Wynalazek, który może być wykorzystany m.in. przy produkcji probiotyków otrzymał patent z Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej. Nad projektem "Odczynnik do ochrony mikroorganizmów w procesie liofilizacji" pracował zespół naukowców, którym kierował dr hab. Robert Czajkowski, prof. UG z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii UG i GUMed, w składzie: dr Dorota Krzyżanowska, dr Tomasz Maciąg, dr Joanna Siwińska i dr hab. Sylwia Jafra, prof. UG.
Wynalazek może być wykorzystany w szczególności przy produkcji probiotyków, ochronie pożytecznych mikroorganizmów w procesach technologicznych czy jako odczynnik stabilizujący żywotność mikroorganizmów w opracowanych preparatach podczas ich długotrwałego przechowywania i transportu.
- Liofilizacja to popularna metoda suszenia polegająca na odparowaniu rozpuszczalnika z zamrożonych substancji w wyniku sublimacji. Proces ten jest szeroko stosowany zarówno w przemyśle spożywczym, kosmetycznym czy farmaceutycznym, jak i w konserwacji materiałów biologicznych - opowiada Kierownik zespołu badawczego prof. Robert Czajkowski.
Liofilizację często wykorzystuje się podczas produkcji preparatów, których składnikiem aktywnym są mikroorganizmy. Metoda ta pozwala na długotrwałe zachowanie żywotności komórek mikroorganizmów, konieczne do działania tych preparatów. Jednak przeprowadzenie liofilizacji w sposób, który gwarantuje zachowanie żywotności przez wysoki odsetek komórek, wymaga optymalizacji procesu technologicznego w celu zminimalizowania uszkodzeń powodowanych w komórkach w wyniku zamrażania i odparowywania wody. Aby to osiągnąć, powszechne jest dodawanie do preparatów przed procesem liofilizacji substancji ochronnych - tzw. krioprotektantów. Jedną z takich substancji jest rekomendowany przez American Type Culture Collection (ATCC) krioprotektant znany jako „reagent 18” - odczynnik zawierający albuminę serum bydlęcego (ang. Bovine Serum Albumine, BSA). Wadą proponowanego rozwiązania, pomimo jego skuteczności, jest wysoka cena odczynnika spowodowana zastosowaniem kosztownego BSA.
- Nasz zespół opracował nowy odczynnik do liofilizacji, w którym jako zamiennik albuminy serum bydlęcego zastosowano wielokrotnie tańszą substancję pochodzenia roślinnego - mówi prof. Robert Czajkowski. Dokonana modyfikacja nie tylko znacząco obniża koszt preparatu, ale również czyni go bardziej humanitarnym z uwagi na pozbawienie odczynnika składników odzwierzęcych. Co szczególnie istotne, skuteczność opracowanego krioprotektantu pozostaje na takim samym poziomie jak przy zastosowaniu odczynnika zawierającego BSA, a w niektórych przypadkach nawet ją przewyższa.
- Opracowaliśmy wynalazek na konkretne potrzeby projektowe. Szukaliśmy możliwości zwiększenia przeżywalności szczepów bakteryjnych tworzących sztuczne mikrokonsorcjum (ang. synthetic microbial consortium) w celu ich wykorzystania do ochrony bulw ziemniaka w przechowywaniu i transporcie. W trakcie realizacji badań stało się dla nas jasne, że odczynnik opracowany przez zespół jest bardzo uniwersalny i może być używany także do ochrony innych mikroorganizmów w bardzo wielu zastosowaniach, np. w medycynie czy dietetyce - dodaje Kierownik zespołu.
- W przypadku, gdy istnieje konieczność skutecznej liofilizacji dużej liczby komórek bakteryjnych do wyprodukowania porcji preparatu, znaczące obniżenie kosztu krioprotektantu może mieć wpływ na finalną ocenę opłacalności komercyjnego wytwarzania takich produktów - mówi dr Dorota Krzyżanowska. - Przy zwiększającym się zainteresowaniu produktami opartymi na mikroorganizmach w rolnictwie, tego typu innowacje mogą być bardzo pomocne - dodaje naukowczyni.
Wynalazek jest rezultatem badań prowadzonych na MWB UG i GUMed w ramach projektu NCBiR LIDER VI (LIDER/450/L-6/14/NCBR/2015) zatytułowanego „Wykorzystanie synergistycznego działania bakteriofagów litycznych i bakterii antagonistycznych w biologicznej ochronie ziemniaka (Solanum tuberosum L.) przed bakteriami pektynolitycznymi z rodzaju Pectobacterium spp. i Dickeya spp. (PATBIOCON)”.
Naukowców w całym procesie patentowania wynalazku - od jego zgłoszenia do uzyskania ochrony wspierało Centrum Transferu Technologii UG.
Zespołowi gratulujemy!
