataskaita už laikotarpį nuo 2026 m. sausio 1 d. iki 2026 m. kovo 31 d..

Laikotarpiu nuo 2026 m. sausio 1 d. iki kovo 31 d. buvo tęsiami mokslinių tyrimų darbai pagal projekto veiklas 2.d1, 2.d.2 ir 2.d.3, taip pat pradėti mokslinių tyrimų darbai pagal veiklą 2.d.6

Nuo sausio iki kovo pabaigos, vykdant 2.d1 veiklą, buvo atliktas purškimo džiovinimo (spray drying) protokolų apžvalga, parengimas ir pirminis eksperimentinis patikrinimas, įskaitant prebiotinių ekstraktų gavimą purškimo džiovinimo bandymams, bandymų atlikimą ir masės balanso skaičiavimus; lygiagrečiai buvo atlikta purškimo džiovinimo ir liofilizacijos bandymų lyginamoji analizė, atliktas tarpinių ir galutinių produktų lyginamasis vertinimas kokybės ir stabilumo aspektais, taip pat įvertintos purškimo džiovinimo produktų reologinės ir kitos fizinės savybės. Be to, buvo atlikti pH gerinimo ir inhibitorių mažinimo bandymai, įvertinti normatyviniai aspektai, susiję su pH ir inhibitorių koregavimu, įvertintas purškimo džiovinimo ekstrakto drėgmės kiekis, hidrofilumas, ir saugojimo stabilumas, taip pat buvo gauti avižų milteliai fermentacijos substratų paruošimui tolesniems etapams.

Vykdant veiklą 2d.2, buvo tęsiami tyrimai dėl substrato pirminio fermentavimo naudojant bakterijas Zymomonas mobilis, kaip substratą naudojant avižų pelų pelkštųjų rūgščių hidrolizatą. Tęsiama Schizochytrium limacinum auginimo parametrų optimizavimas, naudojant avižų pelų dulkių hidrolizatą. Pradėti tyrimai dėl  Schizochytrium limacinum biomasės sudėties pokyčiams įvairiomis auginimo sąlygomis, ypatingą dėmesį skiriant lipidų kiekiui biomasėje.

Vykdant veiklą 2d.3, buvo tęsiami tyrimai dėl mikroalgų auginimo ant avižų pelų miltelių hidrolizato. Buvo palyginti biomasės augimo parametrai miksotrofinėmis ir heterotrofinėmis sąlygomis. Gauti rezultatai rodo, kad mikroalgos Graesiella emersonii  parodo didesnį biomasės išeigą ir produktyvumą ant nurodyto substrato mikotrofinėmis sąlygomis. Pradėti tyrimai dėl  Graesiella emersonii  biomasės sudėties pokyčiai skirtingomis auginimo sąlygomis.

Vykdant veiklą 2d.6, buvo tęsiami tyrimai dėl ksilooligosacharidų (XOS) turinčio hemiceliuliozės hidrolizato naudojimo kaip priedo kuriant daugiafunkcinius produktus. Sukurta keletas XOS turinčio ledo receptūrų variantų, kaip XOS šaltinį naudojant XOS turintį avižų ekstraktą, kuris buvo paruoštas vykdant 2.d1 veiklą.   

Ataskaita už laikotarpį nuo 2026 m. balandžio 1 d. iki 2026 m. birželio 30 d..

Laikotarpiu nuo 2026 m. balandžio 1 d. iki birželio 30 d. buvo tęsiami mokslinių tyrimų darbai pagal projekto veiklas 2.d1, 2d.2, 2d.3 ir 2d.6

Nuo 2026 m. balandžio iki birželio pabaigos, vykdant 2.d1 veiklą, buvo tęsiama XOS turinčių prebiotinių ekstraktų kūrimas ir jų pritaikymo vertinimas, ypač daug dėmesio skiriant produktų organoleptinių ir technologinių savybių tobulinimui, proceso mastelio keitimui ir galutinio produkto panaudojimo galimybėms maisto bandymuose. Atlikti prebiotinių ekstraktų spalvos ir skonio gerinimo bandymai, taip pat išnagrinėtos lignoceliuliozės šalutinių produktų panaudojimo galimybės, siekiant išplėsti potencialių žaliavų ir tarpinių produktų panaudojimo kryptis apyvartinės ekonomikos kontekste. Buvo atlikti integruotos prebiotikų gamybos masės balanso skaičiavimai, taip pat integruoto prebiotikų gamybos proceso ekonominis modeliavimas, įvertinant technologinio proceso medžiagų srautus, gamybos logiką ir potencialų ekonominį pagrįstumą. Buvo paruošti prebiotiniai ekstraktai maisto bandymams, tuo pačiu metu atlikus maisto produktų ženklinimo ir dozavimo vertinimą pagal Europos Sąjungos reguliavimo reikalavimus, siekiant užtikrinti, kad tolesnis produkto bandymas ir galimas naudojimas atitiktų normatyvinius reikalavimus.  

Vykdant veiklą 2d.2, tęsiami jūrinių prostistų tyrimai Aurantiochytrium limacinum (Schizochytrium) biomasės sudėties pokyčius skirtingomis auginimo sąlygomis. Pradėti tyrimai dėl etanolio poveikio  Aurantiochytrium limacinum buvo tirta lipidų biosintezė, kultivuojant ant avižų pelų miltelių hidrolizato, ir įvertintas lipidų riebalų rūgščių profilis.

Vykdant veiklą 2d.3, tęsiami tyrimai dėl tyrimai dėl mikroalgų Graesiella emersonii  biomasės sudėties pokyčių įvairiomis auginimo sąlygomis poveikis avižų pelų miltelių hidrolizato sudėčiai. Tyrė auginimo proceso dinamiką mikso- ir heterotrofinėmis sąlygomis.

Vykdant veiklą 2d.6, tęsiami tyrimai dėl ksilooligosacharidų (XOS) turinčio hemiceliuliozės hidrolizato naudojimo kaip priedo kuriant daugiafunkcinius produktus. Pradėti tyrimai dėl išgryninto XOS ekstrakto naudojimo daugiafunkcinių produktų receptūrose.