Smiltsērkšķu veģetatīvās biomasas biorafinēšanas pārstrāde, izmantojot inovatīvas tehnoloģijas un visaptverošu analītisko izpēti, lai iegūtu Latvijas bioekonomikai perspektīvus produktus ar augstu pievienoto vērtību, ieskaitot serotonīnu

Projekta statuss

Aktīvs

Projekta izpildes laiks

01.07.2020 līdz 30.06.2023

Projekta tips

ERAF-1.1.1.1.

Projekta numurs

1.1.1.1/19/A/146

Projekta vadītājs

Gaļina Teliševa

Uzsaukums, aktivitāte

Darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā" 1.1.1.1. pasākums "Praktiskas ievirzes pētījumi"

Sadarbības partneri

Vadošais partneris - Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

Sadarbības partneris - SIA “EkoKompozit”, Latvija

Projekta mērķis

piedāvāt bezatlikumu inovatīvu tehnoloģiju, kas nodrošinās smilstērkšķu veģetatīvās biomasas visas unikālās bioloģiski aktīvo savienojumu kopas izmantošanu, ekstraktu formā, individuālu savienojumu (serotonīns, proantocianidīni) un cietu granulētu kompleksu veidā, tie būs vērtīgi nacionālajai bioekonomikai un dažādiem starptautisku tirgu segmentiem.

Projekta galvenās darbības:

  1. Rūpnieciskie pētījumi priekšizpētes ziņojuma sagatavošanai par SBT šķirņu nozīmību un perspektīvām to audzēšanas iespējām Baltijas reģionā (Iesaistīts partneris - SIA "EkoKompozit");
  2. Virzienu izstrāde efektīvai, ar augstu pievienoto vērtību un liela apjoma smiltsērkšķu bez augļu biomasas, piemēram, lapu un zaru, izmantošanai (Iesaistīts partneris - SIA "EkoKompozit");
  3. Rūpnieciski pētījumi par ozonam droša freona HFC R134a pielietošanu kā šķīdinātāju lipofilu savienojumu ekstrakcijai no smiltsērkšķu veģetatīvo daļu biomasas un kā līdzekli hidrofilu ar serotonīnu bagātinātu ekstraktu attīrīšanai (Iesaistīts partneris - SIA "EkoKompozit");
  4. Frakcionētā bioloģisko aktīvo savienojumu ekstrakcija no smilstērkšķu izvēlētu šķirņu dažādām veģetatīvajām daļām to visaptverošai analīzei un valorizācijas perspektīvu novērtēšanai     
  5. Ekstraktu un granulētas cietas lignocelulozes SBT biomasas bioloģiskās aktivitātes raksturojums ar uzsvaru uz turpmāko izmantošanu (Iesaistīts partneris - SIA "EkoKompozit");
  6. Projektā iegūto rezultātu vispārināšana un nepieciešamās produktu analīzes to sertifikācijai (Iesaistīts partneris - SIA "EkoKompozit").

Projekta galvenie rezultāti:

  • Kopējais zinātnisko rakstu skaits: 7.
  • Biorafinēšanas tehnoloģijas prototips (TRL 4) - zināšanas.
  • Freona ekstrakcijas tehnoloģijas prototips (TRL4).
  • Serotonīna ieguve (TRL4),
  • Latvijas patenta iegūšana (un licences pārdošana nākotnē 5 gadus pēc projekta beigām).
  • Pārtikas piedevas prototips (TRL4).
  • Augšanas stimulators, produkta prototips (TRL4),
  • Biostimulants (TRL4), produkta prototips.
  • Dzīvnieku barība, produkta prototips (TRL4).

 

Projekta īstenošanas termiņš: 36 mēneši.

Projekta kopējais finansējums: kopējās projekta izmaksas: 645000.00 EUR, publiskais finansējums: 596625.00 EUR (92.5%), līdzfinansējums: 48375.00 EUR (7,5%).

Vadošais partneris: kopējā projekta summa 371930,00 EUR, no tā ERAF finansējums 57,80% apmērā jeb 214975.54 EUR un Valsts budžeta finansējums 34.70% apmērā jeb 129059.71 EUR un cits publiskais finansējums 7.5% apmērā jeb 27894.75 EUR;

Sadarbības partneris: kopējā projekta summa 273070,00 EUR, no tā ERAF finansējums 57,80% apmērā jeb 157834.46 EUR un Valsts budžeta finansējums 34.70% apmērā jeb 94755.29 EUR un privātais finansējums 7.5% apmērā jeb 20480.25 EUR”.

 

Projekta īstenošanas gaita

13.04.2021 - Projekta progresa pārskats par periodu 01.01.2021 – 31.03.2021.

Smiltsērkšķu paraugu ķīmiskā raksturošana tika veikta, izmantojot sekojošas analītiskās metodes: analītiskā pirolīze, gāzes hromatogrāfija, elementanalīze, ekstrakcija ar dažādas polaritātes videi draudzīgiem šķīdinātājiem, kas ļāva noteikt paraugu komponento un funkcionālo sastāvu. Iesākti pētījumi smago metālu (As, Pb, Cd, nitrīti) noteikšanā, izmantojot AAnalyst ™ 700 atomu absorbcijas spektrometru un rentgenfluorescences (XRF) spektrometru.

Lai novērtētu smiltsērkšķu biomasu potenciālu kā bioloģiski aktīvo savienojumu, galvenokārt, kā serotonīnu ieguves avotu, laboratorijas apstākļos tika iesākti šo savienojumu izdalīšanas pētījumi. Pēc ekstrahenta izvēles, efektīvākai serotonīna ekstrakcijai noteikti piemērotākie ekstrakcijas režīmi, t.i., ekstrakcijas laiks un temperatūra. Iegūtie hidrofīlie ekstrakti tika ķīmiski raksturoti, nosakot tiem serotonīna daudzumu. Savstarpēji tika salīdzināta serotonīna tīrība (serotonīna saturs ekstraktvielā) – izdalīšanas laiks - enerģijas patēriņš. T

19.01.2021 - Projekta progresa pārskats par periodu 01.10.2020 – 31.12.2020.

Pamatojoties uz literatūras datiem, projekta partneru personīgas pieredzes un papildu analītiskajiem pētījumiem, tika atlasītas perspektīvākās Latvijā augošās smiltsērkšķu šķirnes, par kritēriju izmantojot to augsto produktivitāti, ogu kvalitāti, eļļas ķīmisko sastāvu un SBT šķirņu stabilitāti attiecībā pret biotisko un abiotisko stresu. Rezultātā tika atlasītas 10 smiltsērkšķu šķirnes paraugi (dažādas veģetatīvās daļas – dzinumi, saknes, lapas ar zariņiem un ogām u.c.). Eksperimentālie pētījumi tika iesākti ar analizējamo paraugu sagatavošanu, t.i., attīrīšanu un žāvēšanu. Attīrot pētāmo paraugu no cieto daļiņu piemaisījumiem, piemaisījumu daudzums paraugā bija mazāks par 1%. Pēc attīrīšanas analizējamais paraugs tika žāvēts ar dažādiem paņēmieniem un sasmalcināti at naža tipa dzirnavām.

26.11.2020 - Projekta progresa pārskats par periodu 01.10.2020 – 31.10.2020

Tika uzsākti pētījumi par smiltsērkšķa biomasas žāvēšanas malšanas režīmu piemērotības izpēti. Izpētītas trīs dažādas sagatavošanas metodikas. Uzsākti pētījumi par konvektīvo / konduktīvo žāvēšanas režīmu izvēli un to parametru (temperatūra, ātrums) ietekmi uz ūdens noņemšanas ātrumu, enerģijas patēriņu un žāvētas biomasas sastāvu. Uzsākti pētījumi par smiltsērkšķa biomasas malšanas režīmu izvēles ietekmi uz daļiņu izmēra sadalījumu un enerģijas patēriņu tā procesā. Veikta tehnisko un ķīmisko parametru apzināšana un atlase specifiski smiltsērkšķu paraugiem pamatojoties uz mērķsavienojumu īpašībām. Freona ekstraktora tehniskās specifikācijas izveide un tā iegādes organizēšana. Tika veikti eksperimenti ar atlasīto šķirni dzinumu ūdens ekstraktu mikrobioloģiskās aktivitātes noteikšanu. Eksperimentos uzrādija ļoti spēcīgas antibakteriālās īpašības.

30.09.2020 - Projekta progresa pārskats par periodu 01.07.2020 – 30.09.2020

Tika uzsākti pētījumi par smiltsērkšķa šķirnu daudzveidību, šķirnu izplatība Latvijā un kuras šķirnes vislabāk der Latvijas laika apstākļiem. Veikta vairāku šķirņu atlase, Eiropas apstākļos visbiežāk audzētās smiltsērkšķu šķirņes, plaši izplatītas Baltijas reģionā: Leikora, Tarmo, Rumānija, Duet, Bot.Ļubitelskaja. Tā pat tika uzsākti pētījumi par šķirnēm Latvijā un kuras šķirnes vislabāk der Latvijas laika apstākļiem, kas dod labāku ražu un ir izturīgākas pret slimībām. Atlasītas atsevišķas vietējās šķirnes. Tika savākti dažādu smiltsērkšķa šķirņu un dažādu veģetatīvo daļu (lapas, dzinumi) paraugi no līdzīgiem augšanas apstākļiem, no vienas audzētavas. Veikta to sasmalcināšana, samalšana, daļiņu izmēra noteikšana sijājot, to uzglabāšana - 20 °C temperatūrā. Noteikts paraugu mitrums, pelnu saturs un elementu kompozīcijas sastāvs. Izveidotas tehniskās ekstrakcijas shēmas dažādu veģetatīvo daļu ekstrakcijai atšķirīgos režīmos (temperatūras, ekstrakcijas ilguma) ekstrakcijas ietekmes novērtēšanai. Veikta dažādu šķīdinātāju (heksāna, etanola, etilacetāta) secīga ekstrakcija dažādos režīmos, iegūti atšķirīga sastāva ekstrakti un izvērtēta to ietekme uz ķīmisko sastāvu. Izveidotas dažādas analītiskās pieejas, kuru pamatā ir hromatogrāfijas metodes – vispārīga  ķīmiskā profila un specifisku savienojumu noteikšanai. Pieeju izstrādei tika izmantots vienas šķirnes paraugs, veicot ekstraktu ieguvi atšķirīgos režīmos un ar divām ekstrakcijām.

01.07.2020 - Uzsākta projekta izpilde. Izveidota pētniecības projekta sadaļa LVKĶI mājas lapā.