Vislielākais burtu izmērs
Lielāks burtu izmērs
Burtu standarta izmērs
Laboratory of Industrial Microbiology and Food Biotechnology (LIMFB)
Last Update
30.11.2016

Head of laboratory, Pāvels Semjonovs, Dr. biol., M.oec.
Leading Researcher

pavels.semjonovs@lu.lv
Mob. phone: +371-29724408
Tel: +371-67034887
Fax: +371-67034885

Mārtiņš Beķers, LAS Full member, State Emeritus Scientist, Dr. habil. biol. (In memoriam)

 

Laboratory services

Industry-targeted research & development in the fields of:

  • food biotechnology and microbiology,
  • functional foods (innovative products and technologies),
  • fermentation processes,
  • biopolymers of microorganism origin (for food industry, health, packaging manufacturing),
  • microbiology and biotechnology of renewable resources (biodegradation & waste recycling technologies).

Current activities / Aktuālie pētījumi

The main research activities carried out in the laboratory of food biotechnology and industrial microbiology cover a broad scope of applied investigations in modulation of metabolism of lactic acid bacteria, yeasts and acetic acid bacteria, aiming at enhancement of functional characteristics of food due to increase of production of physiologically active substances during the fermentation process. A number of strain-specific responses of the probiotic lactic acid bacteria to the addition of fructans as prebiotic additives were detected, and modified to achieve fermentation conditions for optimal composition of probiotic starters.

Recent successful participation of the laboratory in the National Research Program of agrobiotechnology ‘Innovative technologies for high-quality, safe and healthy food production from the genetic, physiological and biochemical varied plant and animal material’ by implementation of the project activity ‘Production, investigation and application of the concentrates with physiologically active functional food components’ has lead to obtaining of concentrates with high content of biologically active substances from local natural raw materials and their application as additives for new functional food products under patent conditions.

-----

Atjaunots 15.04.2014.

ERAF 2.1.1.1.aktivitāte „Atbalsts zinātnei un pētniecībai” (otrā kārta)

Projekts „Funkcionālo pārtikas produktu ar augstu pievienoto vērtību iegūšana no zivju pārstrādes blakusproduktiem”.

Vienošanās Nr. 2013/0061/2DP/2.1.1.0/13/APIA/VIAA/035

LU reģistrācijas Nr. ESS2013/149

Projekta zinātniskais vadītājs Dr. Biol. Pāvels Semjonovs

Projekta mērķis ir iegūt jaunas zināšanas un pētnieciskās prasmes, kas ir nepieciešamas jaunu zivju izejvielu fermentēšanas tehonoloģiju un diētisko produktu izveidei. Projekta ietvaros īstenotais pētījums atbilst valstī noteiktajam prioritārajam zinātnes virzienam vietējo resursu (zemes dzīļu, meža, pārtikas un transporta) ilgtspējīga izmantošana – jauni produkti un tehnoloģijas.

Projekts tiks īstenots Latvijas Universitātē un SIA „Peruza” 14 mēnešu laikā, sākot ar 2014.gada 1.janvāri. Projekta plānotās attiecināmās izmaksas ir 117603 lati, no kā 82541  latus sastāda ERAF finansējums.

Projekta ietvaros paredzēts īstenot šādas aktivitātes:

  • Netradicionālo zivju izejvielu pārstrādes tehnoloģiju pilnveidošanas iespēju novērtēšana;
  • Mikroorganismu kultūru izolēšana un identificēšana;
  • Tehnoloģiski perspektīvu rūpniecisko izejvielu fermentējamības novērtēšana un jaunu paņēmienu izstrāde;
  • Pieejamo tehnoloģisko iespēju  piemērotības novērtējums jaunu funkcionālo produktu ražošanai;
  • Rūpnieciski iespējamo biokonversijas metožu pielietošana jaunu funkcionālo produktu izstrādē, izmantojot izolētos mikroorganismus;
  • Kvalitātes faktoru (sensoro īpašību un mikrobioloģiski sanitārās stabilitātes rādītāji) pētījumi un tehnoloģijas pielāgošana tās uzlabošanai;
  • Tehnoloģiskās shēmas izveidošana.

Projekts tiek realizēts sadarbībā ar SIA „PERUZA”.

Projekta īstenošanu uzrauga valsts izglītības attīstības aģentūra.

Atjaunots 04.08.2014.

Projekta ietvaros periodā  no 05.2014.-07.2014., turpinot tehnoloģiski perspektīvu mikroorganismu kultūru izolēšanu un preidentificēšanu projekta aktivitāšu ietvaros ir konstatēta izolātu ievērojama taksonomiskā dažādība, kā celmu un sugu, tā arī baktēriju ģinšu līmenī, kas būtiski apgrūtina izolēšanas gaitu un neizbēgami ietver daudzkomponentu selektīvo (agarizēto un/vai šķidro) barotņu pielietošanu.

Izvērtējot izolātu, taksonomiski predisponēto drošumu turpmākai izmantošanai pārtikas fermentācijas procesos, bioķīmiskās īpašības un stabilitāti tehnoloģiskā procesa raksturlielumu iedarbības apstākļos ir identificētas producentu atlasei  perspektīvākas mikroekocenozes. Par efektivu paņēmienu tā plašākai pielietošanai projekta gaitā ir atzīta elektīvo barotņu izmantošona perspektīvu mērķa kultūru biomasas īpatsvara palielināšanai, un, līdz ar to daudzcelmu asociāciju monokomponentu preidentificēšanas parametru statistiskas ticamības uzlabošanai.

Turpinās standarta tehnoloģisko paņēmienu pielietošanas izmēģinājumi, kā arī to tehnoloģisko raksturlielumu (piem. piofilizācijas režīmi, fermentācijas režīmi) pielāgošana konkrēto izolātu īpašībām, vienlaicīgi vērtējot iegūto fermentācijas paraugu funkcionālās īpašības.

Atjaunots 14.11.2014.

Projekta ietvaros laika periodā no 08.2014. līdz 10.2014. no Baltijas jūras  reņģēm (Clupea harengus membra), siļķēm (Clupea harengus harengus) un laša (Salmo solar) tika izolēti dažādi mikroorganismi. Veicot pirmo mikroskopisko un mikrobioloģisko īpašību novērtēšanu, atlasīti perspektīvākie. Eksperimentu rezultātā, secināts, ka fermentējot zivju masu ar ieraugu Bb12 un dažādu cukuru (glikozes vai saharozes) piedevām, ar saharozi fermentēta zivju masa satur nedaudz augstākas organisko skābju (pienskābes, etiķskābes, skudrskābes un propionskābes) koncentrācijas. Rūpnieciskā ražošanā, pielietojot pārtikas cukuru, tas varētu būt realizējams ar mazākiem izdevumiem

Atjaunots 17.02.2015.

Laika periodā no 2014.gada novembra līdz februārim turpināta perspektīvu mikroorganismu kultūru izolēšana un identificēšana izmantojot bioķīmiskās, morfoloģiskās un fizioloģiskās metodes. Tā, no laša izcelsmes izejvielām (ādas homogenizāts) tika izolēta nūjiņveida grampozitīvā baktērija, kura pielietojot daudzfaktoru oglekļa avotu anaerobās asimilēšanas īpašību klasterizēšanu dažādos kultivēšanas apstākļos ir identificēta kā Lactobacillus sake var. carnosus. Ir konstatēts, kā celmam piemīt negatīva katalāzes reakcija. Novērtējot celma proteolītiskās spējas ir konstatēta imanento proteāžu klātbūtne, kuru proteolītiskā ietekme uz zivju izcelsmes olbaltumvielām (reņģe, lasis) izpaužas standarta kultivēšanas apstākļos mākslīgajās vidēs, tomēr tā ir nepietiekama tehnoloģiski tuvinātos fermentēšanas apstākļos. Lai izvērtētu šī celma piemērotību zivju izejvielu pārstrādei ir ietekmi uz kvalitātes rādītājiem tika veikta homogenizēšanas režīma un fermentācijas vides adaptēšana, vienlaicīgi ar jau esošu izolātu un tīrkultūru (t.sk. B. lactis, L. mesenteroides, preidentificeti celmi L.plantarum/paraplantarum) un to asociācijas salīdzināšanu labākas kultūras atlasei un tīrkultūru iegūšanai.

Atjaunots 08.07.2015.

Pārskata periodā no 01.04.2015. līdz 31.05.2015. projekta aktivitāšu ietvaros tika turpināta mikroorganismu kultūru izolēšana un identificēšana, to fermentējošo īpašību noteikšana zivju izcelsmes izejvielās, to starp izmantojot probiotiskās kultūras B. lactis Bb12, vienlaicīgi izvērtējot šo kultūru metabolītu ietekmi uz liofilizētā koncentrāta īpašībām. Tika kontrolētas ķīmiskā sastāva un kvalitātes īpašību izmaiņas, fruktānu un to hidrolizātu ietekme uz zivju izejvielu bioķīmiskām īpašībām. Pārskata periodā tika pabeigta zivju izejvielu fermentēšanai piemērotu mikroorganismu kultūru izolēšana un identificēšana, to taksonomisko un bioķīmisko īpašību novērtēšana kontekstā ar šo īpašību mijiedarbību ar konkrētās fermentējamās zivju izejvielas sastāvu, blakusmikrofloras klātbūtni.

Pētījumu rezultātā ir iegūts un identificēts izolāts Lactobacillus plantarum P1462, kas pēc savām metaboliskām un tehnoloģiskām īpašībām vislabāk piemērots zivju izejvielu fermentācijai un funkcionālo sinbiotisko produktu, tai skaitā liofilizēto iegūšanai. Izolāta tīrkultūra ir deponēta Latvijas Mikroorganismu kultūru kolekcijā ar Starptautikā depozitārija statusu, atiiecīgā projekta gaitā radītā izgudrojuma aizsardzībai ir sagatavots un iesniegts ES patenta pieteikums, tādējādi nodrošinot tā prioritārās izmantošanas tiesības:” Lactic acid bacteria Lactobacillus plantarum strain P 1462 and products containing the strain” (EP15169066.6; 25.05. 2005.). Projekta 7. aktivitātes ietvaros ir izstrādāts zivju un to  blakusproduktu fermentatīvās biopārstrādes tehnoloģiskās shēmas prototips, kas izmantojot projekta gaitā iegūto izolātu un tā pielietošanas tehnoloģiju ļauj izgudrojumu attīstīt līdz praktiski izmantojama ražošanas procesa līmenim.

Apkopojot un analizējot projekta gaitā iegūtos rezultātus, īpaši augstas zinātniski praktiskās nozīmes jaunatklājumi ļāva sagatavot un iesniegt publicēšnai starptautiski citējamajos nozares žurnālos divus originālrakstus: „Application of Bifidobacterium animalis subsp. lactis as starter culture for fermentation of Baltic herring (Clupea harengus membras) mince” (American Journal of Food Technology) un  „Application of Bifidobacterium lactis as the single strain probiotic starter culture for fermentation of salmon (Salmo salar) mince” (Current Nutrition & Food Science). Tādējādi, pārskata periodā ir noslēgta visu projekta rezultatīvo rādītāju sagatavošana, ir pilnībā sasniegts projekta mērķis un izpildīti visi specifiskie uzdevumi aktivitāšu ietvaros.

-----

Atjaunots 24.09.2014.

Saskaņā ar 2014.g. 9. septembrī noslēgto LU un VIAA vienošanos (Nr. 2014/0034/2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/097)  tika iesākta ERAF (2.1.1.1.aktivitāte „Atbalsts zinātnei un pētniecībai” (3. kārta)) projekta „Mikrobiālās biosintēzes tehnoloģija nanostrukturētās biocelulozes iegūšanai” (Nr. 2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/097; LU reģ. Nr. ESS2014/170) īstenošana Latvijas Universitātē.

Projekta mērķis ir industriāli izmantojamas biotehnoloģijas izstrāde zinātnes ietilpīgu augstas pievienotās vērtības nanostrukturēto biomateriālu iegūšanai. Projekta gaitā tiks izolēti un identificēti industriāli perspektīvi nanostrukturēto biocelulozi sintezējošie mikroorganismu celmi un izstrādāta tehnoloģija nanostrukturētās biocelulozes iegūšanai. Projekta gaitā tiks definēta producentu kultivēšanas apstākļu ietekme uz celulozes fizikāli-ķīmiskām un tehniskām īpašībām, kā arī iegūti nanopolimēru bioplēvju prototipi. Projekta ietvaros īstenotais pētījums atbilst valsī noteiktajiem prioritārajiem zinātnes virzieniem - inovatīvie materiāli un tehnoloģijas (informātika, informācijas un signālapstrādes tehnoloģijas, nanostrukturētie, daudzfunkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas), kā arī vietējo resursu ilgtspējīga izmantošana.

Projekta gaitā plānots nostiprināt rūpnieciskā īpašuma tiesības (starptautiskā patenta pieteikums) un publicēt 2 zinātniskos rakstus nozares starptautiskajos citējamajos žurnālos.

Projekts tiks īstenots Latvijas Universitātē 12 mēnešu laikā. Projekta plānotās attiecināmās izmaksas ir 370 516 EUR, no kā 92.5% sastāda ERAF finansējums.

Atjaunots 28.09.2015.

Ar 31.08.2015. ir sekmīgi pabeigta projekta “Mikrobiālās biosintēzes tehnoloģija nanostrukturētās biocelulozes iegūšanai” ID Nr. 2014/0034/2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/097, īstenošana.

Projekta ietvaros veikts plašs pētījums par mikroorganismu producēto biocelulozes izmantošanu pārtikā. Projekta gaitā atbilstoši plānotajām aktivitātes ir izdevies sasniegt visus rezultatīvos rādītājus, tādējādi, arī projekta mērķi: tika izolēts biocelulozi sintezējošais celms, apropbēta to pielietošana pārtikas produktu funkcionālās kvalitātes un tehnoloģisko īpašību uzlabošanai, ir izveidota fruktānus saturošo EPS iegūšanas shēma un attiecīgu tehnoloģisko pasākumu protokols.

Projekta rezultāti ir sasniegti augstā līmeni, tā, biocelulozes producenta biosintētiskā kapacitāte būtiski pārsniedz zināmu analogu rādītājus.

Atjaunots 17.06.2015.

Periodā no 01.03.2015. līdz 31.05.2015. tika izolēts perspektīvs nanostrukturētu bakteriālo celulozu (BC) sintezējošais celms B22, kurš identificēts kā Komogateirbacter hansenii (iepriekš klasificēts kā Gluconacetobacter hansenii). Turpmākajos pētījumos projekta gaitā plānots turpināt produktīvako BC sintezējošu celmu izolēšanu (ar paaugstinātu BC sintēzes produktivitāti un tās konversiju no patērētā substrāta daudzuma), uzlabot sintezētās celulozes fizikāli-mehāniskās īpašības, mainot baktēriju kultivēšanas apstākļus.   Vienlaicīgi ar efektīvu producentu izolēšanas turpināšanu, tiek izvērtētas iespējas iegūt to sintezētās bioplēves, un tiek veikta iegūto plēvju raksturošana.

Atjaunots 17.02.2015.

Laika periodā no 2014.gada septembra līdz decembrim, Projekta ietvaros primāro mikroorganismu izolātu iegūšanai turpmākai perspektīvu producentu atlasei tika veikta mikroorganismu izolēšana uz dažādu tipu (tai skaitā ar selektīvo inhibitoru klātbūtni) elektējošām un selektīvām agarizētajām barotnēm. Ir iegūtas dažas potenciāli perspektīvu nešķīstošos EPS sintezējošo izolātu tīrkultūras, kuru EPS ir definēti kā bioceluloze.

Ir konstatēts, ka EPS struktūra visumā atbilst biocelulozes parametriem, tomēr tās tīrības pakāpe neatbilst nanomateriālam izvirzāmajām prasībām standarta barotnes apstākļos, līdz ar to tiek veikti mēģinājumi barotnes sastāva uzlabošanai, kā arī kultivēšana mainīgās aberācijas apstākļos.   

Apkopojot iegūtos rezultātus par izolātu fizioloģiskām īpašībām, atlasītas kultūras, kurām piemīt maksimālais biocelulozes sintēzes potenciāls. Atlasītās kultūras tiek izmantotas konkrētu industriālo barotņu, tostarp pārtikas rūpniecības blakusproduktu biokonversijas mēģinājumos, izmantojot dziļumfermentācijas un virsmas fermentācijas metodes statiskajā un aģitācijas režīmos.

-----

Atjaunots 24.09.2014.

Saskaņā ar 2014.g. 9. septembrī noslēgto LU un VIAA vienošanos (Nr. 2014/0037/2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/108)  tika iesākta ERAF (2.1.1.1.aktivitāte „Atbalsts zinātnei un pētniecībai” (3. kārta)) projekta „Bakteriālo eksopolisaharīdu iegūšanas tehnoloģijas izstrāde industriālās pārtikas produkcijas funkcionālās kvalitātes uzlabošanai” (Nr. 2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/108; LU reģ. Nr. ESS2014/168) īstenošana Latvijas Universitātē.

Projekta mērķis ir industriāli izmantojamas biotehnoloģijas izstrāde zinātnes ietilpīgu augstas pievienotās vērtības biopolimēru iegūšanai. Projekta gaitā tiks izolēti un identificēti industriāli perspektīvi biopolimērus sintezējošie mikroorganismu celmi un izstrādāta bakteriālo eksopolisaharīdu iegūšanas tehnoloģija, kurus varēs izmantot industriālās pārtikas produkcijas funkcionālās kvalitātes uzlabošanai. Projekta gaitā tiks definēta producentu kultivēšanas apstākļu ietekme uz biopolimēru fizikāli-ķīmiskām un tehniskām īpašībām, kā arī izstrādāts paņēmiens jauna funkcionāla uzturlīdzekļa iegūšanai liekā svara problēmas risināšanai un kardiovaskulāro slimību profilaksei. Projekta ietvaros īstenotais pētījums atbilst valsī noteiktajiem prioritārajiem zinātnes virzieniem – „sabiedrības veselība (profilakses, ārstniecības, diagnostikas līdzekļi un metodes, biomedicīnas tehnoloģijas)”, kā arī „vietējo resursu ilgtspējīga izmantošana”.

Projekta gaitā plānots nostiprināt rūpnieciskā īpašuma tiesības (starptautiskā patenta pieteikums) un publicēt 2 zinātniskos rakstus nozares starptautiskajos citējamajos žurnālos.

Projekts tiks īstenots Latvijas Universitātē 12 mēnešu laikā. Projekta plānotās attiecināmās izmaksas ir 334 659 EUR, no kā 92.5% sastāda ERAF finansējums.

Atjaunots 28.09.2015.

Ar 31.08.2015. ir sekmīgi pabeigta projekta “Bakteriālo eksopolisaharīdu iegūšanas tehnoloģijas izstrāde industriālās pārtikas produkcijas funkcionālās kvalitātes uzlabošanai” ID Nr.2014/0037/2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/108, īstenošana.

Projekta gaitā atbilstoši plānotajām aktivitātes ir izdevies sasniegt visus rezultatīvos rādītājus, tādējādi, arī projekta mērķi: tika izolētss fruktānus saturošos eksopolisaharīdus sintezējošais celms, apropbēta to pielietošana pārtikas produktu funkcionālās kvalitātes un tehnoloģisko īpašību uzlabošanai, ir izveidota fruktānus saturošo EPS iegūšanas shēma un attiecīgu tehnoloģisko pasākumu protokols.

Projekta rezultāti ir sasniegti augstā līmeni, tā EPS producenta biosintētiskā kapacitāte būtiski pārsniedz zināmu analogu rādītājus.

Atjaunots 17.06.2015.

Periodā no 01.03.2015. līdz 31.05.2015. tika turpināta perspektīvāku fruktānus sintezējošo mikroorganismu kultūru izolēšana no dažādām taksonomiskajām grupām. Ir sagatavots un iesniegts iesniegts Eiropas patenta pieteikums "Ekstracellulārus fruktānus producējošs etiķskābes baktēriju celms Gluconobacter nephelii P 1464”. Tika aprobēts iegūto izolātu potenciāls dažādos kultivēšanas apstākļos maizes ieraugu sastāvā, piena produktos un industriāli izmantojamājās kultivēšanas vides. Secināts, ka stingri kontrolētos eksperimentālos apstākļos fruktānu noteikšanas bioķīmiskās un   gravimetriskās noteikšanas metodes nodrošina kvantitatīvus un savstarpēji samērojamus rezultātus.

Atjaunots 17.02.2015.

Laika periodā no 2014.gada septembra līdz decembrim, no dažādām ekoloģiskām nišām (agu izcelsmes substrāti, spontānās fermentācijas paraugi) tika veikta mikroorganismu kultūru izolēšana, kas atbilst par perspektīvu atzītās taksosnomiskās vienības (Acetobacteraea) pamatpazīmēm. Pamatojoties uz matemātiskās plānošanas (DOE) metodoloģiskajiem principiem izstrādāta un realizēta sešu daudzfaktoru eksperimentu (fermentāciju) sērija (divas no tām – multiplā fermentātoru blokā), lai ranžētu vairāku ārvides faktoru efektivitāti, tos variējot vienlaicīgi, t.i., statistiski  novērtētu faktoru iedarbību attiecībā uz biosintēzes procesu intensificēšanu LU MBI orģinālkultūrās – potenciālos fruktānu tipa EPS producentos B11 un B35 (Acetobacteraceae).

Kombinēti izmantojot metabolītu bioķīmiskās (specializētu enzimātisko reakciju kombinācijas) un instrumentālās (HPLC, HPLC/SEC, GC-MS) analīzes metodes, faktoreksperimentos kvalitatīvi un kvantitatīvi izvērtēti substrāta /EPS/ biomasas/starpproduktu profili un to izmaiņas, realizēta vairāku bioķīmisko metožu kalibrācija un kvantitatīvi salīdzinošs izvērtējums.

Cooperation partners

  • Latvia University of Agriculture, Faculty of Food Technology
  • Riga Technical University
  • Riga Stradins University
  • Latvian State Institute of Wood Chemistry