„Élelmiszer biztonság fokozása gabona alapanyagok mikotoxin szennyezettségének csökkentésével”-MYCOSTOP-projekt

NKTH TECH_08-A3/2-2008-0385 (OM-00234/2008)

Az Agruniver Holding Kft. vezetésével létrejött konzorcium „Élelmiszer biztonság fokozása gabona alapanyagok mikotoxin szennyezettségének csökkentésével” címmel (azonosító: MYCOSTOP) pályázatot nyújtott be a Nemzeti Technológiai Program /A3 - Versenyképes agrárium és élelmiszeripar/ pályázati felhívására 2008 szeptemberében. A Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal a pályaművet nyertes pályázatként elfogadta, a program időtartama 2009 január 01- 2011 szeptember 30.

A MYCOSTOP-program célkituzései és az azt megvalósító konzorciumi partnerek A projekt az élelmiszerláncról szóló 2008/XLVI Törvénnyel összhangban, olyan komplex, többlépcsős logisztikai rendszer kifejlesztését tűzte ki célul gabonatételek multi-mikotoxin szennyezettségének monitorozának fejlesztésével, amely élelmiszerbiztonsági szempontból is hozzájárul a gabona termékpálya nyomonkövetési rendszerének kiépítéséhez. Ezt az irányt olyan innovatív kutatások egészítik ki, melyben a mikotoxinok biodegradációját általunk szelektált toxinbontó mikrobák felhasználásával érjük el. A mikotoxin monitoring rendszer kidolgozása mellett nagy hangsúlyt helyezünk a környezetbiztonságra is. A mikotoxinok biológiai hatásainak komplex feltárására és biomonitoring rendszerek fejlsztésére vállalkozunk toxin dúsulással járó technológiai folyamatban. Olyan módosított, speciális hidroláz enzimeket alkalmazó bioetanol-technológia kidolgozására teszünk kísérletet, melyben immobilizált toxinbontó mikrobákat tartalmazó fluidágyas reaktorban detoxifikáljuk a kontaminált gabonatételeket.

A projektben három ipari partner és három kutatóhely alkotja a konzorciumot. A Csuka Gabona Kft. gabona és takarmány forgalmazó cég az alapanyag biztosításával, a valós piaci igények közvetítésével, az Agruniver Holding Kft. a mikroba biotechnológia területén szerzett jártasságával járul hozzá a projekthez. A Pannon Egyetem laboratóriumi modell etanol gyárában dolgozuk ki a mikotoxinnal szennyezett gabonatételek hasznosítási lehetoségeit a Debreceni Egyetem Biokémiai Tanszéke és a Szent István Egyetem Regionális Tudásközpontja (SZIE-RET) közreműködésével. A mikotoxinok analitikai és ökotoxikológiai vizsgálatait és monitoringozását a Wessling Hungary Kft és a SZIE-RET végzi el.

A projekt céljának, újdonságtartalmának bemutatása.

A projekt indokoltsága
Az Országgyűlés felismerve, hogy az emberek biztonságos élelmiszerrel történő ellátásához a teljes élelmiszerlánc egységes és folyamatos hatósági felügyelete szükséges, az Európai Unió szabályozásával összhangban megalkotta és elfogadta a 2008. évi XLVI. Törvényt az élelmiszerláncról és hatósági felügyeletéről. Ennek 22. § 1/b pontjában olyan önellenőrzési, minőségbiztosítási, nyomonkövetési, termék-visszahívási rendszerek kialakítását, működtetését írja elő a gabona termékpálya képviselőinek, amelyekkel biztosítható az élelmiszer biztonságossága, megfelelő minosége, azonosíthatósága és nyomon követhetősége. Élelmiszerbiztonsági szempontból vitathatatlanul legnagyobb jelentősége a gabonák mikotoxin szennyezettségének van. Az EU elkötelezettségét az élelmiszerbiztonság prioritásában jelzi, hogy a közösségben van hatályban a világ legszigorúbb mikotoxin-határérték rendelete, ami pl. a mogyorófélék aflatoxinB1 szennyezésénél negyedakkora koncentrációt enged meg, mint az amerikai szabályozás! Az EU vezető szerepét e területen az is alátámasztja, hogy a 2008-ban indult World Mycotoxin Journal tudományos folyóirat is egy európai kiadó, a Wageningeni Academic Publisher gondozásában jelenik meg.

A projekt célja:
A projekt keretében egyfelől egy olyan komplex, többlépcsős logisztikai rendszert kívánunk kifejleszteni gabona tételek beltartalmi értékének és multi-mikotoxin szennyezettségének monitorozására, amely élelmiszerbiztonsági szempontból is hozzájárul a gabona termékpálya nyomonkövetési rendszerének kiépítésére, a 2008/XLVI Törvény szellemével összhangban. A kutatás-fejlesztési elemek a kontaminált gabonatételek kiszűrését teszik lehetővé, ezáltal passzív módon járulnak hozzá az élelmiszerbiztonság megteremtéséhez. -Programunk másik hangsúlyos ága, a mikotoxinok direkt biodegradációjának, a kontaminált gabonatételek bio-detoxifikációjának lehetőségét feltáró innovatív kutatások. Az itt tervezett fejlesztéseink lehetővé teszik a probléma aktív, környezetkímélő és gazdaságos kezelését is. -A projekt öt kutatási főfeladat egymásra épülő egységébol áll. A mikotoxin monitoring rendszer kidolgozása mellett nagy hangsúlyt helyezünk a környezetbiztonságra. A mikotoxinok direkt toxikus hatásának kimutatása mellett, azok karcinogén és endokrin rendszerre ható mellékhatásait is elemezni kívánjuk. Ezek nélkül az ismeretek nélkül nem lehetne kiválasztani azokat a toxinbontó mikroorganizmusokat, amelyekkel biztonságosan, a mellékhatások minimalizálásával lehet toxinnal kontaminált gabonatételek hasznosítását megoldani speciális, módosított bioetanol technológiával.

A részfeladatok céljainak ismertetése:
  1. Olyan többlépcsős logisztikai rendszert kívánunk fejleszteni, mely a gabona beltartalmi értékeinek vizsgálata mellett, magában foglalja a mikotoxin-szűrovizsgálatokra alkalmas analitikai eljárásokat, valamint egy új, innovatív módszer fejlesztését a szántóföldi gabona késobbi toxinszennyezettségének előrejelzésére. Ezek a fejlesztési –monitoring irányok igen széles területet ölelnek fel: az aratás előtti mikotoxin előrejelzésre alkalmas, toxinogén gomba rasszok kvalitatív és kvantitatív kimutatására alkalmas molekuláris alapú RT-PCR Taqman technika alkalmazását, ELISA-alapú on site kit-ek kidolgozását, különböző fajtájú tárolt gabonatételekre validált kimutatási eljárásokat és teszteket, klasszikus és molekuláris mikológia paraméterezést és takarmányféleségekre (DDGS) validált mérési eljárások kidolgozását érintik.
  2. Tervezzük a mikotoxin dúsulással járó bioetanol technológia mikotoxin monitoringjának teljes körű fejlesztését. Ehhez kukorica szárazőrléses technológiájú, laboratóriumi méretű bioetanol gyárat alakítunk ki. A technológia lépéseinek mikotoxin monitoringját speciális analitikai és immunkémiai módszerekkel oldjuk meg. A mikotoxinok és bomlástermékeik biológiai hatásának elemzésére a hormonháztartást zavaró hatás, a direkt toxicitás és a karcinogenitás mérésére alkalmas teszteket és módszerek dolgozunk ki vagy adaptálunk. Elemezzük a mikotoxinoknak az etanogén élesztokre gyakorolt direkt toxikus hatását és ezen keresztül az etanol hozamcsökkenést is.
  3. A biológiai detoxifikálást olyan meglévő, vagy késobb izolálandó mikrobák felhasználásával képzeljük el, melyek mikotoxinokat (Aflatoxin B1 és származékai, T2-toxin, DON, Zearalenon, Fumonizin) képesek lebontani. Előkísérleteink eredményei szerint már rendelkezünk olyan talajmikrobákkal, melyek az Aflatoxin B1 rendkívül gyors és hatékony elbontására képesek. Ezzel a törzsgarnitúrával nagy valószínűséggel sikerrel tudunk majd olyan immobilizált sejteket tartalmazó biofiltereket fejleszteni, melyek mikotoxinokkal kontaminált rendszerek mentesítését jelenthetik (pl. elfolyó szennyvíz). A pályázat kapcsán megpróbáljuk feltárni a toxinbontás során képzodő hasítási termékek veszélyességét is (maradék toxicitást/karcinogenitást/EDC hatásmérés). Kulcsfontosságú lépés ezen szervezetek molekuláris nemesítése, hatékonyságnövelése a genetic engineering eszközeinek használatával, amihez a megfelelő technikai háttér, speciális mutagenezis rendszerek és szakembergárda rendelkezésre áll.
  4. A program negyedik ága mintegy szintézise az első három feladatnak. Ebben olyan módosított bioetanol technológiát dolgoznánk ki, ahol a kontaminált gabonatételek környezetkímélő felszámolását etanol melléktermékképzés közben valósítanánk meg. A folyamatban a mikotoxinnal szennyezett gabonatételek élesztős erjesztése előtti, vagy azt követő enzimes kezelése történne, mellyel a rostanyag és a toxinok nagy részét is mobilizálnánk, majd egy másodlagos, a pentózokat is hasznosító erjesztési lépésben további etanol termelés lenne lehetséges. A visszamaradó moslék toxintartalmának csökkentése immobilizált mikotoxin-bontó mikrobákkal, a program keretében fejlesztett fluidágyas reaktorban valósulna meg-a folyamat teljes körű mikotoxin monitoringja mellett.
  5. Eredményeink publikus részét Web-alapú adatbázisban tennénk elérhetővé, mellyel a hazai mikotoxin kutatások segítése, felgyorsítása mellett az elterjedőben lévo mikotoxin dúsulással járó technológiai folyamatok, és a szeszmoslék multimikotoxin határérték szabályozásának kidolgozásához tudnánk ajánlásokat nyújtani az FVM-nek.

A projekt újdonságtartalma és unikális jellege abban rejlik, hogy a mikotoxinok analitikai és immunkémiai kimutatásának kutatása mellett a mikotoxinok biológiai bontásának lehetőségét is vizsgálja. A két alprogram szintéziseként pedig, olyan mikotoxin-mentesítési technológia kidolgozására vállalkozik, ami a világon egyedülálló fejlesztést jelent.

Projektünk nemzetközi összevetését és újdonságtartalmának bemutatását az egyes céloknak megfelelően az alábbiakban foglaljuk össze:

A konzorciumi tagok projektet megelozo, azt közvetlenül megalapozó tevékenységének összefoglalása.

Agruniver Holding Kft.

CYTO2011A projekthez kapcsolható eddigi eredményei: Az Agruniver Holding Kft tulajdonosa egy, az eddigi környezetvédelmi munkái során izolált mikroorganizmus törzsgyűjteménynek, mely bizonyítottan tartalmaz mikotoxinbontó baktériumokat. Ezen törzsgyűjtemény tagjai szennyvíztisztításban alkalmazható toxinbontó biofilterek kifejlesztésére is lehetőséget nyújtanak. Az Agruniver Holding Kft analitikai és kutatói háttérrel is rendelkezik. Cégünk a Nemzeti Akkreditációs Testület által mintavételezésre és a terepi munkálatok elvégzésére NAT-1-1354/2004. számon akkreditált szervezet. Ezeket a tevékenységeket az Agruniver Holding Kft. az MSZ EN ISO 17025:2001 szabvány alapján végzi. Az Oktatási Minisztérium Biotechnológia Programjának keretén belül az Agruniver Holding Kft. a szénhidrogénekkel és más szerves vegyületekkel szennyezett talajok mikrobiológiai kezelése területén új módszerek kidolgozásában is részt vesz. Továbbá 2008-ban támogatást nyert a KMOP 2007 1.1.1 Piacorientált kutatás-fejlesztési tevékenység támogatása c. pályázati konstrukcióban EDC anyagokkal terhelt szennyvízek tisztítási technológiájának kifejlesztésére.
kontakt: Privler Zoltán privler.zoltan@agruniverholding.hu

Csuka Gabona Kft.

CYTO2011A Csuka Gabona Kft gabona és élelmiszer nagykereskedelmi tevékenység mellett országos integrátorként bejegyzett tevékenységét is folytat. Az évek folyamán a cég gabonakereskedelemben folytatott tevékenységei folyamatosan bővültek, így napjainkban már a raktározás, fuvarozás, hajó és vasúti ki-be rakodás, szárító és tisztító műveletek elvégzése, teljes körű gabona export és import lebonyolítása is része tevékenységkörüknek. Jelenleg kikötői nagyberuházás keretében Adonyban összesen öt kikötő lesz kialakítva, többek között egy üzemanyag szállítására szolgáló, speciális feltételeknek megfelelni tudó egység.
kontakt: Csuka Csaba csaba.csuka@csukagabona.hu

WESSLING Hungary Kft.

CYTO2011Egy évtizede foglalkozik a független analitikai szolgáltató élelmiszerekhez, élelmiszertechnológiákhoz kapcsolódó vizsgálatokkal. Ezen belül kiemelten kezeli az összetett, műszeres hátteret kívánó analitikai feladatokat (pl. peszticidek, toxinok meghatározása). 2005-ben nyert GVOP pályázatot (Alkalmazott K+F laboratórium az élelmiszerbiztonság szolgálatában; GVOP-2005-3.3.2. INFRA) , amelynek egyik fontos részfeladata éppen a jelen pályázat fókuszában elhelyezkedő toxinokra vonatkozott. Ennek keretében a legkorszerűbb műszeres toxinanalitikai módszerek kerültek bevezetésre, amelyeket azóta is sikeresen alkalmaz szolgáltatásaiban.
kontakt: Dr. Rikker Tamás rikker.tamas@wirec.eu

Szent István Egyetem

CYTO2011Szent István Egyetem, Környezetipari Regionális Egyetemi Tudásközpont (Gödöllő) pályázati témához kapcsolható eddigi eredményei:


kontakt: Dr. Kriszt Balázs Kriszt.Balazs@kti.szie.hu

Debreceni Egyetem

CYTO2011A pályázó Biokémiai Tanszék munkatársai széleskörű tapasztalattal rendelkeznek enzimatikai kutatásokban, analitikai és bio-analitikai területen. A tanszék aktivitása a poliszacharid bontó enzimrendszerek terminális hidrolázainak vizsgálatában jól illeszkedik a projektben vállat tudományos feladatokhoz. A mikotoxin mentesítésben és élelmiszeripari melléktermékek további hasznosításában is alkalmazható, gomba illetve temofil aktinomicéta eredetű béta glükozidáz, béta-xilozidáz és mannozidáz enzimek heterológ rendszerekben fúziós proteinekkénti túltermeltetése, tisztítása és biokémiai jellemzése jelenleg is hangsúlyos kutatási irány a tanszéken, amit egy készülő PhD dolgozat témaválasztása is alátámaszt.
kontakt: Dr. Barna Terézia barnatm@puma.unideb.hu

Pannon Egyetem

CYTO2011A Pannon Egyetem Műszaki Kémiai Kutató Intézete által a gyakorlat számára eddig kidolgozott fermentációs folyamatok közül legfontosabbak: gyógyszeralapanyagok előállítása, etanol- és xiliteloállítás hemicellulóz hidrolizátum bázison, koimmobilizált aerob/anaerob rendszerben történő etanolelőállítás, szerves sav fermentáció integrált rendszerben, biohidrogén előállítása, ipari szennyvizek anaerob, ill. aerob kezelése, biológiai növényvédőszerként alkalmazható ún. biokomplexek eloállítása. Az úgynevezett integrált bioreaktorokban a biokémiai átalakítással párhuzamosan folyik a termék szelektív elválasztása; így az átalakulás sebessége és kihozatala jelentősen növelhető. A biomérnöki kutatásokhoz szorosan kapcsolódik a termékfeldolgozási műveletek kutatása, ezen belül is kiemelkedően fontos a membránszeparációs technikák és folyamatok tanulmányozása. Intézetünk számos kiemelkedő eredményt ért el a membránon keresztüli anyagátadás elméleti összefüggéseinek leírásában és a membránberendezéseknek a mikroszűrési, ultraszűrési, pervaporációs, elektrodialízis és gázszeparációs műveletekben való alkalmazásában. Többfázisú enzimkatalizált reakciók megvalósításához speciális membránreaktorokat alkalmaztunk. A biomérnöki kutatások területén az Intézetben eddig 5 szabadalom született és 3 bejelentés elbírálása folyamatban van.
kontakt: Dr. Nagy Endre nagy@mukki.richem.hu>