Tilbake til søkeresultatene

BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping

KSP: Bio-farming for bioactive compounds

Alternativ tittel: Bioaktive komponenter fra Norske urter gir bedre fôr og pakketeknologi

Tildelt: kr 10,5 mill.

Den reviderte søknaden for prosjektet «Biofarming for bioactive products» med kortnavnet «bioACTive» ble godkjent av Forskningsrådet 23 april 2021 og prosjektet hadde oppstartmøte 12 mai. En post-doc ble ansatt i prosjektet med oppstart 30 august og arbeidsted Nofima på Ås. Målet i prosjektet er å øke verdien i norsk landbrukssektor ved å produsere planter med bioaktive forbindelser (fytogener) til bruk i fôr og emballasje, der målet er å 1) øke holdbarheten til laksefôr 2) bedre kvalitet og helse i laks 3) forbedre tarmflora og helse hos kylling, og 4) designe nedbrytbare og antimikrobielle emballasjematerialer. NIBIO som har ansvaret for arbeidspakke 1, har jobbet med å velge ut, oppformere og produsere plantemateriale av de artene og produksjonslinjene som er valgt ut i prosjektet. Det er oppformert og produsert planter i veksthus, tunnel og på friland, totalt ca. 90 planteprøver. Fra Artemesia annua er det høstet både stengler og blader, og fra Portulaca oleracea både blader og frø. Frøene vil bli analysert etter at resultatene fra bladanalysene foreligger. Flere sorter av Origanum vulgare og A. annua er dyrket under ulike lysforhold for å undersøke om innholdet av bioaktive stoffer kan økes med ulike lyspåvirkninger og A. annua og Humulus lupulus er videre dyrket i tunnel og på friland for å kunne gi veiledning til produsenter om optimalisering av dyrkingsforholdene. Vi har i denne prosessen også opparbeidet ytterligere kunnskap om vekstkravene til de valgte artene og forskjeller mellom de ulike linjene. Resultater fra denne første fasen er presentert på OneHealth seminar i Oslo 3. november 2021. Målet med arbeidspakke 2 er å lage planteekstrakter og, basert på in-vitro-tester, å fraksjonere ekstrakter som viser antioksidant-, antimikrobielle og anti-inflammatoriske effekter. Ekstrakter skal også karakteriseres av målrettet og ikke-målrettet metabolomikk. Så langt har vi mottatt 117 planteprøver fra 10 urtearter. Hver prøve (5,15 g tørrvekt) har blitt ekstrahert i ultralydbad med diklormetan (DCM), etanol og vann, suksessivt. Ekstrakter har blitt tørket. Totale ekstraksjonsutbytter ble bestemt, og varierte fra 9 % til 34 % for de ulike urtene. De forskjellige løsningsmidlene bidro til det totale utbyttet i følgende rekkefølge: vann > etanol > DCM. Antioksidant-kapasiteten til hvert ekstrakt ble bestemt. Rosmarin viste den høyeste kapasiteten blant DCM-ekstraktene, mens oregano ga den sterkeste effekten i vann-ekstraktene og humle var sterkest i etanol-ekstraktene. Blant urtene ble det funnet at oregano inneholder mest fenoler. Det ble funnet å være en positiv korrelasjon mellom antioksidant-kapasitet og innholdet av totale fenoler både for etanol- og vannekstraktene. I arbeidspakke 3 er et av målene å evaluere det antimikrobielle potensialet til ni forskjellige plantearter: Achillea millefolium, Artemisia annua 'Anamed'/'Apollon', Rosmarinus officinalis, Humulus lupulus, Portulaca oleracea, Mentha piperita, Rhodiola rosea, Origanum Leuzea carthamoides. Totalt 100 prøver fra forskjellige deler av plantene (blomst, blad, frø og rot) har blitt brukt til å lage DCM-, etanol- og vann-ekstrakter. Postdoktoren i prosjektet har undersøkt den antimikrobielle aktiviteten til disse 300 ekstraktene ved hjelp av agardisk-diffusjonsmetoden. To indikatororganismer er anvendt, den Gram-positive Staphylococcus aureus og den Gram-negative bakterien Escherichia coli. I tillegg er de tre bakteriene Moritella viscosa, Tenacibaculum finnmarkense og Aliivibrio wodanis som forårsaker sykdom i laks blitt testet med to forskjellige typer vekstmedier som etterligner effekter når bakterier vokser i sjøvann eller simulerer næringsrike vertsforhold. Vannekstrakter viste lav aktivitet. DCM-ekstraktene viste den høyeste antibakterielle aktiviteten mot alle de testede bakteriestammene. Ingen ekstrakter viste imidlertid antimikrobiell aktivitet mot alle stammer. Av indikatororganismen ser S. aureus ut til å være den mest følsomme stammen. DCM-rosmarinekstraktene viste aktivitet mot alle laksepatogener. Ekstraktene som gav høyest antimikrobiell aktivitet, var alle forskjellige for de ulike patogenene. Ytterligere studier må utføres for å bedre forstå hvordan disse planteekstraktene virker. Foreløpige resultater indikerer at planteekstrakter kan ha stor verdi som naturlige antimikrobielle midler i akvakultur. Hovedmålet med arbeidspakke 5 er å skape en aktiv matemballasje ved å lage et ekstra belegg på emballasjen. Belegget som er en biopolymer kasein påføres med spraying eller elektrospinning, og inneholder det utvalgte urteekstraktet (med de beste antioksidantene og antimikrobielle egenskapene). For å feste belegget på overflaten av emballasjen kreves overflatebehandling med kald atmosfærisk plasma. Parameterne for plasmabehandlingen er allerede optimalisert. Noen innledende forsøk med elektrospinning for å lage nanofibre som belegg har også blitt utført, men krever ytterligere optimalisering for et effektivt belegg.'

The objective for the “Bio-farming for bioactive compounds” projects is to document that it is possible to reduce fish diseases of farmed salmon, improve poultry health and gut microbiota and to design biodegradable packaging materials with antimicrobial properties using bioactive compounds from herbs. We have selected 9 Norwegian herbs expected to give high production of bioactive compounds. Growth conditions will be described related to climatic stress and upscaling of production for advanced closed green-house systems, open field, and growth tunnels. Bioactive compounds in herbs will then be extracted, fractionated, and isolated and screened for antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory characteristics. Analytical samples will be characterized by means of targeted and non-targeted metabolomics and in invitro testing. Effects of additives in fish feed will be examined in invitro test systems, determining antimicrobial activity of extracts, fractions, and isolates of herbs on the growth of Atlantic salmon pathogens. The benefits will be measured as impacts on growth, health, and immunity in fish, and physiological impacts on specific tissues (head kidney, skin, gut, blood). Benefitial effects from extracts as feed additives in poultry feed will be examined by in vitro and in vivo testing. The effects will be documented on anti-oxidant and anti-inflammatoric potential, performance, counts of intestinal pathogens, and microbiota profile. The third application is to design and optimize sustainable methods for incorporation of antimicrobial herb extract into food packaging materials, giving longer shelf life. Different cutting-edge technologies (High pressure processing, ultra-sound, and electrospinning) will be tested for an enhanced incorporation. The project is interdisciplinary, and collaboration and competence dissemination are important goals in the work.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping

Temaer og emner