Download - Лаборатория по приложни биотехнологии
1
Лаборатория по приложни биотехнологии
Научен и научно-приложен потенциал на Лабораторията по приложни
биотехнологии при ИМ-БАН в областта на хранително-вкусовата промишленост
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
2
Лаборатория по приложни биотехнологииИ
нст
иту
т п
о м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
Растителни ин витро системиДрожди Млечнокисели
бактерии
3
Традиционен подход за получаване на БАВ от растителен произход.
Растение
Селекция на нови сортове с подобрена продуктивност
Култивиране на полето или в оранжерии
Изолиране и пречистване
Продукт
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
4
Растение
Растителни ин витро системи
Култивиране в биореактори Изолиране и
пречистване
Продукт
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Съвременен подход за получаване на БАВ от растителен произход.
Лаборатория по приложни биотехнологии
5
Предимства
Независимост от обкръжаващата среда – географско
положение, сезонни вариации, климатични промени
Дефинирана продукционна система, осигуряваща
непрекъснато получаване на целевия продукт с
постоянно качество
Възможност за получаване на нови продукти, които
нормално не се биосинтезират в интактните растения
Ефективност на процесите на изолиране и пречистване
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
6
Интегриран подход за получаване на БАВ с растителни ин витро системи
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
7
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Беталаинови пигменти от трансформирани коренови
култури Beta vulgaris
Лаборатория по приложни биотехнологии
8
Получаване на трансформирани коренови култури
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
9
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Мащабиране на процеса на биосинтез на беталаинови пигменти от трансформирани
коренови култури Beta vulgaris
Лаборатория по приложни биотехнологии
10
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Технологична схема за получаване на беталаинови пигменти от растителни in vitro системи B. vulgaris L.
Лаборатория по приложни биотехнологии
11
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Сравнителна характеристика на екстракти, получени от трансформирана коренова култура B. vulgaris cv. DDR и съответното интактно растение
1 2
% è
íõèá
èðàí
å
0
20
40
60
80
100Екстрактът от трансформираната коренова култура притежава над 6-пъти по-висока антирадикалова активност в сравнение с екстракта от интактното растение;Екстрактът от трансформираната коренова култура притежава 3.28-пъти по-силно изразена пероксил улавяща активност спрямо екстракта от изходното растение
Âðåì å, min
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Ôë
óîð
åñö
åíö
èÿ
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Ï ðàçí à ï ðî áà0.1 g åêñòðàêò î ò òðàí ñô î ðì èðàí à êî ðåí î âà êóëòóðà0.2 g åêñòðàêò î ò ðàñòåí èå1.0 mol Trolox
91%
4100 µmol TE.g-1DWE
1250 µmol TE.g-1DWE
Лаборатория по приложни биотехнологии
12
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Иновативност на продукта – първа комплексно разработена лабораторна технология. Над 20 публикации по въпроса
Пазарен потенциал – хранителна промишленост (месна, и млечна); хранителни добавки
Етап на развитие – готовност за незабавно внедряване
Беталаинови пигменти от трансформирани коренови култури Beta vulgaris
Лаборатория по приложни биотехнологии
13
Розмаринова киселина от суспензионна култура
Lavandula vera MM
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
14
Розмаринова киселина
HO
HO
O
O
OH
OH
COOH
H
1958 - Scarpati and Oriente isolated RA by Rosmarinus
officinalis
α–О–Coffeoyl–3,4–dihydroxy-phenyllactic acid
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
15
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
16
Интактно растение
Lavamdula vera
Розмаринова киселина
следи
Lavamdula vera MM
Калус
Розмаринова киселина
5.6 mg/g DB
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
17
Култивиране в биореактор
Розмаринова киселина
3489 mg/L
Lavamdula vera MM
Суспензионна култура
Розмаринова киселина
67 mg/L
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
18
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Иновативност на продукта – първо съобщение за биосинтез на розмаринова киселина от ин витро системи на Lavandula. Над 25 публикации по въпроса
Пазарен потенциал – хранителна промишленост (всички отрасли); фармация; козметика
Етап на развитие – готовност за незабавно внедряване
Розмаринова киселина от суспензионна култура Lavandula vera MM
Лаборатория по приложни биотехнологии
19
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
МЛЕЧНОКИСЕЛИ БАКТЕРИИ В БЪЛГАРСКИ ЛЕЧЕБНИ РАСТЕНИЯ
20
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
МЛЕЧНОКИСЕЛИ БАКТЕРИИ В БЪЛГАРСКИ ЛЕЧЕБНИ РАСТЕНИЯ
21
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
Анализ на разпространението на млечнокиселите бактерии след PCR идентификация
Salvia sp.
22
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Лаборатория по приложни биотехнологии
Лабораторията по биотехнологии, Пловдив към ИМ БАН единствена в България притежава колекция от студоустойчиви дрожди, изолирани от антарктически проби от територията на българската база на остров Ливингстън. Изучава се биотехнологичния им потенциал за синтез на биологично активни вещества. Селекциониран е активен продуцент на полизахарид, който се натрупва извънклетъчно, а неговата червена биомаса съдържа каротеноиди.
Sp. salmonicolor AL1
Глюкоманан
Биомаса
Биореактор Sartorius Aplus
23
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Супернатанта
Промиване и центрофугиране
Биомаса
Утаяване с 96% етанол
Центрофугиране Лиофилизация
Сушене Eкстракция с oрганични р-ли
Глюкоманан Каротеноиди, Eргостерол,Коензим Q10
Sporobolomyces salmonicolor AL1
Инокулат-22 °C, 48ч, ротационна клатачка при 220 об/мин
Ферментация-биореактор, 10% инокулат, 22 °C, 400 об/мин, 1L/L/min, 96ч
Центрофугиране
Козметични продукти
Схема за получаване на козметични продукти с глюкоманан и БАВ от биомасата на щам Sporobolomyces salmonicolor AL1.
24
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов” .
Потвърдена е регистрацията на полезен модел „Козметични състави”, който се отнася до нови козметични композиции, включващи природните продукти, получени по биотехнологичен път от антарктическия дрождеви щам Sp. salmonicolor AL1 и синтезираната от него биомаса.
Създадени са козметични продукти Дневен и Нощен крем във фирма „Боди Д” с глюкоманана и биомасата, синтезирани от антарктическия щам, и стандартни за козметиката добавки (овлажнители, хелатно съединение, алфахидрокси киселина, консерванти и парфюмна композиция). Направените медикобиологични проучвания доказват, че с продуктите се постига здрава, жизнена и бляскава кожа.
25
Модерни платформи за метаболитно профилиране и метаболомен анализ
# ЯМР-базираната метаболомна платформа се прилага ефективно за стандартизация, качествен и количествен контрол на храни и хранителни добавки, напитки и фармацевтични продукти.
# Групата от Лаборатория по приложни биотехнологии има достъп до най-голямата база данни със спектри на природни съединения в цял свят, което позволява надеждна идентификация на голям брой природни съединения и създаване на т.нар. метаболитни отпечатъци и паспорти.
1Д- и 2Д-ЯМРИзт.: Georgiev M., et al. (2011)
Phytochemistry 72:2045-51
26
Биосинтез на фармацевтично-значими метаболити от растения и техни ин витро системи
# Специален фокус на изследванията е оценка на антиацетилхолин естеразната активност, притивовъзпалителния, антинеопластичния и цитопротективен потенциал на изолираните структури.
271 професор, 2 доценти, 2 асистенти, 3 докторанти, 3 технически сътрудници
Ин
сти
тут
по м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
Публикационна активност, 2013 г.
I. ИЗЛЕЗЛИ ОТ ПЕЧАТ
В ИЗДАНИЯ С ИМПАКТ ФАКТОР – 12 публикации
В ИЗДАНИЯ БЕЗ ИМПАКТ ФАКТОР – 3 публикации
ГЛАВИ ОТ КНИГИ - 1
IІ. ПРИЕТИ ЗА ПЕЧАТ
В ИЗДАНИЯ С ИМПАКТ ФАКТОР – 6 публикации
В ИЗДАНИЯ БЕЗ ИМПАКТ ФАКТОР – 4 публикации
ГЛАВИ ОТ КНИГИ - 3
ОБЩ ИМПАКТ ФАКТОР – 33.653
ОТКРИТИ ЦИТИРАНИЯ ПРЕЗ 2013 г. – 246
МЕЖДУНАРОДНИ КОНФЕРЕНЦИИ - 21
28
Финансиращи организаци
EU - 5 FP and 6FP Marie Curie Program
NATO - Science for Peace Program
Bulgarian National Science Fund
Биологично-активни вещества от растителни in vitro системи И
нст
иту
т п
о м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”
29
Партньори
Institute of Food Technology and Bioprocess Engineering, TU Dresden
Laboratoire de Stress, Defences et Reproduction des Plantes,Universite de Reims Champagne-Ardenne, France
Universite Paul Sabatier, Toulouse , France
Faculty of Pharmacy, University of Barcelona, Spain
Институт по органична химия – БАНИнститут по ботаника – БАН
Университет по хранителни технологии - Пловдив
Биологично-активни вещества от растителни in vitro системи И
нст
иту
т п
о м
икр
оби
ологи
я “
Сте
фан
А
нге
лов”