Naravoslovje in tehnika
Poslanstvo raziskovalne skupine na področju naravoslovja in tehnike temelji na ustvarjanju novega temeljnega in aplikativnega znanja na področju kemijskih, biotehnoloških, ekoloških in drugih naravoslovno-tehniških znanosti.
Naše poslanstvo je torej uvajanje ustvarjenega novega znanja v prakso za večjo kakovost življenja tako na regulativnem kot izvedbenem področju, tako za gospodarske subjekte kot lokalne institucije.
Vizija raziskovalne skupine temelji na povezovanju in prenosu znanj iz univerz in inštitutov v gospodarstvo, pomoč pri idejnih zasnovah in celostni izvedbi razvojnih idej podjetij in nadalje izpeljavi dokončne aplikacije teh projektov.
- Razvoj sistema za procesno vodenje fermentacij v vinarstvu
- Nadaljnja uporaba sekundarnih surovin kmetijsko-predelovalne industrije v Podravju za gojenje jedilnih in medicinskih gob
- Produkcija farmacevtsko aktivnih spojin glive Grifola frondosa s postopkom gojenja na trdnem in tekočem gojišču
- Opravljanje nalog Tehnološkega centra
Razvoj sistema za procesno vodenje fermentacij v vinarstvu
Opis projekta
V laboratorijskem in pilotnem merilu bomo z uporabo sodobnih analitskih metod preučili kinetiko razvoja vinske fermentacije in vpliv fizikalnih faktorjev kot so temperatura, parcialni tlak kisika (mikroosidacija) in CO2, ki vplivajo na potek in uspešnost procesa fermentacije.
Rezultate bomo uporabili za konstrukcijo matematičnega modela procesa fermentacije. Izvedli bomo mikrovinifikacijo, kemično analizo nastalih produktov in senzorično analizo vzorcev. Dobljene rezultate bomo uporabili pri konstrukciji matematičnega modela procesa fermentacije. Model bomo skupaj z instrumentalno tehniko in PID kontrolo razvijali in verificirali v laboratorijskem
Vodja projekta
- dr. Štefan Čelan
- dr. Aleksandra Pivec
Člani projektne skupine
- ZRS Bistra Ptuj,
- Občina Ormož,
- ECHO d.o.o.,
- Biotehniška fakulteta in
- FKKT Ljubljana
Kvantitativni cilji projekta
Pri zasledovanju procesa vinske fermentacije in za konstrukcijo matematičnega modela bioprocesa, ki ga bomo uporabili za kontrolo in regulacijo procesa fermentacije, bomo preučili kinetiko procesa fermentacije in nastajanje tistih produktov, ki vplivajo na kvaliteto vina kakor tudi najpomembnejše tehnološke in procesne parametre, ki vplivajo na kvaliteto postopka vinske fermentacije.
Osnovni namen projekta je razviti moderni proces in tehnologijo alkoholne fermentacije grozdnega mošta, ki bo enologu zagotavljala primerno orodje, za vodenje, ki omogoča varnost, fleksibilnost in ponovljivost procesa transformacije grozdja v vino. To orodje bo pomagalo pri ohranjanju kvalitete izhodnega materiala med transformacijami, ob tem pa bo zmanjševalo spremenljivost kakovosti končnega produkta.
-->Nadaljnja uporaba sekundarnih surovin kmetijsko-predelovalne industrije v Podravju za gojenje jedilnih in medicinskih gob
Opis projekta
V naravi imajo gobe pri presnovi organskih snovi glavno, če že ne odločilno vlogo. V regiji Podravje, še posebej v njenem spodnjem delu, je kmetijsko-predelovalna industrija glavna gospodarska panoga, kjer kot stranski produkti nastajajo raznovrstni ostanki. Ti sicer niso ekološko nevarni, so pa zaradi velikih količin ekološko problematični, saj jih ni mogoče neobdelanih kar prosto odlagati v okolje ali skladiščiti na deponijah.
Te surovine so tropine, ki ostanejo od stiskanja grozdja in sadja, pogače od stiskanja sončničnega in bučnega olja, izjemno velike količine piščančjega in prašičjega gnoja ter drugi materiali, kot so slama, otrobi žitaric, žagovina in lesni ostanki.
Znano je, da so najpomembnejši razkrojevalci nežive organske materije glive iz skupine saprofitskih gob. Saprofitske glive, ne samo da dobro uspevajo na odmrlem organskem substratu, številne vrste tudi obrodijo plodišča – gobe. Večina teh je užitnih, nekatere imajo celo zdravilne učinke.
Vodja projekta
- dr. Bojan Pahor
Člani projektne skupine
- ZRS Bistra Ptuj,
- FKKT-Katedra za kemijsko, biokemijsko in ekološko inženirstvo
- BF-Oddelek za lesarstvo,
- Patologija in zaščita lesa,
- Perutnina Ptuj.
Kvantitativni cilji projekta
Delo projekta bo usmerjeno na študij saprofitskih gliv, gojenih na substratih sekundarnih surovin kmetijsko-predelovalne industrije oziroma v bioreaktorjih po postopkih kultivacije na trdnem gojišču in možnosti njihove nadaljnje uporabe v prehrambene in farmacevtske namene.
Aplikativni projekt je zastavljen multidisciplinarno in obsega:
- klasifikacijo sekundarnih surovin,
- študijo primernosti gojenja,
- pripravo substratov za določeno vrsto gliv in
- optimizacija postopkov kultivacije gliv na ustreznih substratih.
Rezultati aplikativnega projekta bodo za lokalno okolje imeli večkraten pomen:
- Pomembno bodo pripevali k zmanjšanju obremenitve okolja.
- Rezultati bodo neposredno omogočili proizvodnjo gliv, ki jih bo mogoče uporabiti v prehrambene in z nadaljnjo obdelavo v farmacevtske namene, možnost odpiranja novih delovnih mest (gojenje).
Produkcija farmacevtsko aktivnih spojin glive Grifola frondosa s postopkom gojenja na trdnem in tekočem gojišču
Opis projekta
Grifola frondosa je gliva bele trohnobe, ki razgrajuje lignin, je konzumna in farmacevtsko obetavna goba.
V sklopu predlaganega projekta bomo taksonomsko opredelili in testirali izolate iz Slovenije in Kitajske. Najboljše soje bomo testirali in njihovo kultivacijo optimizirali v treh načinih biotehnološke produkcije: submerzni kultivaciji, kultivaciji na trdnem gojišču v bioreaktorju s horizontalnim načinom mešanja in z gojenjem v polietilenskih vrečah s substratom na osnovi sekundarnih surovin iz kmetijstva in lesno predelovalne industrije (slama, otrobi, lesni ostanki).
Optimizirali bomo postopke ekstrakcije in izolacije pomembnih glivinih učinkovin (zlasti ekstra - in intracelularnih polisaharidov ter proteoglikanov). Izolirane substance bomo prečistili in testirali njihovo imunomodulatorno učinkovanje (indukcija interlevkina, interferona, tumor nekrotizirajočega faktorja) in vitro na človeških celičnih linijah (PBMC).
Rezultati projektnih raziskav bodo prispevali k razširitvi znanj na področju spojin z imunostimulatornim delovanjem in njihovi potencialni uporabi v humani in veterinarski medicini.
Vodja projekta
- dr. Bojan Pahor
Člani projektne skupine
- ZRS Bistra Ptuj,
- FKKT-Katedra za kemijsko, biokemijsko in ekološko inženirstvo,
- BF-Oddelek za lesarstvo,
- NTF - Oddelek za kemijsko izobraževanje in informatiko,
- MF - Institut za imunologijo in mikrobiologijo.
Kvantitativni cilji projekta
Predmet predlaganega projekta so sistematske raziskave izbrane vrste Grifola frondosa. Projekt je zastavljen multidisciplinarno in bo obsegal:
- taksonomsko opredelitev in testiranje izolatov G. frondosa iz Slovenije in Kitajske,
- razvoj sodobnih biotehnoloških postopkov za produkcijo trosnjakov in glivine biomas,
- ekstrakcijo in izolacijo farmacevtsko aktivnih spojin,
- in vitro testiranje imunomodulatorne aktivnosti izolatov.
Visokotlačna separacija in aplikacija rastlinskih učinkovin
Opis projekta
Prehrambeni izdelki, ki vsebujejo maščobe, so pred in med uporabo izpostavljeni svetlobi, toploti in kisiku. Pod vplivom eksogenih faktorjev nenasičene maščobne kisline oksidirajo, s čimer se bistveno zmanjšata prehrambena in fiziološka vrednost izdelkov. Ker jih človeško telo ne more tvoriti, jih pa nujno potrebuje za svoj razvoj in normalno delovanje, je tem bolj pomembno, da so v hrani prisotne nenasičene maščobne kisline čim manj oksidirane. Za upočasnitev procesa oziroma podaljšanje indukcijske faze avtooksidacije dodajamo v maščobe sintetične ali naravne antioksidante.
V zadnjih letih se je, predvsem zaradi poročil o zdravju škodljivih učinkov sintetičnih antioksidantov in posledično zakonskih omejitev pri njihovi uporabi, zanimanje za pridobivanje antioksidantov iz naravnih materialov in njihovo uporabo zelo povečalo. Antioksidanti, izolirani iz naravnih materialov, tako predstavljajo vse pomembnejšo alternativo sintetičnim antioksidantom.
Številne rastline in začimbe kot so rožmarin, origano, majaron, rdeča paprika, črni in zeleni čaj, sezam itd. vsebujejo antioksidativne učinkovine. Seveda jih je smiselno izolirati samo iz tistih virov, ki vsebujejo večje količine. Med omenjenimi rastlinami je rožmarin najpomembnejši vir naravnih antioksidativnih učinkovin in je po FDA na seznamu varnih substanc (GRAS).
Vodja projekta
- dr. Štefan Čelan,
- Klavdija Rižnar
Člani projektne skupine
- Univerza Maribor,
- Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo,
- Pinus d.d.,
- Perutnina Ptuj d.d.
Kvantitativni cilji projekta
- Separacija rastlinskih učinkovin s superkritično ekstrakcijo in optimizacija procesnih parametrov: topnost kot funkcija gostote SCF;
- separacija rastlinskih učinkovin s superkritično ekstrakcijo in optimizacija procesnih parametrov: vpliv temperature, tlaka, pH itd. na izkoristek in kvaliteto ekstraktov;
- razvoj analitskih metod za testiranje učinkovitosti naravnih antioksidantov (ekstraktov);
- prenos postopkov separacije v veliko-laboratorijsko merilo in primerjava učinkovitosti dobljenih produktov s konkurenčnimi proizvodi na različni stopnji koncentriranja.
Separacija in aplikacija rastlinskih učinkovin
Opis projekta
Pod vplivom eksogenih faktorjev pride v lipidih do procesa oksidacije nenasičenih maščobnih kislin, kar povzroči njihovo kvarjenje in nastanek oksidacijske žarkosti. S tem se prehrambena in fiziološka vrednost lipida bistveno zmanjša.
Proces oksidacije nenasičenih maščobnih kislin upočasnimo z dodatkom antioksidantov. Antioksidanti so substance, ki v nizkih koncentracijah v substratu signifikantno zavrejo ali preprečijo oksidacijo substrata in morajo biti kompatibilni s substratom, brez vonja, okusa in barve ter netoksični.
Antioksidanti so lahko sintetičnega ali naravnega izvora. Sintetični antioksidanti so sicer učinkoviti in dostopni po nizkih cenah, vendar predvsem za BHA in BHT velja, da delujeta zdravju škodljivo zaradi učinkov nekaterih sintetičnih antioksidantov in posledično njihove prepovedane ali omejene uporabe, obstaja velik interes za pridobivanje in uporabo antioksidantov iz naravnih materialov.
Številne rastline in začimbe kot so rožmarin, žajbelj, origano, majaron, muškatni orešček, poper, rdeča paprika, črni in zeleni čaj, sezam, itd. vsebujejo antioksidativne učinkovine. Seveda jih je smiselno izolirati iz tistih virov, ki vsebujejo večje količine.
Vodja projekta
- dr. Štefan Čelan
Člani projektne skupine
- prof.dr. Željko Knez, pedagoški mentor,
- Klavdija Rižnar
Cilji Projekta
Raziskovalno delo obsega študij načrtovanja separacijskih procesov aktivnih učinkovin rastlinskih materialov in njihovo topnosti v SCF. Raziskave potekajo predvsem na določitvi optimalnih procesnih parametrov za načrtovanje postopka superkritične ekstrakcije.
Po določitvi topnosti substanc v SCF in preučevanju vpliva različnih superkritičnih fluidov na kvaliteto in kvantiteto rastlinskih učinkovin, bomo izvedli študijo kinetike ekstrakcije rastlinskih učinkovin s SCF in določili vpliv procesnih parametrov na kvaliteto in kvantiteto ekstraktov. Postopke bomo najprej razvijali v laboratorijskem merilu in nato preučili možnost prenosa v polindustrijsko in v industrijsko merilo.
Opravljanje nalog Tehnološkega centra
Opis projekta
ZRS Bistra Ptuj kot razvojno tehnološki center predstavlja skupno raziskovalno razvojno enoto za več gospodarskih družb in s svojim delovanjem zagotavlja racionalno izrabo razvojno raziskovalne infrastrukture, spodbuja trajno povezovanje razvoja z gospodarstvom ter samih gospodarskih organizacij med seboj.
Naša naloga je omogočati dostop malim in srednjim podjetjem do ustreznega znanja, dostop do novejših tehnologij in raziskovalnih rezultatov, do katerih pridemo v tehnološkem centru skupaj z našimi številnimi zunanjimi sodelavci.
Razvojno priložnost gradimo na tako imenovani strategiji paralelnega razvoja, ki že v zgodnji razvojni fazi izdelka, procesa, storitve itd. načrtuje partnersko povezovanje med znanostjo, razvojnimi institucijami, resornimi ministrstvi, regionalnimi in lokalnimi skupnostmi in gospodarskimi sistemi.
Vodja projekta
- dr. Dušan Klinar
Člani projektne skupine
- dr. Štefan Čelan,
- dr. Aleksandra Pivec,
- Klavdija Rižnar,
- Rosvita Bedrač.
Cilji projekta
- povezovanje in prenos znanj iz univerze in inštitutov v gospodarstvo in drobno gospodarstvo,
- soustvarjanje razvojnih idej podjetij in njihov prenos v raziskovalne inštitute,
- zagotavljanje ustrezne informacijske tehnologije in infrastrukture za osvajanje in razvijanje novih programov in tržnih analiz,
- svetovanje pri usmerjanju investicij glede na primerjalne prednosti občin, znotraj občin in širšega območja,
- spodbujanje povečevanja podjetniških vlaganj v tehnološki razvoj in inovativnost ter privabljanje tujih investicij.
