PN-III-P2-2.1-PED-2021-2001

PROIECT PHYTOFEED  631PED

Furaje functionale bogate in compusi fitochimici pentru obtinerea oualor functionale

    Codul proiectului: PN-III-P2-2.1-PED-2021-2001

    Rezumat

    Oul este considerat unul dintre alimentele perfecte ale naturii si este consumat consumat de secole în întreaga lume. Gălbenușul de ou este o sursă importanta de compuși nutritivi și non-nutritivi importanți pentru sănătatea umană și este cunoscut faptul ca dieta găinilor influențează compoziția gălbenușului. Procesul de depreciere incepe imediat dupa ouat si continua pe intreg lantul dintre ferma si consumator. Majoritatea datelor disponibile privind stabilitatea oxidativă nu includ metode de incetinire a degradarii antioxidanților lipofili (carotenoizi, tocoferol, retinol) din ouăle crude în timpul depozitării sunt rareori menționate în literatura științifică, dar sunt considerate o adevărată problemă de către producătorii de ouă. Activitatea lor este strâns legată de terminologia „ouălor proaspete”, iar o stabilitate crescuta a antioxidanților in matricea lipidică duce la un prelungirea termenului pentru  ouăle de calitate A. Din categoria fructelor de pădure, murele, zmeura, afinele si altele sunt fructe consumate de oameni sub forme proaspete, congelate sau procesate, dar utilizarea extractelor ca ingrediente functionale in furajele animalelor de ferma este o practica putin exploatata in prezent. Coprodusele rezultate din procesarea fructelor sunt surse promițătoare de antioxidanți valoroși și prin includerea în rețetele animalelor de ferma se poate contribui la dezvoltarea unor furaje funcționale cu scop de a imbunatati profilul antioxidant al produselor de origine animală. Soluția problemei prezentate este de a dezvolta strategii nutritionale care includ frunze ale fructelor de padure ca suplimente funcționale pentru a obține ouă de masă cu proprietăți funcționale: antioxidanți lipofili (carotenoizi, tocoferol, retinol) cu stabilitate oxidativă crescută în timpul depozitării. Capacitatea antioxidanta crescută a ouălor va avea consecințe pozitive în întârzierea procesului de peroxidare a lipidelor și prelungirea stabilității antioxidanților lipofili.

    Obiectivul proiectului este de a elabora strategii nutritionale bazate pe folosirea unor ingrediente furajere functionale (coproduse ale industriei alimentare), care sa asigure un status oxidativ imbunatatit al produselor de origine animala cu efecte in intarzierea aparitiei reactiilor de oxidare si cresterea stabilitatii antioxidantilor liposolubili in timpul depozitarii

    Consortiul proiectului

    Coordonator (CO) - INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU BIOLOGIE SI NUTRITIE ANIMALA - IBNA BALOTESTI

    Partener (P1) - UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRONOMICE SI MEDICINA VETERINARA

    Partener (P2) - AVICOLA LUMINA SA

 

    Etapa 1. Studii experimentale și analitice privind integrarea componentelor principale individuale implicate în integrarea coproduselor din industria alimentară in alimentației găinilor ouătoare, pentru a asigura un status oxidativ îmbunătățit a produsului de origine animală (ouă de masă).

 

    Selecția și caracterizarea analitică a frunzelor aparținând familiei „fructe de padure”

    In vederea identificarii celor mai potrivite surse naturale de antioxidanti din categoria fructelor de padure, au fost selectate o serie de plante sub forma de frunze, srot sau tescovina, rezultate ca sub/co produse ale industriei alimentare: frunze de catina, frunze de zmeur, frunze de mur, frunze de coarne, frunze de soc, frunze si tescovina de coacaze, frunze si tescovina de macese, frunze si tescovina de aronia.

    Caracterizarea fitoaditivilor din punct de vedere al potentialului antioxidant, s-a efectuat folosind trei metode diferite de apreciere a activitatii antioxidante: DPPH, ABTS, TAC metoda fosfomolibdenica. In vederea determinarii profilului antioxidant lipofil, au fost considerati pentru determinari analitice, trei izomeri ai tocoferolului si 5 carotenoizi. Pentru determinarea profilului antioxidant hidrofil, au fost considerate: determinarea polifenolilor totali, determinarea concentratiei de flavonoide, determinarea profilului polifenolic. Pentru evaluarea abilitatii antioxidantului de a inhiba oxidarea lipidica indusa, au fost efectuate studii in vitro pe sisteme model relevante (carne).

     Pentru selectarea celui mai valoros coprodus din punct de vedere al compușilor bioactivi precum antioxidanții și contracararea peroxidării lipidelor a fost realizata o analiza multicriteriala aplicand Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA).

     In urma aplicarii MCDA, cele mai mari scoruri au  fost inregistrate pentru frunzele de coarne, aronia, macese si srotul de aronia, doua dintre acestea urmand a fi incluse in structura retetelor furajere destinate gainilor ouatoare.

     Diseminare

     Comunicari stiintifice:

     Predescu N. C., Stefan G., Untea A. E., Saracila M., Goran V. G., Papuc C., BIOACTIVE COMPOUND CONCENTRATIONS AND ANTIOXIDANT ACTIVITIES OF SOME BERRY LEAVES, Poster la The 21st International Conference "Life Sciences for Sustainable Development" Cluj-Napoca, 15-17 September 2022.

     Premii si medalii obtinute in cadrul saloanelor internaționale:

     Diploma de excelenta si medalia de argint pentru proiectul PED 631 „Furaje functionale bogate in compusi fitochimici pentru obtinerea oualor functionale (PHYTOFEED), la Salonul Internațional de Invenții și Inovații "Traian Vuia" Timișoara, 10 octombrie 2022.

     Diploma de excelenta si medalia de aur pentru proiectul PED 631 „Furaje functionale bogate in compusi fitochimici pentru obtinerea oualor functionale (PHYTOFEED), la Salonul Internaţional al Cercetării Ştiinţifice, Inovării şi Inventicii PRO INVENT 2022, 26 - 28 octombrie 2022, la Sala Polivalentă BT Arena, Cluj Napoca.

  

   

   Etapa 2. Validarea principalelor componente individuale (la scară de laborator) prin evaluarea efectului noilor furaje funcționale asupra întârzierii reacțiilor de oxidare și prelungirea stabilității oxidative a antioxidanților lipofilici din ouă in timpul depozitarii

 

  Etapa a doua a proiectului PED 631, a debutat cu organizarea unui experiment pe gaini ouatoare in care au fost testate 4 surse vegetale in ordinea punctajelor obtinute in urma aplicarii analizei multicriteriale realizate in cursul primei etape. Au fost considerate frunzele de coarne, frunzele de aronia, frunzele de macese si srotul de aronia. Suplimentele administrate nu au influentat consumul mediu zilnic al animalelor sau greutatea medie a oualor. Intensitatea la ouat a inregistrat valori semnificativ superioare pentru toate loturile experimentale comparativ cu lotul martor si in consecinta, valorile consumului specific au avut diminuari semnificative, date care conduc la concluzia ca cele patru solutii nutritionale nou propuse au avut ca prim efect obtinerea unor performante de productie imbunatatite comparativ cu lotul control.

  In ceea ce priveste parametrii fizici ai oului, de remarcat faptul ca intensitatea culorii indica srotul si frunzele de aronia ca fiind foarte eficiente in pigmentarea culorii galbenusului de ou. Compozitia chimica a galbenusului de ou marcheaza influenta pozitiva a srotului de aronia asupra concentratiilor de acizi omega 3 cat si o scadere marcanta a raportului Ω6/Ω3 comparativ cu celelalte loturi studiate.

  Cinetica compusilor antioxidanti din ou a fost studiata din punct de vedere al capacitatii antioxidante, aratand ca pentru probele de galbenus de ou depozitate timp de 28 de zile la temperatura de refrigerare, toate suplimentele administrate au fost mai eficiente in mentinerea stabilitatii oxidative, comparativ cu lotul martor. Studiul degradarii polifenolilor totali a indicat srotul de aronia ca fiind cea mai eficienta sursa vegetala pentru a mentine stabilitatea antioxidantilor hidrosolubili in timpul depozitarii. Studiul stabilitatii antioxidantilor liposolubili a fost axat asupra degradarii xantofilelor (luteina), frunzele de aronia prezentand valori minime ale procentelor de degradare si degradarii vitaminelor (A si E) caz in care srotul de aronia si frunzele de maces au dovedit eficienta maxima.

  Evaluarea proceselor oxidative a fost studiata prin monitorizarea produsilor primari si secundari de peroxidare lipidica, toate loturile studiate, suplimentate cu subproduse ale fructelor de padure (frunze si srot) au fost eficiente in incetinirea aparitiei proceselor oxidative in timpul depozitarii oualor, comparativ cu lotul martor.

  Valorificarea si diseminarea rezultatelor

 

2 lucrari stiintifice publicate in reviste indexate ISI

• Vlaicu, P. A., Untea, A. E., Varzaru, I., Saracila, M., & Oancea, A. G. (2023). Designing Nutrition for Health—Incorporating Dietary By-Products into Poultry Feeds to Create Functional Foods with Insights into Health Benefits, Risks, Bioactive Compounds, Food Component Functionality and Safety Regulations. Foods, 12(21), 4001. IF 5.2
• Untea, A. E., Varzaru, I., Saracila, M., Panaite, T. D., Oancea, A. G., Vlaicu, P. A., & Grosu, I. A. (2023). Antioxidant Properties of Cranberry Leaves and Walnut Meal and Their Effect on Nutritional Quality and Oxidative Stability of Broiler Breast Meat. Antioxidants, 12(5), 1084. IF 7.

4 comunicari stiintifice sustinute sub forma de prezentari orale

• Untea, A.E., Oancea, A.G., Vlaicu, P.A., Varzaru, I., Saracila, M. Bioaccessibility of phytochemicals from blackcurrant (Ribes nigrum L.) by-products during in vitro digestion and the antioxidant potential evaluation on counteracting the in vitro induced lipid peroxidation. 17th International Symposium of Biology and Animal Nutrition, IBNA Balotesti, Romania, 29th September 2023.
• Vlaicu, P.A., Untea, A.E., Saracila, M., Varzaru, I., Oancea, A.G. Comparative study on phytochemical profiles and antioxidant capacity of black elder (Sambucus nigra L.), produced in different geographic area in Romania. 17th International Symposium of Biology and Animal Nutrition, IBNA Balotesti, Romania, 29th September 2023.
• Varzaru, I., Untea, A.E., Saracila, M., Oancea, A.G., Vlaicu, P.A. Screening of selected berries leaves for bioactive components and their related antioxidant activities. 17th International Symposium of Biology and Animal Nutrition, IBNA Balotesti, Romania, 29th September 2023.
• Saracila, M., Varzaru, I., Oancea, A.G., Vlaicu, P.A., Untea, A.E. Potential use of co and by products of black chokeberry (Aronia Melancarpa) as source of antioxidant in animal nutrition. 17th International Symposium of Biology and Animal Nutrition, IBNA Balotesti, Romania, 29th September 2023.

2 comunicari stiintifice sustinute sub forma de prezentari poster

• Vlaicu, P.A., Saracila, M., Untea, A.E., Oancea, A.G., Predescu, N.C. In vitro studies on potential utilization of rosehip leaves in poultry nutrition as source of bioactive compounds with antioxidant activity. The First International Conference on Antioxidants: Sources, Methods, Health Benefits and Industrial Applications, Barcelona, Spain, 10–12 May 2023.
• Saracila, M., Vlaicu, P.A., Oancea, A.G., Untea, A.E., Predescu, N.C. Phytochemical analysis and in vitro antioxidant potential of black chokeberry pomace (Aronia melanocarpa L.) as by-product. The First International Conference on Antioxidants: Sources, Methods, Health Benefits and Industrial Applications, Barcelona, Spain, 10–12 May 2023.

Premii si medalii obtinute

Medalia de Argint - European exhibition of creativity and innovation, 15 th Edition, EuroInvent, 13 May 2023, Iasi, Romania.

 

 Etapa 3. Validarea modelului de laborator in conditiile producției intensive de ouă. Experimentarea într-o hală industrială a efectelor noilor furaje funcționale asupra întârzierii reacțiilor de oxidare și prelungirea stabilității antioxidanților lipofilici din ouăle depozitate

In urma rezultatelor experimentale obtinute in cadrul celei de a doua etape a proiectului, a fost realizata o noua analiza multicriteriala, pe baza careia a fost selectata cea mai eficienta sursa vegetala rezultata ca subprodus din exploatarea fructelor de padure, pentru a fi transferata la oparatorul economic, in vederea testarii. Srotul de aronia,  subprodus vegetal rezultat de la producerea sucului de aronia, a fost considerat pentru includerea la nivel macro in ratiile gainilor ouatoare, in ferma comerciala a partenerului 3 din proiect. Pentru testarea aditivului furajer transferat catre SC Avicola Lumina SA (partener 3), de la coordonatorul INCDBNA- IBNA Balotesti, s-au folosit doua hale experimentale, cu conditii de crestere si microclimat identice. Rezultatele experimentale obtinute privind consumul mediu zilnic de furaje si procentul mediu zilnic de ouat nu au diferit semnificativ intre cele doua loturi aflate in experiment.

                                            

Rezultatele analitice obtinute in cadrul microtestului desfasurat in cursul etapei a IIa, au fost reproductibile la scara macro in ceea ce priveste  influenta pozitiva a srotului de aronia asupra concentratiilor de acizi omega 3 cat si scaderea marcanta a raportului Ω6/Ω3 comparativ cu lotul M.

Cinetica compusilor antioxidanti din ou a fost studiata din punct de vedere al stabilitatii antioxidantilor liposolubili. La finalul experimentului, concentratiile de luteina si zeaxantina au fost semnificativ crescute sub influenta srotului de aronia, comparativ cu lotul martor. Dupa 28 de zile de depozitare a oualor la temperatura camerei, concentratii crescute de luteina, astaxantina si zeaxantina, au fost regasite la lotul experimental, rata de degradare a acestora fiind imbunatatita cu pana la 50% comparativ cu lotul M. La finalul experimentului, nu s-au inregistrat diferente semnificative intre loturile studiate in ceea ce priveste continutul total de vitamina E cat si vitamina A. Timpul de depozitare a afectat semnificativ ambele loturi aflate in experiment, degradarea tocoferolilor fiind semnificativ incetinita, cu pana la 17% comparativ cu lotul M.

Valorificarea rezultatelor prin diseminarea acestora in publicații științifice la nivel național și internațional.

 

3 lucrari stiintifice publicate in reviste indexate ISI

• Untea, A. E., Oancea, A. G., Vlaicu, P. A., Varzaru, I., & Saracila, M. (2024). Blackcurrant (Fruits, Pomace, and Leaves) Phenolic Characterization before and after In Vitro Digestion, Free Radical Scavenger Capacity, and Antioxidant Effects on Iron-Mediated Lipid Peroxidation. Foods, 13(10), 1514.
• Varzaru, I., Oancea, A. G., Vlaicu, P. A., Saracila, M., & Untea, A. E. (2023). Exploring the Antioxidant Potential of Blackberry and Raspberry Leaves: Phytochemical Analysis, Scavenging Activity, and In Vitro Polyphenol Bioaccessibility. Antioxidants, 12(12), 2125.
• Saracila, M.; Untea, A.E.; Oancea, A.G.; Varzaru, I.; Vlaicu, P.A. (2024). Comparative Analysis of Black Chokeberry (Aronia melanocarpa L.) Fruit, Leaves, and Pomace for Their Phytochemical Composition, Antioxidant Potential, and Polyphenol Bioaccessibility. Foods, 13.

4 lucrari stiintifice publicate in reviste indexate BDI

• Untea, A. E., Varzaru, I., Saracila, M., Vlaicu, P. A., Oancea, A. G., Panaite, T. D. (2024). Cranberry Leaves as Feed Additive in Poultry Nutrition: Effects on Performance and Oxidative Stability. Scientific Papers Animal Science and Biotechnologies, Timisoara, 57(1), 30-35.
• Oancea, A. G., Saracila, M., Vlaicu, A., Varzaru, I., Untea, A., Dragomir, C. (2024). Nutritional Characterization of White Grape Pomace: Potential Feed Additive in Ruminants’ Nutrition. Scientific Papers Animal Science and Biotechnologies, Timisoara, 57(1), 21-29.
• Saracila M., Panaite T.D., Untea, A. E. (2024). Dietary Supplementation with Sea Buckthorn Meal Alone and in Combination with Bilberry Leaves: Assessment of Growth Performance, Health Status and Intestinal Microflora in Broiler Chickens, Archiva Zootechnica, 27(1), 131-145.
• Ștefan G., Roșu P.M., Papuc C., Tașbac B. A., Predescu N. C., Evaluating The In Vitro Antioxidant And Antimicrobial Activity Of Cornelian Cherry Leaf Extracts, Lucrări Ştiinţifice Medicină Veterinară Vol. LVII (2), 2024, Timişoara, (In Press)

 

 

 

Cerere de brevet

 

Saracila M., Untea A.E., Varzaru I., Vlaicu P.A., Oancea A. Rețetă furajeră pentru găini ouătoare cu efect în menținerea stabilității nutrienților din gălbenușul de ou pe timpul depozitării, cerere nr. A/00266; 2419 / 23.05.2024

7 comunicari stiintifice sustinute sub forma de prezentari orale

• Predescu N. C., Stefan G., Goran G. V., Badea E.,  Papuc C. A comparative assessment of antioxidant activity of leaves and fruits extracts of some forest berry plants, Poster la Life Sciences Today For Tomorrow" International Congress, section Veterinary Medicine, Iasi, 19-20 October 2023.
• Predescu C. N., Papuc C., Stefan G., Sărăcilă M., Untea A. E., Vlaicu P. A., Antimicrobial and antioxidant effects of liposome-encapsulated functional compounds from some forest berry leaf extracts on mayonnaise, poster presentation la a 13-a ediție a Congresului și Expoziției Internaționale privind progresele în Fizica Aplicată și Știința Materialelor (13th International Advances in Applied Physics & Materials Science Congress & Exhibition – APMAS), în perioada 10-18 octombrie 2023, Oludeniz, țara Turcia.
• Predescu C. N.; Stefan G.; Goran G. V.; Roșu P. M.; Untea E. A.; Sărăcilă M.; Papuc C., Characterization of Rosa canina leaf extracts with different polarity for bioactive compound and antioxidant activity, online comunication la 6th ISEKI E-Conference "Food Production Based on Food Safety, Sustainable Development and Circular Economy", ONLINE 22nd of 24th of November 2023.
• Ștefan G., Roșu P.M., Papuc C., Tașbac B. A., Predescu N. C., Evaluating The In Vitro Antioxidant and Antimicrobial Activity of Cornelian Cherry Leaf Extracts, Timisoara, Multidisciplinary Conference On Sustainable Development, 30- 31 May 2024, Poster Presentation.
• Predescu N. C., Stefan G., Roșu P. M., Goran G. V., Sărăcilă M., Untea A. E., Papuc C., Effect Of Some Polyphenol-Rich Extracts Obtained from Forest Berries with Antioxidant Potential on Linoleic Acid Emulsion, 19th Food Colloids Conference 2024, Using Colloid Science To Find New Sustainable Solution In Food, 14-18 Aprilie 2024.
• Predescu N. C.,  Bandoc R.-E., The Effect of Feeds Added With Berry Leaf Extracts Against Oxidative Stress in Laying Hens, Simpozionul Studentilor MV, Section I. Veterinary Medicine – Preclinical Sciences, 16 Mai 2024.
• Predescu N. C.,  Gaman G.-I., The Effect of Berry Leaf Additive Feed on Eggs Quality, Simpozionul Studentilor Mv, Section I. Veterinary Medicine – Preclinical Sciences, 16 Mai 2024.

 

 

 

 

Lucrari de licenta

Efectul furajelor fortificate cu frunze de fructe de padure pentru combaterea stresului oxidativ la gainile ouatoare, student Raluca-Elena Bandoc, coordonator conf. Univ. Dr. Nicoleta Corina Predescu, 2024.

Efectul furajelor aditivate cu frunze de fructe de pădure asupra ouălor, student Gabriela-Irina Gaman, coordonator conf. Univ. Dr. Nicoleta Corina Predescu, 2024.