„Изменението на климата – предпоставка за проучване на потенциалния принос на соргото за устойчиви агрохранителни системи в България и разработване на иновативни хранителни продукти“
Климатичните промени оказват съществено въздействие върху съвременното селско стопанство. В последните години недостигът на вода и високите температури се превърнаха в критичен проблем за много региони на Европа, включително и в България, което доведе до сериозни икономически загуби свързани с намален добив и качество на земеделските култури. В същото време, подобряването гъвкавостта на агрохранителните системи и производството на здравословни храни е основен приоритет в редица национални и европейски програмни документи.
Целта на настоящето проектно предложение е да се изследва получаването на иновативни безглутенови храни от сорго от фермата до трапезата. Това ще се постигне с подобряване на почвените и растителните характеристики при отглеждане на сорго чрез оптимизирано хранене и внасяне на селектирани полезни микробни популации. Ще се изследват връзките между метагеномните, физикохимичните и функционалните характеристики на иновативни храни и напитки получени от зърно на сорго. Способността на соргото да толерира по-високи температури и засушаване, както и отличните функционални свойства на неговото зърно в здравословни диети предполага по-голям фокус върху разработването на нови храни и напитки на основата на сорго.
За изпълнение на поставените цели, ще се изведе тригодишен полски опит с хибриди сорго с бял и червен цвят на зърното, като се проследи почвеното и растителното здраве и редица агрономически показатели. Преди сеитбата семената на соргото ще се инокулират с микробиален консорциум от полезни популации за подобряване храненето и устойчивостта на културата към засушаване. Ще бъде използвана иновативна методология за селекция на млечно-кисели бактерии (МКБ) чрез молекулярно-генетични методи за скрининг на гени, свързани с пробиотични характеристики на получените храни и напитки. Задълбочената характеристика на микробни консорциуми (смесени стартерни култури и автохтонни микроорганизми) на различни етапи на ферментацията на продукти получени от сорго, оценена чрез метагеномен анализ, ще даде възможност за прецизна оценка на биомаркерите влияещи на качеството между различните партиди продукти и за по-добър контрол на ферментационния процес.
В резултат от изпълнението на фундаменталните изследвания в научноизследователския проект се очакват ползи свързани с: подобявяне традиционната агротехниката и технология на отглеждане на соргото; намаляване внасянето на изкуствени торове; въвеждане в европейското научно-изследователско пространство на иновативни молекулярно-генетични методи за селекция пробиотични щамове МКБ; създаване на предпоставки за разработване на стартерни култури за биотехнологично получаване на млечна киселина от зърнени суровини; разкриване на потенциала за приложение на селектирани щамове за разработването на нови функционални храни от сорго, които са от особено значение за потребителите с хранителни и етични претенции, свързани с консумацията на млечни продукти (лактазна недостатъчност, вегетарианство); създаване на предпоставки за разработване на стартерни култури за иновативни функционални храни и напитки от сорго.
Цел на проекта
Да се изследва получаването на иновативни безглутенови храни от сорго от фермата до трапезата.
В тази връзка се поставят две подцели:
Очаквани резултати от изпълнението на проекта
Отглеждането на сорго не е ново за условията на нашата страна. Основните проблеми при него се явяват слабата поносимост към монокултурно отглеждане, недостигът на някои и макро- и микроелементи поради ниската им достъпност в почвата, а в някои случаи и недостигът на влага в почвата. Основните резултати, които ще постигнем при изпълнението на проекта са свързани с подобряване на развитието на културата в резултат от внасяне на полезни микроорганизми с или без редуцирана торова норма, което е в съответствие с целите за намаляване внасянето на изкуствени торове. Селектираният микробен консорциум от полезни популации с подходящи качества ще допринесе за повишаване на достъпността на елементи като фосфор и желязо, които се намират основно в свързана и слабо разтворима форма в почвата. Отделянето от съобществата на фитохормони (индолоцетна киселина, гиберелини и цитокинини), специфични екзополизахариди и наличието на гени кодиращи ензима АСС-дезаминаза ще подпомогнат пряко и косвено удължаването на корените, допринасяйки за по-добра устойчивост на засушаване. В резултат от приложените мерки, се очаква да се получи реколта с подобрени качествени и количествени параметри.
Със съвместните усилия на работещи в различни области на биотехнологията изследователи при изпълнението на настоящия проект ще бъде използвана иновативна за България и Европа методология за селекция на млечно-кисели бактерии чрез молекулярно-генетични методи за скрининг на гени, свързани с пробиотични характеристики. Този перспективен подход дава нова насока за научни изследвания по отношение на селекцията на пробиотични щамове млечно-кисели бактерии, тъй като предлага значително редуциране на времето, ресурсите и усилията, необходими за извършване на такава селекция чрез класическите in vitro методи.
Задълбочената характеристика на микробни консорциуми (смесени стартерни култури и автохтонни микроорганизми) на различни етапи на ферментацията на продукти получени от сорго, оценена чрез метагеномен анализ, ще даде възможност за прецизна оценка на биомаркерите влияещи на качеството между различните партиди продукти и за по-добър контрола на ферментационния процес.
Изпълнението на проекта се очаква да доведе публикуване на поне една статия през първия етап и минимум четири статии до края на проекта в реномирани научни списания с IF или SJR.
изследвания
резултати
Екип
Стефан Шилев
Ангел Ангелов
Участват
Аграрен университет – Пловдив
Университет по хранителни технологии – Пловдив
