Dr inż. Bartłomiej Zieniuk nagrodzony w Konkursie Student-Wynalazca
Dr inż. Bartłomiej Zieniuk podczas Stacjonarnych Studiów Doktoranckich na Wydziale Nauk o Żywności (obecnie Instytut Nauk o Żywności) zgłosił do ochrony projekt wynalazczy pt. „Sposób wytwarzania oleju mikrobiologicznego o wysokiej zawartości kwasów omega-3”, za który otrzymał Nagrodę specjalną Prezes Urzędu Patentowego RP.
Wynalazek
Drożdże z gatunku Yarrowia lipolytica są jednymi z najlepiej przebadanych „niekonwencjonalnych” drożdży o zdolnościach do syntezy cennych metabolitów. Interesującą właściwością tych drożdży jest kumulacja oleju w komórkach w określonych warunkach hodowli, gdzie sterowanie i optymalizacja procesem pozwala uzyskać korzystny skład kwasów tłuszczowych.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania oleju mikrobiologicznego o wysokiej zawartości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, m.in. kwasów eikozapentaenowego oraz dokozaheksaenowego z udziałem Y. lipolytica. Ważnym aspektem wynalazku jest jednoczesne zagospodarowanie odpadowego oleju po procesie wędzenia ryb. Utylizacja substancji lipidowych w oczyszczalniach ścieków może być uciążliwa, a alternatywną możliwością zagospodarowania odpadów może być ich wykorzystanie w mikrobiologicznej syntezie tłuszczu wewnątrzkomórkowego. Ponadto, zastosowanie odpadów jako substratów do hodowli pozwala obniżyć koszty otrzymania biomasy i metabolitów.
Stan zaawansowania
Na podstawie przeprowadzonych badań [1] potwierdzono możliwość wykorzystania odpadowego oleju pochodzącego z procesu wędzenia ryb do syntezy oleju mikrobiologicznego w hodowli drożdży Yarrowia lipolytica w bioreaktorze laboratoryjnym. Źródło węgla w postaci odpadowego oleju rybnego stymulowało produkcję lipidów wewnątrzkomórkowych w podłożu płynnym z limitowaną zawartością związków azotowych. Optymalizacja warunków hodowli, takich jak szybkość mieszania, intensywność natleniania oraz odpowiednia ilość inokulum drożdży dodana do rozpoczęcia procesu pozwoliła na otrzymanie nawet 4,64 g oleju na 1 dm3 podłoża hodowlanego (0,227 g oleju w 1 gramie suchej biomasy drożdży). W otrzymanym oleju mikrobiologicznym stwierdzono wysoką zawartość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, tj. kwasów linolowego, linolenowego, eikozapentaenowego oraz dokozaheksaenowego.
- Fabiszewska, A.U.; Zieniuk, B.; Kozłowska, M.; Mazurczak-Zieniuk, P.M.; Wołoszynowska, M.; Misiukiewicz-Stępień, P.; Nowak, D. Studies on Upgradation of Waste Fish Oil to Lipid-Rich Yeast Biomass in Yarrowia lipolytica Batch Cultures. Foods 2021, 10, 436. https://doi.org/10.3390/foods10020436
Przewidywane zastosowanie wynalazku
Opisywany wynalazek może być wykorzystany i rozwijany na różne sposoby. Otrzymywany olej mikrobiologiczny o wysokiej zawartości niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych może posłużyć jako suplement diety, jako alternatywa dla obecnych na rynku suplementów z kwasami omega-3. Przykładem potencjalnego odbiorcy tego wynalazku może być np. Polski Lek Sp. z o.o. lub Health Labs Care.
Inną możliwością dla wykorzystania wynalazku jest zastosowanie komórek drożdży zawierających olej mikrobiologiczny w postaci suszonej lub liofilizowanej jako drożdże paszowe do skarmiania zwierząt. Możliwość modyfikacji składu kwasów tłuszczowych w oleju, wysoka zawartość białka o zróżnicowanym składzie aminokwasowych, a także obecność mikro- i makroelementów w biomasie może pozwolić na zastosowanie biomasy jako dodatku do pasz zwierzęcych. Odbiorcą wynalazku może być polska firma Skotan S.A., posiadająca doświadczenie i odpowiednie zaplecze produkcyjne do produkcji preparatów z drożdży Y. lipolytica.
Spodziewane efekty zastosowania wynalazku
Kwasy tłuszczowe omega-3, takie jak kwas eikozapentaenowy (EPA) oraz dokozaheksaenowy (DHA), które są zawarte w oleju mikrobiologicznym drożdży Y. lipolytica, mają potwierdzone właściwości prozdrowotne. Wykorzystanie ich jako np. suplement diety dla ludzi i/lub zwierząt powinno pozytywnie wpływać na organizmy spożywające takie preparaty. Ponadto pojawi się możliwość wykorzystania odpadów przemysłowych, pozwalając na obniżenie kosztów hodowli drożdży.
Wzrost popytu na suplementy diety zawierające wielonienasycone kwasy tłuszczowe, także limitacja połowów ryb czy obawa konsumentów przed możliwą obecnością niebezpiecznych związków chemicznych i metali ciężkich w rybach może zwiększać zainteresowanie olejami pochodzenia mikrobiologicznego, zwłaszcza że mikroorganizmy hodowane są w określonych, kontrolowanych warunkach. Ponadto w porównaniu do upraw roślin oleistych mikroorganizmy „nie konkurują” o ziemię pod uprawę. Obecnie nie ma problemów z pozyskaniem olejów pochodzenia roślinnego, jednak mimo obecności cennych kwasów tłuszczowych, często takich jak linolowy i linolenowy, oleje roślinne nie zawierają w swoim składzie EPA i DHA. Dodatkowym atutem nad wykorzystaniem olejów mikrobiologicznych są postępujące zmiany klimatyczne, przez co też mogą pojawić się problemy zarówno z hodowlą zwierząt, połowem ryb, jak i uprawą roślin.
Współtwórcy wynalazku: dr inż. Agata Fabiszewska, dr hab. inż. Dorota Nowak, mgr inż. Patrycja Mazurczak-Zieniuk, prof. dr hab. Ewa Białecka-Florjańczyk
XII edycja Ogólnopolskiego Konkursu Student-Wynalazca
Idea organizacji Konkursu powstała w Politechnice Świętokrzyskiej w 2010 roku. W tym samym roku udało się ogłosić i zrealizować pierwszą edycję tego ogólnopolskiego przedsięwzięcia. Głównym celem jest zwiększenie stopnia udziału studentów, przyszłych pracowników i pracodawców, w tworzeniu oraz rozwoju gospodarki opartej na innowacjach. Innowacje techniczne są odpowiedzią na potrzeby nowoczesnego społeczeństwa, społeczeństwa każdej kolejnej dekady, na potrzeby rynku oraz gospodarek krajowych i światowych. Uzyskanie ochrony na wynalazek, wzór użytkowy czy przemysłowy zapewnia monopol dla ich właścicieli, korzyści dla twórców w sytuacji komercjalizacji chronionego rozwiązania, pozwala też uzyskać przewagę konkurencyjną na rynku. Konkurs istotnie wpływa na kształtowanie postaw twórczych studentów, poprzez ich aktywizację do działalności badawczo-rozwojowej, poszukiwanie i tworzenie innowacyjnych rozwiązań na rzecz własnej działalności gospodarczej, czy też na rzecz swoich pracodawców oraz zwiększenie zainteresowania i umiejętności legalnego korzystania z cudzej twórczości.
Ogólnopolski Konkurs Student-Wynalazca jest adresowany do studentów, doktorantów
i absolwentów, którzy w trakcie studiów zostali twórcami/współtwórcami wynalazku lub wzoru użytkowego/przemysłowego chronionego prawem wyłącznym lub zgłoszonego do ochrony w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej lub urzędzie ds. własności przemysłowej za granicą. Do Konkursu mogą być również zgłoszone wynalazki i wzory, które powstały w ramach współpracy międzynarodowej, a ich współtwórcami są studenci zagranicznych uczelni.
W rozstrzygniętej XII edycji Konkursu zgłoszono 103 rozwiązania opracowane przez 141 twórców. Zgłoszone rozwiązania odnoszą się praktycznie do wszystkich obszarów techniki, w tym dotyczących maszyn i urządzeń, inżynierii materiałowej, chemicznej i medycznej oraz inżynierii rolniczej i ochrony środowiska. Obserwuje się coraz częściej zjawisko szczególnego zainteresowania tworzeniem rozwiązań, które nie tylko ograniczają negatywny wpływ na środowisko, ale wprost ukierunkowane są na jego ochronę i poprawę oraz ekologię.
Dr inż. Bartłomiej Zieniuk
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Instytut Nauk o Żywności
Stacjonarne Studia DoktoranckieTytuł pracy doktorskiej: „Enzymatyczna synteza i badanie aktywności biologicznej estrów związków fenolowych jako dodatków do żywności”, Doktorat w dziedzinie nauk rolniczych i dyscyplinie technologia żywności i żywienia; Data uzyskania stopnia: 22.10.2021 r. (Praca doktorska z wyróżnieniem), promotor: prof. dr hab. Ewa Białecka-Florjańczyk, promotor pomocniczy: dr inż. Agata Fabiszewska.
Profile:
https://bw.sggw.edu.pl/info.seam?id=WULSd043895c1d894ced80f8f2b6e082addb&affil=&lang=pl
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57201075797