ZÁRÓBESZÁMOLÓ Eszterházy Károly Főiskola EGERFOOD Regionális Tudásközpont

Átírás

1 ZÁRÓBESZÁMOLÓ 2008 Eszterházy Károly Főiskola EGERFOOD Regionális Tudásközpont Fogyasztóközpontú, komplex nyomonkövetési rendszerek, új élelmiszerbiztonsági paraméterek és eszközök újszerű info-kommunikációs rendszerrel" RET 09/ január október 31.

2 Tartalomjegyzék Az Egerfood Regionális Tudásközpont átfogó céljai... 3 Ipari partnerek... 5 I. Mikrobiológiai és biotechnológiai kutatási program... 8 II. Analitikai fejlesztési program...10 III. Bioszenzor-fejlesztési program...16 IV. Információs technológiai fejlesztési program...19 Együttműködés az ipari partnerekkel, technológiatranszferek...20 Megvalósult technológiatranszferek...20 Új szabadalmak...31 Innováció-menedzsment...33 Spin-off cégek megalakítása...33 Teljesítményindikátorok

3 Az Egerfood Regionális Tudásközpont átfogó céljai A 2006-ban alakult EGERFOOD Regionális Tudásközpont nem csupán a régió, hanem az ország meghatározó szakmaspecifikus klaszterjeként működik az élelmiszer-tudományok, élelmiszerbiztonsági technológiák és a bioanalitika vonatkozásában. Az egri Eszterházy Károly Főiskolán működő tudásközpont kutatási kapacitásának célirányos kiaknázása nagyban segíti a klasztertagok innovációs képességének fejlesztését, illetve az ipari partnereink K+F potenciáljának bővülését. Mivel a régióban az országos átlagnál nagyobb az élelmiszeripari szektor fontossága, különös jelentőséggel bírnak az ágazat fejlődését elősegítő innovációk és a szegregált kutatási tevékenységeket integráló és koordináló, alkalmazásorientált koncepcionális fejlesztések. Innovációs tevékenységeink fókuszában alkalmazásorientált élelmiszeranalitikai, élelmiszer-biztonsági és technológiai fejlesztések állnak. Olyan új eljárások kidolgozására helyezzük a legfőbb hangsúlyt, melyek az élelmiszertermelő vállalkozásoknál értéknövelő tényezőként, illetve gazdasági haszonként jelennek meg az alábbi tényezők következtében: költséghatékonyság növekedése, transzparens és lekérdezhető, fogyasztóbarát nyomonkövetési rendszer működtetése, az alapanyagok és termékek biztonságának a fokozása, az energiafelhasználás hatékonyságának javulása, a gyártási folyamatok optimálisabb és biztonságosabb működése. Alapvető célunk, hogy az ipari partnereink konkrét igényeihez alkalmazkodva gazdasági értelemben is kiaknázható eredményekkel járuljunk hozzá az agrár-élelmiszeripari ágazat versenyképességének növeléséhez. A tudásközpont által létrehozott új szabadalmak és termékek, valamint a megvalósított technológiatranszferek az ipari partnereink gazdasági potenciáljának a növekedéséhez vezetnek. Az EGERFOOD RET működésében meghatározóvá váltak a speciális termékfejlesztések és műszakibioanalitikai fejlesztések. A termékfejlesztések elsődlegesen új funkcionális élelmiszerek kifejlesztésére irányuló kutatásokat jelentenek, melyek nem kizárólag tudományos-innovációs jelentőséggel bírnak, hanem jelentékeny potenciális gazdasági értékkel is. A műszerfejlesztéseink elsődlegesen speciális, egyedi és új bioszenzorok és analizátorok, illetve multifunkciós, hordozható műszerek prototípusainak kidolgozására irányulnak. E fejlesztések jelentős innovációként jelennek meg a piacon, így a licenszjogok értékesítése hozzájárulhat addicionális források biztosításához. A piaci lehetőségek kiaknázására kiváló kiindulási pontot szolgáltat az az élelmiszeripari klaszter, amely az EGERFOOD Regionális Tudásközpont körül kialakult. Az info-kommunikációs újításokra, sokrétű szoftverfejlesztésekre és a mobil telefonok wap-felületének kihasználásra épülő fogyasztóközpontú nyomonkövetési rendszer túljutott a tesztüzemen, és alkalmassá vált új vállalatok rendszerbe történő integrációjára. A projekt átfogó céljai tehát: piacképes, új szabadalmak kifejlesztése, új vizsgálati módszerek, új élelmiszerbiztonsági paraméterek kidolgozása, teljes körű, fogyasztóbarát, digitális nyomonkövetési modellrendszerek létrehozása, tesztelése; az élelmiszerbiztonság fokozása érdekében élelmiszeripari technológiai innovációk létrehozása, a technológiatranszfer felgyorsítása; gyakorlatias, hordozható, új műszerek kifejlesztése és gazdasági hasznosításuk előkészítése; az élelmiszerbiztonsági kutatások eredményeinek széles körre kiterjedő disszeminációja; innovatív technikák, új eljárások kidolgozásával az ágazati működtetési költségek csökkentése; a hazai vállalkozások gazdasági potenciáljának fokozása. 3

4 A RET szervezeti felépítése és a menedzsment Felügyelő Bizottság PIAC Igazgató Egerfood Kft. Eger Innovations Nonprofit Kft. Koordinátor és adminisztráció Marketing és Termékértékesítési Bizottság Tudományos Bizottság Informatikai és Technológiai Bizottság Innovációs Iroda 1. munkacsoport ANALITIKAI K+F módszerfejlesztés 2. munkacsoport PROTOTÍPUS- FEJLESZTÉS I. nyomonkövethetőségi modellrendszer 3. munkacsoport PROTOTÍPUS- FEJLESZTÉS II. bioszenzor alapú hordozható műszer 4. munkacsoport INFORMÁCIÓS TECHNOLÓGIAI FEJLESZTÉS 5. munkacsoport DISSZEMINÁCIÓ MARKETING Multidiszciplináris K+F tevékenységek 15 agrár-mérnök, élelmiszermérnök 26 vegyész, analitikus 18 biológus 12 mérnök 16 PR szakember, szociológus, jogász, közgazdász Mélyreható természettudományos kutatással megalapozott, működő integrált nyomonkövetési modellrendszer több termékpályára vonatkozóan, valamint nemzetközileg is új szabadalmak, új élelmiszerbiztonsági paraméterek és élelmiszeranalitikai műszer prototípusok 4

5 Ipari partnerek Szinva Net Informatikai Kft. A Szinva Net Informatikai Kft ban alakult, a magyar informatikai piac egyik legnagyobb, 100%-ban magyar tulajdonú, független cégévé vált. A munkatársak létszáma 46 fő. Tevékenységi köre PC-k, notebookok, szerverek forgalmazása, IT biztonság, Radix, Boot safe, Aladin, outsourcing, hálózatépítés, rendszerintegrálás, szerviz szolgáltatás. HESI Kft. A HESI Kft. Heves megye tradicionális sütő- és édesipari termékgyártója, amely 2004-ben mintegy 725 millió forintos árbevételt ér el, 160 fő foglalkoztatása mellett. Termékválasztékát mintegy 150-féle gyártmány adja, ebből 45-féle kenyér és közel 100 pék- és finomsütemény, félkész piskóták, gyorsfagyasztott félkész tészták és a morzsafélék mellett. A legfontosabb termék a friss és a mélyhűtött réteslap, amely jelentős mértékben nyugat-európai exportra készül, évek óta Ausztria, Németország és Svájc a legfontosabb felvevő piacok, idehaza pedig a TESCO, METRO és a Penny Market a legnagyobb vásárlók. Egri Bormíves Kft. Az Egri Bormíves Kft-t a 9 legnevesebb egri borász (Bakondi György, Gál Tibor, Pók Tamás, Simkó Zoltán Simon József, Thummerer Vilmos, Tóth Ferenc, Tóth István, Vincze Béla,) hozta létre 2000-ben kifejezetten az egri borok minőségének növelését, versenyképességének fokozását célzó kutatás-fejlesztési feladatok végzésére. E cég fogja össze az alapítók K+F jellegű tevékenységét, melyet közös finanszírozásban valósítanak meg. Detki Keksz Kft. Az 1982-ben alakult cég 1992-től működik Detki Keksz Kft. néven, jelenleg teljesen magyar magántulajdonban van. A cég második hazai édesipari lisztesárugyártók között a Danone által tulajdonolt Győri Keksz Kft. mögött. A 120 fő alkalmazottal dolgozó vállalat majd nagyobb áruházláncok részére márkatermékeket is előállít, Folyamatosan bővítik a hagyományosan a Háztartási Kekszre épülő termékkört. Ennek érdekében folyamatos gyártásés minőségfejlesztést végeznek, és elkötelezettek a biztonságos, korszerű beltartalmú élelmiszerek előállítása mellett. Fish and Food Kft. A Fish and Food Élelmiszeripari és Kereskedelmi Kft-t 1995-ben alapította a 100 %-ban magyar tulajdonosú kör. A halfeldolgozói főprofil mellett, melegüzemi konzervgyártás kialakítása kisvállalkozási nagyságrendben, intenzív kutatás-fejlesztési és up-to-date piaci megjelenés formájában. Jelenleg 40-féle zöldség és húsalapú készétel, 8-féle pástétom, 4-féle halkonzerv gyártása folyik. Fő vásárlói kör a multinacionális láncok mellett (Auchan, Spar, Tesco, Plus, Interfuct) a vezető magyar kereskedelmi és beszerzési társaságok (CBA, COOP Hungary). Jelenleg 40 fő alkalmazotti létszámmal, 2500 m 2 gyártási, 4000 m 2 hűtött és száraz raktér, 5 éve működő ISO 9001 és HACCP rendszer, EU minősítésű gyártói engedély biztosítja a minőségi termékgyártást. Quality Champignons Kft. A cég az Országos Korona Gombaipari Egyesülés tagja, mely országosan közel m 2 termesztő felülettel rendelkezik. A kft. a gombaipar teljes vertikumán végzi tevékenységét. A Kft. országszerte több gombaipari, kertészeti és borászati vállalkozás kutatás-fejlesztési munkáját végzi el. Az ország különböző pontjairól beérkező minták feldolgozását, az eredmények értékelését a több részlegből álló laboratóriumban végezik. Pásztor-Hús Kft. A Pásztor-Hús Kft májusában alakult egyéni cégből egyszemélyes kft-vé, majd májusában a Tóth Sándor Húsfeldolgozó Kft. beolvadásával és nevének megváltoztatásával nyerte el mai formáját. A társaság fő tevékenysége a húsfeldolgozás és tartósítás mellett a hústermékek forgalmazása. A 113 fős létszámmal működő cégtől a térség legnagyobb élőállat-felvásárlójaként széles állattenyésztői réteg gazdálkodása függ. Heves Megyei Kereskedelmi és Iparkamara A regionális szakmaspecifikus céghálózatok kialakítása, a klaszterképzés és a disszeminációs tevékenységek elősegítése mellett az iparjogvédelmi stratégia kialakításának kulcsintézménye. 5

6 Az eredmények összefoglaló bemutatása Az Egerfood Regionális Tudásközpont tevékenysége fókuszában az élelmiszerfejlesztések, a technológiai fejlesztések és a műszaki-bioanalitikai fejlesztések állnak 35 különböző kutatási programra építve. Napjainkban a funkcionális élelmiszerek az iparág húzótermékei, hiszen piaci részesedésük folyamatosan és dinamikusan növekszik. A jelenleg kirajzolódó társadalmi és demográfiai folyamatok is egyértelműen jelzik, hogy az egészséges életmódra való törekvés fokozódása következtében bővülő igény fog mutatkozni az egészségvédő hatású, funkcionális élelmiszerek iránt. Ezen jelenlegi piaci űr részbeni betöltésére vállalkozik az egri tudásközpont a klinikai és laboratóriumi tesztekkel igazoltan pozitív élettani hatású EGERFOOD-termékcsalád kifejlesztésével, melynek az alábbiak a főbb csoportjai: Bioaktív anyagokkal (prebiotikumokkal és antioxidánsokkal) gazdagított édesipari termékek (4 szabadalmaztatott élelmiszer), melyek már túljutottak a próbagyártáson. Antioxidánsokban gazdag, természetes alapanyagú étrendkiegészítő tablettacsalád kifejlesztése jelenleg a szabadalmaztatás szakaszában vannak. A speciális, prebiotikus hatású és nyomelemekkel dúsított funkcionális tejipari készítmények kifejlesztésére irányuló kutatások folyamatban vannak. Az általunk kifejlesztett, szabadalmaztatott bioszenzorikus műszerprototípusok és eredetvédelmi eljárások iránt növekvő igény prognosztizálható az alábbi társadalmi elvárások alapján: A biztonságos élelmiszerek, ill. a fenntartható környezet iránti elvárás kielégítéséhez gyors, helyszíni mérésékre képes, nagy specifikusságának köszönhetően kis koncentrációkat is kimutatni képes, hordozható méretű, multifunkciós mérőműszerek szükségesek. A helyszíni elemzéseknek költséghatékony, környezetkímélő, általánosan képzett szakember által is végrehajtható eljárásokra kell épülnie. Innovációs munkánk fontos sarokkövét jelentik azon technológiai fejlesztések, és gyorsanalitikai eljárások, melyek kidolgozását a gazdasági partnereink igényei, a piaci környezet sajátságai, illetve az eredetiség megbízható igazolására, valamint a költséghatékonyság és az élelmiszerbiztonság fokozására irányuló igény vezérli. Csak 2008-ban 5 új szabadalmi eljárást indítottunk el, 10 különböző technológiatranszfert hajtottunk végre, 11 új know-how-t dolgoztunk ki, és 22 technológiai újítást/kísérleti fejlesztést valósítottunk meg. K+F programunk egyik leglátványosabb eleme az a digitális, új info-kommunikációs fejlesztésekre épülő nyomonkövetési rendszer létrehozása, mely a termelők és a fogyasztók számára is gyors és hatékony hozzáférést biztosít az élelmiszerbiztonsági és gyártási adatokhoz, az eredetvédelem kulcsfontosságú eszközeként funkcionálhat, valamint kapcsolt marketingszolgáltatások lehetőségét is tartalmazza. Mivel a nyomonkövetési rendszerek bevezetése törvényben rögzített kötelezettsége valamennyi vállalkozásnak, és számos gyártó még csak az egyszerű, bevezethető papír alapú rendszerrel rendelkezik, az általunk kifejlesztett rendszert, a tesztüzemek lefolytatását követően alkalmassá tettük új vállalkozások integrálására. Egy részletes adaptációs protokoll kidolgozásával lehetővé tettük új termékpályák és termelők rugalmas és gyors beléptetését, illetve a rendszer korlát nélküli bővíthetőségét. Az elmúlt 3 év alatt létrejött eredményeink közül mára számos kifejlesztett termékünk, szabadalmunk, illetve szolgáltatásunk érte el a piaci hasznosíthatóság szintjét, amely a jövedelemtermelő képesség és a kutatási kapacitás fenntarthatósága szempontjából súlyponti kérdés. A K+F+I kapacitásunk gazdasági partnerek irányában való hasznosítása fokozatosan növekvő tendenciát mutat, mivel a régióban hasonlóan sokrétű, piacorientált innovációs tevékenységet végző intézmény nem található. Az újonnan kifejlesztett termékeink piaci bevezetését elősegíti, hogy ezek unikális jellegükből adódóan reális piaci űrt töltenek be, illetve az egyedi jelleget és műszaki/biológiai hatékonyságot tudományos vizsgálatok eredményei igazolják. Jelentős előnyt jelent a gazdasági hasznosítás folyamatában az a tény, hogy a termékek piacra vitelében érdekelt konzorciumi partnercégeink a régió vezető gyártói közé tartoznak, és igen jelentős, illetve tovább is bővíthető gyártókapacitást képviselnek. A piaci hasznosítást sokrétű innovációmenedzsment tevékenységekkel alapoztuk meg, melynek az alábbiak a főbb pillérei: 3 új spin-off vállalkozást alapítottunk. 5 különböző (4 hazai és 1 nemzetközi) szakipari vásásáron, expón, szakkiállításon mutattuk be a saját termékeinket. 4 szakmai tanulmány (Quick Look Report, iparági helyzetelemzés és piackutatás) készült. 9 új pályázatot nyújtottunk be kutatás-fejlesztési, innovációs és klaszterépítési tevékenységekre. 6

7 Az Egerfood Regionális Tudásközpont elmúlt három éves szakmai munkáját számokban az alábbiak szerint foglalhatjuk össze: 13 új szabadalom létrehozása; 26 jelentősebb technológiatranszfert hajtottunk végre; 22 új know-how-t dolgoztunk ki; 37 technológiai újítást/kísérleti fejlesztést valósítottunk meg. A fokozatosan 35-re növekvő számú kutatási program eddigi eredményeiből következően, a már létrehozott innovációs kapacitásra építve, az Egerfood Regionális Tudásközpont stratégiai céljai a közeljövőben az alábbiak: a K+F+I munka eredményeként létrejött, hasznosítható termékek és szolgáltatások piaci bevezetése, illetve a már bevezetettek jelenlétének erősítése, a kutatás-fejlesztési szolgáltatási kapacitás bővítése, az ipari-gazdasági kapcsolatok kiterjesztése, regionális és országos szakmaspecifikus klaszterek működésének koordinálása A projekt során létrehozott K+F eredmények Tervezett eredmények Teljesített eredmények Készültség Szabványosítható, költséghatékony vizsgáló módszerek. Szabvány-, ill. technológiamódosítási javaslatok. Új élelmiszerbiztonsági és környezeti kockázati paraméterek és adatbázisaik. Bioszenzorokból integrált műszer megvalósíthatósági tanulmánya. Kialakított architektúrájú új bioszenzorok Folyamatosan működtetett projekt honlap és dokumentációs rendszer. A nyomonkövetési rendszer kialakított hardveres és szoftveres háttere. A tesztüzem során véglegesített kiépítésű nyomonkövetési rendszer. A nyomonkövetési rendszer bővítési protokollja. Az MSc szintű Élelmiszeranalitikus szak akkreditációs dokumentumának elkészítése és benyújtása. Élelmiszertermelő és -forgalmazó cégek szakemberei számára kidolgozott továbbképzési kurzusok. Középiskolás tanuló számára megtartott élelmiszerbiztonsági és környezettudatos fogyasztói magatartásra nevelő képzés és tanulmányi verseny. Publikációk szakmai folyóiratokban magyar és angol nyelven. Jelentés a hasznosítás iránt érdeklődő vállalkozók fejlesztési igényeiről. Megkötött hasznosítási szerződések. A projekt eredményeinek legalább egy regionális szakkiállításon bemutatása. A fejlesztések jogi oltalom alá helyezése, dokumentációk benyújtása. Kidolgozott üzleti terv és új spin-off cég az eredmények hasznosítására. Összesen 57 módszer, technológiafejlesztés, hasznosítható ipari innováció 18 új élelmiszerbiztonsági paraméter és mért adatok Az integrált műszer megvalósult prototípusa 6 újonnan kifejlesztett bioszenzor prototípusa Kialakított hardveres és szoftveres háttér. Tesztüzemben véglegesített rendszer és 134 oldalas leírása. Kidolgozott bővítési protokoll Joint Master nemzetközi MSc. képzés szakindítási dokumentuma 4 alkalommal megtartott képzés összesen 24 szakembernek. Évente 220 tanuló részvételével megtartott Egerfood Foodteszt Élelmiszerbiztonsági Tanulmányi Verseny középiskolásoknak, összesen három alkalommal. Összesen 99 írott, és 148 szóbeli publikáció Elvégzett regionális felmérés a vállalkozások fejlesztési igényeiről. Összesen 36 teljesített, ill. folyamatban lévő szerződése munka. 4 regionális és 1 nemzetközi szakkiállításon való szereplés. 13 új beadott szabadalom 3 megalapított spin-off cég, kidolgozott üzleti terv a hosszú távú hasznosításra. 7

8 Kutatási programok I. Mikrobiológiai és biotechnológiai kutatási program Kulcsszavak: Új, DNS-alapú eredetazonosítási eljárások, továbbfejlesztett élelmiszer-előállítási eljárások, bioaktív anyagok biológiai hatásának modellezése, mikotoxin-szennyezés előrejelzése. 1. A füstölt szárazkolbászban alkalmazott gyorsérlelő adalék (SRE) és fűszerek antimikrobás hatásának vizsgálata A munka célja a kolbász érlelését gyorsító kémiai savanyító szer (SRE) és az antimikrobás hatással rendelkező fűszerek kölcsönhatásának vizsgálata volt. A munka során a mesterségesen előidézett tejsavas erjedés következtében kialakuló savas ph-érték és a kolbász készítésénél alkalmazott fűszerek együttes hatását modelleztük laboratóriumi körülmények között. Eddig nem tárták fel a starter kultúrát helyettesítő kémiai savanyító anyag (SRE) szerepét a fermentált száraz kolbász mikrobiotájának alakulásában. Elsőként értékeltük azt is, hogy a mesterséges savanyító hatás fokozza-e a fűszerek mérsékelt antimikrobás hatását, melyre építve új technológiai eljárást javasoltunk. 2. Inulintartalmú édesipari termék prebiotikus hatásának értékelése A kutatás célja az inulin hőkezelés utáni prebiotikus hatásának felmérése, a hőkezelés hatására létrejövő bomlástermékek azonosítása volt. Ezen adatok birtokában megnövelt prebiotikus hatású édesipari termék kifejlesztését végeztük el. Vizsgálataink során a szakirodalomban leírtaktól eltérő összetételű inulint és a sütőiparban alkalmazott teljes hőmérsékleti skálát megvizsgáltuk a prebiotikus hatás modellezésére. Az inulin hőkezelés hatására bekövetkező bomlásának, szerkezeti változás vizsgálatára, az intakt élelmiszer prebiotikus hatásának mérésére új módszert fejlesztettünk ki. 3. Hústermékek húsösszetételének mennyiségi megállapítása PCR-alapú módszerekkel A munka célja marha és sertés hús felhasználásával készített hústermékek összetételének molekuláris genetikai eljárással történő meghatározása volt minőségellenőrzési, ill. eredetazonosítási vizsgálatokhoz. A megvalósítás során protokollt fejlesztettünk ki száraz kolbászból való DNS-kivonáshoz, majd TaqMan-próbára épülő qrt PCR technikát dolgoztunk ki a sertés/marha húsarány egy lépésben történő meghatározásához. Elsőként fejlesztettünk ki protokollt füstölt, szárazon érlelt kolbászból történő DNS-kivonásra. Szintén elsőként dolgoztuk ki a kétféle húst darált, összedolgozott állapotban tartalmazó élelmiszerekben a sertés/marha húsarány TaqMan-próbára épülő molekuláris genetikai módszerrel való meghatározására. 4. Búzaszemből izolált fuzáriumok potenciális mikotoxin-termelő képességének vizsgálata molekuláris genetikai módszerrel Célunk gyors és megbízható molekuláris-diagnosztikai módszer kidolgozása volt, mellyel kimutatható a különböző búzaminták fuzárium szennyezettsége, továbbá azonosíthatók a búzaszem mikotoxin-szennyezése tekintetében veszélyesebb fajok (pl. F. graminearum), valamint megállapítható, hogy ezen fajok potenciális mikotoxin (DON, 3-ADON, 15-ADON, NIV, ENs) termelők-e. Molekuláris technikával (PCR) még nem ellenőrizték a magyar gabonát szennyező Fusarium fajok potenciális trichotecén- és enniatintermelő képességét. Eredményeink új információkat adnak a hazai fuzáriumok mikotoxinjainak, illetve másodlagos anyagcseretermékeinek megismeréséhez. 8

9 5. Fusarium fajok azonosítása új, HRM (High Resolution Melt) módszerrel Célunk új, egyszerű és hatékony fajazonosítási technika kidolgozása volt, mely alkalmas a legfontosabb és leggyakoribb mikotoxin-termelő, illetve ártalmatlan gombák közötti különbségtételre. HRM (High Resolution Melting) kísérleteket Fusarium izolátumokon végeztünk, fajspecifikus azonosítás céljából. A HRM módszer előnye, hogy a PCR termékben 1 bp változást képes azonosítani, a minta és a referencia olvadási görbéjének összehasonlításával. Eddig nemzetközi viszonylatban sem alkalmazták a HRM-technikát Fusarium fajok azonosítására. 6. Emésztési modellrendszer kidolgozása és működési paramétereinek optimalizálása A munka célja az volt, hogy egy egyszerű, könnyen reprodukálható, költséghatékony módszert és berendezést fejlesszünk ki funkcionális élelmiszerek bioaktív hatóanyagai (döntően prebiotikumok) és bélbaktériumok kölcsönhatásainak tanulmányozásához, és így információt nyerjünk az aktív komponensek lehetséges stabilitásáról, illetve biológiai hasznosulásának mértékéről. Eddig nem végeztek olyan emésztési modellvizsgálatokat, melyek négy különböző élettani tulajdonságokkal rendelkező bélbaktériumfaj és funkcionális élelmiszerek hatóanyagai között végbemenő kölcsönhatások in vitro tanulmányozására irányultak volna. A mesterséges, leegyszerűsített, de egyedi emésztési modellben a kevert tenyészetekkel végzett vizsgálatot molekuláris biológiai értékelési módszerrel is kombináltuk. 7. Új gradiens PCR-technika kifejlesztése probiotikus baktériumok vizsgálatára Célunk olyan PCR-alapú módszer kifejlesztése volt, amely alkalmas biológiai, illetve élelmiszermintákban található probiotikus baktériumok megbízható azonosítására és mennyiségi meghatározására, illetve a probiotikumok átalakulási folyamatainak és biológiai hasznosulásának követésére. A szakirodalomban fellelhető probiotikus baktériumok azonosítására alkalmazott primereket adaptáltuk a hazai viszonyokra, és alkalmassá tettük az általunk folytatott emésztési kísérletek kiértékeléséhez. Emésztésmikrobiológiai vizsgálatokhoz eddig nem alkalmaztak ilyen, molekuláris genetikai technikára épülő mennyiségi vizsgálati megközelítést. Az általunk előállított teljes eszköztár nem áll rendelkezésre máshol a Bifidobacterium és Lactobacillus nemzetségek, valamint a Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Enterococcus faecium, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei és Streptococcus thermophilus baktérium fajok kimutatására. 8. Probiotikus és nem probiotikus modellszervezetek mennyiségi analízise TaqManpróbával és interkalálódó festékkel Kísérleteink célja annak megállapítása volt, hogy különböző, feltételezhetően prebiotikus vegyületek milyen hatást gyakorolnak probiotikus baktériumokra, illetve egyéb modellszervezetekre: serkentik vagy gátolják szaporodásukat, avagy közömbös hatásúak. A munka innovatív tatalma A baktériumok e kombinációjára, valamint a kísérletekben általunk alkalmazott anyagokra vonatkozó kísérletek eredményeket még nem publikáltak. 9. Csökkentett biogén amin tartalmú, és redukált csíraszámú füstölt szárazkolbász előállítására irányuló modellkísérletek kitozán, almasav és tejsavbaktériumok együttes alkalmazásával A munka célja a nem kívánatos, immunrendszert károsan módosító hatású biogén aminok kolbász érlelése során való termelődésének visszaszorítása. A munka során a kitozán, almasav és tejsavbaktériumok együttes hatását modelleztük laboratóriumi körülmények között a biogén amin termelő mikrobákra gyakorolt gátló hatás vizsgálatával. 9

10 Eddig nem vizsgálták a kitozán, az almasav és a biogén amin termelést visszaszorítani képes starter kultúra együttes hatását az érlelés során történő biogén amint termelést végző spontán mikrobiotára. Elsőként értékeltük azt is, hogy a kolbász zsírtartalma korlátozza-e a kitozán ilyen irányú alkalmazhatóságát, valamint az antimikrobás ágensként használni tervezett kitozán és almasav gátolja-e a tejsavbaktériumok szaporodását és savtermelését. II. Analitikai fejlesztési program Kulcsszavak: funkcionális élelmiszer hatóanyagok, mikroszennyezők, új fejlett műszeres eljárások, új gyorsanalitikai minőség-, és eredetvédelmi módszerek, hatékony technológiák és agrogazdálkodás. 10. Peszticidek biohozzáférhetőségének vizsgálata A talajon kötött összes peszticid biológiailag hozzáférhető mennyiségét a talaj sajátságai nagyban befolyásolják. A talajon kötött összes peszticid biológiailag hozzáférhető azaz a kultúrnövényekbe, onnan az élelmiszerekbe bejutni képes mennyiségének meghatározására alkalmas modell kidolgozása 6 peszticidre és 3 talajtípusra terjedt ki. Kiemelt figyelmet szenteltünk mikrobiológiai aktivitás, az eltérő humusztartalom és phértékek hatásának tanulmányozásának A peszticidkutatások döntően a talajban kimutatható szermaradvány mennyiségi meghatározására, adszorpciós képességük vizsgálatára irányultak. Kutatásunk, a valóban hozzáférhető peszticidmennyiség sokirányú megközelítésével, és kiterjedt és alapos vizsgálatával újszerű koncepciónak számít. 11. Peszticidek biofelvehetőségének vizsgálata haszonnövények esetében A búza, a kukorica és a csiperkegomba peszticidspecifitását három jellegzetes magyarországi talajtípuson 5 peszticid tekintetében vizsgáltuk. Célunk az volt, hogy az előbbi, gazdasági értelemben is jelentős növények peszticid profiljáról átfogó képet kapjunk, valamint azokat peszticid tolerancia szempontjából összehasonlítsuk, és így javítani és optimalizálni tudjuk a peszticidek agrotechnológiai gyakorlatát, illetve új élelmiszerbiztonsági információkat nyerjünk a biofelvehetőségi eredményekből. A peszticidek búza és kukorica általi felvehetőségének összehasonlítására eddig nem irányultak vizsgálatok, pedig a felhalmozódás mértéke, ill. helye kiemelkedően fontos élelmiszerbiztonsági szempontból. 12. Új módszer és mérőeszköz kifejlesztése növények gyökerén érvényesülő peszticidhatás modellezésére Ismert, hogy a talajba és a búzanövényre helyezett elektróda között mért kapacitásérték és a növény gyökértömege, illetve aktivitása között közelítően egyenes arányosság áll fenn. Ezt alapul véve a növényvédőszernek a gyökérfejlődésre gyakorolt hatását egy új célműszer konstruálásával 100 szem búza kísérletekkel modelleztük. A kísérlet célja az eltérő frekvencia és ellenállás tartományok spektrálelemzésével a peszticidhatásra utaló adatok elemzése és értelmezése, és gyakorlatban alkalmazható modell kifejlesztése volt. A mérőrendszer eddig a gyakorlatban nem alkalmazott, új megoldásra épül. A gyökérkapacitás és az ellenállás monitorozásával a peszticidhatás időbeni, a növényfejlődési szakaszokra vonatkozó, eddig nem ismert részleteit tárjuk fel, mely segíti a kijuttatandó növényvédőszer-koncentráció optimalizálását. 13. Peszticidek fotoindukált degradációja mechanizmusának feltárása A peszticidek a környezetbe való kijuttatásukat követően számos környezeti hatásnak vannak kitéve, melynek következtében változik a szerek hatékonysága, kémiai karaktere és biológiai hatása. Az alapvegyület bomlásakor keletkező termékek pontos kémiai szerkezetének és toxicitása mértékének az ismerete elsődleges jelentő- 10

11 séggel bír mind környezetvédelmi, mind élettani szempontból, másodlagosan pedig az adott termőhelyen előállított anyagból gyártott élelmiszerek biztonságának befolyásolásának lehetősége szempontjából. A peszticidek bomlási folyamatainak tanulmányozása eddig igen szűk teret kapott. A diuron és atrazin bomlástermékei közül korábban már azonosítottak néhányat, de a fotoindukált bomlásukkor keletkező valamenynyi termék azonosítása, a teljes degradációs mechanizmus feltárása újdonságnak számít. 14. Termőtalajok különböző paramétereinek (szervesanyag-tartalom, fémtartalom) peszticidek fotodegradációjára gyakorolt hatásának vizsgálata A termőtalajok eltérő sajátságai különböző módon és mértékben befolyásolják a peszticidek átalakulási folyamatait. Az általunk kitűzött cél az volt, hogy a növényvédőszerek degradációját befolyásoló paraméterek szerepének és hatásuk mértékének tanulmányozása által feltárjuk azok valós környezeti viselkedését és a lehetséges biológiai, élettani, környezetvédelmi és élelmiszerbiztonsági kockázatokat. A peszticidekre irányuló eddigi analízisek a szermaradványok növényekben, illetve talajlakó gerinctelen állatokban történt mennyiségi meghatározására, valamint adszorpciós és kimosódási vizsgálatokra terjedtek ki. Vizsgálataink során azonosítottuk a peszticidek bomlása során a környezetben, reális körülmények között keletkező vegyületeket, és értékeltük a környezeti tényezők hatását. 15. Új módszer kifejlesztése élelmiszerek antioxidáns aktivitásának meghatározására A kutatás célja olyan módszer kidolgozása volt, mely főként sütőipari termékek antioxidáns tartalmának meghatározására alkalmas. További cél az összes vízoldható antioxidáns aktivitás mérése mellett, az egyes komponensekhez rendelhető speciális antioxidáns aktivitás meghatározása. Kifejezetten funkcionális élelmiszerekre és sütőipari termékekre kifejlesztett, sokrétű vizsgálatokkal optimalizált antioxidáns-aktivitás meghatározását célzó módszer teljesen újszerűnek számít. 16. Emelt antioxidáns aktivitással bíró sütőipari termékek hatóanyagának kifejlesztése Célunk magas antioxidáns tartalmú funkcionális élelmiszerek előállítása az aminosavak és szénhidrátok reakciójából keletkezett speciális antioxidánsok révén, illetve a legnagyobb aktivitást eredményező komponensek kiválasztása, valamint az előállítás körülményeinek az optimalizálása. Ilyen átfogó vizsgálatokat az aminosavak és szénhidrátok reakciója által képzett antioxidánsokat tartalmazó sütőipari termék kifejlesztésére még nem hajtottak végre. A hatóanyagok szisztematikus kiválasztása, hatásuk elemzése és alkalmazásuk optimalizálása szintén a projekt újdonsága a létrehozott új funkcionális élelmiszer mellett. 17. Új módszer kifejlesztése antioxidánsok kromatográfiás elválasztására és antioxidáns aktivitásuk elkülönített meghatározására származékképzéssel A növényi kivonatokban és egyéb természetes forrásokban található bioaktív komponensek szétválasztása és azonosítása különösen indokolt, mivel csak e tudás birtokában lehet megállapítani azt, hogy mely konkrét vegyületek felelősek a pozitív élettani hatásokért. Módszerünk alkalmas elegyek (pl. növényi kivonatok) egyedi komponensei antioxidáns aktivitásának azonnali és pontos mérésére. A korábbi vizsgálatok növényi és egyéb természetes forrásból valamint élelmiszerekből kivont extraktumok antioxidáns aktivitásának mérése szorítkoztak. Az oszlop utáni származékképzéssel kombinált elválasztási módszer lehetővé teszi az egyes komponensek elkülönített vizsgálatát és egyedi aktivitásának mérését közvetlenül az elválasztási folyamatot követően. 11

12 18. Élelmiszerek és kozmetikumok vízoldható és zsíroldható vitaminokkal való dúsítása új emulzióképzésen alapuló új technikával A vízoldható és zsíroldható vitaminok közös oldatban tartásához, a készítmények zavarosodásának megelőzéséhez a két nem elegyedő fázisból stabil emulziót szükséges képezni. A kozmetikai felhasználásra is legalkalmasabb emulgeáló vegyületek összehasonlító vizsgálata ilyen megközelítésben korábban nem valósult meg. 19. Inulin hődegradációjának analitikai vizsgálata prebiotikus élelmiszerek előállításához Az inulin és bomlástermékeinek prebiotikus hatása széles körben ismert, kevéssé feltártak viszont a hőkezelés hatására bekövetkező szerkezeti változások, valamint a hőkezelés degradációs termékeinek egyedi hatásai. Célunk analitikai módszer kidolgozása az inulin, valamint hőkezelése során történő változások vizsgálatára, és a módszer alkalmazása új sütőipari termékek előállításának optimalizálásában. Az inulin hőkezelése során keletkező bomlástermékek kimutatásával, valamint a prebiotikus hatás változásával kevés kutatás foglalkozott. Az általunk vizsgált inulin (cikóriából, dáliából, csicsókából előállított) és az alkalmazott hőmérséklet eltér a szakirodalomban említettektől. Analitikai módszerünk, beleértve a mintaelőkészítést és a mérési metodikát, teljesen eltér az eddig közzétettektől. 20. Vizsgálatok Ballota nigrával új speciális hatóanyagok kinyerésére A peszterce (Ballota nigra L.) a Lamiaceae növényi családba tartozó gyógynövény, mely szerepel a VIII. Magyar Gyógyszerkönyvben is. A szakirodalom antioxidáns, antibakteriális és neuroszedatív tulajdonságairól ír. Célunk a növényből kivonható fontosabb vegyületcsoportok elválasztása, a főkomponensek azonosítása, valamint a leírt hatásokért leginkább felelős komponensek kiválasztása volt. A szakirodalomban kevés adat áll rendelkezésre a növénnyel kapcsolatban, hatásait kevéssé ismerik, és még nincs forgalomban ilyen növényi kivonatot tartalmazó készítmény, ezért valamennyi kivonat és azonosított vegyület újnak számít. 21. Aminosavak és cukrok reakciója mechanizmusának feltárása, és az antioxidáns sajátságú termékek vizsgálata A kutatás célja kiemelkedő antioxidáns aktivitású termékek vizsgálata és előállítása az aminosavak és poliszacharidok reakciójából keletkezett vegyületek azonosítása, és a reakciómechanizmus feltárása által. Az antioxidáns-aktivitásért felelős vegyületek pontos azonosítása fontos az egyes élelmiszeripari termékek összetételének és sajátságainak megtervezéséhez, illetve a termék magas antioxidáns-aktivitásának megőrzéséhez. Hasonlóan teljes körű mechanizmust korábban nem tártak fel. 22. Emésztési modellvizsgálatok funkcionális élelmiszerek aminosav-tartalma hasznosulásának jellemzésére A kutatás célja olyan mintaelőkészítési és vizsgálati módszer kidolgozása, amely alkalmas élelmiszerek aminosav-tartamának emésztés során bekövetkező változásai követésére. Az emésztési modell alkalmazásával jól megbecsülhető az élelmiszerek aminosav-tartalmának az élő szervezetben hasznosuló, felvehető mennyisége. Az emésztési modell alkalmazása újdonság az aminosavak biológiai hasznosulásának felmérése szempontjából. A különböző emésztési szakaszok modellezése lehetővé teszi, hogy megállapítsuk az egyes élelmiszerek aminosav-tartalmának vékonybélig eljutó aminosav mennyiségét. 12

13 23. Eredetazonosítási célú zsírsavanalízis húsipari termékek esetében GC-MS technikával A telített és a telítetlen zsírsavak mennyisége állatfajonként, testrészenként változik, ezért a zsírsavösszetételnek fontos szerepe lehet a termék eredetazonosításában. Kutatásunk célja új vizsgálati módszer kidolgozása a húsipari termékek zsírsavtartalmának meghatározására, illetve eredetazonosításra alkalmas zsírsav komponensek és arányok meghatározása a húsipari termékekben. Az irodalomban számos, a sertés, marha és baromfihúsok zsírsavösszetételére, összehasonlító elemzésére irányuló vizsgálattal találkozunk, az eredetazonosítási célú alkalmazás azonban hiányzik. Így fejlesztéseink a fajra jellemző zsírsavösszetétellel történő eredetazonosítás protokolljának kidolgozására irányulnak. 24. Élettanilag fontos zsírsavak kinyerési eljárásainak és a komponensek összehasonlító elemzése különböző természetes forrásokban A kutatás célja A gabona- és félgabonafélék alapvető élelmiszer alapanyagok, emellett pedig jó forrásai az esszenciális zsírsavaknak, így kutatásunk lényeges területe az esszenciális zsírsavakban leginkább gazdag növényi források kiterjedt elemzése, az összetétel feltárása és a hatóanyag kinyerés összehasonlító vizsgálata. A különböző gabonafélék és olajos magvak zsírsavösszetételére és a zsírsavak hatékony kinyerésére irányuló, a mi munkánkhoz hasonlóan átfogó összehasonlító vizsgálata korábban nem valósult meg. 25. Növényminták bioaktív hatóanyagainak vizsgálata A kutatás célja Az antioxidánsok kivonására legalkalmasabb, gyári körülmények között is megvalósítható extrakciós módszer kidolgozása, a répa, fokhagyma, lilakáposzta, cékla, bíborkukorica, süngomba esetében, valamint az aktív komponensek azonosítása és beható vizsgálata. A természetes forrásokból származó antioxidáns komponensek extrakciójára irányuló eddigi munkák nem terjedtek ki a módszerek hatékonyságának összehasonlító vizsgálatára, ellenőrzésére, ill. a lehetséges élelmiszeripari alkalmazások értékelésére az extraktumok összetételének és aktivitásának mérésével. 26. Mikotoxin analitikai fejlesztések és technológiai kísérletek Az élelmiszeranalitikában nagy kihívást jelent a mikotoxinok megbízható kvalitatív és kvantitatív analízise. Munkánk célja a vegyületcsoport legfontosabb képviselői kimutatási határának csökkentése volt, és a fejlesztett módszerrel vizsgáltuk a mikotoxinok hőkezelésekkel szembeni ellenállóságát. A kifejlesztett új módszerek tíz mikotoxin esetében nagyságrendnyi javulást eredményeztek a kimutathatóságban. A technológiai (sütési) modellkísérleteink teljesen újszerűek. 27. Új HPLC-módszer kifejlesztése természetes peptidek kvalitatív és kvantitatív meghatározására élelmiszer mintákból A peptidek közül jó néhány bír kedvező élettani hatással, így fontos szerephez juthatnak a funkcionális élelmiszerek fejlesztésében. Célunk módszer kidolgozása volt természetes dipeptidek kvalitatív és kvantitatív meghatározására és azt követő hatásvizsgálatra növényi kivonatokból ill. élelmiszerekből. A természetes peptidek meghatározására sok irodalmi adat létezik, azonban ezek legtöbbje nem adaptálható. Egy megbízható módszer kialakítása jelentősen növeli a peptidek kromatográfiás meghatározásának biztonságát, elősegíti az átalakulási folyamatai vizsgálatát, ill. gyakorlati alkalmazását. 13

14 28. Bíbor kukorica minták színanyag tartalmának HPLC-MS vizsgálata A növényi színanyagok zömében antioxidáns tulajdonságúak, így kinyerésük, azonosításuk az élelmiszerfejlesztés szempontjából lényeges kérdés. A bíbor kukoricát jelentős színanyag tartalma, és hazai elérhetősége és könnyű termeszthetősége miatt választottuk kutatásaink tárgyaként. Célunk HPLC-módszer kidolgozása volt bíbor kukoricában található antocián származékok meghatározására, valamint növényen belüli eloszlásuk feltérképezése. A kifejlesztett kromatográfiás módszerrel megbízhatóan elválasztott antociánszármazékokat korábban nem azonosítottak olyan számban, amit mi igazoltunk, tehát új komponenseket is detektáltunk. 29. Mikroszennyezők bioakkumulációjának vizsgálata halakban A peszticidek és az akár esszenciális fémek bioakkumulációja is jelentős élelmiszerbiztonsági kockázati tényező. Célunk négy fém és öt különböző peszticid esetében akut toxikológiai tesztvizsgálatok (LC50) végrehajtása és eltérő halfajoknál bekövetkező szöveti akkumuláció analízise volt, a természetes élőhelyre jellemző körülmények modellezésével, valamint az adott kontaminánsok egymásra hatásának felmérésével. Az általunk vizsgált teszt-szervezetek (zebradánió, guppi, vörösszárnyú keszeg) vonatkozásában, természetes körülményeket modellező környezetben még nem történtek ilyen jellegű vizsgálatok. 30. Mikroelemek különböző kémiai formái biológiai hozzáférhetőségének modellezése Az élelmiszerek esszenciális, valamint toxikus mikroelem-tartalmának vizsgálata élettani szempontból rendkívül fontos. Különösen lényeges az élelmiszerekben előforduló különböző kémiai formák hozzáférhetősége az élő szervezet számára. Célunk egy olyan modell kidolgozása volt, melynek segítségével megbecsülhetjük a különböző kémiai formák biológiailag hozzáférhető mennyiségét. Vizsgálatainkhoz három-három arzén és króm specieszt, ill. hét élelmiszer alapanyagot választottunk. Az általunk kifejlesztett modell segítségével pontosabb képet kaphatunk az esszenciális vagy toxikus kémiai formák élő szervezetbe jutásának mértékéről és hatékonyságáról, ami mind élelmiszerbiztonsági, mind funkcionális élelmiszer-fejlesztési, mind biológiai szempontból nagy relevanciával bír. 31. Mézminőségi paraméterek újszerű, összehasonlító elemzése az eredetvédelem megerősítésére A méz minősége és biztonsága garantálását célzó vizsgálataink során olyan paramétereket határoztunk meg, melyek alkalmasak lehetnek a hamisítás felismerésére. Mivel ezen paraméterekre vonatkozó analitikai módszerek nagy szórást, eltérést és hatékonyságot mutatnak a külföldi szakirodalomban, több módszer összevetését végeztük el ugyanarra a paraméterre. A vizsgált paraméterek: hidroxi-metil-furfurol (HMF) cukortartalom (összes, redukáló, szacharóz) diasztáz aktivitás. A szabványmódszerek mellett azok alternatíváját jelentő, megbízható, hatékony új módszerek tesztelésével törekedtünk tudományos igényű eszközt kifejleszteni a mézek minőségellenőrzésére. Az EU-ban leginkább alkalmazott szén izotópos vizsgálat alternatívájaként jóval kisebb instrumentális hátteret igénylő módszert javaslunk a hamisítások felderítésére. Ilyen széleskörű összehasonlító analízist még nem publikáltak a vizsgált paraméterekre (12 különböző mézminta esetében végeztük el a vizsgálatokat 3 paraméterre 9 módszerrel). 32. Hazai propoliszok bioaktív hatóanyagai összehasonlító elemzése és hatásvizsgálata A vizsgálat során egy átfogó, a nemzetközi irodalmi paramétereket figyelembe vevő képet kívántunk kapni a hazai propoliszok összetételéről és élettani sajátságairól. A kutatás során nyert információk alapján értékeltük a propolisz élelmiszeripari alkalmazásának lehetőségeit és biológiai értékét. 14

15 A kísérletsorozat kiterjed a propolisz aminosav, nyomelem, B3 vitamin, fenolos komponens illetve szénhidrát tartalmára, illetve mikrobagátló képességének vizsgálatára. Ilyen átfogó és komplex összehasonlító analízis nem készült korábban hazánkban. 33. Triterpénszaponin származékok vizsgálata vörös és fehérborokban Fő célunk a borban legnagyobb mennyiségben előforduló triterpénszaponin származékok szelektív, érzékeny és gyors meghatározási módszerének kidolgozása, és az újonnan detektált vegyületek izolálása, analízise volt. A lipofil frakcióban található más anyagok izolálását és szerkezetanalízisét is végrehajtottuk. A triterpénszaponinok minőségi, mennyiségi analízise borokban teljesen új terület. Az eddigi vizsgálatok csupán az erjedés során keletkező ill. modifikált származékokra vonatkoznak. A vizsgálatokkal mód nyílhat az optimális erjedési körülmények biztosítására, egyes kedvező élettani hatású komponensek kinyerésére, illetve az eredmények felhasználására a fajta, a termőhely és az évjárat azonosítására. 34. Új szőlőtőke infúziós eljárás kifejlesztése bioaktív komponensekkel dúsított táplálékkiegészítők előállítása céljából Speciális anyagokkal, mikroelemekkel, antioxidáns hatású vegyületekkel dúsított borok, illetve étrend kiegészítő termékek előállítása modellkísérletek megvalósításával. A speciális szőlőtőke-infúziós kísérletek során az antioxidáns hatású anyagokat és mikroelemeket a növényi nedvkeringésbe közvetlenül juttatjuk, ezáltal koncentráltan jelentkeznek a termés egyes részeiben, a magban, a héjban és a bogyó húsában. 35. A palackos tárolás körülményeinek hatása a bor minőségére A palackozott borok tárolása során bekövetkező változások kedvezőtlenek lehetnek mind a borászok, mind a fogyasztók számára. Vizsgálatunkkal azt kívánjuk modellezni, hogy az ideális (pincei) körülmények, illetve a kereskedelemre jellemző körülmények között tárolt, palackozott borokban milyen változások zajlanak le, ill. hogyan alakul a tárolt borok összetétele (savösszetétel, aromák, egyedi polifenolok), és érzékszervi tulajdonságai. Számos érlelési, tárolási kísérlet eredménye ismert, ezek azonban kevésbé fókuszáltak a kereskedelemre jellemző tárolás hatásaira. A borvidéki jelleg vizsgálata sem történt meg korábban. 36. Élelmiszer-mátrixra jellemző komplexképzők esszenciális, illetve toxikus fémekkel alkotott komplexeinek vizsgálata A zsírsavak és a fémek kölcsönhatásának tanulmányozása értékes információkkal szolgálhat a fémek szervezetbe jutása és ottani viselkedése szempontjából. Célunk néhány fontosabb zsírsav és élettani szempontból jelentős fém komplexképzési sajátságainak vizsgálata, mivel e tulajdonságok döntően meghatározhatják az adott fém potenciális élelmiszerbiztonsági és biológiai veszélyességét. A zsírsavak koordinációs kémiája napjainkig kevéssé kutatott terület, nem állnak rendelkezésre a képződő komplexek összetételére ill. stabilitására vonatkozó adatok. 37. Fűszerpaprika őrlemények színanyagainak eredetazonosítási és minősítési célú vizsgálata A fűszerpaprika őrlemények minősítésének egyik legfontosabb eleme a színvizsgálat. Munkánk célja gyors, egyszerű, költséghatékony és pontos módszer kidolgozása a paprika színét minősítő ASTA érték meghatározására. A színanyagok táplálkozástudományi szempontból is fontosak, ezért vizsgálatainkat kiegészítettük a 15

16 különböző paprikaminták színanyagainak HPLC-s vizsgálatával. További cél, a színanyagok mennyisége és az ASTA közötti kapcsolat feltárása volt. Eddig nem dolgoztak ki NIR módszert a fűszerpaprika szín szerinti minősítésére. 38. Új, hatékony gyorsanalitikai eljárás kidolgozása sütő-, és húsipari termékek minősítésére NIR-technikával A közeli infravörös spektroszkópia gyors, roncsolásmentes vizsgálati eljárás, amely széles körben alkalmazható élelmiszeripari alap- és adalékanyagok, ill. késztermékek minősítésében. Vizsgálataink célja a lisztek minősítése az alábbiakra: nedvesség, fehérje, sikértartalom, ill. alveográfos, farinográfos (vízfelvevő képesség) és extenzográfos (nyújthatóság) paraméterek. Húsipari késztermékek és félkésztermékek minősítése az alapanyagok kémiai paraméterei alapján történik: nedvesség, zsír, fehérjetartalom. Technológiai újítást jelent a lisztminták sütőipari paramétereinek integrált vizsgálata, mivel eddig csak célkészülékekkel végezték ezen paraméterek egyenkénti meghatározását, jelentős eszköz és időigénnyel. Az egyidejű, egy készülékkel való liszt-, és húsminősítés jelentős innovációnak tekinthető. 39. Mn(II), nyomelemek, ill. aminosavak hatása a csiperkegomba termésmennyiségére és összetételére A szakirodalom alapján feltételezhető, hogy a mangán jelenléte kedvezően hat a termesztett csiperkegomba termésátlagára. Vizsgálataink a mangán, Se, Cu, Ni, I, Cd, Hg, továbbá különböző aminosavak felvételére, valamint ezek egymásra hatása mértékének felderítésére irányultak. Az aminosavak fémek felvételére gyakorolt hatásáról csiperkegomba vonatkozásában nincs információ. A mangánkezelés hatására bekövetkező termésnövekedést technológiai kísérletekkel szükséges alátámasztani. A megfigyelt dúsulások mértéke igen jelentős mértékben függ a nyomelem milyenségétől és kémiai formájától. III. Bioszenzor-fejlesztési program Kulcsszavak: Gyors, hatékony, költségkímélő, szeletív analitikai eljárások kidolgozása, innovatív műszerkonstrukció, technikai újítások, enzimalapú bioszenzorok és immunszenzorok alkalmazása élelmiszerek vizsgálatára. 40. Aszkorbinsav meghatározására alkalmas bioszenzor fejlesztése és adaptálása reális élelmiszer mintákra Az L-aszkorbinsavat, amellett, hogy az egyik legfontosabb vitamin, az élelmiszeriparban széles körben alkalmazzák antioxidánsként. Kutatásunk fő célja egy rögzített enzimalapú bioszenzor kidolgozása volt, és az alkalmazhatóságának kiterjesztése az élelmiszeripar szerteágazó területein, reális mintákon. A C-vitamin reális mintákban történő gyors, egyszerű és helyszíni mérését lehetővé tevő eljárás eddig nem került a piacra. Az általunk kifejlesztett bioszenzorban vékonyréteg enzimcellát alkalmaztunk amperometriás detektálással. A zavaró anyagok hatását két injektoros elrendezést küszöböltük ki. Az általunk kialakított digitális jelfeldolgozás lehetővé tette a görbék csúcs alatti területének számítását. 41. Szulfit meghatározására alkalmas bioszenzor fejlesztése és adaptálása reális élelmiszer mintákra A szulfitot az élelmiszeriparban széles körben alkalmazzák tartósítószerként és antioxidánsként. Az élelmiszer gyártás kontrolljára és a minőség ellenőrzésére megfelelő érzékenységű és szelektivitású, valamint gyors, 16

17 egyszerű és olcsó eljárásokra van szükség a szulfit méréséhez, ezért fejlesztettünk a rutin vizsgálatokra alkalmas enzim alapú bioszenzort. Szulfitoxidáz enzim kinyerésével és tisztításával lehetőség nyílik új, enzim alapú bioszenzor fejlesztésére és az eljárás alkalmazására reális mintákra, valamint a kialakított miniatürizált készülékben. Hasonló eljárás és eszköz nem érhető el a piacon. 42. Biogén aminok szelektív analízisére alkalmas bioszenzorok fejlesztése A biogén aminok jelenléte a különböző élelmiszerek mikrobiális szennyezésére utal, fontos szerepe van az élelmiszerminőség ellenőrzésében. A diamin-oxidáz enzim alkalmazásával összes biogén amin detektálására alkalmas romlás indikátort készítettünk, míg a putreszcin-oxidáz enzim rögzítésekor a putreszcin koncentrációját szelektíven mérjük. Az élelmiszerek frissességének vizsgálatára, a biogén amin tartalom meghatározására alkalmas gyors, könnyen alkalmazható bioszenzort fejlesztettünk ki különböző enzimek alkalmazásával. Egyedi és új megoldások révén rendszerünkkel képesek vagyunk az összes biogén amin, valamint a putreszcin szelektív meghatározására. Módosított elektródokat wall-jet típusú cellában alkalmaztuk. A diamin-oxidáz (DAO) és putreszcin-oxidáz (PUO) enzimet spektroszkópiai grafit elektród felszínén redox hidrogélbe ágyazva rögzítettük. 43. Peszticidspecifikus bioszenzor kifejlesztése A mezőgazdasági termelés során a növényvédelem érdekében számos peszticidet használnak, amelyek jelenléte kimutatható az élelmiszerekben is. A célunk ezen szennyező anyagok meghatározására alkalmas specifikus amperometriás bioszenzor kifejlesztése, amely az acetilkolin-észteráz enzim gátlásán alapul. Peszticidek meghatározására szolgáló gyors és nagy mintaszámú bioszenzorikus mérési módszert fejlesztettünk ki, melyhez hasonló nem található a piacon. A korábban létrehozott vékonyréteg enzimcella fajlagos felületének megduplázásával jelentősen nőtt a cella érzékenysége. Az enzimgátlás elemzése érdekében módosítottuk a FIA rendszer felépítését, az enzim cellát stopped-flow üzemmódba kapcsoltuk a minta-loop helyére. 44. Immunszenzorok kifejlesztése aflatoxin és deoxynivalenol meghatározására A munkánk célja a gabonákban és takarmányféleségekben legfrekventáltabban előforduló mikotoxinok, az aflatoxin M1 és a deoxynivalenol (DON) meghatározására alkalmas optikai hullámvezető fénymódus spektroszkópia (OWLS) detektáláson alapuló nagyérzékenységű, szelektív immunszenzor kifejlesztése volt. Az OWLS detektáláson alapuló bioszenzorokkal a jelölésmentes detektálás következtében lényegesen kisebb méréstartományban mutathatjuk ki a mikotoxinok jelenlétét valós mintákban (gabonákban), mint a hasonló immunanalitikai eljáráson alapuló jelölt technikákkal. Az aflatoxin és DON vizsgálatához speciálisan készített antigén-konjugátumokkal és antitesteket állítottunk elő, és egyedi mérési körülményeket dolgoztunk ki. 45. Aflatoxin M1 analízisére alkalmas kapacitív immunszenzor kifejlesztése A tejben előforduló aflatoxin M1 vizsgálatára a kapacitív elektród felszínén végbemenő antigén-antitest reakciót alkalmaztunk, és az elektrokémiai közeg ellenállását, ill. kapacitásának változását követtük. A mérés alapját a perpignani Egyetemen kifejlesztett költséghatékony kivitelezésű, nyomtatott elektródok alkalmazása jelenti. 17

18 Mivel a célmolekula igen kicsi az antitesthez képest, ezért a jel erősítésére új eljárás kifejlesztésére volt szükség. Az oldatban található kolloidális arany-antitest konjugátum jelenlétében a szabad aflatoxin M1 és az elektród felszínén adszorbeált BSA-aflatoxin M1 konjugátum verseng a kötőhelyekért. Jelerősítésre az ezüst elektromos ülepítése bizonyult a legmegfelelőbbnek, mivel a kolloidális arany katalizálja az ezüst redukcióját. Az elektródon bekövetkező impedancia változását detektáltuk. 46. Kvarckristály mikromérleg (QCM) alkalmazása immunszenzorként Speciális kvarckristály mikromérleg technikát fejlesztettünk ki immunanalitikai célokra, kidolgoztuk a munkaelektródján történő immobilizációs eljárást; modell vizsgálatok hajtottunk végre BSA - anti-bsa molekulapárral az antitest alapú fehérje detektálás optimalizálására, illetve élelmiszeripari alkalmazások kifejlesztésére. Az új QCM berendezés lehetőséget biztosít jelölésmentes, szelektív és nagy érzékenységű immunanalitikai mérések kifejlesztésére. 47. DNS-alapú QCM szenzor kifejlesztése policiklusos aromás szénhidrogének kimutatására A munka célja egy, a nukleinsavak hibridizációs folyamatainak nyomonkövetésére alkalmas QCM szenzor fejlesztése volt. A kvarckristály felületén egyszálú DNS-t rögzítettünk és a vizsgált oldatban levő egyszálú komplementer DNS-sel történő hibridizációt vizsgáltuk a felszínen történő tömegváltozás okozta frekvenciaváltozás detektálásával. Tanulmányoztuk a DNS hibridizáció változását policiklusos aromás szénhidrogének (PAH) hatására. Új eljárást fejlesztettünk ki a kvarckristály mikromérleggel történő ssdns-benzpirén kapcsolódás vizsgálatára. A módszer gyors, valós idejű meghatározást tesz lehetővé. 48. Kapacitív bioszenzorok kifejlesztése nyomelem-analitikai célokra Célok és rövid áttekintés Az élelmiszerekben található nyomelemek meghatározása az érdeklődés középpontjába került az elmúlt évtizedben. Ezekkel kapcsolatos kifinomult, nagyműszeres technikák igen jelentős számban állnak rendelkezésre és precíz vizsgálatokra adnak módot, azonban igény mutatkozik gyors, egyszerűbb és költséghatékonyabb eljárások kidolgozására, mint például a bioszenzoros technikák. Cd 2+, Cu 2+, Hg 2+ és Zn 2+ analízisére akár egyidejűleg képes szenzor teljesen újnak számít a piacon. Az egyes elemek koncentrációjának meghatározására alkalmas bioszenzor kifejlesztésére került sor kapacitív szenzor és különböző fehérjék alkalmazásával, ami újszerű eredménynek számít. Tekintve, hogy a korábban alkalmazott fehérjék szelektivitása nem volt megfelelő, új fehérjéket alkalmaztunk. 49. Integrált, hordozható bioszenzor analizátor létrehozása és kapacitása kiterjesztése Integrált, hordozható bioszenzor rendszert fejlesztettünk ki, melynek egyedi kialakítású, speciálisan kidolgozott részei a következők: perisztaltikus pumpa, minta-adagoló és folyadék áramlásirány váltó, termosztálható enzim-reaktor, szenzor, adatfeldolgozó rendszer, mikroprocesszor, szoftver, kijelző. A rendszer továbbfejlesztése, a prototípus multifunkciós változatának elkészítése számos új enzimcella kidolgozását és azok alkalmazását jelentette reális minták több komponensének analízisére. Teljesen új konstrukciójú, komplex rendszer jött létre, mely saját fejlesztésű technológiai megoldásokat alkalmazva hordozható műszerként funkcionál. Új perisztaltikus pumpát fejlesztettünk; új, egyedi szerkezetű, cserélhető enzimreaktort dolgoztunk ki, mely által számos vegyület detektálására képes. Szükség volt a detektálás és az adatfeldolgozás/értékelés/kijelzés módjának fejlesztésére, illetve az enzimcellák megújítására. A számítógépes kiértékelés létrehozásával könnyen alkalmazható, széleskörűen felhasználható berendezés áll rendelkezésre. 18

19 IV. Információs technológiai fejlesztési program Kulcsszavak: nyomonkövetési rendszer létrehozása, új szoftverek kifejlesztése, speciális funkciók kialakítása, felhasználóbarát működés, folyamatos tesztüzem, rugalmas bővíthetőség és adaptálhatóság. 50. Az élelmiszergyártási technológiát leíró munkafolyamat gráfok kidolgozása Célok és rövid áttekintés A részfeladat célja a projektben mintaként alkalmazott élelmiszerek gyártási technológiáját leíró a munkafolyamatgráfok elkészítése volt. Ezen eszközökkel hatékonyabban lehetett felépíteni a nyomonkövetési rendszer adatbeviteli modulját képező, általunk kifejlesztett Napló program grafikus felületét és adatkommunikációját. A munkafolyamatgráfok elkészítéséhez célzottan munkafolyamatgráf-szerkesztésre alkalmas programot készítettünk a legmodernebb szoftvertechnológiával (C# nyelven,.net framework 3.0 keretrendszer felett). A program kimenete szolgál bemenetként a NAPLÓ programnak. 51. A nyomonkövetési rendszert szolgáló szoftverfejlesztések Célok és rövid áttekintés A nyomonkövetési modellrendszer elemeit képező informatikai részrendszerek kialakítását követően azok egységes, működő szoftverrendszerbe való összekapcsolása volt a munkaszakasz során elért cél. A központi adattárházban használt logikai adatszerkezet nagyban eltér a szokványos nyomonkövetési rendszerekétől, így nemzetközileg is egyedülállóan rugalmas fejlesztési, bővítési lehetőséggel rendelkezik az Egerfood nyomonkövetési rendszer. A szoftverek fejlesztése a legmodernebb, a.net framework 3.0 keretrendszerben történt. Kiemelt figyelmet kapott a rendszerben lévő adatok titkosítása. A 3 rétegű kriptográfia biztosítja, hogy minden adat a születésétől a teljes élettartama alatt titkosítva legyen. 52. Új nyomonkövetési szoftverváltozat kifejlesztése felhasználóbarát funkciók beépítésével Fejlesztés célja és rövid áttekintése Az újonnan kifejlesztett digitális nyomonkövetési rendszer előző évben eredményesen végrehajtott tesztüzeme során számos újabb, praktikus fejlesztési, funkcióbővítési igény merült fel a partner élelmiszertermelő vállalatok részéről. Ezen szoftverfejlesztési újítások jelentősen fokozzák az adatbevitel gyorsaságát, csökkentik a beviteli hibalehetőséget és javítják a beavatkozás, adatlekérdezés hatékonyságát. A fejlesztések annyira kiterjedtek voltak, hogy a rendszer új változatát (v.1.1.) kellett hozzá létrehoznunk. Az alábbi új funkciók kerültek kifejlesztésre és beépítésre. Egerfood laboratórium mérési adatainak eljuttatása az élelmiszertermelő cégekhez. Riasztási rendszer kiegészítése laboratóriumi elemmel. Kézi riasztás: akkor is adható ki riasztás, ha nem lépi túl a mért érték a beállított határt. Naplónyomtatás: a munkafolyamat gráf alapján áttekintő dokumentum nyomtatható. Nyomkövetési adatok egyszerűbb felvétele, vizsgálati naplók feltöltésének segítése. Jogosultsági rendszer bevezetése, csoportos jogosultság kezelés. Kimutatás készítő almodul elkészült. 53. A nyomonkövetési szoftver folyamatos tesztüzemének megtervezése és kivitelezése Fejlesztés célja és rövid áttekintése A rendszer új változatának (v.1.1.) folyamatos üzemi működtetés mellett történő tesztelése, az új funkciók hibátlan működésének ellenőrzése. Az új funkciók önálló tesztelése mellett a nyomonkövetési rendszer korábbi funkcióival, moduljaival való összehangoltságát is ellenőriztük. A listák új típusú előszűrése következtében kevesebb adatból kell kiválasztani a megfelelőt, ami a gyorsaság növekedése mellett a hibalehetőségeket is csökkenti. Ezen túlmenően adatterheléses tesztekkel vizsgáltuk az átviteli korlátokat, ill. a rendszer túlterhelésre való reagálását. 19

20 54. A nyomonkövetési rendszer előkészítése a felhasználók körének kiszélesítésére Fejlesztés célja és rövid áttekintése A rendszer piaci hasznosítása, új felhasználók, gyártók, ill. termékek rendszerbe való integrálása több irányú előkészítő lépéseket igényel az adaptációk gyors, zökkenőmentes lebonyolítása érdekében. A felhasználók körének az élelmiszergyártók, -forgalmazók, ill.. a fogyasztók irányában való bővítése elősegítése és felgyorsítása érdekében létrehoztunk egy könnyen megjegyezhető domainnevet, a rendszer működtetéséhez szükséges részletes leírást, és a felhasználók képzéséhez szükséges oktatási adatbázist. Együttműködés az ipari partnerekkel, technológiatranszferek Megvalósult technológiatranszferek 1. A nyomonkövetési rendszer továbbfejlesztése, működésének kiterjesztése a rendszer kibővítésére: Az Egerfood Információs rendszer v.1.1.-es változata kifejlesztésre került, amely a következő funkciókkal bővült a v.1.0. változathoz képest: Egerfood labor mérési adatainak eljuttatása az élelmiszertermelő cégekhez. Riasztási szisztéma átdolgozása, kézi riasztás lehetőségének kifejlesztése. Naplónyomtatás: a munkafolyamat gráf alapján áttekintő dokumentum nyomtatható. Nyomkövetési adatok egyszerűbb felvétele, vizsgálati naplók feltöltésének segítése, kimutatás készítése. Új jogosultsági rendszer bevezetése, csoportos jogosultság kezelés létrehozása. A gyakorlati hasznosítás irányában végzett tevékenységek Lefoglaltuk az egerfood.eu domainnevet, amelyen keresztül a vásárlók a termékeken található Egerfood azonosító alapján lekérdezhetik az élelmiszergyártó cégek által feltöltött adatokat. Elkészítettük a rendszer részletes adaptációs protokollját, a kibővítés pontos ütemtervét és feltételrendszerét, valamint a teljes (több mint 130 oldalas) műszaki dokumentációját. Létrehoztuk egy Minta Cég adatbázist a felhasználók oktatásához. A fejlesztés alkalmazói, felhasználói Detki Keksz Kft., Egri Bormíves Kft., Fish and Food Kft., HESI Kft., Pásztor-Hús Kft., Quality Champignons Kft. 2. Molekuláris genetikai módszerekre épülő eredet- és minőségellenőrzési protokollok kifejlesztése Gradiens PCR és TaqMan eljárás kidolgozása probiotikus hatású baktériumok azonosítására. Mennyiségi vizsgálati protokoll kidolgozása során validálást végeztünk tenyésztési eljárással. rt-pcr technika kidolgozása toxintermelésre képes Fusarium fajok mennyiségének meghatározására. Escherichia coli O:157 H:7 patogén baktérium molekuláris genetikai kimutatási (TaqMan) eljárásának adaptálása Corbett gyártmányú real-time PCR berendezéshez. A gyakorlati hasznosítás irányában végzett tevékenységek Probiotikum-tartalmú élelmiszeradalékok és étrendkiegészítő készítmények kombinált molekuláris genetikai és mikrobiológiai technikára épülő minőségellenőrzési eljárásnak kidolgozása. Toxintermelő Fusarium gombák sorozatvizsgálatokban történő kimutatása és mennyiségének meghatározása jelentős újítás, ami hatékonyan alkalmazható egyes fajták fertőzésre való érzékenységének értékelésére, valamint a potenciális toxinszennyeződések meghatározására. A húsipari alapanyagokban és termékekben előforduló kórokozók igen kis csíraszámban való előfordulása esetén is hatékony, egy időben nagyobb számú minta vizsgálatára is alkalmas eljárás biztosítása. A fejlesztés alkalmazói, felhasználói Étrend-kiegészítőket, ill. probiotikus termékeket gyártó cégek. 20