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”


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”


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.


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”


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”


7

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”

Беталаинови пигменти от трансформирани коренови

култури Beta vulgaris


8

Получаване на трансформирани коренови култури

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


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


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.


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


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


13

Розмаринова киселина от суспензионна култура

Lavandula vera MM

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


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”


15

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


16

Интактно растение

Lavamdula vera


следи

Lavamdula vera MM

Калус


5.6 mg/g DB

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


17

Култивиране в биореактор


3489 mg/L

Lavamdula vera MM

Суспензионна култура


67 mg/L

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


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


19

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


МЛЕЧНОКИСЕЛИ БАКТЕРИИ В БЪЛГАРСКИ ЛЕЧЕБНИ РАСТЕНИЯ

20

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


МЛЕЧНОКИСЕЛИ БАКТЕРИИ В БЪЛГАРСКИ ЛЕЧЕБНИ РАСТЕНИЯ

21

Ин

сти

тут

по м

икр

оби

ологи

я “

Сте

фан

А

нге

лов”


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”


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”

Documents

Лаборатория по приложни биотехнологии