Raziskave za zagotavljanje varne hrane in zdravja

Na podlagi rezultatov trajnostnega poskusa na poskusnem polju fakultete je bilo zastopanih v kolobarju več poljščin in zelenjadnic v štirih pridelovalnih sistemih in nekaterih drugih poskusov so ocenjen s metodo LCA razlike v pridelkih in kakovostnih parametrih ter njihovem vplivu na okolje. Na področju sadjarstva smo proučevali pridelavo in skladiščenje sadja višje kakovosti kot tudi tehnološke ukrepe v pridelavi in poobiralnih tehnologijah. Razvijali smo nedestruktivne in semidestruktivne metode za spremljanje kakovosti in optimalnega časa obiranja. Na področju vinogradništva je bila proučevana problematika podnebnih sprememb na iskanje podlag, skrajševanja časa dozorelosti sort trt v Podravju in druge dejavnike. V obsežnem delu žlahtnenja so raziskave bile osredotočene na taro, oljne buče in bezeg. Za praktično delo na žlahtnjenju tara so bili objavljeni trije protokoli. Žlahtnjenje oljnih buč (Cucurbita pepo L. subsp. pepo var. styriaca Grebenšč.) je temeljilo na modificirani rekurentni selekciji, genetska variabilnost pa je bila oblikovana z intra in interspecies križanji. Delo na bezgih je temeljilo na interspecies križanjih, ki so vključevala 5 speciesov (Sambucus cerulea, S. ebulus, S. javanica, S. nigra in S. racemosa). Proces žlahtnjenja je bil povezan z analizo variabilnosti sekundarnih metabolitov v ekstraktih socvetij in plodov. Za trajnostno pridelavo voluminozna krme smo proučevali prezimne prekrivne rastline kot krme dosevke v njivskem kolobarju in njihov vpliv na neželene emisije N v podtalju. Raziskave travišč v SV Sloveniji smo poglobili s proučevanjem fragmentacije travišč v kmetijski krajini. Raziskave v segmentu etologija/biologija domačih živali so bile usmerjene na iskanju in pojasnjevanju mehanizmov obnašanja pujskov v zgodnjem obdobju laktacije, laktacije in v poodstavitvenem obdobju. Za proučevanje zmanjšanja obremenitev okolja zaradi uvajanja novih tehnologij obdelave tal in uporabe alternativnih virov energije v rastlinjakih smo uporabili metodologijo računanje okoljskega odtisa – footprint (SPIonWeb). Na področju agrarne ekonomike smo se osredotočili na reševanje vprašanj iz razvoja podeželja (tržnih poti, označbe kvalitete prehranskih izdelkov, socioloških dejavnikov na kmetijah, ekonomskega statusa kmetij). V sklopu varna hrana in zdravje je bila izvedena študija o mehanizmih delovanja probiotičnih bakterij v preprečevanju presnovnega sindroma. Izvedena je bila in vitro laboratorijska študija, k, ki je preučevala mehanizme delovanja probiotičnih/protektivnih bakterij v preprečevanju presnovnega sindroma z uporabo celičnih linij humanega črevesnega epitelija, humanih monocitov/makrofagov in humanih visceralnih preadipocitov. Razvili smo tudi model epitelne celične linije tankega črevesja piščanca in na njem preverili delovanje rastlinskih ekstraktov bogatih z hidrolizirajočimi tanini (optimalna koncentracijo, antioksidativni potencial, biodostopnost in imunološko aktivnost celic).

Generalna strategija raziskav raziskovalnega programa je pridobiti nova temeljna znanja, ki bodo omogočala aplikacijo v spremenjenem okolju zaradi podnebnih sprememb izkoriščanje naravnih potencialov (klimatski pogoji, zemlja, biodiverziteta, ekosistemi,..) ob dobrih agronomskih (genetsko izboljšanje, varstvo rastlin,..) in živinorejskih praksah (dobro počutje živali, ….) pridobiti kakovostno in zdravo hrano za prebivalce naše družbe. Ta znanja se bodo tudi v prihodnje uporabila za zagotavljanje varne hrane v celotni prehrambeni verigi in tako tudi vplivalo na povečano kvaliteto življenja ter doprineslo k trajnostnemu in ekonomskemu razvoju Slovenije ter ugledu slovenske znanstvene in gospodarske sfere v Evropi in svetu.   I. SKLOP: PRIDELAVA IN PREDELAVA HRANE S pridelovalnimi tehnologijami in sistemi, ki omogočajo pridelavo varne hrane pridobljene v zaprtem krogotoku zagotavljajo osnovni postopki s katerimi lahko vplivamo na optimizacijo sonaravnosti, izrabe energije in varnost hrane ob upoštevanju klimatskih sprememb. Z uporabo izvirnih raziskovalnih pristopov, metod in izvirnosti pri obdelavi podatkov bomo pomembno prispevali z rezultati raziskav razvoju znanosti tako na rastlinskem kot tudi na živinorejskem področju kmetijstva Z razvojem novih agrarno ekonomskih metod ter uspešno aplikacijo le-teh na področju ekonomike agroživilstva in razvoja podeželja bomo pomembno prispevali k razvoju znanosti in kmetijske panoge. Razvoj bioloških in etoloških znanj domačih živali ni sledil ostalim, hitreje razvijajočim se področjem znotraj panoge (biotehnologija, prehrana živali, genetika. Človeški posegi v naravni cikel živali zahtevajo poznavanje temeljnih bioloških znanj, ki predstavljajo neprecenljiv znanstveni prispevek na področju biologije sesalcev. Tovrstno znanje je potrebno za razumevanje in uveljavljanje standarda »Dobrega počutja« farmskih živali v živinoreji. Uporaba normalnih celičnih linij intestinalnega trakta v raziskovanju delovanja rastlinskih dodatkov daje našemu delu višjo funkcionalnost in uporabnost glede pričakovanih rezultatov in predstavljajo korak k večji podobnosti z dejansko in vivo situacijo v prebavnem traktu živali. Razvoj hitrih natančnih metod z NIR spektroskopijo in nevronskimi mrežami bo tudi v prihodnje predstavljal pomemben razvoj znanosti s področja kakovosti mesa.   II. SKLOP: VARNA Hrana in zdravje V sklopu hrana in zdravje se bodo pridobila bazična znanja o interakciji probiotičnih bakterij in patogenov, o kolonizaciji in invaziji epitelija. Poznavanje mehanizmov delovanja in njihovega vpliva pri bolezenskih stanjih je še posebej pomembno na celično-molekularnem nivoju. To dognanja so pomembna za preventivne namene in zdravljenje obstoječih in prihodnjih patogenov, ki se prenašajo s hrano. Za mnoga kemijska onesnaževala, ksenobiotike in funkcionalne sestavine v hrani ni znan vpliv na fiziologijo celic in človekovo zdravje in prav tako ne stopnja njihove absorbcije iz hrane. Razvoj in vitro celičnih modelov in validacija njihove uporabe predstavlja pomemben del globalne znanosti in vodi tudi k zmanjševanju uporabe eksperimentalnih živali.

Zastavljene prioritete programske skupine predstavljajo pomemben način pospeševanja znanstvenega in tehnološkega napredka, ki je potreben za dosego izzivov slovenskega (in svetovnega) kmetijstva. Prioritete programske skupine vključujejo več strateških ciljev: - razvoj novih gospodarskih možnosti za slovenske kmetijske pridelovalce, da bi povečali  konkurenčnost kmetijstva, - okrepitev varovanja in ohranjanja naravne in kulturne dediščine v Sloveniji, da bi lahko vzdrževali in povečali kakovost življenja, - nadaljnja prepoznavnost znanja in raziskovalnih dosežkov Slovenije v svetu.     I. SKLOP: PRIDELAVA IN PREDELAVA HRANE Z optimizacijo pridelovalnih sistemov lahko prispevamo ob spremenjenih podnebnih spremembah k večji samooskrbi s hrano, ohranjamo kultivirano krajino, prispevamo k večji kakovosti in varnosti hrane ter zmanjšamo negativne vplive kmetijske pridelave na okolje. Pri tem pa primerna izbira lahko prispeva tudi k večji ekonomski uspešnosti in socialni varnosti prebivalstva. Rezultati raziskav programske skupine na področju poljedelstva, sadjarstva, vinogradništva, žlahtnjenja rastlin, fiziologije hortikulturnih rastlin, ohranjanja biodiverzitete okolja, travnikov in pašnikov, varstva rastlin, razvoja in ohranjanja podeželja, preciznega kmetijstva, sodobne živinoreje ob razvijanju znanstvenih spoznanj s področja etologije in povezovanju s standardi »Animal welfare« farmskih živali imajo pomemben učinek tudi na prenosu znanja v prakso. Vključevanje za slovenske agroekološke razmere primernih alternativnih rastlin pa je lahko potencial za proizvodnjo naravne funkcionalne hrane in inovacije v živilsko predelovalni industriji. Rezultati bodo pripomogli k širjenju interesa za ekološko in trajnostno kmetovanje in predstavljajo ogromen prispevek k inženirskim znanjem na področju kmetijstva in uporabnost v praksi. Raziskovalna tematika ustreza kratkoročnim razvojnim ciljem RS na področju trajnostnega razvoja, samooskrbe ter pridelave zdrave hrane. Slovensko kmetijstvo je (ne)posredno vpeto v življenjsko okolje večine prebivalcev, zato je dokumentirana in sledljiva dejavnost izjemnega pomena za pridelavo neoporečne hrane, za vzpostavitev zaupanja med kmečkim in mestnim prebivalstvom. Poznavanje bioloških/naravnih temeljev živali vključenih v prehranjevalni sistem človeka lahko bistveno pripomore k racionalizaciji reje in ohranjanju okolja, uvajanja rej prilagojenim specifičnim lokalnim razmeram in spodbuja ohranjanje slovenskih avtohtonih in tradicionalnih pasem ter njihovih produktov. Rezultati raziskav bodo pripomogle k pripravi praktičnih aplikacij za določanje kakovosti klavnega trupa ter kakovosti mesa in mesnih izdelkov za nadaljnjo uporabo v industriji, za zagotavljanje varnega in okusnega mesa, za hitre in poceni analize kazalcev kakovosti mesa, za rutinsko testiranje genetskih linij v rejskih in selekcijskih programih.   II. SKLOP: VARNA HRANA IN ZDRAVJE Razvoj celičnih modelov za testiranje toksičnosti in razvoj novih funkcionalnih živil je iz etičnih razlogov nujen, saj ima javnost generalno negativen odnos do testiranja na živalih. S tem ima končni potrošnik manj zadržkov do uporabe ob hkratnem doseganju vseh predpisanih standardov varnosti hrane za uživanje. Razvoj funkcionalnih živil lahko vodi v patentirane formulacije in priložnost za razvoj slovenske prehrambne industrije.