Aktivita 1.3

Číslo a názov aktivity1.3 Aplikovaný výskum v experimentálnych technológiách potravín a výžive ľudí
Názov špecifického cieľa1. Vybudovanie pracoviska komplexného výskumného, inovačného a kompetenčného regionálneho centra na SPU v Nitre
Cieľ aktivity

Ciele aktivity 1.3 Aplikovaný výskum v experimentálnych technológiách potravín a výžive ľudí sú:
A. Vytvorenie  materiálno-technickej bázy pre aplikovaný výskum   v experimentálnych technológiách potravín a výžive ľudí.
B. Aplikovaný výskum v experimentálnych technológiách potravín a výžive ľudí.

Opis aktivity

A. Vytvorenie materiálno - technickej bázy:
Funkcia:
Je možné konštatovať, že zriadením pracoviska a jeho vybavením vznikne kvalitné prostredie pre realizáciu výskumu zameraného na výrobu potravín s dizajnovanými vlastnosťami a možnosťou overiť konkrétne vplyvy konzumácie týchto potravín na zdravotný stav konzumentov. Pre konkrétnych výrobcov potravín bude možnosť overiť a optimalizovať aj jednotlivé technologické operácie v laboratórnych podmienkach, čo výrazným spôsobom môže prispieť k zvýšeniu ich konkurencieschopnosti a je očakávané, že výskum pracoviska bude v značnej miere aplikovaný do konkrétnych technológií výroby potravín, vrátane nápojov.
V rámci prvého cieľa aktivity 1.3 bude vytvorených 8 laboratórií. Každé laboratórium zriadené v rámci aktivity 1.3 bude vybudované pre špecifický účel, a na základe výsledkov práce jednotlivých laboratórií bude možné pripraviť komplexný materiál – výstupy požadované potravinárskou praxou.


1. Laboratórium vývoja potravín s pridanou hodnotou - vybudovanie komplexného pracoviska, zameraného na vývoj potravín s pridanou hodnotou dizajnovaných priamo pre konkrétne skupiny konzumentov, bude významným prínosom pre vedecký výskum orientovaný na konkrétne technologické výstupy priamo využiteľné potravinárskou praxou. Činnosť laboratória bude smerovaná predovšetkým na cereálie, ktoré sú u nás najdôležitejšími surovinami rastlinného pôvodu a vo významnej miere ovplyvňujú zdravotný stav konzumentov a celej populácie. Súčasťou laboratória bude aj pracovisko pre senzorickú analýzu potravín, čo je veľmi perspektívna oblasť, bez ktorej už dnes nie je mysliteľné komplexné hodnotenie kvality potravín, ani vývoj nových potravín. Využitie pracoviska pre senzorickú analýzu bude mnohostranné a smerované na pokrytie záujmu vedeckých tímov zaoberajúcich sa prípravou potravinárskych produktov a ich snahu hodnotiť ich komplexne, teda aj po stránke senzorických vlastností, a na druhej strane, keďže význam senzorického posudzovania si už uvedomujú aj výrobcovia potravín a obchodníci, bude možné pokryť záujem širokej odbornej verejnosti.

2. Laboratórium tukov a olejov – bude prínosom k riešeniu problematiky efektívneho spracovania surovín potenciálne vhodných na získavanie olejov. Spracovateľské linky umožnia modelovať základné postupy a optimalizovať ich. Z nutričného hľadiska sú tuky a oleje nezastupiteľnou zložkou stravy a poznanie ich správania sa počas spracovania a ich zloženia, prípadne obsahu biologicky aktívnych látok je významné ako z vedeckého, tak aj z praktického hľadiska. Upriamenie záujmu na túto problematiku je v dlhodobom horizonte veľmi perspektívne a cielene smerované na výrobcov potravín s vysokou nutričnou hodnotou a pozitívnym vplyvom na zdravie konzumentov.
3. Experimentálny pivovar – vybudovanie komplexného pracoviska zameraného na kvalitu sladovníckeho jačmeňa, sladu a piva bude významným prínosom pre perspektívny výskum týchto dôležitých a v potravinárstve základných a nezastupiteľných surovín. Jeho zriadenie očakáva poľnohospodárska a potravinárska prax a v súlade so spoločenskou objednávkou budú v zriadenom laboratóriu riešené projekty zamerané na nosnú problematiku hodnotenia kvality sladovníckeho jačmeňa a sladu a následne na technológie ich spracovania pri výrobe vysokokvalitných nápojov, prípadne nápojov nového typu alebo nápojov s pridanou hodnotou.

4. Laboratórium nápojov - zriadenie špecializovaného laboratória pre výrobu a hodnotenie nápojov bude významným prínosom pre vedeckú komunitu aj pre výrobnú prax. Cieľom bude riešenie úloh aplikovaného výskumu zameraného na výrobu ovocných a zeleninových štiav, ktoré sú významnou zložkou optimálne nakomponovanej výživy, a aj na výrobu vína, ktorá je v rámci Slovenska na vysokej úrovni a jej perspektívy sú nespochybniteľné. Analytická časť laboratória zabezpečí potrebné úzko špecifikované analýzy s cieľom poskytnúť informácie o priebehu technologického spracovania surovín a následne ich optimalizovať, resp. upravovať podľa požiadaviek výrobcu pri zohľadnení konkrétneho požadovaného cieľa.

5. Laboratórium potravín živočíšneho pôvodu – bude zamerané predovšetkým na hodnotenie a spracovanie mlieka na fermentované mliečne výrobky, a zvlášť syry. Významným prínosom laboratória v porovnaní so súčasným stavom riešenia problematiky bude možnosť využívania spracovateľských liniek a pomerne komplexného analytického vybavenia, ktoré zabezpečia vývoj nových typov výrobkov s pridanou, predovšetkým dietetickou hodnotou a umožnia nájsť spôsob zhodnocovania vedľajších produktov výroby, napr. srvátky a pod.  
Cieľom laboratória bude zabezpečovať aj analytické úlohy  v oblasti spracovania mäsa a hodnotenia jeho kvality. V oboch prípadoch ide o veľmi perspektívnu oblasť výskumu, aj v súvislosti s aktuálnou situáciou na Slovensku v oblasti spracovanie mlieka a mäsa, a snahou zabezpečiť kvalitné a bezpečné domáce potraviny živočíšneho pôvodu. Prenos výsledkov práce tohto laboratória do praxe je veľmi aktuálny a očakávaný. Zriadenie špecializovaného laboratória pre spracovanie mlieka na syry a fermentované mliečne výrobky spolu už s existujúcim laboratóriom pre spracovanie mäsa bude významným prínosom k riešeniu problematiky rozšírenia sortimentu potravín s vysokou výživovou a dietetickou hodnotou, modelovania výrob s probiotickými kultúrami a technologickými pomocnými látkami, hodnotenia fermentačných procesov, ako aj komplexným spracovaním v súčasnosti na Slovensku odpadových produktov resp. minimálne využívaných (napr. srvátka, cmar, vedľajšie jatočné produkty), najmä s možnosťou získania biologicky aktívnych látok. Upriamenie výskumu na túto problematiku je v dlhodobom horizonte veľmi perspektívne.

6. Laboratórium analýz biologicky cenných látok – vybudovanie tohto laboratória priamo nadväzuje na činnosť predchádzajúcich laboratórií, a jeho aktivity budú cielene zvyšovať kvalitu analytických fáz vývoja funkčných potravín, resp. komplexne hodnotiť nutričnú kvalitu a hygienickú bezpečnosť potravinárskych surovín určených na produkciu biologicky hodnotných potravín. Činnosť laboratória bude zameraná hlavne na analyzovanie chemického zloženia komodít určených na výrobu zdraviu prospešných potravín. Cieľom laboratória bude riešiť projekty zamerané na prvovýrobu, potravinárstvo a oblasti, ktoré sú danou nosnou problematikou dotknuté. Pôjde o široké spektrum komplexných aj úzko špecializovaných analýz a cieleným výberom zvolené analyzované materiály, o ktorých sa predpokladá, že obsahujú látky s významnými ochrannými funkciami pre ľudský organizmus, čo má za následok preukázané zdravotné benefity. Takto získané údaje budú následne k dispozícii potravinárskej praxi, ktorá, ako predpokladáme, bude aktívne zapojená do výskumnej činnosti laboratória.

7. Laboratórium výživy ľudí – bude nadväzovať svojou činnosťou na prácu predchádzajúcich laboratórií, predovšetkým v súvislosti s overovaním a analýzou vplyvov novo vyvinutých potravín s nutričnými pozitívami na zdravotný stav konzumentov. Cieľom laboratória bude realizovať klinické štúdie na overenie vplyvov konzumácie konkrétnych potravín (vyvinutých v rámci činnosti už popísaných laboratórií) na hodnotené parametre zdravotného stavu probantov. Laboratórium bude zriadené ako komplexné pracovisko, v rámci ktorého budú logicky na seba nadväzovať jednotlivé činnosti tak, aby bolo možné sa venovať výskumu v oblasti výživy ľudí v celej šírke, ale predovšetkým v aplikačnej oblasti. Výživa ľudí je vrcholom pyramídy pri výrobe potravín a zároveň účinným a pomerne lacným prostriedkom prevencie veľkej väčšiny ochorení, najmä civilizačných (kardiovaskulárne ochorenia, onkologické ochorenia, metabolický syndróm, diabetes mellitus a osteoporóza).
8. Laboratórium fyzikálnych vlastností surovín a potravín – cieľom bude poskytnúť ucelený pohľad na fyzikálne vlastnosti surovín a potravín a na aplikáciu fyzikálnych metód pri hodnotení kvality, bezpečnosti a zdravotnej nezávadnosti potravín. Vybavenie laboratória bude zamerané na prístroje umožňujúce zisťovanie korelácie medzi hodnotami fyzikálnych veličín a vybranými ukazovateľmi kvality, na skúmanie procesov teplotnej degradácie a na skúmanie časových, prípadne iných relevantných závislostí sledovaných vlastností. V laboratóriu bude možné určovať hmotnosť vzoriek, ich hustotu, vlhkosť, dynamickú i kinematickú viskozitu, medzu pevnosti, medzu tečenia, maximálne sily, maximálne deformácie. Budú stanovované elektrické vlastnosti biologických materiálov, ktoré sú využívané pri určovaní ich vlhkosti, pri zisťovaní úrovne hladín kvapalín a sypkých materiálov, pri zisťovaní kvality a zloženia materiálov, prítomnosti nežiaducich mikroorganizmov a podobne. Ďalším z cieľov bude opis teplotného správania sa potravinárskych materiálov, ktorý vyžaduje skúmanie vplyvu teploty na sledované vlastnosti materiálu a skúmanie javov a procesov, ktoré sú vyvolané zmenami teploty. Merané budú aj termofyzikálne vlastnosti vzoriek, najmä hmotnostná tepelná kapacita a koeficient tepelnej a teplotnej vodivosti, ktoré sú relevantné z hľadiska tepelných technologických procesov. Vybavenie laboratória umožní zvýšiť možnosti aplikácie výskumu, najmä v oblasti vonkajšej kvality zrnín pre výrobu potravín a ich úpravu pre jednotlivé technológie v rámci celej aktivity.

Výstupy:
V rámci prvého cieľa aktivity 1.3 a v súvislosti s cieľmi jednotlivých popísaných laboratórií budú konkrétne pracoviská vybavené adekvátnou prístrojovou technikou a laboratórnymi linkami, ktoré v plnej miere zabezpečia splnenie nastolených cieľov. V laboratóriách vývoja potravín s pridanou hodnotou, tukov a olejov, v experimentálnom pivovare, v laboratóriu nápojov a v laboratóriu potravín živočíšneho pôvodu, ktoré sú zamerané na vývoj potravín pre budúcnosť s definovanými vlastnosťami a optimalizáciu ich výroby, budú výrobné linky na spracovanie konkrétnych surovín a prístroje a zariadenia určené na hodnotenie dôležitých parametrov pripravených výrobkov (často jednoúčelové, s vysokou špecializáciou na konkrétnu skupinu výrobkov a kľúčové parametre).
Výstupmi budú laboratóriá s nasledovným vybavením:
1.    Laboratórium vývoja potravín s pridanou hodnotou
2.    Laboratórium tukov a olejov
3.    Experimentálny pivovar
4.    Laboratórium nápojov
5.    Laboratórium potravín živočíšneho pôvodu
6.    Laboratórium analýz biologicky cenných látok
7.    Laboratórium výživy ľudí
8.    Laboratórium fyzikálnych vlastností surovín a potravín

B. Aplikovaný výskum
Ciele:
Na základe prístrojového vybavenia, ktoré bude v dispozícii v jednotlivých laboratóriách, je možné predpokladať, že činnosť realizovaná v rámci aktivity 1.3 Aplikovaný výskum v experimentálnych technológiách potravín a výžive ľudí bude významným prínosom pre aplikované výskumy zamerané na produkciu potravín s pozitívnym dopadom na zdravotný stav populácie.  Aktivita 1.3 Aplikovaný výskum v experimentálnych technológiách potravín a výžive ľudí bude realizovaná s cieľom pokryť aplikovaný výskum prioritnej témy v potravinárstve, a to výrobu sofistikovaných potravín zameraných na zdravú výživu pri zachovaní všetkých kvalitatívnych parametrov požadovaných spotrebiteľmi a legislatívou. V rámci aktivity budú pripravené podmienky na zistenie nutrične významných látok v surovinách rastlinného aj živočíšneho pôvodu a ich účinkov na zdravie človeka, a tiež  na realizáciu rámcových technologických postupov ich prípravy.
Vstupy:
Aktivita bude vykonávaná odbornými pracovníkmi zaoberajúcimi sa technológiou výroby potravín a hodnotením ich kvality podľa konkrétneho zamerania laboratória. Pre realizáciu vzhľadom na smerovanie bude nevyhnutné vybrať a zabezpečiť vhodné vstupné suroviny a laboratórne výrobné linky (výroba chleba, pečiva, cestovín a extrudovaných výrobkov, výroba ovocných štiav a vína, tukov a olejov, nápojov, vrátane piva a sladových nápojov, fermentovaných mliečnych a mäsových výrobkov, syrov a pod.). V súvislosti s hodnotením vstupných a výstupných produktov sú kľúčové analytické prístroje a vysokošpecializovaný personál schopný zabezpečiť ich plynulú prevádzku. Špičkové laboratórne prístroje budú využívané na komplexné hodnotenie kvality a bezpečnosti potravinových surovín a potravín v súlade s najnovšími poznatkami v tejto oblasti výskumu. Počas realizácie aktivity sa bude zvyšovať kvalita ľudského potenciálu a budú sa cielene rozširovať a prehlbovať vedomosti a zručnosti zúčastnených riešiteľov.
Metódy:
Spôsoby a postupy vykonávania aktivity budú v súlade so všeobecnými požiadavkami výrobnej a prevádzkovej praxe pre jednotlivé rámcové technologické postupy. Spracovateľské linky budú zostavené na základe konkrétnych požiadaviek výskumu. Analytické prístroje budú pracovať v štandardnom režime a vďaka nim budú suroviny rastlinného aj živočíšneho pôvodu analyzované na obsah dôležitých zložiek, ako technologicky a biologicky žiaducich, tak aj toxických a kontaminujúcich. V rámci jednotlivých laboratórií dôjde ku komplexnému hodnoteniu vstupných surovín a ich následnému využitiu podľa zamerania činnosti konkrétneho laboratória, čo zabezpečia kvalifikovaní vedeckí pracovníci zainteresovaných pracovísk SPU, prípadne zamestnanci centra. Prostredníctvom klinických štúdií zameraných na sledovanie nutričného prínosu nadizajnovaných potravín bude analyzovaný zdravotný stav probandov, upriamený predovšetkým na antropometrické parametre, vybrané biochemické parametre v krvnom sére, antioxidačnú aktivitu v krvnom sére, vybrané zdravotné parametre a pod.
V rámci laboratórií zaoberajúcich sa technológiami výroby potravín (vývoj potravín s pridanou hodnotou, experimentálny pivovar, laboratórium tukov a olejov, laboratórium nápojov a laboratórium potravín živočíšneho pôvodu) budú modelované moderné technológie a optimalizované postupy a podmienky ich realizácie, aj v súvislosti s kvalitou vstupných surovín a ich vplyvom na finálny produkt.
Laboratórium analýz biologicky cenných látok a laboratórium fyzikálnych vlastností surovín a potravín budú zameriavať svoju činnosť na detailné skúmanie významných obsahových zložiek a látok s biologickým účinkom, resp. na hodnotenie kvality potravín (vrátane surovín a medziproduktov) z hľadiska ich fyzikálnych vlastností, a to predovšetkým reologických, termofyzikálnych a elektrických.
Laboratórium výživy ľudí bude koncovkou v rámci celého výskumu realizovaného aktivitou 1.3, pretože pripravené produkty bude vďaka nemu možné overovať z hľadiska vhodnosti na konzumáciu a ich vplyvu na zdravotný stav konzumentov. Potraviny s pridanou hodnotu, prípadne potraviny ako zdroje známych, ale aj nových biologicky aktívnych komponentov, budú testované v rámci klinických štúdií a bude hodnotený ich účinok na konkrétne parametre charakterizujúce zdravotný stav probanda.

Zodpovedná osoba

doc. Ing. Tatiana Bojňanská, CSc.

Odborní pracovníci

1.    Tatiana Bojňanská, doc. Ing. CSc.
2.    Eva Ivanišová, Ing. PhD.
3.    Miriam Solgajová, Ing. PhD.
4.    Andrea Mendelová, Ing. PhD.
5.    Ján Mezey, Ing. PhD.
6.    Margita Čanigová, doc. Ing. PhD.
7.    Alena Vollmannová, prof. RNDr. PhD.
8.    Peter Chlebo, MUDr. PhD.
9.    Vlasta Vozárová, doc. RNDr. PhD.
10.    Marek Angelovič, doc. Ing. PhD.
11.    Odborný pracovník  1.3/11
12.    zahraničný expert: Alžbeta Jarošová
13.    zahraničný expert: Ivan Kreft
14.    zahraničný expert: Jaromír Lachman

Odborní pracovníci boli vyberaní na základe ich odbornosti prezentovanej predovšetkým publikačnou činnosťou, skúseností s realizáciou výskumných projektov a manažérskych schopností, s cieľom pokryť kvalitným odborným personálom plánované oblasti výskumu.

Očakávaný dosah aktivity

Ciele a funkcie aktivity 1.3 a vybavenie jej laboratórií prístrojovou technikou je naplánované nadčasovo a za účelom vykonávania exaktných experimentov schopných nájsť odozvu vo vedeckovýskumnej činnosti v európskom priestore v období riešenia projektu (4/2013 – 6/2015) aj po jeho ukončení. Naplánované technológie a laboratórne vybavenie umožnia dlhoročnú aktivitu v rámci výskumu a vývoja zameraného predovšetkým na aplikačné výstupy.
Charakterizované pracoviská budú výnimočné v rámci celého Slovenska, a to ako pre vedecký výskum týkajúci sa problematiky technológie potravín s prepojením na výživu ľudí, tak aj pre pestovateľskú a spracovateľskú prax. Zriadenie laboratórií v rámci aktivity 1.3 bude významným benefitom a akreditácia vybraných pracovísk bude významným spoločenským prínosom.
Laboratórium analýz biologicky cenných látok bude špecifickým pracoviskom poskytujúcim optimálne podmienky pre výskum kvalitatívneho a kvantitatívneho zastúpenia biologicky aktívnych komponentov v potravinových surovinách a potravinách rastlinného a živočíšneho pôvodu v súlade s najnovšími vedeckými poznatkami.
Výstupy aktivity 1.3 budú podporovať rozvoj poznania na súčasnej svetovej úrovni a budú smerovať
-   k vývoju, výrobe a hodnoteniu potravín s pridanou hodnotou, biopotravín a produktov, a to z hľadiska prevencie vzniku a rozvoja civilizačných chorôb podmienených výživou,
-   k realizácii intervenčných aktivít a ozdravných opatrení v oblasti prevencie a podpory zdravia a k ozdraveniu výživy populácie,
-   k redukcii rizikových faktorov hromadne sa vyskytujúcich ochorení v populácii,
-   k praktickej aplikácii a implementácii získaných poznatkov výskumu do výživy ľudí cestou prezentácie v masovo-komunikačných prostriedkoch, vo vedeckých publikáciách a na konferenciách, verejnou a štátnou správou, pedagogickými inštitúciami, spracovateľskými a potravinárskymi podnikmi.

Do odbornej a spoločenskej praxe budú výsledky riešenia diseminované formou prednášok, seminárov, odborných publikácií. Získané nové vedecké poznatky budú použité vo výchovno-vzdelávacom procese v rámci výučby na všetkých troch stupňoch vzdelávania, vrátane doktorandských prác.
V súlade so spoločenskou objednávkou budú v zriadenom laboratóriu riešené dôležité vedecké projekty (VEGA, APVV, rámcové programy a ďalšie získané z grantových agentúr). Získané poznatky budú prenášané do potravinárskej praxe, ktorá bude zapojená (cez určité typy grantov, resp. „na objednávku“) do výskumnej práce laboratória a bude priamym odberateľom výsledkov aktivity.