tel. +48 22 606 36 00 ibprs@ibprs.pl
  • English
Projekt SeCuRe

Projekt: „SeCuRe – Centrum Zasobów Mikrobiologicznych”

realizowany na podstawie umowy nr RPMA.01.01.00-14-e218/20-00
współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
w ramach:

Osi priorytetowej I:
RPMA.01.00.00. Wykorzystanie działalności badawczo-rozwojowej w gospodarce

Działania 1.1:
RPMA.01.01.00. Działalność badawczo-rozwojowa jednostek naukowych

Typ projektów:
Wsparcie infrastruktury badawczo-rozwojowej jednostek naukowych Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego na lata 2014-2020, w ramach konkursu nr RPMA.01.01.00-IP.01-14-099/19

Projekt SeCuRe – Centrum Zasobów Mikrobiologicznych objęty jest Kontraktem Terytorialnym dla Województwa Mazowieckiego. Jest przedsięwzięciem ogólnokrajowym z odniesieniem do prac realizowanych w wymiarze europejskim. W ramach projektu finansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego na lata 2014-2020 konkurs nr RPMA.01.01.00-IP.01-14-099/19 przewidziane są wyłącznie działania realizowane w ramach województwa mazowieckiego. Główny cel projektu związany jest z budową infrastruktury z zakresu biotechnologii i aplikacji rozwiązań biotechnologicznych na bazie mikroorganizmów i metabolitów mikroorganizmów do przemysłu (spożywczego i pokrewnych) na poziomie lokalnym, krajowym i jej ścisłą integracją z międzynarodowymi, europejskimi i globalnymi bazami danych, serwisami i usługami związanymi z działalnością kolekcji kultur. Projekt stanowi funkcjonalną całość. Wytworzona i zakupiona infrastruktura może funkcjonować samodzielnie. Niemniej założenia projektu mają swoje konotacje w projekcie MIRRI.

Cel projektu SeCuRe:

W ramach projektu planowane jest wybudowanie elastycznej / adaptowalnej do potrzeb, infrastruktury badawczej w skali półtechnicznej, w oparciu o którą możliwe będzie prowadzenie badań nad wytwarzaniem preparatów mikrobiologicznych do zastosowań przemysłowych i w rolnictwie. Dodatkowo planowane jest doposażenie istniejących w IBPRS pracowni analitycznych o najnowocześniejszą aparaturę do badań metabolomicznych drobnoustrojów, badań ich fizjologii oraz do długotrwałego przechowywania drobnoustrojów.

Projektowana infrastruktura badawcza jest odpowiedzią na wyzwania stojące przed MIRRI (Microbial Resource Research Infrastructure) europejskim programem z mapy ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructure) skupiającym naukowe kolekcje drobnoustrojów. Jednym ze strategicznych celów MIRRI w tym także MIRRI-POLSKA (dawniej SeCuRe – Centrum Zasobów Mikrobiologicznych) jest zapewnienie dostępu do wysokiej jakości materiału mikrobiologicznego, niezbędnego do prowadzenia szeroko rozumianych prac związanych z zastosowaniem mikroorganizmów w nauce, ochronie zdrowia, przemysłach farmaceutycznym, rolno- spożywczym, wydobywczym, ochronie środowiska i roślin oraz wielu innych. Kolekcja Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych – Centrum Zasobów Mikrobiologicznych dysponuje ponad 3 tys. szczepów bakterii, drożdży i grzybów strzępkowych o potencjalnie aplikacyjnym charakterze. Realizacja w/w celu wymaga wdrożenia i wykorzystania gromadzonych w Kolekcji biozasobów w procesach przemysłowych. Dzięki projektowanej infrastrukturze będzie możliwe prowadzenie badań nad wytwarzaniem biomasy bakteryjnej w skali odpowiadającej potrzebom przedsiębiorców. Planowana do wytworzenia w niniejszym projekcie infrastruktura reprezentuje koncepcję nowoczesnej zintegrowanej linii adaptowalnej do zastosowań w zakresie opracowywania i skalowania nowych bioprocesów z udziałem mikroorganizmów.

Wnioskodawca projektu:
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego  – Państwowy Instytut Badawczy

Termin realizacji:
02.07.2018-01.07.2021

Całkowity koszt inwestycji:
6 802 640,00 ZŁ

Wartość dofinansowania:
4 440 188,61 ZŁ

Kierownik projektu:
dr hab. inż. Marek Roszko, prof. IBPRS-PIB
Kontakt: email: marek.roszko@ibprs.pl; tel. 668334993

Koordynator merytoryczny:
Dr hab. inż., Barbara Sokołowska, prof. IBPRS-PIB
Kontakt: email: barbara.sokolowska@ibprs.pl; tel. 609260100

Koordynator administracyjny:
Rafał  Ćwiek
Kontakt: email: rafal.cwiek@ibprs.pl; tel. 886290668;

Obsługa formalno-finansowa projektu:

Kosztorys projektu:

Podział projektu

Wartość ogółem

Wydatki kwalifikowane

Dofinansowanie

Wkład własny pieniężny

Wydatki niekwalifikowane

Udział procentowy dofinansowania
do kosztów kwalifikowanych

Część niegospodarcza

4 081 584,00 zł

3 330 141,46 zł

3 330 141,46 zł

0,00 zł

751 442,54 zł

100%

Część gospodarcza

2 721 056,00 zł

2 220 094,31 zł

1 110 047,15 zł

1 110 047,15 zł

500 961,69 zł

50%

Cały projekt

6 802 640,00 zł

5 550 235,77 zł

4 440 188,61 zł

1 110 047,15 zł

1 252 404,23 zł

79,99%

Zadania w projekcie:

Zadanie 1 i 2: Budowa półtechnicznej linii pilotażowej do badań nad procesami wytwarzania biomasy do zastosowań przemysłowych

W ramach zadań planowane jest wybudowanie infrastruktury w skali półtechnicznej. Linia technologiczna będzie oparta o trzy bioreaktory o pojemności 30, 150 i 1500 l z płaszczem i mieszadłami turbinowymi typu Ruhston, z możliwością kontroli i regulacji temperatury hodowli, pH, tlenu rozpuszczonego DO, stężenia tlenu w gazach odlotowych, nadciśnienia w zbiorniku, z pomiaremgęstości optycznej OD, wyposażone w monowakuometry, wykonane ze stali kwasoodpornej.

Ponadto w skład linii wejdą:
– mobilny agregat filtracyjny pożywek, wyposażony w zbiornik o poj. 150 l, pompę membranową, filtr workowy, filtr świecowy;
– instalacja mikro/ultrafiltracji płynu pohodowlanego w systemie dwustopniowym wyposażona w komplet czujników, przystosowana do sterylizacji parą i systemem CIP; wydajność modułów 200 kg/h każdy, pojemność zbiorników buforowych 500 l; funkcja płukania wstecznego, membrany ceramiczne lub tworzywowe, instalacja całkowicie drenowalna;
– mobilna stacja mycia ClP w pełni zautomatyzowana, wyposażona w trzy zbiorniki o pojemności co najmniej 100 l każdy;
– wytwornica pary ze stacją uzdatniania wody;
– suszarnia rozpyłowa (enkapsulacja) o wydajności odparowania do 35 kg H2O/h;
– mieszalnik materiałów sypkich z funkcją rozdrabniania ze zbiornikiem o pojemności 60 l z płaszczem chłodzącymi mieszadłem bijakowym.

Zadanie 3 i 4: Modernizacja i doposażenie laboratoriów badań metabolomicznych mikroorganizmów oraz zaplecza kolekcji kultur drobnoustrojów przemysłowych.

W ramach zadania planowana jest modernizacja i doposażenie laboratoriów. Na potrzeby zaplecza Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych planowane są do zakupu:
– urządzenia do przechowywania drobnoustrojów wraz ze stosownym wyposażeniem i oprzyrządowaniem: zbiornik do długotrwałego przechowywania drobnoustrojów w oparach ciekłego azotu w temperaturze -190°Cze zautomatyzowanym systemem napełniania ze zbiornika zasilającego;
– zamrażarka kriogeniczna zapewniająca długoterminową ochronę materiału biologicznego w zakresie temperatur -140°Cdo -150°C, wyposażona w skaner do probówek z kodem 2Doraz oprogramowanie do śledzenia/wyszukiwania próbek;
– 3 zamrażarki do głębokiego mrożenia zapewniające ochronę materiału biologicznego w temperaturze -50°Cdo -86°C, służące do przechowywania częściej używanych zasobów;
– urządzenia typu Bioscreen C- sterowanego komputerowo inkubatora/czytnika/wytrząsarki przy użyciu którego można monitorować rozwój czystych lub mieszanych hodowli, optymalizować skład pożywki i przebieg procesu.

Ponadto planowany jest zakup urządzeń laboratoryjnych takich jak:
– spektrometr mas z analizatorem elektrostatycznym na potrzeby badań metabolomicznych drobnoustrojów określających ich potencjał do wykorzystania w procesach przemysłowych.
– aparat do pomiaru aktywności wody (w liofilizowanych i suszonych preparatach) z termostatowaną komorą pomiarową o dokładności 0,003 aw;
– wirówka laboratoryjna o wymiennych rotorach o objętości 56 x15ml; 28 x 50 ml, do 4x 750 ml, pracująca w zakresie temperatury -9°Cdo 40°C, stanowiąca wyposażenie potrzebne m.in. do określania wydajności syntezy biomasy podczas hodowli;
– aparat do elektroforezy poziomej – niezbędny w wielu badaniach m.in. w doświadczeniach obejmujących różnicowanie wewnątrzgatunkowe drobnoustrojów;
– autoklaw laboratoryjny do sterylizacji parowej pożywek mikrobiologicznych i sprzętu laboratoryjnego;
– komora laminarna II klasy bezpieczeństwa do prac ze szczepami mikroorganizmów w warunkach jałowych.

Powyższa aparatura będzie wykorzystywana zarówno w części niegospodarczej jak i gospodarczej, dlatego została podzielona na dwa tożsame zadania, w tym zadanie 3 – część niegospodarcza i zadanie 4 – część gospodarcza.

Zadanie 5 i 6: Zarządzanie i promocja projektu.

W ramach zadań przewidziano dofinansowanie:

– zarządzania projektem (koszty osobowe personelu zarządzającego projektem tj. koordynatora projektu oraz osoby merytorycznej, która będzie odpowiedzialna za doglądanie i sprawdzenie montażu linii technologicznej.
– koszty informacji i promocji projektu integralnie związane z jego realizacją tj. tablic informacyjno-promocyjnych, oznaczeń, tablic pamiątkowych związanych z realizacją projektu, utworzenia strony internetowej, przygotowania broszur i folderów, publikacji, przygotowania materiałów filmowych i zdjęciowych, organizacji spotkań informacyjnych promujących projekt wśród przedsiębiorców w celu nawiązania współpracy.

Zadania te dotyczą  zarówno w części niegospodarczej jak i gospodarczej, dlatego została podzielona na dwa tożsame zadania, w tym zadanie 5 – część niegospodarcza i zadanie 6 – część gospodarcza.

Kierownik projektu:
dr hab. inż. Marek Roszko, prof. IBPRS-PIB
Kontakt: email: marek.roszko@ibprs.pl;
tel. 668334993

Koordynator merytoryczny:
Dr hab. inż., Barbara Sokołowska, prof. IBPRS-PIB
Kontakt: email: barbara.sokolowska@ibprs.pl;
tel. 609260100

Koordynator administracyjny:
Rafał  Ćwiek
Kontakt: email: rafal.cwiek@ibprs.pl;
tel. 886290668;

Obsługa formalno-finansowa projektu:

Opis projektu:

Nadrzędnym celem projektu finansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego na lata 2014-2020 konkurs nr RPMA.01.01.00-IP.01-14-099/19 jest wzmocnienie współpracy nauki z polskim przemysłem poprzez zbudowanie infrastruktury komplementarnej z założeniami MIRRI-POLSKA umożliwiającej realizację prac wdrożeniowych. Przewidziane są wyłącznie działania realizowane w ramach województwa mazowieckiego.

Bezpośrednim celem projektu jest wybudowanie infrastruktury w skali półtechnicznej w oparciu o którą możliwe będzie prowadzenie badań nad wytwarzaniem bakteryjnych preparatów mikrobiologicznych do zastosowań przemysłowych i w rolnictwie. Dodatkowo planowane jest doposażenie istniejących w IBPRS pracowni analitycznych o najnowocześniejszą aparaturę do badań metabolomicznych drobnoustrojów oraz zaplecza Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych w urządzenia do długotrwałego przechowywania drobnoustrojów.

Projekt stanowi funkcjonalną całość. Wytworzona i zakupiona infrastruktura może funkcjonować samodzielnie. Niemniej założenia projektu mają swoje konotacje w projekcie MIRRI-POLSKA oraz realizują cele i założenia MIRRI, której głównymi celami MIRRI-POLSKA jest budowa krajowej sieci publicznych kolekcji kultur mikroorganizmów jako dopełnienie w pan-europejskiej infrastrukturze badawczej, uporządkowanie obecnego stanu rozproszonych kolekcji, przedłożenie skoordynowanej oferty skierowanej do środowisk naukowych i przemysłu biotechnologicznego, wspieranie badań i bioekonomii. MIRRI-POLSKA będzie nie tylko dostarczać informacji o istniejących kolekcjach mikroorganizmów, ale także udoskonalać standardy jakości, rozszerzać zakres usług, wychodzić naprzeciw potrzebom użytkowników oraz opracowywać bieżącą koncepcję utrzymania infrastruktury.

MIRRI-POLSKA jako polska część MIRRI (Microbial Resource Research Infrastructure) jest projektem przełomowym, gdyż nie tylko porządkuje i tworzy ofertę usług i produktów ukierunkowanych na pomoc w dostarczaniu rozwiązań problemów badawczych i wyzwań globalnych, ale jednocześnie będzie dodatnio wpływać na opłacalność podejmowanych działań. W ten sposób doskonali stan wiedzy będącej podstawą badań naukowych i edukacji, jak również efektywność i opłacalność finansową zarządzania zasobami mikrobiologicznymi. Długoterminowy dostęp do materiału biologicznego, z którego korzystają ośrodki naukowe, umożliwi potwierdzenie wyników pracy i ułatwi prowadzenie badań najwyższej jakości. Budowana Infrastruktura Badawcza będzie wspomagać badania akademickie i przemysłowe wysokojakościowymi usługami oraz sprawdzonym / wiarygodnym / legalnym materiałem mikrobiologicznym. Projekt ma również pozytywne oddziaływanie społeczne, gdyż dzięki odkryciom biotechnologicznym, które będą miały zastosowanie w medycynie i w bezpieczeństwie żywności będą tworzyły się nowe miejsca pracy, a gospodarka będzie się rozwijać.

Cele strategiczne projektu są zgodne z Krajowym Programem Badań i Krajowymi Inteligentnymi Specjalizacjami. Realizacja projektu wpisuje się również w cele szczegółowe Strategii na rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju do roku 2020 (z perspektywą do 2030 r.) – Trwały wzrost gospodarczy oparty coraz silniej o wiedzę, dane i doskonałość organizacji. W szczególności realizowane są postulaty wynikające ze Strategii, dotyczące poprawy zdolności polskiego przemysłu do sprostania globalnej konkurencji, zwiększenia innowacyjności polskich przedsiębiorstw na rynku krajowym i zagranicznym, zwiększenia umiędzynarodowienia polskiej gospodarki. Projekt wpisuje się bezpośrednio w realizację tych zadań poprzez stworzenie zaplecza dla wdrażania innowacji w polskim sektorze rolno-spożywczym, medycznym i biotechnologicznym umożliwiającego podwyższenie jego konkurencyjności. Zarówno sektor żywności wysokiej jakości jak i sektor produkcji leków, wyrobów medycznych i nowoczesnych usług medycznych (np. leki biopodobne) zostały wskazane w Strategii jako sektory strategiczne.

Zapewnienie szerokiego dostępu polskim przedsiębiorstwom do biozasobów umożliwi im uniezależnienie się od firm biotechnologicznych opartych o obcy kapitał. Wsparcie naukowo – badawcze oferowane w ramach wspólnych inicjatyw przemysłowych oraz projektów rozwojowych umożliwi opracowywanie i wdrażanie innowacyjnych rozwiązań i produktów. Dostęp do zasobów biologicznych jest kluczowym elementem niezbędnym dla polskich przedsiębiorstw w celu umożliwienia im transformacji do zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym.

Spośród długookresowych wyzwań stojących przed polską gospodarką wskazanych w Strategii na rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju do roku 2020 (z perspektywą do 2030 r.), którym sprostanie będzie możliwe dzięki posiadaniu przez Polskę sieci zasobów biologicznych są między innymi ograniczone zasoby wody, surowców i energii – stwarzające zagrożenie w kontekście bezpieczeństwa i jakości życia oraz perspektyw rozwoju sektorów bazujących na tych zasobach. Konieczność uwzględnienia wpływu działalności gospodarczej na środowisko naturalne oraz dostosowywania technik i technologii produkcji do wzrastających oczekiwań również możliwe jest do osiągnięcia poprzez wykorzystanie biozasobów w szerszym niż do tej pory zakresie. W Strategii wskazuje się, że poważne zagrożenie dla stabilności ekosystemów stanowi utrata bioróżnorodności, której ochrona jest jednym z celów realizacji projektu.

Jak wskazano w Strategii pojawiające się ograniczenia i wyzwania mogą stanowić impuls do poszukiwania nowych rozwiązań technologicznych mających na celu zmniejszenie zapotrzebowania na surowce i bardziej efektywne ich wykorzystanie oraz zwiększenie odzysku surowców wtórnych, co wymaga dostępności biozasobów.

Zrealizowanie założeń oraz zapewnienie trwałości projektu pozwoli na realizację celów naukowych i gospodarczych wskazanych w ramowym programie Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych i innowacji Horyzont 2020 (Horyzont Europa). Planowane działania oraz powstałe w wyniku ich realizacji projekty i rozwiązania pozwolą na uzyskanie istotnych efektów w zakresie dobrostanu obywateli Unii Europejskiej. Powyższe efekty zostaną uzyskane poprzez wsparcie rozwoju nowych technologii medycznych, leków i preparatów biomedycznych czy też rozwiązań rozszerzających wczesną profilaktykę zdrowotną jak spersonalizowane żywienie. Jednym z priorytetowych kierunków działania w ramach projektu jest bezpieczeństwo żywnościowe i zrównoważone użytkowanie zasobów biologicznych. Sieć umożliwi szybszy rozwój istniejących sektorów gospodarki oraz tworzenie nowych odpowiedzialnych za między innymi energię odnawialną (bioenergię) a także bioprodukty. Jak wskazano wcześniej, transformacja gospodarki do modelu o obiegu zamkniętym, bezodpadowym (biogospodarki) w maksymalny sposób wykorzystujący istniejące zasoby przy minimalnych nakładach nie może odbywać się bez wdrożenia biotechnologii opartej o najwyższej jakości scharakteryzowane zasoby biologiczne.

Projekt jest zgodny z kierunkami rozwoju innowacyjności w województwie mazowieckim. Jak wskazano powyżej, projekt realizuje rozwój obszarów gospodarczych regionu o wysokim potencjale rozwojowym w tym, sektora rolno – spożywczego, sektora energetycznego w rozumieniu odnawialnych źródeł (bio-)energii i energetyki rozproszonej. Technologią wiodąca rozwijaną w efekcie realizacji projektu i agendy badawczej MIRRI-POLSKA jest szeroko rozumiana biotechnologia.

Planowane do realizacji kierunki badawcze oraz podejmowane wyzwania w wymiarze społecznym i gospodarczym w tym zgodność z priorytetowymi kierunkami badań w  ramach inteligentnej specjalizacji województwa mazowieckiego.

Infrastrukturę planowaną do wytworzenia w ramach projektu będzie stanowiła platforma do prowadzenia badań oraz wdrażania innowacji w przedsiębiorstwach. Wypracowane rozwiązania umożliwią tworzenie nowych (bio-)produktów do wykorzystania w przemyśle spożywczym, rolnictwie, energetyce oraz bezpiecznej i funkcjonalnej żywności.

Projekt jest zgodny z kierunkami rozwoju innowacyjności w województwie mazowieckim. Jak wskazano powyżej, projekt realizuje rozwój obszarów gospodarczych regionu o wysokim potencjale rozwojowym w tym, sektora rolno – spożywczego, sektora energetycznego w rozumieniu odnawialnych źródeł (bio-)energii i energetyki rozproszonej. Technologią wiodąca rozwijaną w efekcie realizacji projektu i agendy badawczej MIRRI-POLSKA jest szeroko rozumiana biotechnologia.

W ramach szczegółowych obszarów w ramach, których planowane jest prowadzenie badań  uwzględnia się:

a) obszar specjalizacji „Bezpieczna żywność”

a. Priorytetowy kierunek badań „Techniki upraw, środki i metody ograniczające negatywny wpływ produkcji roślinnej na żywność i środowisko” (Cel badawczy: Metody i produkty ochrony upraw oparte na mikroorganizmach.)

W jednostce prowadzone są prace nad opracowaniem preparatów mikroorganizmów jako  alternatywny dla syntetycznych środków ochrony roślin. Planowane są również prace, w tym na potrzeby przedsiębiorstw, nad opracowaniem preparatów mikrobiologicznych do potencjalnego wykorzystania jako alternatywy antybiotyków. Powyższe podejmowane obszary tematyczne wychodzą naprzeciw najistotniejszym wyzwaniom społeczno-gospodarczym o znaczeniu ogólnoświatowym. Badania nad formami użytkowymi środków ochrony roślin (biocydów) pozwolą na  ich rolnicze wykorzystanie. Realizacja powyższych zagadnień pozwoli na ograniczenie występowania pozostałości środków ochrony roślin i antybiotyków w żywności przez co poprawi i ułatwi zapewnianie jej  bezpieczeństwa zdrowotnego. Ponadto prowadzone prace badawcze z wykorzystaniem projektowanej infrastruktury pozwolą na wypracowanie rozwiązań w zakresie preparatów mikrobiologicznych do kompleksowego i racjonalnego zagospodarowania odpadów z produkcji rolnej i przemysłu rolno-spożywczego w kierunku otrzymania nowych produktów, zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne, zdrowie i komfort życia ludzi, w tym na obszarach wiejskich.    

b. Priorytetowy kierunek badań „Metody i środki wydłużające przydatność do spożycia produktów rolno-spożywczych, w tym rozwój specjalistycznych opakowań dostosowanych do konkretnych potrzeb” (Cel badawczy: Nowe, ekologiczne metody i środki przedłużające przydatność do spożycia produktów rolno-spożywczych a także adaptacja istniejących metod do nowych gam produktów.)

Jednostka prowadzi prace nad wytworzeniem nowych rozwiązań w tym mikrobiologicznych środków do przedłużania przydatność do spożycia produktów rolno-spożywczych. Jest to jedna ze strategii przeciwdziałania marnotrawieniu żywności oraz pozwalająca na lepsze wykorzystanie zasobów istniejących w gospodarce. Ponadto prowadzone i planowane są do realizacji prace nad wytworzeniem powłok jadalnych pochodzenia mikrobiologicznego.

c. Priorytetowy kierunek badań „Opracowanie, rozwój i wytwarzanie nowych produktów spożywczych” (Cel badawczy: Technologie wytwarzania produktów spożywczych o nowych cechach prozdrowotnych.)

Wsparcie przetwórstwa, opracowanie nowych produktów spożywczych, także o zaprojektowanych funkcjach, jest priorytetowym kierunkiem działalności IBPRS, w tym we współpracy z szeroką liczbą przedsiębiorstw. Jednostka prowadzi prace nad wykorzystaniem bakterii potencjalnie probiotycznych w nowych formulacjach np. mikrokapsułki do wykorzystania w innowacyjnych procesach przemysłowych lub innowacyjnych produktach. Ponadto prowadzone prace o charakterze kolekcyjnym połączone z możliwościami produkcji i badania mikroorganizmów w skali półtechnicznej pozwoli na  uniezależnienie polskiego sektora spożywczego od zagranicznych zasobów biologicznych i poprawi konkurencyjności polskich przetwórców.

Mikroorganizmy znajdujące zastosowanie w przemyśle rolno-spożywczym wymagają precyzyjnej i jednoznacznej charakterystyki. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu technik biologii molekularnej do  analizy genomu tych mikroorganizmów. Głównymi technikami wykorzystywanymi do tego celu są reakcja łańcuchowej polimerazy (PCR), analiza restrykcyjna produktów PCR oraz analiza sekwencyjna. Do różnicowania mikroorganizmów przydatne są  geny odpowiedzialne za kodowanie cząsteczek RNA rybosomowego (rDNA). Należą do nich 16S rDNA, 18S rDNA, 26S rDNA i 5.8S rDNA. Geny te zawierają w swoim obrębie sekwencje wysoko konserwatywne. Dzięki temu można zaprojektować startery wiążące się z sekwencjami konserwatywnymi, oskrzydlające regiony zmienne, umożliwiające przeprowadzenie różnicowania. Te właściwości będą wykorzystane przy charakterystyce mikroorganizmów przechowywanych i udostępnianych w Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych.

Jednym z obszarów działalności IBPRS jest izolacja, identyfikacja, gromadzenie i przechowywanie a także selekcja szczepów drobnoustrojów o specyficznych właściwościach, ukierunkowanych na odpowiednie procesy.  Instytut przeprowadza ich kompleksową charakterystykę w oparciu o klasyczne metody mikrobiologiczne, molekularne oraz ocenia ich właściwości metaboliczne decydujące o przydatności technologicznej.

d. Priorytetowy kierunek badań „Wsparcie dla tradycyjnej produkcji żywności w oparciu o rodzime lokalne lub regionalne surowce i stare receptury” (Cel badawczy: Rozwój technologii wytwarzania przy zachowaniu właściwości produktu wytwarzanego tradycyjnymi metodami, w tym o wysokich walorach zdrowotnych.)

Dotychczasowa działalność jednostki w zakresie prowadzenia kolekcji kultur drobnoustrojów daje merytoryczne podstawy i wsparcie rozwoju produkcji szeroko rozumianej fermentowanej żywności tradycyjnej opartej o rodzime szczepy drobnoustrojów. Przemysł spożywczy oparty o procesy biotechnologiczne (np. mleczarstwo) jest uzależniony od zagranicznych dostawców preparatów biologicznych. Preparaty sprzedawane na całym świecie są wystandaryzowane i jednakowe we wszystkich krajach. Budowa rynku żywności tradycyjnej, lokalnej musi być oparta o lokalne zasoby biologiczne. Realizacja projektu umożliwi szerokie wsparcie producentów i rolników (w ramach RHD) podejmujących produkcję tego rodzaju żywności poprzez dostarczenie wysokiej jakości zasobów (mikroorganizmów) izolowanych z lokalnych środowisk o specyficznych cechach biochemicznych i technologicznych. Jednocześnie przeprowadzone badania pozwolą na weryfikację czy stosowanie tego rodzaju materiału jest bezpieczne z punktu widzenia bezpieczeństwa żywności, daje trwałe podstawy funkcjonowania tego typu przedsięwzięć (wydajność procesu, stabilność genetyczna, podatność na infekcje fagowe etc.) a jednocześnie zapewnia pożądane cechy technologiczne.

b) obszar specjalizacji „Inteligentne systemy zarządzania”

a. Priorytetowy kierunek badań „Inteligentne systemy zarządzania w ekologii” (Cel badawczy: Mobilne centra energetyczne wykorzystujące lokalne zasoby surowcowe (w tym odpady.)

Agenda badawcza przewiduje podejmowanie w oparciu o wytworzoną infrastrukturę prac nad rozwojem technologii wytwarzania biopreparatów umożliwiających efektywne wykorzystanie surowców rolniczych i odpadów w tym z przemysłu rolno – spożywczego na cele energetyczne. Opracowywanie nowych technologii wytwarzania nośników energii w oparciu o surowce roślinne i odpady jest jedną ze strategii budowania rozproszonej energetyki w tym na obszarach wiejskich w oparciu o modele „Smart Villages”. Poprawa efektywności tego typu rozwiązań wymaga dopracowania procesów technologicznych do posiadanych surowców (dobór odpowiednich preparatów mikrobiologicznych) a także ukierunkowanie procesów biochemicznych w celu lepszego wykorzystania surowca (np. poprawa biogazodochodowości) lub wytworzenie innych (innowacyjnych) typów nośników energii (np. bio-propan, butanol, biopaliwa nowej generacji, mikrobiologicznych ogniw paliwowych, etc).

Budowanie scharakteryzowanych zasobów biologicznych oparte o wiedzę w zakresie ich wykorzystania w skali przemysłowej jest kluczowym elementem budowania systemów energetyki odnawialnej opartych o biotechnologię.

c) obszar specjalizacji ”Wysoka jakość życia”

a. Priorytetowy kierunek badań „Technologie zapewnienia zrównoważonego środowiska sprzyjającego wysokiej jakości życia człowieka” (Cel badawczy: technologie energetycznego zagospodarowania odpadów, rozwiązania technologiczne w obszarach związanych z przetwarzaniem różnych rodzajów energii w energię elektryczną w kontekście ich pozytywnego wpływu na zmiany środowiska naturalnego a także bezpieczeństwa energetycznego, zmniejszenie negatywnego wpływu produkcji rolnej i przetwórstwa żywności na środowisko naturalne ora zdrowie i komfort życia ludzi.)

Planowane do realizacji prace związane z wykorzystaniem budowanej infrastruktury i zasobów kolekcji obejmują opracowanie preparatów mikrobiologicznych do wykorzystania w hodowli zwierząt,  pozwalających na ograniczanie występowania substancji złowonnych w otoczeniu produkcyjnym. Jest  to istotny problem negatywnie wpływający na jakość powietrza i występujący na obszarach wiejskich, negatywnie wpływający na jakość życia. Ponadto możliwe do realizacji są również prace związane z opracowaniem i badaniem funkcjonalności preparatów biologicznych i mikrobiologicznych do usuwania szkodliwych i uciążliwych dla otoczenia substancji z rolniczego środowiska produkcyjnego. W ramach tej specjalizacji jest również planowane podjęcie prac nad rozwojem metod wykorzystania, do tej pory nie utylizowanych, odpadów przemysłowych na cele energetyczne w procesach biotechnologicznych.

Oczekiwane rezultaty i innowacje:

Realizacja projektu umożliwi wypracowanie szeregu rezultatów w postaci innowacji produktowych i procesowych oraz podjęcia nowych kierunków badawczych, w tym w zakresie badań podstawowych. W odniesieniu do wskazanych w agendzie badawczej obszarów specjalizacji i specyficznych celów badawczych, wnioskodawca prowadzi również obecnie w tym we współpracy z przemysłem liczne prace badawcze, które w krótko i średniookresowej perspektywie czasowej pozwolą na wypracowanie rozwiązań o kwantyfikowalnym stopniu gotowości technologicznej. Wskazując szczegółowo poszczególne w zakresie celów badawczych:

a. Metody i produkty ochrony upraw oparte na mikroorganizmach:

– innowacje produktowe i procesowe: preparaty mikrobiologiczne (bakteryjne,  drożdżowe i pleśniowe) i sposób ich wytwarzania wykorzystywane do ograniczania patogenów grzybowych (fuzarioza) w uprawie zbóż; badania w zakresie wykorzystania i sposobu wytwarzania metabolitów mikroorganizmów o działaniu antagonistycznym względem patogenów roślin; bakteryjne preparaty i sposób ich wytwarzania jako dodatki paszowe należące do grupy inokulantów do zakiszania surowców roślinnych, a także mikroorganizmy (dodatki paszowe)  stosowane w żywieniu drobiu mięsnego w celu zapobiegania głównym chorobom drobiu jako strategia ograniczania antybiotykoterapii;

– nowe kierunki badawcze: badania w obszarze badań podstawowych w zakresie metabolomiki mikroorganizmów ukierunkowane na identyfikację i ocenę aktywności biologicznej specyficznych substancji chemicznych o potencjalnym znaczeniu przemysłowym;

b. Nowe, ekologiczne metody i środki przedłużające przydatność do spożycia produktów rolno-spożywczych a także adaptacja istniejących metod do nowych gam produktów:

– innowacje produktowe i procesowe: preparaty mikrobiologiczne oparte o kultury bakterii kwasu mlekowego (LAB) do wykorzystania w technologii żywności jako mikroorganizmy antagonistyczne ograniczające wzrost mikroflory saprofitycznej; a także technologia wytwarzania powłok jadalnych zawierających unieruchomione mikroorganizmy o aktywności antydrobnoustrojowej;

– nowe kierunki badawcze: badania w obszarze badań podstawowych w zakresie metabolomiki mikroorganizmów ze szczególnym uwzględnieniem możliwości wykorzystania specyficznych szczepów mikroorganizmów syntetyzujących EPS, wykorzystywanych do poprawy właściwości reologicznych i sensorycznych pieczywa oraz kiszonek.

c. Technologie wytwarzania produktów spożywczych o nowych cechach prozdrowotnych:

– innowacje produktowe i procesowe:

• technologia wytwarzania preparatów mikrobiologicznych (bakteryjnych) LAB opartych o krajowe i regionalne zasoby, preparaty bakteryjne z zastosowaniem do przemysłu mleczarskiego oparte na specyficznej mikroflorze regionalnej;

• nowe preparaty mikrobiologiczne oparte o bakterie potencjalnie probiotyczne do wykorzystania w przemyśle mleczarskim i mięsnym;

• preparaty bakteryjne nowej generacji z przeznaczeniem do przemysłu fermentacyjnego (owocowo – warzywnego i winiarskiego) umożliwiające ograniczanie tworzenia amin biogennych, w tym histaminy;

• kultury starterowe do otrzymywania pieczywa z niekonwencjonalnych surowców, przeznaczonego dla specjalnych grup konsumentów (pieczywo bezglutenowe, pieczywo o niskim IG);

– nowe kierunki badawcze: badania w obszarze badań podstawowych w zakresie możliwości modyfikacji mikrobiomu (żywności, opakowań, przewodu pokarmowego człowieka) przy wykorzystaniu preparatów LAB;

d. Rozwój technologii wytwarzania przy zachowaniu właściwości produktu wytwarzanego tradycyjnymi metodami, w tym o wysokich walorach zdrowotnych:

– innowacje produktowe i procesowe: technologia izolacji, namnażania i przechowywania mikroorganizmów występujących regionalnie (na terenie Polski i województwa Mazowieckiego) wykorzystywanych w tradycyjnych procesach produkcji żywności (żywność tradycyjna i regionalna); nowe preparaty umożliwiające wytwarzanie żywności o cechach i charakterystyce nie odbiegającej od produktów tradycyjnych, w tym produktów mleczarskich;

e. Mobilne centra energetyczne wykorzystujące lokalne zasoby surowcowe (w tym odpady):

– innowacje produktowe i procesowe: nowe preparaty mikrobiologiczne i sposób ich wytwarzania o zdefiniowanej charakterystyce metabolomicznej do konserwacji biomasy i surowców energetycznych a także poprawiające biogazodochodowość w biogazowniach; preparaty mikrobiologiczne i sposób ich wytwarzania do wykorzystania w  do prowadzenia fermentacji acetonowo – butanolowo – etanolowej (ABE); preparaty mikrobiologiczne i sposób ich wytwarzania do obróbki wstępnej biomasy wsadowej (słoma, zrębka drzewna, odpady komunalne) do kompostowni oraz biogazowni przyspieszające proce rozkładu biomasy;

f. Technologie energetycznego zagospodarowania odpadów, rozwiązania technologiczne w obszarach związanych z przetwarzaniem różnych rodzajów energii w energię elektryczną w kontekście ich pozytywnego wpływu na zmiany środowiska naturalnego a także bezpieczeństwa energetycznego, zmniejszenie negatywnego wpływu produkcji rolnej i przetwórstwa żywności na środowisko naturalne ora zdrowie i komfort życia ludzi

– innowacje produktowe i procesowe: nowe preparaty mikrobiologiczne i sposób ich wytwarzania do wykorzystania w produkcji pasz dla zwierząt przeżuwających, oparte o LAB oraz pleśnie z rodzaju Trichoderma sp. umożliwiające ograniczenie emisji gazów cieplarnianych ze szczególnym uwzględnieniem metanu poprzez modyfikację strawności paszy oraz modyfikację mikrobiomu żwacza krów; preparaty mikrobiologiczne oraz sposób ich wytwarzania umożliwiające ograniczanie emisji amoniaku z ferm drobiu (wiązanie amoniaku gazowego i włączanie go w procesy biologiczne) jako strategia ograniczania zanieczyszczenia powietrza na obszarach wiejskich i poprawa komfortu życia i zdrowia mieszkańców wsi;    

Wszystkie wskazane kierunki badań są obecnie planowane do podjęcia lub realizowane w jednostce, również wynikają z zapytań zgłaszanych przez partnerów przemysłowych. Nowe innowacyjne produkty wymagają wypracowania w toku prac badawczych rozwiązań umożliwiających ich wytwarzanie w skali przemysłowej. Jednocześnie każdorazowo konieczne jest  przeprowadzenia szczegółowych badań w zakresie charakterystyki metabolicznej mikroorganizmów, określenia cech fenotypowych oraz zapewnienia ich trwałości i dostępności dla przemysłu i ośrodków naukowych poprzez zmagazynowanie w centrum zasobów mikrobiologicznych (Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych). Tym samym realizacja powyżej wskazanych celów wymaga wykorzystania specjalistycznej aparatury badawczej (MALDI-TOF, LC-HRMS, GC-HRMS, sekwenatorów) oraz prac z użyciem pilotażowych linii do badań nad wytwarzaniem biomasy mikrobiologicznej. Rezultaty uzyskane w wyniku realizacji projektu mogą ulegać dynamicznym zmianom ze względu na zapotrzebowane zgłaszane przez współpracujące z instytutem przedsiębiorstwa.

Biorąc pod uwagę dotychczasowe doświadczenie IBPRS-PIB i osiągnięcia dotyczące opracowywania preparatów mikrobiologicznych do zastosowania w przemyśle spożywczym i w rolnictwie można spodziewać się, że w okresie trwania projektu zostaną opracowane co najmniej trzy nowe preparaty zawierające mikroorganizmy i/lub ich metabolity.

Wpływ projektu na realizację polityk horyzontalnych:

D1. ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ

D1.1. Wpływ projektu na politykę zrównoważonego rozwoju

Projekt ma pozytywny wpływ na realizację zasady zrównoważonego rozwoju, o której mowa w art. 8 rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1303/2013. Realizacja projektu będzie miała pozytywny wpływ na takie elementy jak efektywne gospodarowanie zasobami, różnorodność biologiczną, poprzez wypracowywane w oparciu o wytworzoną infrastrukturę rozwiązania wdrażane do praktyki gospodarczej.

Realizacja projektu daje podstawy do zrównoważonego rozwoju innowacji w ujęciu regionalnym jak i ogólnokrajowym w szczególności w sektorze biotechnologii oraz rolno spożywczym. Proponowane rozwiązania są szczególnie ważne dla rozwoju MŚP realizujących stosunkowo niewielkie nakłady B+R dla których tego typu rozwiązania są nieosiągalne finansowo a z których będą mogli korzystać na warunkach konkurencyjnych. Projekt zapewni polskim przedsiębiorcom dostęp do zasobów biologicznych niezbędnych do realizacji strategii zrównoważonego rozwoju oraz transformacji gospodarki do modelu obiegu zamkniętego.

D2. RÓWNOŚĆ SZANS I NIEDYSKRYMINACJA

D2.1. Wpływ projektu na politykę równości szans i niedyskryminacji

Infrastruktura będzie udostępniana zainteresowanym podmiotom naukowym i gospodarczym w oparciu o otwarte, przejrzyste i niedyskryminujące zasady.

Wszelkie koncesje lub inne formy powierzenia osobie trzeciej infrastruktury udzielane będą zawsze na otwartych, przejrzystych i niedyskryminujących zasadach, z należnym poszanowaniem obowiązujących zasad udzielania zamówień.

Projekt jest opracowany zgodnie z zasadami uniwersalnego projektowania, zapewnia dostęp do uzyskiwanych osiągnięć wszystkim zainteresowanym osobom w sposób niedyskryminujący.

D3. RÓWNOUPRAWNIENIE PŁCI

D3.1. Wpływ projektu na politykę równouprawnienie płci

Infrastruktura będzie dostępna dla zainteresowanych podmiotów naukowych i gospodarczych w oparciu o otwarte, przejrzyste i niedyskryminujące zasady, w tym zgodnie z polityką równouprawnienia płci.