SUSTAIN - System for the SUSTAINable Use of Pomaces for Circular Economy and Innovative Products
Finanzierung: Fondazione Caritro
Projektdauer: 11.2024 – 10.2026
Budget: € 129.187,52
Projektziel:
Bei der Herstellung von 100 Litern Wein entstehen etwa 30 Kilogramm Abfall, darunter Traubenschalen, -kerne und -stiele. Diese Menge zeigt, wie wichtig es ist, Methoden für die Aufwertung und Wiederverwendung dieser Nebenprodukte zu finden. Traubentrester eignet sich besonders gut für die Rückgewinnung bioaktiver Substanzen, die auch in anderen Bereichen außerhalb der Agrarindustrie genutzt werden können, beispielsweise in der Medizin.
Das Projekt „SUSTAIN“ zielt darauf ab, verschiedene Moleküle aus Traubentrester zu extrahieren und zu charakterisieren. Besondere Aufmerksamkeit gilt den Polyphenolen. Durch eine detaillierte Analyse sollen Moleküle mit möglichen hemmenden Eigenschaften auf Amyloid-Proteine identifiziert werden. Denn Amyloid-Proteine sind an verschiedenen neurodegenerativen Krankheiten beteiligt, für die es derzeit keine Heilung gibt.
Das Projekt konzentriert sich vor allem auf die Charakterisierung der phenolischen Verbindungen, da die höchsten Konzentrationen dieser Verbindungen in den Trieben, Schalen und Kernen der Trauben zu finden sind. Besonderes Augenmerk wird auf die Untersuchung möglicher Synergien zwischen diesen Verbindungen im Hinblick auf ihren potenziellen medizinischen Nutzen gerichtet. Dazu werden in-vitro- und in-vivo-Tests durchgeführt.
Methodologie:
In einer ersten Phase sammelt das Weingut Zanotelli den Traubentrester und übergibt diesen an das Oenolab der Freien Universität Bozen, das die Extraktion der Moleküle übernehmen wird. In dieser Phase werden innovative Methoden zur Extraktion von Polyphenolen aus Pflanzenteilen entwickelt und bewertet. Anschließend werden das Oenolab und das Labor für NMR-Spektroskopie des Versuchszentrums Laimburg die Molekularstrukturen der aus dem Trester extrahierten Polyphenole mit zwei verschiedenen Geräten analysieren: dem NMR-Spektrometer und dem Massenspektrometer. Im Labor für NMR-Spektroskopie werden die Forschenden des Versuchszentrums Laimburg die Polyphenole einem Magnetfeld aussetzen: Die Reaktion der Atomkerne ermöglicht es ihnen, eine genaue Beschreibung der Molekularstruktur der Polyphenole zu erhalten. Die Forschenden der Freien Universität Bozen werden die Polyphenolmoleküle ionisieren und fragmentieren, um so ein „Massenspektrum“ zu erstellen, das die Identifizierung der chemischen Struktur des Moleküls ermöglicht.
Parallel wird das Labor für Molekularbiologie des Versuchszentrums Laimburg Amyloid-Proteine synthetisieren, die für in-vitro-Wirksamkeitstests benötigt werden. Das Labor für NMR-Spektroskopie wird die Wechselwirkungen zwischen den Amyloid-Proteinen und den aus dem Traubentrester extrahierten Polyphenolen untersuchen. Schließlich wird die Università Politecnica delle Marche in-vivo-Tests, das heißt Tests an Zellkulturen, durchführen, um das Potenzial der extrahierten Polyphenole zu untersuchen.
Das Projekt „SUSTAIN“ besteht aus den folgenden operativen Phasen:
- Entwicklung, Optimierung und Bewertung von Extraktionsmethoden (durch das Oenolab der unibz).
- Charakterisierung der extrahierten Moleküle durch fortschrittliche Techniken wie Massenspektrometrie und NMR-Spektroskopie (durch das Versuchszentrum Laimburg und Oenolab der unibz). Diese detaillierte Charakterisierung ist wichtig, um die chemische Zusammensetzung der extrahierten Verbindungen und ihr nutrazeutisches und pharmazeutisches Potenzial zu verstehen.
- Planung einer Pilot-Extraktionsanlage für eine neue Sortierungslinie, um Traubentrester effizient zu sammeln und dadurch eine konstante und nachhaltige Versorgung mit Rohmaterial für die Extraktion bioaktiver Moleküle zu gewährleisten (in Zusammenarbeit mit dem Weingut Zanotelli)
Erwartete Ergebnisse:
Das wichtigste erwartete Ergebnis des Projekts „SUSTAIN“ ist die Bewertung und Optimierung von Polyphenol-Extraktionsverfahren, um die Gewinnung bioaktiver Moleküle aus Traubentrester, die potentiell von bedeutendem pharmazeutischem Wert sein könnten, zu optimieren. Außerdem soll die Klasse mit der größten Bioaktivität in den Zellmodellen identifiziert werden. Diese Studien könnten den Grundstein für fortschrittliche Forschungsaktivitäten im medizinischen Bereich legen und neue Perspektiven für eine nachhaltige Nutzung von Nebenprodukten aus der Lebensmittelherstellung im Gesundheitsbereich eröffnen.
Projektkoordinator:
Alberto Ceccon, Head of Laboratory of NMR Spectroscopy at Laimburg Research Centre, alberto.ceccon@laimburg.it
Projektpartner:
Freie Universität Bozen, Università Politecnica delle Marche, Weingut Zanotelli
