Your address will show here +12 34 56 78

Ja iepriekšējā rakstā par projektu “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” aplūkojām SIA “Field and Forest” augu pārstrādes blakusproduktu ceļu, sākot no šķietami norakstāmas biomasas līdz vērtīgiem ūdens ekstraktiem, šoreiz pievērsīsimies nākamajam procesa etapam – kukaiņu testiem. Šo projekta sadaļu iepazīt palīdzēs Vides risinājumu institūta Praktiskās entomoloģijas laboratorijas vadītāja Kristīne Berķe-Ļubinska.

Sāksim no paša sākuma. Pastāsti, kā radās ideja par augu izcelsmes kukaiņu repelentu izstrādi!

Tirgū lauksaimniecībā izmantojami kukaiņu repelenti ir ārkārtīgi šaura niša. Iespējams iegādāties ērču, odu un citu insektu repelentus, kas domāti cilvēkiem un dzīvniekiem, var nopirkt arī herbivoru repelentus, taču lauksaimniecībā lietojamu kukaiņu repelentu ir ļoti maz. Protams, ir pieejami dažādi insekticīdi. Taču, pirmkārt, bioloģiskajā lauksaimniecībā atļauta vien dažu insekticīdu lietošana. Otrkārt, konvencionālajā lauksaimniecībā izmantotie insekticīdi (it sevišķi, neievērojot lietošanas noteikumus,) kaitē videi un sugu daudzveidībai. Radot augu izcelsmes kukaiņu repelentu, mūsu mērķis nav kukaini iznīcināt – vēlamies, lai tas nenosēstos uz kultūrauga. Šādi kukaiņi nevairojas uz auga lapām, nespēj uz tām izdēt oliņas, kā arī nepārnes uz auga dažādu vīrusu ierosinātājus. Liela problēma ir arī kukaiņu pierašana pie insekticīdiem – kas strādā šodien, vairs neatstās ietekmi rīt.

Pēc kādiem kritērijiem izvēlējāties pētījumā ietvertās kukaiņu sugas?

Mēģinājām atlasīt kukaiņu sugas, kuras lauksaimniekiem ik gadu nodara vislielākos zaudējumus. 

Siltumnīcu baltblusiņa (Trialeurodes vaporariorum) galvenokārt posta siltumnīcās un citās slēgtās platībās augošus augus. Baltblusiņu uzbrukumiem pakļauti gurķi, tomāti, paprika un citi iecienīti siltumnīcu augi. Kukainis ne tikai tieši kaitē augiem, sūcot to sulu, bet ir arī aktīvs mozaīkas vīrusu pārnēsātājs.

Siltumnīcu baltblusiņa VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Siltumnīcu baltblusiņa VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Persiku laputs (Myzus persicae) ir ļoti “universāls” kaitēklis – tas parazitē uz ļoti dažādu sugu augiem. Persiku laputs tiek uzskatīta par galveno augu vīrusu pārnēsātāju pasaulē – kukainis pārnes vairāk nekā 100 dažādu vīrusu. Tas iespējams, jo laputs ir izturīga pret dažādiem laikapstākļiem, un vējā var tikt transportēta ļoti tālu. Laputs “tiešie” postījumi ir visvairāk var ietekmēt kartupeļu ražu, taču lieli postījumi tiek nodarīti arī krustziežu, nakteņu, graudzāļu, tauriņziežu, grīšļu, tīteņu, balandu, kurvjziežu, ķirbju un čemurziežu dzimtas augiem.

Persiku laputis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Persiku laputis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Gan baltblusiņas, gan laputis uz augu lapām izdala medusrasu – lipīgu šķīdumu, kurā attīstās melnā puve. 

Kāpostu balteņa (Pieris brassicae) postījumi ir uz lauka ir visvieglāk novērojami. Balteņa kāpuri burtiski nograuž stādījumus milzu platībās – cieš kāpostu, rapša, sinepju, mārrutku un citu krustziežu dzimtas augu raža. 

Kāpostu baltenis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Kāpostu baltenis VRI Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Attēls: VRI

Sakiet, kur kukaiņi tika ievākti un kur tiek audzēti un pavairoti?

Lai gan mūsu mērķis ir repelents, kas paredzēts lietošanai lauksaimniecībā, kukaiņi tika ievākti apkārtnes siltumnīcās un mazdārziņos. Visu trīs sugu kukaiņu populācijas tiek uzturētas Vides risinājumu institūta Praktiskās entomoloģijas laboratorijā. Laboratorijā tiek nodrošināta atbilstoša gaisa temperatūra un labvēlīgs gaisa mitrums. Arī gaismas režīms imitē kukaiņiem ierastos apstākļus. Katrai sugai tiek nodrošināti pārtikas augi. Baltblusiņas mīt uz gurķu stādiem, persiku laputis uz kāpostu stādiem, savukārt, kāpostu balteņiem kāpostu stādi nepieciešami oliņu dēšanai un kā kāpuru barošanās avots. Pieauguši kāpostu balteņi barojas ar cukura sīrupu. Gurķu un kāpostu stādi tiek audzēti institūta klimata kamerā, kur augiem visa gada garumā tiek nodrošināti optimāli augšanas apstākļi. 

Un kā veicas ar kukaiņu pavairošanu?

Baltblusiņām esam izaudzinājuši jau 17 paaudzes. Bet katram kāpostu baltenim piešķiram “vārdu” – unikālu numuru, pēc kura varam izsekot tā radurakstus. Pagājušā gada laikā laboratorijā kopā izaudzēts 641 kāpostu baltenis. Balteņa maksimālais dzīves ilgums mūsu laboratorijā – 42 dienas. Tas atbilst maksimālajam dzīves ilgumam dabā, taču biežāk balteņi dabā dzīvo vien 3-5 nedēļas. Savukārt, laputu populāciju nepieciešams regulāri ierobežot, lai īpatņi attīstītos lieli un veselīgi. 

Kukaiņu pavairošana un audzēšana ir tikai viena daļa darba. Pastāsti, kā notiks repelentu iedarbības testēšana uz kukaiņiem!

Mūsu mērķis ir laboratorijas apstākļos simulēt repelenta izsmidzināšanu uz lauka. Šīm nolūkam tiks izmantota īpaša izsmidzināšanas kamera. Divās stikla vāzēs tiks izvietoti divi gurķu stādi. Viens, kas apsmidzināts ar repelentu, otrs – neapsmidzināts. Caur abām vāzēm tiks vadīts attīrīts gaiss (konstantā temperatūrā un mitrumā, lai nodrošinātu eksperimenta atkārtojamību). Gaiss no abām vāzēm tiks padots uz testa labirintu, kurā kukainim būs iespēja izvēlēties – doties parasta gurķa smaržas virzienā vai apsmidzināta gurķa smaržas virzienā. Novērojot pārliecinošu tendenci, ka kukaiņi izvēlas nedoties apsmidzinātā stāda virzienā, varēsim uzskatīt, ka konkrētajai repelenta formulai ir potenciāls! Svarīgi, ka testos katrs kukainis tiek izmantots tikai vienu reizi, lai izvairītos iespējamas kukaiņa pieredzes ietekmes. 

Kukaiņu testos lietotās ierīces (olfaktometra) gaisa mitrināšanas sistēma. Attēls: VRI

Kukaiņu testos lietotās ierīces (olfaktometra) gaisa mitrināšanas sistēma. Attēls: VRI

 

Y-veida kukaiņu testa labirints. Attēls: VRI

Y-veida kukaiņu testa labirints. Attēls: VRI

Izklausās pēc stundām ilgas kukaiņu vērošanas!

Ne mūsu gadījumā. Lai izvairītos no nelietderīgas laika pavadīšanas, nodrošināsim labirinta videonovērošanu. Kukaiņu pārvietošanās tiks filmēta, un galarezultātā iegūsim kukaiņu maršrutu vizualizācijas. Tās analizējot, varēsim saprast kukaiņu aptuveno domu gaitu. 

Pētījums tiek veikts projekta “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” (Nr. 1.1.1.1/20/A/096) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.

0

SIA “Field and Forest” pētnieki sadarbībā ar Vides risinājumu institūtu, lauksaimniecības ekspertiem un Latvijas Organiskās sintēzes institūtu īsteno projektu ar mērķi radīt inovatīvas tehnoloģijas deviņu savvaļas pavasara ārstniecības un aromātisko augu kultivēšanai bioloģiskos audzēšanas apstākļos potenciālai komerciālai izmantošanai medicīnā, kosmētikā un pārtikā.

2022. gada sākumā projekts ir ievirzījies finiša taisnē. Noslēgušies lauka izmēģinājumi un tiek apkopoti projekta iegūtie rezultāti, lai izstrādātu praktiskus ieteikumus pētīto sugu audzēšanai. Novērojumi liecina, ka pētītās deviņas sugas bija ļoti atšķirīgas un katrai ir savi komerciālas audzēšanas izaicinājumi.

Viena no atšķirīgām īpašībām ir tas, cik reizes gadā katrai no sugām iespējams ievākt ražu. Piedāvājam iepazīties ar mūsu projekta gaitā novēroto ražas biežumu gadā!

Pavasara augu ražas ievākšanas biežums gadā

Gaiļbiksīte (Primula veris),

Ziediem -1

Smaržīgā madara (Galium odoratum)

Lakstiem -2

Parastā zalktene (Daphne mezereum)

Viena reize vairākos gados

Parastā māllēpe (Tussilago farfara)

Ziediem -1, lapām 2-3

Pļavas silpurene (Pulsatilla pratensis)

Ziediem -2

Parastā kreimene (Convallaria majalis)

Ziediem un lapām -1

Efeju sētložņa (Glechoma hederacea)

Lakstiem -2

Lielā strutene (Chaledonium majus)

Lakstiem -4

Raspodiņš (Alchemilla spp.)

Lakstiem 1-2

 

Projekta gaitā kultivētie pavasara augi. Kreisajā kolonnā (no augšas): efeju sētložņa, parastā zalktene, smaržīgā madara. Vidējā kreisajā kolonnā (no augšas): lielā strutene un parastā kreimene. Vidējā labajā kolonnā (no augšas): parastā māllēpe, pļavas silpurene. Labajā kolonnā (no augšas): gailļbiksītes un raspodiņš. Attēli: VRI.

Projekta gaitā kultivētie pavasara augi. Kreisajā kolonnā (no augšas): efeju sētložņa, parastā zalktene, smaržīgā madara. Vidējā kreisajā kolonnā (no augšas): lielā strutene un parastā kreimene. Vidējā labajā kolonnā (no augšas): parastā māllēpe, pļavas silpurene. Labajā kolonnā (no augšas): gailļbiksītes un raspodiņš. Attēli: VRI.

 

Projekts “Inovatīvi risinājumi pavasara savvaļas ārstniecības un aromātisko augu audzēšanas tehnoloģijās un izmantošanā” (Nr. 1.1.1.1/18/A/043) tiek veikts ar Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF),  Darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskās ievirzes pētījumi” atbalstu.

0

Noslēdzies projekts “Inovatīvu žeņšeņa un Ķīnas zirdzenes audzēšanas tehnoloģiju un pārtikas produktu izstrāde”. Projekta laikā no 2018. gada janvāra līdz šī gada decembrim tika pētīts, kā audzēt žeņšeņu (Panax spp.) un Ķīnas zirdzeni (Angelica sinensis) Latvijas agroklimatiskajos apstākļos, lai pēc tam no iegūtās ražas radītu pārtikas produktu prototipus. 

Projektu īstenoja SIA “Field and Forest” nodibinājums “Vides risinājumu institūts”un SIA “Bargi”. 

 

Projekta gaitā vispirms izstrādājām tehnoloģiju žeņšeņa un Ķīnas zirdzenes audzēšanai un pavairošanai. Žeņšeņs tika audzēts gan lauksaimniecības zemē zem speciāli izveidotas nojumes augu noēnošanai, gan 3 atšķirīgās meža ekosistēmās. Pētījuma laikā esam izstrādājuši efektīvu žeņšeņa audzēšanas tehnoloģiju– izmantojot to, esam gatavi uzsākt žeņšeņa kultivēšanu komerciāli. Izmēģinājumi meža ekosistēmās liecina, ka arī tur žeņšeņu audzēt ir iespējams, taču sakņu sistēma mežā augušam žeņšeņam attīstās lēnāk nekā žeņšeņam, kas audzēts uz lauka. Tāpat, žeņšeņu audzējot mežā, pastiprināti jādomā par tā laistīšanu, jo sausā laikā zem biezā lapu seguma  slāņa mitruma līmenis ilgstoši var būt zems. 

 

Projekta gaitā tika analizēts arī žeņšeņa sakņu paraugu ķīmiskais sastāvs. Meža ekosistēmās augušo augu saknēs žeņšeņam raksturīgo aktīvo vielu – žeņšenoīdu – ir vairāk nekā uz lauka audzētajos paraugos. Tomēr, lai sāktu domāt par reālu ražas iegūšanu no mežā augušiem žeņšeņa augiem, tos būtu jāaudzē krietni ilgāk nekā projektā skatītos 4 gadus. Piemēram, savvaļā auguša žeņšeņa saknes ir vācams pēc 25–30 gadiem, taču, audzējot žeņšeņu komerciāli, pie ražas var tikt krietni ātrāk – jau pēc 5 līdz 8 gadiem.  

 

Vides risinājumu institūta izmēģinājumu laukos kultivēta žeņšeņa sakne. Attēls: VRI.

Vides risinājumu institūta izmēģinājumu laukos kultivēta žeņšeņa sakne. Attēls: Vides risinājumu institūts.

 

Ķīnas zirdzenes pielāgošana augšanai Latvijas agroklimatiskajiem apstākļiem bija izaicinošs process – vissarežģītākā bija tieši sēklu diedzēšana, tādēļ projekta laikā kultivētās Ķīnas zirdzenes ieaudzējām no stādiem. Pretēji žeņšeņam, Ķīnas zirdzenei komerciālas audzēšanas tehnoloģijas sēklu dīgšanas un attīstības īpašību dēļ nebija iespējams izstrādāt – tādēļ uzskatām, ka Ķīnas zirdzenes audzēšana lauksaimniecības apstākļos Latvijas apstākļos nebūtu efektīva un ekonomiski pamatota. 

 

Gan žeņšeņam, gan Ķīnas zirdzenei piemīt vērtīgas ārstnieciskas īpašības, kuru dēļ abi augi austrumu medicīnā izmantoti jau vairākus gadu tūkstošus. Žeņšeņs ir lielisks palīgs cīņā ar spēku izsīkumu, tas tonizē nervu sistēmu un stiprina imunitāti. Savukārt, Ķīnas zirdzene veicina asins cirkulāciju un palīdz mazasinības gadījumā. Tādēļ kopā ar SIA “Bargi” zīmolu “Apsara” un zīmola galveno tējdari Andri Purviņu tika izstrādāti divi tējas maisījumu prototipi. Tējas maisījumu garšas īpašības novērtējām tējas degustācijā, kurā iesaistīti visi projekta partneri. 

 

Zirdzenes tējas maisījuma sastāvā ir pienenes sakne, zirdzene, kakao, krūzmētra un verbēna. Dzēriena smaržā sakņu izraisītā dominance zudusi, veidojās labskanīgs smaržu tonis, kur apvienojās kakao, mētras un rūgteni sīvās notis. Uzlējuma krāsa ir tumši dzintardzeltena, garšā kakao un mētras pilnībā nosegušas asās un traucējošās zirdzenes saknes garšas notis. Zirdzenes raksturs iezīmējās uzlējuma pēcgaršā, bet tas ir labi sabalansēts un patīkams. 

 

Savukārt, Žeņšeņa tējas maisījums satur pienenes sakni, žeņšeņu, kazeņu lapas, apelsīnu mizas, kumelīti un raudeni. Dzēriena krāsa ir dzintardzeltena, bet garša – salda, ziedoša ar rūgtenu garšas niansi noslēgumā. Uzlējuma smaržā jūtams svaigs, pavasarīgs un ziedošs smaržu ansamblis. Harmoniski apvienojušās ziedu un asā žeņšeņa nots. 

 

Žeņšeņa tējas dzēriens degustācijas laikā. Attēls: VRI.

Žeņšeņa tējas dzēriens degustācijas laikā. Attēls: Vides risinājumu institūts.

Plānots uzsākt arī izstrādāto maisījumu ražošanu un tirdzniecību.

 

Projekta finansētājs: Eiropas Savienības Eiropas Lauksaimniecības fonda lauku attīstībai (ELFLA) Lauku attīstības programmas (LAP) 16.pasākums Sadarbība 16.2. apakšpasākums “Atbalsts jaunu produktu, metožu, procesu un tehnoloģiju izstrādei”  

Līdzfinansētāji: nodibinājums “Vides risinājumu institūts”, SIA “Field and Forest”, SIA “Bargi”  

Projekta kopējais finansējums: 95 000.24 EUR, tai skaitā publiskais finansējums 85500.22 EUR 

 

Vairāk par projektu šeit

0

Nodarbojoties ar ārstniecības un aromātisko augu pārstrādi lielos apjomos, blakusproduktu kalni ir neizbēgami – pavisam burtiski. Pēc ārstniecības kumelīšu (Matricaria) tvaika destilācijas procesa pāri paliek tonnām biomasas, kura līdz šim tika izmantota kā digestāts. Blakusprodukti rodas, arī augu biomasu audzējot bioreaktoros. Lai arī šādu blakusproduktu apjomi ir nelieli, itin bieži blakusproduktu masa arvien ir bagāta ar dažādiem aktīvajiem savienojumiem un vērtīgām vielām. 

 

Lai no ārstniecības augu pārstrādes un biomasas ražošanas blakusproduktiem iegūtu augstas pievienotās vērtības produktu – potenciāli kosmētikas ražošanā izmantojamas aktīvās vielas –, SIA “Field and Forest” kopā ar partneriem nodibinājumu “Vides risinājumu institūts” un  SIA “Alternative plants”  īsteno projektu “Biorafinēšanas pieeja bioloģiski aktīvu kosmētikas izejvielu ieguvei no ārstniecības augu pārstrādes un augu šūnu kultivēšanas blakusproduktiem”. Tā laikā bioloģiski aktīvās vielas tiek iegūtas no kumelīšu (Matricaria) pārstrādes blakusproduktiem un Ruiša pūķgalves (Dracocephalum), ērkšķogas (Ribes) un kadiķa (Juniperus) biomasas kultivēšanas blakusproduktiem. Kā veiksmīgāko aktīvo vielu ekstrahēšanas veidu projekta ietvaros pētnieki ir atzinuši tieši superkritiskā CO2 ekstrakciju. Lai izprastu ekstrakcijas procesu, konkrētās metodes būtību un galvenās priekšrocības, uz sarunu aicinājām Vides risinājumu institūta ķīmijas laboratorijas vadītāju Dr. Ilvu Nakurti un SIA “Field and Forest” pētnieci un produktu attīstības speciālisti Lieni Kienkas. 

 

Pastāstiet, kādēļ izvēlējāties strādāt tieši ar superkritiskā CO2 ekstrakcijas metodi? 

Ilva Nakurte: Vides risinājumu institūts, sadarbojoties ar SIA “Field and Forest”, ir uzkrājis lielu pieredzi ārstniecības un aromātisko augu daudzpakāpju ekstrakcijas procesos. Mums ir zināšanas par to, kādi šķīdinātāji jāpielieto konkrētu aktīvo vielu ekstrahēšanai. Taču daudzi no šķīdinātājiem ir kaitīgi un pat toksiski – līdz ar to pastiprināti jāstrādā, lai samazinātu atlikušo šķīdinātāju daudzumus gala produktā. Tas, savukārt, prasa papildus testēšanu un veido lielākas izmaksas. Turpretī CO2 ekstrakcijas metode ir cilvēkam un videi draudzīga – jo netiek izmantoti toksiski šķīdinātāji, un pati CO2 gāze pēc ekstrakcijas procesa nav speciāli jāatdala no gala produkta. Papildus tam metode ir arī augsti efektīva, jo varam iegūt daudzveidīgu aktīvo vielu “kokteili”, no kura tālāk ērti izdalīt interesējošos savienojumus.  

 

Liene Kienkas: CO2 ekstrakcija ir kā lielisks papildinājums ekstrakcijas tehnoloģiju ciklam. Ar tvaika destilāciju no biomasas varam iegūt viegli gaistošos savienojumus. Izmantojot ūdens ekstrakciju, iegūstam ūdenī šķīstošos savienojumus. Savukārt, CO2 ekstrakcija ļauj no biomasas iegūt plašu spektru lipofīlo savienojumu. Kombinējot šīs ekstrakcijas metodes, varam augu izmantot pilnvērtīgi, un ražošanas blakusprodukti tiek pārstrādāti 100%. 

 

Superkritiskā CO2 ekstraktors. Attēls: VRI.

Superkritiskā CO2 ekstraktors. Attēls: Vides risinājumu institūts.

 

Kādi ir pirmie secinājumi, veicot biomasas ekstrakciju ar superkritiskā CO2 metodi? 

IN: Pirmkārt, pētījumā izvirzītā hipotēze par to, ka ārstniecības un aromātisko augu pārstrādes un biomasas kultivēšanas blakusprodukti satur vērtīgus un potenciāli kosmētikā izmantojamus aktīvos savienojumus, ir apstiprinājusies. Esam gandarīti, ka, izmantojot šo ekstrakcijas metodi, iegūta virkne savienojumu, kuri šo augu kontekstā aprakstīti zinātniskajā literatūrā, taču ar kuriem paši vēl nebijām saskārušies. Identificēto un potenciāli kosmētikā izmantojamo savienojumu bioloģiskā aktivitāte tiek testēta “Alternative Plants” laboratorijās. Par šiem testiem vairāk iespējams lasīt intervijā ar “Alternative Plants” pētniekiem Annu Ramatu-Stundu un Mārtiņu Borodušķi. Vielas testos uzrāda labus rezultātus – piemēram, augustu antiradikālo un fotoprotektīvo aktivitāti. Runājot par biomasas kultivēšanas blakusproduktiem, tajos sastopamas kosmētikas izejvielu ražošanas industrijā pieprasītas vielas, kā rozmarīnskābe, kafijskābe, hlorogēnskābe.

 

Kāds ir CO2 ekstrakcijas darbības princips? 

LK: Pamatprincips ir tāds pats jebkuram ekstrahēšanas procesam – tāpat kā līdzīgs šķīst līdzīgā, līdzīgs ekstrahē līdzīgu. Ekstraktorā izmantojam sašķidrinātu CO2 un, mainot spiedienu un temperatūru, nodrošinām CO2 pāreju superkritiskajā fāzē un pilnīgu tā recirkulāciju procesa beigās. Šajā fāzē CO2 piemīt gan gāzes, gan šķidruma īpašības. Līdzīgi gāzei, šajā fāzē CO2  spēj iekļūt mikroskopiskās šūnās un izspiest no tām aktīvās vielas. Savukārt, superkritiskā CO2 šķīdinātāja īpašības ir tikpat spēcīgas kā vielai šķidruma fāzē. Mainot spiedienu, temperatūru un papildus šķīdinātāju (kosolventu), varam kontrolēt procesu mērķtiecīgai savienojumu grupu ekstrakcijai. 

 

Kā jāsagatavo paraugi, lai tiem varētu veikt ekstrakciju ar superkritisku CO2

LK: Biomasai jābūt sausai. Parauga virsmas laukumam jābūt maksimāli lielam, tādēļ biomasa jāsasmalcina ļoti smalki. Šobrīd meklējam labākos tehnoloģiskos risinājums biomasas kultivēšanas blakusproduktu sagatavošanai. Šie blakusprodukti ir želejveida, un tos pirms ekstrahēšanas  nepieciešams žāvēt vai nu izmantojot liofilizāciju, vai īpaši saudzīgus konvenciālas kaltēšanas apstākļus

 

Sasmalcinātu žāvētu kumelīšu (Matricaria) ziedlapu pulvera ievadīšana ekstraktora tvertnē. Attēls: VRI.

Sasmalcinātu žāvētu kumelīšu (Matricaria) ziedlapu pulvera ievadīšana ekstraktora tvertnē. Attēls: Vides risinājumu institūts.

 

Minējāt, ka CO2 ekstrakcija ļauj iegūt plašu spektru dažādu savienojumu un vielu. Vai varat uzskaitīt galvenās vielu klases? 

IN: Klāsts ir patiešām plašs. Vitamīni, cukuri, aminoskābes, flavonoīdi, polifenoli, tanīni, saponīni, lignīni, terpēni, arī ēteriskās eļļas. Tāpat ekstraktā nonāk arī proteīni, minerālvielas un citi savienojumi. 

 

Ar CO2 ekstraktoru iegūtie kumelīšu (Matricaria) pārstrādes blakusproduktu ekstrakti. Attēls:VRI.

Ar CO2 ekstraktoru iegūtie kumelīšu (Matricaria) pārstrādes blakusproduktu ekstrakti. Attēls: Vides risinājumu institūts.

 

Kādas ir tieši šīs ekstrakcijas metodes priekšrocības? Vai metodei ir arī kādi trūkumi? 

LK: Pie metodes plusiem varētu minēt to, ka šķīdinātājs ir videi draudzīgs. Tas ekstrahētajā produktā neatstāj atliekvielas, kā arī pēc ekstrakcijas procesa nav kā īpaši no produkta jāatdala – CO2 tiek recirkulēts atpakaļ sistēmā. Ekstrakcija ir efektīva, kā arī, protams, priekšrocība ir tā, ka ar vienu šķīdinātāju varam ekstrahēt dažādas vielu klases! 

Runājot par trūkumiem, redzam, ka procesa mērogošana (scalability) varētu būt izaicinoša. Ja ekstrahēšana paredzēta komerciāliem nolūkiem, reaktora limitētās kapacitātes dēļ būtu jāiegādājas un paralēli jādarbina vairāki desmiti reaktoru. Gan iekārtu iegāde, gan uzturēšana kopā veidotu ļoti augstas izmaksas. Samērā sarežģīta ir arī zema blakusproduktu biomasas mitruma nodrošināšana. 

Kopumā superkritiskā CO2 ekstrakcija ir process, kas prasa nemitīgu mācīšanos – tā kā strādājam ar dažāda veida biomasām, pie vieniem un tiem pašiem parametriem rezultāts tāpat vienmēr būs atšķirīgs. Ekstrakcijas iekārta ir pamatīgi jāiepazīst, lai ātri, neizniekojot paraugu, saprastu, kādi iestatījumi būs īstie, lai no biomasas “izspiestu” vēlamo! 

 

Pētījums tiek veikts projekta “Biorafinēšanas pieeja bioloģiski aktīvu kosmētikas izejvielu ieguvei no ārstniecības augu pārstrādes un augu šūnu kultivēšanas blakusproduktiem” (Nr. 1.1.1.1/19/A/075) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.  

Vairāk par projektu šeit

0

Zero-waste. Lai arī, dzirdodt šo vārdu savienojumu, vēlamies domāt par iepirkšanos beziepakojuma veikalos un striktu patēriņa ierobežošanu, šis bioekonomikas koncepts ir īpaši efektīvs, ja to īsteno ražošanas apstākļos. Piemēram, materiālus, kas līdz šim norakstīti kā atkritumi, uzlūkojot kā potenciālas izejvielas inovatīvu produktu izstrādē. Šobrīd sadarbībā ar Vides risinājumu institūtu dodam  jēgpilnu otro dzīvi mūsu ražošanas pārpalikumiem – dažādu augu biomasai. Projekta “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” gaitā no šīs biomasas izstrādājam efektīvus bioloģiskos kaitēkļu repelentus, kurus plānots izmantot kultūraugu aizsardzībai.  Ceram, ka rezultāti būs patiesi atbaidoši! Par to, kā noris pētījums, vairāk stāsta projekta zinātniskā vadītāja no Vides risinājumu institūta – Dr. Laura Pastare.

Lūdzu, pastāsti, kas ir šie ražošanas “atkritumi” un kāda apstrāde tiem nepieciešama, lai tie varētu kalpot par bāzi bioloģisko repelentu izstrādei!

Dr. Laura Pastare: Tie ir mūsu projekta partnera “Field and Forest” ēterisko eļļu destilācijas blakusprodukti – liels apjoms biomasas, kas destilācijas laikā ticis tvaicēts . Lai arī biomasa atdevusi daļu vērtīgo savienojumu, kas koncentrējušies ēteriskajā eļļā un ziedūdeņos, tā arvien ir pilna ar vērtīgām vielām – tā sauktajiem sekundārajiem metabolītiem. 

Kādu augu destilēšanas pārpalikumus pētāt? Vai par kādiem no tiem jau ir zināms, ka augam piemīt insektiem netīkamas īpašības?

LP: Pētām ekstraktus no trīs augu sugām, ar kurām ikdienā strādā “Field and Forest” – ārstniecības kumelīti (Matricaria chamomilla), ķimeni (Carum carvi) un parasto priedi (Pinus sylvestris). Tautas padomos kumelītes uzlējumi minēts kā līdzeklis ar pretinsektu iedarbību. Gan kumelītes, gan abi pārējie augi ir bagāti ar dažādiem aktīvajiem savienojumiem un sevī glabā lielu potenciālu – kādēļ gan to nepārbaudīt?

Ārstniecības kumelītes un to ēteriskā eļļa. Attēls: SIA
Ārstniecības kumelītes un to ēteriskā eļļa. Attēls: SIA “Field and Forest”

Lai izstrādātu bioloģiskos kaitēkļu atbaidīšanas līdzekļus, nepieciešami pārstrādātās biomasas ekstrakti. Kā tie tiek iegūti un analizēti?

LP: Pārstrādātās biomasas ekstraktus sagatavo projekta partneri “Field and Forest”. Ekstrakti tiek iegūti, variējot dažādus parametrus (biomasas un ūdens attiecība, temperatūra, ilgums), jo, mainot ekstrakcijas metodi, atšķirīgs ir arī gala ekstrakta ķīmiskais sastāvs un aktīvo savienojumu koncentrācijas. Nākamais etaps ir ķīmiskā sastāva skrīnings, ko veicam uz vietas VRI. Izmantojot mikroplašu spektrofotometru mēs nosakām galvenās aktīvo vielu klases (piemēram, fenolus, flavanoīdus, tanīnus, saponīnus u.c.) un to koncentrācijas izstrādātajos ekstraktos. Lai gan mikroplašu lasītājs nesniedz informāciju par konkrētu savienojumu klātbūtni un daudzumu, tā priekšrocība ir iespēja vienlaicīgi analizēt lielu paraugu skaitu. Ar šādu sākotnējo skrīningu varam “izsijāt”, kuros paraugos mūs interesējošās vielu klases pārstāvētas augstākajās koncentrācijās. Pēc rezultātu iegūšanas sniedzam atgriezenisko saiti partneriem “Field and Forest” par to, kuras ekstrakcijas metodes nostrādājušas vislabāk. Pēc tam ekstraktu paraugi tiek tālāk virzīti insektu testiem un augu allelopātiskajiem testiem. Ja testos saņemta zaļā gaisma, ekstraktu pētām padziļināti, pielietojot šķidruma hromatogrāfijas-masas spektrometrijas metodi, lai identificētu un analizētu jau konkrētus ķīmiskos savienojumus. 

Kāpēc ir svarīgi noteikt ekstraktu ķīmisko sastāvu?

LP: Ekstraktu galveno repelences aktivitāti var veidot dažādi augu sekundārie metabolīti, piemēram, flavanoīdi, tanīni. Flavanoīdi ir savienojumi, kas augos veic dažādas regulējošās funkcijas, piemēram, regulē augšanas ātrumu, pigmentāciju, auga dabīgo aizsardzību pret kaitēkļiem un citas funkcijas. Tanīni ir savienojumi, kuru viena no funkcijām ir palīdzēt augam aizsargāties pret sēnīšu un baktēriju infekcijām. Iegūstot ekstraktus pat no iepriekš destilētas biomasas šīs aktīvās vielas tiek pārnestas no auga uz ekstraktu. Nosakot šo savienojumu grupu klātbūtni un koncentrāciju ekstraktos, mēs esam vienu soli tuvāk tam, lai noskaidrotu, kuri savienojumi vai to kombinācijas ir tās, kas veido šo repellento aktivitāti. 

Mikroplates, kurās reaģents jau iekrāsojis paraugus atkarībā no pētāmo vielu klases koncentrācijas tajos. Attēls: VRI
Mikroplates, kurās reaģents jau iekrāsojis paraugus atkarībā no pētāmo vielu klases koncentrācijas tajos. Attēls: VRI

Kas notiek insektu testos? Un kas – augu allelopātiskajos testos?

LP: Insektu testos tiek pārbaudīta izstrādātā ekstrakta repellence uz izvēlētajiem kaitēkļiem (persiku laputs, siltumnīcu baltblusiņas un kāpostu balteņa) – vai mainās kukaiņa uzvedība vai ēšanas paradumi? Augu allelopātisko īpašību testos tiek novērtēts, kā izvēlētie augi (kāpostu un gurķu stādi) reaģē uz izstrādātā repellenta izsmidzināšanu uz tiem – vai augs neizrāda stresa pazīmes? 
Sīkāk par šiem testiem nākošajās ziņās pastāstīs kolēģes no VRI.

Kāda aina paveras zinātniskajā literatūrā – vai bioloģisku kaitēkļu atbaidīšanas līdzekļu izstrāde ir populārs temats? Vai ir viegli iegūt pētījumam noderīgu informāciju?

LP: Pētījumi pasaulē noris, arī informācija ir. Taču jāsaprot, ka, piemēram, pētījumos analizētie ekstrakti tiek iegūti citādākos apstākļos un pielietojot citas metodes. Līdz ar to atšķiras arī rezultāti. Ja pat iegūtās vielu klases ir līdzīgas – proporcijas visticamāk būs citādākas. Līdzīgi kā zāļu izstrādes procesā, bieži preparāta efektu nodrošina nevis viena aktīvā viela, bet vairāku savienojumu sinerģija. Tādēļ jau veiktos pētījumus ir grūti interpretēt un izmantot savā labā, jo ne vienmēr ir zināms, kas tieši atbild par vēlamo efektu. Ārstniecības augu jomā pētījumu ir daudz, tas ir kā mežs, kurā jāizcērt savu taku pašam – taču tas ir interesanti!
Pastāsti ko vairāk par plānotajiem produktiem. Pēc kāda principa repelenti darbosies un kādu kaitēkļu atbaidīšanai tie paredzēti?

LP: Projekta ietvaros izstrādājām atbaidīšanas līdzekļus 3 insektu sugām: persiku laputij (Myzus persicae), siltumnīcu baltblusiņai (Trialeurodes vaporariorum) un kāpostu baltenim (Pieris brassicae). Ideālā gadījumā vēlamies izstrādāt vienu universālu atbaidīšanas līdzekli visiem šiem insektiem. Taču, ja tas neizdosies, izstrādāsim katram kaitēklim savu prototipu. Šobrīd tirgū esošie kukaiņu repelenti darbojas uz fizikālo īpašību pamata. Piemēram, veidojot uz auga lapām atstarojumu, kas padara augu kukainim neuztveramu. Vai radot fizisku barjeru, lai kukainis augā nevarētu iekosties. 

Pētījums tiek veikts projekta “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” (Nr. 1.1.1.1/20/A/096) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.

Vairāk par projektu šeit.
0

Zero-waste – lai arī šis vārdu salikums vedina uz domām par iepirkšanos beziepakojuma veikalos un striktu patēriņa ierobežošanu, šis bioekonomikas koncepts ir īpaši efektīvs, ja to īsteno ražošanas apstākļos. Piemēram, materiālus, kas līdz šim norakstīti kā atkritumi, uzlūkojot kā potenciālas izejvielas inovatīvu produktu izstrādē. Šobrīd Vides risinājumu institūtā dodam  jēgpilnu otro dzīvi mūsu partneru, Baltijas vadošā ārstniecības un aromātisko augu audzētāja “Field and Forest”, ražošanas pārpalikumiem – dažādu augu biomasai. Projekta “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” gaitā no šīs biomasas izstrādājam efektīvus bioloģiskos kaitēkļu repelentus, kurus plānots izmantot kultūraugu aizsardzībai.  Ceram, ka rezultāti būs patiesi atbaidoši! Par to, kā noris pētījums, vairāk stāsta projekta zinātniskā vadītāja Dr. Laura Pastare.

 

Lūdzu, pastāsti, kas ir šie ražošanas “atkritumi” un kāda apstrāde tiem nepieciešama, lai tie varētu kalpot par bāzi bioloģisko repelentu izstrādei!

Dr. Laura Pastare: Tie ir mūsu projekta partnera “Field and Forest” ēterisko eļļu destilācijas blakusprodukti – liels apjoms biomasas, kas destilācijas laikā ticis tvaicēts . Lai arī biomasa atdevusi daļu vērtīgo savienojumu, kas koncentrējušies ēteriskajā eļļā un ziedūdeņos, tā arvien ir pilna ar vērtīgām vielām – tā sauktajiem sekundārajiem metabolītiem. 

Kādu augu destilēšanas pārpalikumus pētāt? Vai par kādiem no tiem jau ir zināms, ka augam piemīt insektiem netīkamas īpašības?

LP: Pētām ekstraktus no trīs augu sugām, ar kurām ikdienā strādā “Field and Forest” – ārstniecības kumelīti (Matricaria chamomilla), ķimeni (Carum carvi) un parasto priedi (Pinus sylvestris). Tautas padomos kumelītes uzlējumi minēts kā līdzeklis ar pretinsektu iedarbību. Gan kumelītes, gan abi pārējie augi ir bagāti ar dažādiem aktīvajiem savienojumiem un sevī glabā lielu potenciālu – kādēļ gan to nepārbaudīt?

Ārstniecības kumelītes un to ēteriskā eļļa. Attēls: SIA

Ārstniecības kumelītes un to ēteriskā eļļa. Attēls: SIA “Field and Forest”


Lai izstrādātu bioloģiskos kaitēkļu atbaidīšanas līdzekļus, nepieciešami pārstrādātās biomasas ekstrakti. Kā tie tiek iegūti un analizēti?

LP: Pārstrādātās biomasas ekstraktus sagatavo projekta partneri “Field and Forest”. Ekstrakti tiek iegūti, variējot dažādus parametrus (biomasas un ūdens attiecība, temperatūra, ilgums), jo, mainot ekstrakcijas metodi, atšķirīgs ir arī gala ekstrakta ķīmiskais sastāvs un aktīvo savienojumu koncentrācijas. Nākamais etaps ir ķīmiskā sastāva skrīnings, ko veicam uz vietas VRI. Izmantojot mikroplašu spektrofotometru mēs nosakām galvenās aktīvo vielu klases (piemēram, fenolus, flavanoīdus, tanīnus, saponīnus u.c.) un to koncentrācijas izstrādātajos ekstraktos. Lai gan mikroplašu lasītājs nesniedz informāciju par konkrētu savienojumu klātbūtni un daudzumu, tā priekšrocība ir iespēja vienlaicīgi analizēt lielu paraugu skaitu. Ar šādu sākotnējo skrīningu varam “izsijāt”, kuros paraugos mūs interesējošās vielu klases pārstāvētas augstākajās koncentrācijās. Pēc rezultātu iegūšanas sniedzam atgriezenisko saiti partneriem “Field and Forest” par to, kuras ekstrakcijas metodes nostrādājušas vislabāk. Pēc tam ekstraktu paraugi tiek tālāk virzīti insektu testiem un augu allelopātiskajiem testiem. Ja testos saņemta zaļā gaisma, ekstraktu pētām padziļināti, pielietojot šķidruma hromatogrāfijas-masas spektrometrijas metodi, lai identificētu un analizētu jau konkrētus ķīmiskos savienojumus. 

Kāpēc ir svarīgi noteikt ekstraktu ķīmisko sastāvu?

LP: Ekstraktu galveno repelences aktivitāti var veidot dažādi augu sekundārie metabolīti, piemēram, flavanoīdi, tanīni. Flavanoīdi ir savienojumi, kas augos veic dažādas regulējošās funkcijas, piemēram, regulē augšanas ātrumu, pigmentāciju, auga dabīgo aizsardzību pret kaitēkļiem un citas funkcijas. Tanīni ir savienojumi, kuru viena no funkcijām ir palīdzēt augam aizsargāties pret sēnīšu un baktēriju infekcijām. Iegūstot ekstraktus pat no iepriekš destilētas biomasas šīs aktīvās vielas tiek pārnestas no auga uz ekstraktu. Nosakot šo savienojumu grupu klātbūtni un koncentrāciju ekstraktos, mēs esam vienu soli tuvāk tam, lai noskaidrotu, kuri savienojumi vai to kombinācijas ir tās, kas veido šo repellento aktivitāti. 

Mikroplates, kurās reaģents jau iekrāsojis paraugus atkarībā no pētāmo vielu klases koncentrācijas tajos. Attēls: VRI

Mikroplates, kurās reaģents jau iekrāsojis paraugus atkarībā no pētāmo vielu klases koncentrācijas tajos. Attēls: VRI

Kas notiek insektu testos? Un kas – augu allelopātiskajos testos?

LP: Insektu testos tiek pārbaudīta izstrādātā ekstrakta repellence uz izvēlētajiem kaitēkļiem (persiku laputs, siltumnīcu baltblusiņas un kāpostu balteņa) – vai mainās kukaiņa uzvedība vai ēšanas paradumi? Augu allelopātisko īpašību testos tiek novērtēts, kā izvēlētie augi (kāpostu un gurķu stādi) reaģē uz izstrādātā repellenta izsmidzināšanu uz tiem – vai augs neizrāda stresa pazīmes? 

Sīkāk par šiem testiem nākošajās ziņās pastāstīs kolēģes no VRI.

Kāda aina paveras zinātniskajā literatūrā – vai bioloģisku kaitēkļu atbaidīšanas līdzekļu izstrāde ir populārs temats? Vai ir viegli iegūt pētījumam noderīgu informāciju?

LP: Pētījumi pasaulē noris, arī informācija ir. Taču jāsaprot, ka, piemēram, pētījumos analizētie ekstrakti tiek iegūti citādākos apstākļos un pielietojot citas metodes. Līdz ar to atšķiras arī rezultāti. Ja pat iegūtās vielu klases ir līdzīgas – proporcijas visticamāk būs citādākas. Līdzīgi kā zāļu izstrādes procesā, bieži preparāta efektu nodrošina nevis viena aktīvā viela, bet vairāku savienojumu sinerģija. Tādēļ jau veiktos pētījumus ir grūti interpretēt un izmantot savā labā, jo ne vienmēr ir zināms, kas tieši atbild par vēlamo efektu. Ārstniecības augu jomā pētījumu ir daudz, tas ir kā mežs, kurā jāizcērt savu taku pašam – taču tas ir interesanti!

Pastāsti ko vairāk par plānotajiem produktiem. Pēc kāda principa repelenti darbosies un kādu kaitēkļu atbaidīšanai tie paredzēti?

LP: Projekta ietvaros izstrādājām atbaidīšanas līdzekļus 3 insektu sugām: persiku laputij (Myzus persicae), siltumnīcu baltblusiņai (Trialeurodes vaporariorum) un kāpostu baltenim (Pieris brassicae). Ideālā gadījumā vēlamies izstrādāt vienu universālu atbaidīšanas līdzekli visiem šiem insektiem. Taču, ja tas neizdosies, izstrādāsim katram kaitēklim savu prototipu. Šobrīd tirgū esošie kukaiņu repelenti darbojas uz fizikālo īpašību pamata. Piemēram, veidojot uz auga lapām atstarojumu, kas padara augu kukainim neuztveramu. Vai radot fizisku barjeru, lai kukainis augā nevarētu iekosties. 

Pētījums tiek veikts projekta “Ēterisko eļļu destilācijas atlikumi kā potenciāla izejviela ilgtspējīgiem augu izcelsmes produktiem ar repelentu iedarbību” (Nr. 1.1.1.1/20/A/096) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.

0

Augi ir kā mazas, videi draudzīgas ķīmisko savienojumu rūpnīcas – nekādu kaitīgo izmešu vai piesārņojuma un pavisam neliels vides resursu patēriņš. Lai šīs “rūpnīcas” izmantotu pilnvērtīgi, pirmkārt, jāzina, ko tajās meklēt. Kādi aktīvie savienojumi mīt augā? Kādas ir to īpašības un potenciālais pielietojums? Otrkārt, lai nekaitētu dabai un padarītu resursu iegūšanu efektīvu, vērts augus “pieradināt” augšanai lauksaimniecības apstākļos. Šobrīd viens no augiem, kuru pētām SIA “Field and Forest”, ir lielā strutene (Chaledonium majus). Projektā gaitā, SIA “Field and Forest” un Vides risinājumu institūtam sadarbojoties ar Latvijas Organiskās sintēzes institūtu, tapusi zinātniskā publikācija starptautiski citējamā žurnālā “Plants” par lielās strutenes alkaloīdu saturu un citotoksisko aktivitāti.

Lai uzzinātu vairāk par publikācijā secināto, aicinājām uz sarunu Latvijas Organiskās sintēzes institūta Farmaceitiskās farmakoloģijas laboratorijas pētnieci Dr. Ingu Sīli un laboratorijas vadītāju Prof. Maiju Dambrovu, kā arī projekta zinātnisko vadītāju Dr. Artu Kronbergu. 

 

Struteņu raža. Attēls: Vides risinājumu institūts.


Struteņu raža. Attēls: Vides risinājumu institūts.


Lai arī sarunas gaitā vairāk pievērsīsimies tieši strutenei, tomēr tā ir tikai viens no augiem, kas pētīts “Pavasara augu” projekta ietvaros. Kādēļ vērts pētīt tieši pavasara augus?

Maija Dambrova: Šī ideja nāca tieši no lauksaimniecības industrijas puses – projekta vadošā partnera, ārstniecības un aromātisko augu ražotāja SIA “Field and Forest”. 


Arta Kronberga:
Jā, tas saistāms ar lauksaimnieku vēlmi un vajadzību izmantot veģetācijas sezonu lietderīgi. Ja līdz šim ierasts, ka kultūraugu raža tiek ievākta vasaras otrajā pusē vai rudens sākumā, audzējot pavasara augus, uz pirmo ražu varam cerēt jau martā, aprīlī. Šādi tiek radīts darbs nozarē strādājošajiem, lietderīgi izmantota tehnika un zeme, kā arī procesa beigās varam iegūt augstas pievienotās vērtības produktu. 

 

Kopumā projektā skatīti 9 augi – gaiļbiksīte (Primula veris), smaržīgā madara (Galium odoratum), parastā zalktene (Daphne mezereum), parastā māllēpe (Tussilago farfara), pļavas silpurene (Pulsatilla pratensis), parastā kreimene (Convallaria majalis), efeju sētložņa (Glechoma hederacea), lielā strutene (Chaledonium majus) un raspodiņš (Alchemilla spp). Kāpēc tieši struteni izvēlējāties pētīt padziļināti?

AK: Tas saistāms strutenes augsto tirgus potenciālu. Strutene tiek komerciāli audzēta citviet Eiropā, taču Latvijā līdz šim nē. Tādēļ tai veicām ne tikai primāro izpēti, bet testējām arī audzēšanas tehnoloģijas.

MD: Strutenē vēl ir daudz, ko zinātniekiem pētīt! Tā ir interesants pētījumu objekts no pašmāju veģetācijas un dzīvesvides izzināšanas viedokļa. Skatoties uz klimata pārmaiņu ietekmi un ar to saistītajām izmaiņām augu ķīmiskajā sastāvā, jāsaprot, ka šis pētījums ir kā konkrēto gadu strutenes ķīmiskā sastāva momentuzņēmums. Tas ataino auga ekstraktu ķīmisko sastāvu konkrēti, piemēram, 2019. vai 2020. gada pavasarī. Laika gaitā aina var mainīties!

 

Viens no aspektiem, kuru pētāt, ir ķīmiskā sastāva (alkaloīdu, flavonoīdu saturs) atšķirības starp savvaļā iegūtu un jau lauksaimniecības apstākļos kultivētu struteņu ekstraktiem. Pastāstiet, kā izvēlējāties, kur ievākt savvaļā augušos paraugus! 

AK: Izvēloties vietas strutenes ievākšanai, ņēmām vērā vairākus aspektus. Pirmkārt, atradnēm jāatrodas pietiekami tālu vienai no otras, lai nodrošinātu ģenētisko daudzveidību. Otrkārt, augu atradnei jābūt pietiekami bagātīgai, lai paraugu paņemšana nebojātu populāciju. Lai apzinātu piemērotākās atradnes, aicinājām talkā sabiedrību – lūdzām cilvēkus ziņot par bagātīgām strutenes atradnēm portālā dabasdati.lv. Pētījumā ietvertās struteņu populācijas nākušas no tādām vietām, kā Ainaži, Sigulda, Jaunalūksne, Viļaka. 

Inga Sīle: Raugoties uz ķīmisko analīžu rezultātiem, vērtīgākie paraugi nākuši no Siguldas.

AK: Interesanti, ka arī efeju sētložņas ar augstākajām aktīvo vielu koncentrācijām ievācām tieši Siguldā!

 

Kādus ķīmiskos parametrus analizējāt abu tipu paraugos? 

IS: Vides risinājumu institūta sagatavotajos strutenes lakstu spirtūdens ekstraktos analizējām ķīmisko sastāvu, uzsvaru liekot tieši uz alkaloīdu kvalitatīvo un kvantitatīvo saturu. Papildus noteicām arī ekstraktos esošos flavonoīdus un to koncentrācijas.

 

Kādi ir pētījuma rezultāti?

IS: Runājot par alkaloīdiem, ekstraktos dominē tie savienojumi, kas jau minēti literatūrā – un tas nav neparasti, tas norāda, ka mūsu pētījuma metodes strādā. Taču, interesanti, ka atkarībā no tā, vai strutenes augušas savvaļā vai kultivētas laukos, atšķiras ekstraktu kvalitatīvais sastāvs. Savvaļas struteņu ekstraktos lielākā koncentrācijā sastopams alkaloīds koptizīns, savukārt kultivēto augu paraugos – helidonīns. Runājot par flavonoīdiem, būtiskas atšķirības to koncentrācijās atkarībā no parauga izcelsmes netika novērotas. 

 

Pētījuma gaitā analizējāt arī paraugu citotoksisko aktivitāti uz dažādām vēža šūnām. Kādi ir secinājumi?

IS: Vērtējām strutenes ekstraktu pretvēža aktivitāti 3 dažādos paraugos  – ādas vēža, aknu vēža un zarnu trakta vēža šūnu līnijās. Šie vēža veidi tika izvēlēti, balstoties uz ziņām no tautas medicīnas. Latviešu tautas ticējumos strutene aprakstīta tieši šo orgānu sistēmu problēmu ārstēšanai. Pētījuma rezultāti liecina, ka augstāka pretvēža aktivitāte ir kultivēto struteņu ekstraktos. Tas skaidrojams ar to, ka alkaloīdi (ķīmiskie savienojumi, kas atbildīgi par citotoksisko aktivitāti) šajos paraugos bija lielākās koncentrācijās. Vislabāk struteņu ekstraktu efekts bija novērojams tieši uz B16-F10 jeb ādas vēža šūnām. 

MD: Tomēr jāņem vērā, ka efektivitāte uz šūnu līnijām laboratorijas apstākļos ir tikai pats pirmais solis. Esam iezīmējuši, ka strutenē esošajiem savienojumiem ir potenciāla pretvēža iedarbība, taču nepieciešama virkne pētījumu, lai apstiprinātu, ka to lietošana medikamentos ir efektīva un droša. Jāsaprot, ka lielās koncentrācijās alkaloīdi ir indīgi, tādēļ strutene ir augs, kuru nedrīkst izmantot, lai pašārstētos. 

 

Lielās strutenes savvaļas un kultivēto paraugu ķīmiskā skrīninga rezultāti. Attēls: projekta komanda.


Lielās strutenes savvaļas un kultivēto paraugu ķīmiskā skrīninga rezultāti. Attēls: projekta komanda.

 

Kā minējāt, tika noteiktas arī flavonoīdu koncentrācijas struteņu ekstraktos. Kāds ir šo ķīmisko savienojumu īpašības un potenciālais pielietojums?

MD: Flavonoīdi ir savienojumi ar antioksidantu aktivitāti. Lietojot tos ikdienā, uzlabojas zarnu mikrobiotas stāvoklis. Flavonoīdiem ir arī pretiekaisuma efekts, un tie īpaši lielās koncentrācijās sastopami ogās, augļos, dārzeņos. Struteņu kontekstā flavonoīdu saturu noteicām, lai izprastu, ko vēl iespējams iegūt no struteņu ekstraktiem, lai ekstrahēšana būtu ekonomiski pamatota. Tātad alkaloīdi ir kā galvenais ieguvums, bet flavonoīdi – bonuss. Ārstniecības augi ir kā aktīvo vielu “groziņi” – dažkārt ir tā, ka augā vairākas aktīvās vielas ir ar vienu un to pašu iedarbību un viena otras efektu pastiprina.

 

Esam noskaidrojuši par potenciālo pretvēža iedarbību. Taču kādiem ārstniecības nolūkiem vēl var izmantot strutenes ekstraktu un tajā atrodamos savienojumus?

IS: Viens no zināmākajiem pielietojumiem, kuru no bērnības droši vien atceras teju katrs, ir kārpu apstrāde. Aptiekās ir nopērkami dažādi strutenes preparāti (tinktūras, balzami) kārpu ārstēšanai. Interesanti, ka Eiropas Zāļu aģentūrā tika veidota monogrāfija par struteni un tās izmantošanu ādas veidojumu ārstēšanā. Tika apskatīta arī strutenes preparātu iekšķīga lietošana pret dispepsiju, vēdera pūšanos. Taču monogrāfija netika apstiprināta, jo trūka datu par drošību – ir nepieciešams veikt pētījumus par to, cik ilgi un kādās koncentrācijās strutenes preparātus drīkst lietot.

MD: Šis ir uzdevums, kuru uzņemties varētu kāds no esošajiem strutenes preparātu ražotājiem – pasūtīt drošības testus regulētos laboratorijas apstākļos. Tas pavērtu iespējas plašākam, drošam strutenes pielietojumam arī citās jomās.

 

Parunāsim nedaudz vairāk par struteņu kultivēšanas agronomisko pusi. Kādi ir galvenie secinājumi par strutenes ieaudzēšanu lauksaimniecības apstākļos?

AK: Strutene viegli padodas audzēšanai un ir ērti novācama ar tehnikas palīdzību. Tas ir svarīgi, jo strutenes ievākšana manuāli lielos apjomos ir bīstama veselībai. Šogad esam novākuši jau 4 strutenes ražas! Biomasas pieaugums ir liels, tātad arī audzēšana ir ekonomiski izdevīga. Tā kā ķīmiskais skrīnings pierāda, ka aktīvo savienojumu kultivēto struteņu ekstraktos ir vairāk, šī ir situācija, kurā visi ir ieguvēji. Šobrīd redzam, ka būtu nepieciešami pētījumi, kādu faktoru ietekmē pieaug ķīmisko savienojumu koncentrācija strutenēs. Viens no literatūrā minētajiem aspektiem ir saules gaisma – ja vairākas nedēļas pirms ražas novākšanas laiks ir bijis saulains, alkaloīdu ir vairāk. Šādu faktoru ir daudz – temperatūras režīms, mitruma režīms, augsnes sastāvs. Izpētot, kādi augšanas apstākļi nodrošina augstākās interesējošo vielu koncentrācijas, varam audzēšanu padarīt maksimāli efektīvu!

MD: Strutenei ir potenciāls, kas ļauj nodrošināt mūsdienīgu lauksaimniecības zemju izmantojumu. Augu, arī strutenes, ekstrakti vienmēr būs produkts ar augstu pievienoto vērtību – šādu produktu izstrāde rada gandarījumu zinātniekiem un ieguvumu ekonomikai! Tā ir zinātne ar jēgu! 

 

Pavasara augu izpēte norisinās projekta “Inovatīvi risinājumi pavasara savvaļas ārstniecības un aromātisko augu audzēšanas tehnoloģijās un izmantošanā” (Nr. 1.1.1.1/18/A/043) ietvaros. Tas tiek īstenots ar Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF),  Darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskās ievirzes pētījumi” atbalstu.

 

Vairāk par projektu iespējams uzzināt šeit.

0

6. oktobrī Vides risinājumu institūta pētnieces Dr. Ieva Mežaka un Dr. Ilva Nakurte viesojās Latvijas Radio 1 raidījumā “Zināmais nezināmajā”, vēstot par sasniegumiem un atziņām, pavairojot savvaļā apdraudētus ārstnieciskos augus. 

Pieprasījums pēc ārstniecības augiem un no tiem iegūtajām izejvielām nemitīgi pieaug. Taču, konkrētām ārstniecības augu sugām savvaļā kļūstot apdraudētām, pastāv risks, ka arī tām unikāļie ķīmiskie savienojumi var kļūt par retumu. Lai saglabātu bioloģisko daudzveidību dabā un nesarautu piegādes ķēdes pārtikas, kosmētikas un farmācijas produktu ražošanā, vērts meklēt inovatīvas metodes apdraudēto augu audzēšanai lauksaimniecības apstākļos. Šobrīd, SIA “Field and Forest” sadarbojoties ar Vides risinājumu institūtu, projekta “Audu kultūru pielietojuma izpēte apdraudēto ārstniecības augu sugu komerciālai pavairošana” ietvaros testējam pavairošanas un audzēšanas tehnoloģijas 3 augiem – Sibīrijas žeņšeņam (Eleutherococcus senticosus Maxim.), parastajai īvei (Taxus baccata L.) un Jūrmalas zilpodzei (Eryngium maritimum L.).

Par to, kādi ir institūta pētnieku pirmie secinājumi, klausies ierakstā!


Apdraudēto ārstniecības augu pavairošanas tehnoloģijas tiek izstrādātas projekta “Audu kultūru pielietojuma izpēte apdraudēto ārstniecības augu sugu komerciālai pavairošanai” (Nr. 1.1.1.1/19/A/083) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros. 

Vairāk par projektu šeit.

0

Jau gadu Ziemeļeiropas vadošais ārstniecības augu audzētājs SIA “Field and Forest” sadarbojas ar Vides risinājumu institūta (VRI) pētniekiem un dabīgās kosmētikas izejvielu ražotāju SIA “Alternative Plants”, lai no pārstrādes atkritumiem izstrādātu jaunus pievienotās vērtības produktus – ādu aizsargājošas un atjaunojošas kosmētikas izejvielas.

Ārstniecības un aromātisko augu pārstrādes procesā rodas liels apjoms blakusproduktu. Kopā ar SIA “Alternative plants” vērsāmies pie VRI pētniekiem, lai, izmantojot biorafinēšanas metodi, vērtētu kādas un cik daudz aktīvās vielas šie ražošanas atkritumi satur un kā tos visefektīvāk ekstrahēt. SIA “Alternative Plants” šajā pētījumā ir ne tikai ārstniecības augu audu kultūru kultivēšanas (in vitro) blakusproduktu piegādātājs. Uzņēmumam ir liela pieredze dabīgās kosmētikas izejvielu ražošanā. SIA “Alternative Plants” pētnieki pētījumā veic no blakusproduktiem iegūto ekstraktu analīzi – drošības pārbaudes un efekta novērtējumu uz cilvēka ādas šūnām.

Ar iegūto ekstraktu novērtējuma gaitu un pirmajiem rezultātiem iepazīstināja SIA “Alternative Plants” pētnieki Anna Ramata-Stunda un Mārtiņš Borodušķis.

SIA “Alternative Plants” pētnieki Anna Ramata-Stunda un Mārtiņš Borudušķis. Attēls: Vides risinājumu institūts.

SIA “Alternative Plants” pētnieki Anna Ramata-Stunda un Mārtiņš Borodušķis. Attēls: Vides risinājumu institūts.

Ko nozīmē augu kultivēšana in vitro, kāpēc kosmētikas industrijas izejvielu izstrādei izmantojat tieši šo tehnoloģiju?

Mārtiņš Borodušķis (M.B.): In Vitro jeb augu šūnu kultivēšana ir augu biomasas audzēšanas tehnoloģija. Ar tās palīdzību, neaudzējot pašu augu, laboratorijas apstākļos iegūstam kosmētikas industrijai interesējošās izejvielas. Sākumā, protams, savvaļā ievācam augu vai tā daļas, tad laboratorijā iegūstam augu cilmes šūnas, no tām tālāk audzējam biomasu. Lielākā priekšrocība šai tehnoloģijai ir iespēja iegūt krietni augstāku aktīvo vielu koncentrāciju, nekā augs tās saražo dabā. Laboratorijā mēs spējam nodrošināt kontrolētus apstākļus – augšanu neietekmē sezonas, laikapstākļi, kā arī nav ārējā piesārņojuma.

No savvaļā ievāktas lapiņas iegūta auga cilmes šūnas jeb nediferencēta šūnu biomasa uz cietās barotnes. Tā ir sākuma stadija, pēc kuras augu šūnu biomasu var pavairot lielākā apjomā. Attēls: Odrija Heinrihsone.

No savvaļā ievāktas lapiņas iegūta auga cilmes šūnas jeb nediferencēta šūnu biomasa uz cietās barotnes. Tā ir sākuma stadija, pēc kuras augu šūnu biomasu var pavairot lielākā apjomā. Attēls: Odrija Heinrihsone.

Kāpēc SIA “Alternative Plants” iesaistījās šajā pētījumā?

Anna Ramata-Stunda (A.R.S.): Mēs vienmēr esam uzsvēruši, ka ražošanas procesā cenšamies būt efektīvi un pret dabas resursiem atbildīgi. Kosmētikas izejvielu ražošanai audzējam augu biomasu, un no tās ekstrahējam mums interesējošos aktīvo vielu savienojumus. Atlikusī biomasa joprojām satur augstu aktīvo vielu koncentrāciju. Sapratām, ka, sadarbojoties ar VRI pētniekiem, no augu biomasas audzēšanas procesa  varam iegūt jaunus produktus. Tādējādi savu ražošanas procesu padarot divreiz efektīvāku.

Augu šūnu biomasas ražošanas process. Attēls: SIA “Alternative Plants”.

Augu šūnu biomasas ražošanas process. Attēls: SIA “Alternative Plants”.

Kur pielietojami ekstrakti un aktīvo vielu savienojumi, kas iegūti no SIA “Field and Forest” ēterisko eļļu ieguves procesa un SIA “Alternative Plants” augu šūnu biomasas ražošanas blakusproduktiem?

A.R.S.: Šajā pētījumā apskatām ārstniecības kumelīšu (Matricaria) ēterisko eļļu ražošanas procesa un trīs ārstniecības augu (Ruiša pūķgalves (Dracocephalum), ērkšķogas (Ribes) un kadiķa (Juniperus)) biomasas ražošanas procesu pārpalikumus. No katras blakusproduktu grupas VRI pētnieki iegūst ekstraktus. Ekstrahēšanas procesā pētnieki eksperimentē ar dažādiem reaģentiem, temperatūrām un citiem faktoriem. Rezultātā iegūstami ekstrakti, kas satur daudzveidīgas aktīvās vielas dažādās koncentrācijās. Mēs šajā pētījumā vērtējam, kā iegūtie ekstrakti reaģē uz cilvēka ādas šūnām. Tādējādi nosakām, kur tie tālāk izmantojami – kādus kosmētikas izejvielu prototipus no tiem iespējams izstrādāt.

Kā nosakāt, kādas kosmētikas industrijā izmantojamas īpašības piemīt ekstraktiem un aktīvajām vielām, kas iegūtas no pētījumā apskatītajām blakusproduktu grupām?

A.R.S.: To darām laboratorijā bioķīmiskos testos uz ādas šūnu kultūrām. Skatāmies, kā iegūtie ekstrakti darbojas, vai tie aizsargā pret UV starojumu, vai veicina šūnu dalīšanos, ražo kolagēnu. Vērtējam antimikrobiālo aktivitāti – vai ekstrakts spēj nomākt baktēriju augšanu. Vēl viens svarīgs faktors, ko vērtējam, ir pretiekaisuma efektivitāte, kas spēj novērst ādas novecošanos un ultravioletā starojuma ietekmē radušos iekaisumus. Veicot testus, cenšamies saprast, kā blakusproduktu ekstrakti var konkurēt kosmētikas izejvielu ražošanas industrijā.

M.B.: Svarīgi ir saprast ne tikai to, kā produkts strādā, bet vai tas ir drošs. Tāpēc pirmos veicam drošības testus. Tajos analizējam, kā ekstrakti ietekmē cilvēka ādas šūnas,  vai tie ir droši un kāda ir to bioloģiskā aktivitāte. Mēs arī vērtējam, kādas ir atbilstošās ekstraktu koncentrācijas un kā ekstraktus ietekmē ultravioletais starojums. Ultravioletā (UV) starojuma testi nepieciešami, lai pārbaudītu, vai starojuma ietekmē nenotiek nevēlama ķīmiska reakcija. Lielisks piemērs dabā ir latvāņu sula. Ja tā uz ādas nokļūst tumsā, tad ādas šūnas netiek ietekmētas, bet, tiklīdz uzspīd saule, rodas ķīmiskais apdegums.

Kādus rezultātus izdevies iegūt pēc pirmajiem aktīvo vielu savienojumu drošības un ietekmes izmēģinājumiem, kurus veicāt uz ādas šūnām?

M.B.: Jau šobrīd veicam drošības un antibakteriālos testus. Esam ieguvuši pirmos rezultātus, bet daļa izmēģinājumu vēl ir priekšā. Pēc tam, kad būsim noskaidrojuši, kuri ekstrakti ādas šūnām ir droši, plānojam uzsākt arī efektivitātes un funkcionalitātes testus.

A.R.S.: Mēs viennozīmīgi redzam, ka spējam no blakusproduktu biomasas izvilkt ekstraktus ar pietiekami interesantu ķīmisko sastāvu. Jau tagad saskatām, ka ekstraktos ir augsta tādu aktīvo vielu koncentrācija, kurām ir augsts potenciāls ādu aizsargājošas un atjaunojošas dabīgās kosmētikas izejvielu ražošanā.

Kāda ir SIA “Alternative Plants” pieredze kosmētikas industrijas produktu izstrādē?

A.R.S.: Jau šobrīd sastrādājamies ar vairākiem dabiskās kosmētikas ražotājiem. Viens no zināmākajiem ir AS “Madara cosmetics”. Pašlaik mēs vēl esam salīdzinoši neliels uzņēmums. Izejvielas kosmētikas ražotājiem mēs piegādājam kilogramos, vidēji 10 kg vienam klientam. Tajā pašā laikā mūsu saražotās izejvielas no produkta kopējā sastāva ir aptuveni 0,5–2%. Tas nozīmē, ka ar mūsu piegādāto izejmateriālu daudzumu klients var saražot lielu apjomu gala produkcijas.

M.B.: Jāņem vērā, ka, kaut arī mūsu ražotās izejvielas ir tikai maza daļiņa no gala produkcijas, tās ir viena no sastāvdaļām, kas nodrošina izstrādātā kosmētikas produkta iedarbību.

Pētījums tiek veikts projekta “Biorafinēšanas pieeja bioloģiski aktīvu kosmētikas izejvielu ieguvei no ārstniecības augu pārstrādes un augu šūnu kultivēšanas blakusproduktiem” (Nr. 1.1.1.1/19/A/075) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.

Vairāk par projektu šeit.

0

Vadošais ārstniecības augu audzēšanas uzņēmums Latvijā SIA “Field and Forest” sadarbojas ar Vides risinājumu institūta (VRI) pētniekiem un izstrādā inovatīvas žeņšeņa un Ķīnas zirdzenes audzēšanas tehnoloģijas. Tālāk iegūtās zināšanas izmantos tēju ražotāji, lai attīstītu jaunus pārtikas produktus.

Žeņšeņs (Panax spp.) un Ķīnas zirdzene (Angelica sinensis) ir vieni no pieprasītākajiem ārstniecības augiem Eiropas Savienībā un citur pasaulē. Līdz šim to galvenais ieguves avots ir bijušas savvaļas augu populācijas. Tas radījis spiedienu uz savvaļas populācijām, lai to mazinātu un apmierinātu ražotāju pieprasījumu pēc šiem augiem, bioloģiskās lauksaimniecības SIA “Field and Forest” eksperti kopā ar VRI pētniekiem meklē iespējas un piemērotākās tehnoloģijas komerciālai augu audzēšanai.

Četru pētniecības gadu garumā pētnieki ieguvuši vērtīgas zināšanas, ko tālāk nodot uzņēmējiem. Pētījumā iegūto rezultātu nozīmību skaidro vadošā pētniece Dr. Arta Kronberga: “pētījuma noslēgumā būs iespējams izstrādāt vadlīnijas, lai iezīmētu svarīgākos soļus žeņšeņa audzēšanā mūsu klimatiskajos apstākļos. Tādējādi uzņēmējiem radām iespēju attīstīt jaunas bioloģiskās lauksaimniecības nišas un produkciju ar augstu pieprasījumu visā pasaulē.”

Vides risinājumu institūtā ārstniecības un aromātisko augu audzēšanas izmēģinājumi un pielāgošana komerciālajai lauksaimniecībai ir augsti attīstīts pētniecības virziens. Abi pētījumā apskatītie augi (žeņšeņs un Ķīnas zirdzene) ir daudzgadīgi, tāpēc, neapstādinot augšanas procesu, pētnieki nevar piekļūt tā vērtīgākajai daļai – saknei. Tas nozīmē, ka ražas ievākšana un tās kvalitātes pārbaude ir iespējama ne ātrāk kā pēc četriem gadiem. Lai vērtētu, kā dažādi audzēšanas faktori ietekmē augu attīstību un ražas kvalitāti pētnieki izmēģinājumus ierīkojuši nelielos prototipēšanas lauciņos, modelējot dažādus audzēšanas apstākļus. Tajos viņi eksperimentē ar dažādām audzēšanas vidēm, piemēram, audzēšanu uz lauka, meža ekosistēmā un zem speciāli izveidotām ēnojuma nojumēm. Pētnieki izmēģina, kā attīstību ietekmē – sēklu diedzēšana, sēšana, stādu stādīšana, kā arī augsnes apstrādes metodes. Pēc ražas ievākšanas pētnieki varēs salīdzināt rezultātus katrā no izmēģinājumiem, atlasot veiksmīgākās audzēšanas pieejas.

Dažādas audzēšanas metodes var tieši ietekmēt augu ķīmiskā sastāva kvalitāti, līdz ar to arī no tiem ražoto produktu kvalitāti. Kaut arī žeņšeņa ražas novākšana plānota tikai 2021. gada rudenī VRI ķīmijas laboratorijā jau veiktas pirmo tā paraugu ķīmiskā sastāva analīzes. Dr. Arta Kronberga skaidro: “rezultāti liecina, ka izmēģinājumos audzētās žeņšeņa populācijas uzrāda augstu aktīvo vielu koncentrāciju. Tā varam būt pārliecināti, ka Latvijas klimatiskajos apstākļos izaudzētais augu materiāls var piegādāt vērtīgas izejvielas tējas pārstrādes uzņēmējiem.”

Ķīmiskā sastāva analīžu rezultāti tēju izstrādātājiem SIA “Bargi” ļauj pārliecināties, ka iegūstams ne tikai garšā patīkams tējas maisījums, bet arī tāds, kas satur vērtīgus aktīvo vielu savienojumus. Līdz šim tējas pārstrādes uzņēmums prototipa izstrādei izmantojis tirgū pieejamus žeņšeņa un Ķīnas zirdzenes paraugus. Secināts, ka pasaules tirgū pieejamo augu izejmateriālu kvalitāte ir ļoti atšķirīga. Piemēram, ne visos importētajos paraugos ir Eiropas Farmakopejā (oficiāls farmaceitisko noteikumu krājums, kas definē kvalitātes standartus farmācijas nozarē) definētais aktīvo vielu savienojumu daudzums.

Dr. Arta Kronberga skaidro, kāpēc VRI izmēģinājumos audzētais augu materiāls ir piemērots tējas maisījumu izstrādei: “Pētījuma gaitā esam izstrādājuši audzēšanas tehnoloģijas, kas ļauj sasniegt augu augstāko potenciālu – maksimālo aktīvo vielu daudzumu. Šāds augu materiāls tējas pārstrādes uzņēmējiem ļauj izstrādāt produktu ar stabilu kvalitāti.”

Inovatīvas žeņšeņa un Ķīnas zirdzenes audzēšanas tehnoloģijas tiek izstrādātas ES Lauksaimniecības fonda lauku attīstībai (ELFLA) Lauku attīstības programmas (LAP) 16.pasākuma Sadarbība 16.2. apakšpasākuma “Atbalsts jaunu produktu, metožu, procesu un tehnoloģiju izstrādei” atbalstītā projekta “Inovatīvu žeņšeņa un Ķīnas zirdzenes audzēšanas tehnoloģiju un pārtikas produktu izstrāde” (Nr. 17-00-A01620-000008) ietvaros.


Vairāk par projektu iespējams uzzināt šeit.

0