Dynamické změny klimatu i vzrůstající světová populace eskalují nároky na restrukturalizaci skladby potravního koše světové populace. Zásadním trendem ve vyspělých zemích je průběžné zvyšování podílu rostlinných potravin a posupné omezování potravin vyrobených ze živočišných proteinů, jako je maso či mléko. Jedním z klíčových faktorů v tomto kontextu je značná ekologická zátěž resp. uhlíková stopa živočišné výroby (emise skleníkových plynů apod.), ale i vyšší energetické nároky. Jedním z perspektivních, ale s výjimkou sóji dosud jen omezeně využívaných zdrojů rostlinných proteinů jsou vedlejší produkty zpracování semen olejnin, v evropských podmínkách především semen řepky olejky a slunečnice roční. Předkládaný projekt se zaměřil na přípravu proteinových koncentrátů připravených z výlisků a pokrutin získaných ´zelenými´ průmyslovými technologiemi, bez použití (neobnovitelného) hexanu, běžného rozpouštědla při konvenčních průmyslových extrakcích. V laboratorním měřítku bude testováno i použití 2-methyloxolanu, obnovitelného rozpouštědla z lignocelulózových odpadů (např. slupky semen). Proteinové koncentráty získané mokrou extrakcí obsahují až 70% bílkovin, ale také další ko-izolované složky obsažené ve výchozí surovině. Nejde jen o látky s antinutričním účinkem, ale bohužel i o řadu sekundárních metabolitů, jako jsou některé polyfenoly a taniny, jež jsou příčinou nežádoucích pachutí (tzv. off-flavour) zvl. hořké či adstringentní, které mohou být dále vneseny do potravin z proteinových koncentrátů vyrobených. Právě tato skutečnost, tedy nežádoucí senzorické vlastnosti koncentrátů rostlinných proteinů, představuje určitou ´barieru´ pro jejich bezvýhradné přijetí konzumenty jako náhrady živočišných potravin. V rámci Akce COST CA 22161 „Future of plant-based food: Bridging the gap of new proteins and FLAVOURsome (FLAVOURsome)“ je právě tato problematika mezinárodní sítí odborníků komplexně řešena. Navržený projekt je příspěvkem k řešení dané problematiky, v rámci řady průmyslových i laboratorních experimentů bude hledáno optimální nastavení podmínek produkce bílkovinných koncentrátů tak, aby došlo nejen k zachování nutriční jakosti a z technologického hlediska důležitých funkčních vlastností proteinů, ale i k minimalizaci obsahu antinutričních a senzoricky nežádoucích látek. Proteinové koncentráty s optimalizovaným složením poté budou použity k přípravě modelových ´vysokoproteinových´ potravin, fermentovaných (kvas) a tepelně zpracovaných (pečivo či chléb) tak, aby byly zhodnoceny jejich senzorické vlastnosti a zmapován osud zbytkových nositelů off-flavour. Na řešení projektu se bude podílet tým zkušených akademických pracovníků VŠCHT; naplánována již byla i mezinárodní spolupráce s partnery reprezentujícími konsorcium Akce COST 22161. Při řešení se využijí progresivní, moderní technologické postupy. Pro charakterizaci fyzikálně-chemických charakteristik proteinových koncentrátů / mouk a výrobků z nich připravených budou použity špičkové analytické techniky.

1.Zmapování obsahu volného asparaginu zrnech pšenice seté, špaldy, žita, ovsa a vybraných pseudocereálií (pohanka, amarant) a zhodnocení jakostních parametrů. 2. Realizace polních experimentů pro posouzení vlivu agrotechnických praktik cílených na snížení asparaginu u vybraných cereálií a optimalizace. 3. Charakterizace změn metabolomu vybraných odrůd cereálií v důsledku aplikace agrotechnických podmínek vedoucích ke snížení volného asparaginu. 4. Zjištění distribuce asparaginu v mlýnských frakcích a posouzení tvorby aroma sušenek z připravených z mouk se sníženým obsahem asparaginu. 5. Ověření potenciálu vakuového pečení získat senzoricky atraktivní produkty s nízkým obsahem akrylamidu. 6. Charakterizace rekombinantní asparaginasy a optimalizace její produkce 7. Vývoj a validace biosensoru pro rychlý screening volného asparaginu v cereáliích a produktech jejich mlýnského zpracování.

1. Harmonizovat stávající metodiky pro analýzu metabolomu a proteomu v souladu s požadavky/závěry pracovní skupiny WG3 konsorcia AtheroNET a na základě aktivit v rámci WG3 této akci. 2. Pomocí metabolomiky a lipidomiky popsat děje probíhající při akutním koronárním syndromu, cévní mozkové příhodě a rozdíly mezi nimi. 3. Pomocí proteomiky popsat děje probíhající při akutním koronárním syndromu, cévní mozkové příhodě a rozdíly mezi nimi. 4. Pomocí integrace výsledků z analýz metabolomu, lipidomu a proteomu identifikovat narušené/aktivované metabolické dráhy a identifikovat potenciální cíle léčby.

METROFOOD-CZ je jedinečná výzkumná infrastruktura pro oblasti potravin a výživy. Jejím hlavním cílem je provozovat zařízení pro nový interdisciplinární výzkum v oblastech od primární zemědělské výroby, zpracování a technologie potravin, až po kvalitu, autenticitu, bezpečnost a vysledovatelnost potravin, surovin, produktů a doplňků stravy, a tento výzkum podporovat. METROFOOD-CZ poskytuje otevřený přístup nejenom v oblasti využití špičkového přístrojového vybavení pro analýzu zemědělských produktů a potravin, možnosti experimentů na pokusných políčkách a stájích, vývoji nových potravinářských výrobků a testování inovativních technologií, ale nabízí i špičkové odborníky v oblasti agro-potravinářského sektoru a příslušné metrologii.

V potravinách a krmivech se vyskytují různé toxické látky, představující hrozbu pro lidi i zvířata. Některé z těchto sloučenin vytvořil člověk, jiné jsou rostlinného nebo mikrobiálního původu. Mezi nejrozšířenější přírodní toxiny patří mykotoxiny, přičemž fusariové toxiny jsou hlavními kontaminanty obilovin. Nejtoxičtějšími mykotoxiny ze skupiny trichothecenů jsou zejména toxiny T2 a HT2, které způsobují akutní toxicitu i skryté kumulativní účinky. Konjugovaným mykotoxinům v rostlinných potravinách, zejména mono-/oligoglykosidům mykotoxinů, je nyní věnována velká pozornost vzhledem k jejich předpokládané biologické dostupnosti a souvisejícím zdravotním rizikům. Přestože pokročilé analytické metody mohou detekovat volné mykotoxiny, kvantifikace jejich "maskovaných" forem, jako jsou glykosidy, není snadným úkolem; existuje obrovské množství izomerů a chybí vhodné analytické standardy. Cílem projektu je nejen biosyntéza těchto standardů, ale také získání relevantních informací o mikrobiální biotransformaci T2/HT2-(oligo)glykosidů a biologické dostupnosti a toxicitě těchto sloučenin.

Ateroskleróza velkých cév je nejčastější příčinou ischemické cévní mozkové příhody a celosvětově nejčastější příčinou úmrtí a invalidity. Diagnóza karotických aterosklerotických plátů se posunula od čisté kvantifikace stenózy k podrobnější charakterizaci plaků včetně složení plátů a mikroembolizačního potenciálu, což umožňuje přesnější stratifikaci rizika iktu a péče o pacienty. Vývoj omických technologií umožnil metabolomický a lipidomický screening aterosklerotických plaků. Nedávno publikované studie odhalily narušení glutathionových a purinových drah ovlivňujících redoxní homeostázu v aterosklerotických lézích, navíc byly pozorovány zvýšené hladiny lysofosfolipidů, sfingomyelinů a ceramidů. Transkraniální doppler (TCD) je schopen detekovat mikroembolický materiál (plynný i pevný) v intrakraniálních tepnách neinvazivně. Ačkoli jsou tyto mikroemboly klinicky němé, mohou být klinicky důležité, protože indikují zvýšené riziko cévní mozkové příhody nebo kognitivního poklesu. Předpokládáme, že: 1 / metabolom plátu a / nebo plazmy (včetně lipidomu) se významně liší mezi symptomatickými a asymptomatickými karotickými pláty způsobujícími stenózu nad 50%; 2 / metabolom plátu (včetně lipidomu) významně koreluje s detekovanými mikroembolickými signály pomocí transkraniálního Dopplera před karotickou endarterektomií. 3 / metabolom (včetně lipidomu) tromboembolů se u pacientů s kardioembolickou a aterosklerotickou aterosklerózou cévní mozkové příhody liší, zatímco metabolom tromboembolu u pacientů se symptomatickou stenózou karotidy bude korelovat s metabolomem (včetně lipidomu) příslušného nestabilního karotického plátu. Byly získány předběžné údaje a provedeny výpočty velikosti vzorku.

Cílem projektu je vytvoření podmínek pro rychlé spuštění pilotní fáze monitorování spotřeby a používání aromatických látek v potravinách na trhu ČR, v souladu s čl. 20 nařízení (ES) č. 1334/2008. V první fázi bude realizován vývoj a certifikace laboratorních metod pro spolehlivou analýzu 5 vybraných látek určených k aromatizaci potravin (kofein, theobromin, kumarin, pulegon a kys. kyanovodíková) v 5 kategoriích průmyslově vyráběných potravin. Následně proběhne monitoring uvedených látek napříč spotřebním košem tak, aby získaný soubor dat o konzumní spotřebě těchto látek reprezentativní částí populace ČR mohl být předán EFSA. Údaje o dietární expozici konzumentů látkami k aromatizaci potravin umožní predikci jejich vlivu na zdraví a potažmo opatření k ochraně konzumentů i trhu ČR.

Cílem projektu je první náhled do zátěže environmentálními polutanty ve vybraných chovech prasat a otestování, nakolik může tato zátěž ovlivnit reprodukci prasat. V projektu budou vyvíjeny postupy, jak nepříznivé dopady těchto polutantů potlačit. Projekt se soustředí kromě jiných polutantů na polyfluorované a perfluorované alkyly (PFAS). Ty se hojně vyskytují v životním prostředí a pro svou stabilitu jsou označovány jako „věčné chemikálie“. Připravované výrazné omezení používání PFAS v zemích EU tedy nepovede k jejich úplnému vymizení a dopady na zdraví zvířat i lidí budou ještě dlouho přetrvávat. První sonda do českých chovů prasat odhalí, jak významný problém PFAS představují v našich podmínkách. Zároveň projekt poslouží jako východisko pro eliminaci zdrojů případné kontaminace chovů.

1. Optimalizace teplotních režimů pečení pro různé typy pecí: Hlavním cílem je optimalizovat teplotní režimy pečení při dosažení požadovaných organoleptických parametrů pekařských výrobků (včetně minimálního obsahu procesních kontaminantů). Toho by mělo být dosaženo při co nejnižší spotřebě tepla a tepelných ztrátách, včetně ztrát při chlazení výrobků. 2. Vývoj univerzálního modelu a metodiky pro optimalizaci pečení: Na základě optimalizace teplotních režimů bude vytvořen model a metodika pro efektivní pečení chleba a pšeničného pečiva, přizpůsobené pro praktické využití v pekárnách. 3. Vývoj softwaru pro optimalizaci pečícího procesu: Cílem je vytvořit intuitivní, průmyslově ověřený software pro pekárny, který minimalizuje spotřebu energie a zvyšuje efektivitu a produktivitu.

Cílem projektu zaměřeného na ´jedlý hmyz´ je přispět k inovativnímu posílení udržitelnosti potravinářské produkce ČR a poskytnout podporu sledovatelnosti ´od farmy na vidličku´. Zohledněno je nařízení EP a Rady 2015/2283 o nových potravinách i schvalovací procesy EFSA v této oblasti. Klíčovým výzkumným cílem projektu je vývoj souboru moderních laboratorních metod pro identifikaci druhů hmyzu určených pro lidskou spotřebu nebo pro výrobu zpracované živočišné bílkoviny; zahrnuta je i problematika falšování potravin s hmyzem. Komplexně pojaté řešení (aplikovatelné i pro kontrolu krmiv) předpokládá úspěšnou realizaci dílčích cílů - vývoj vzájemně komplementárních metod založených na různých principech: (i) analýza DNA, sekvenace; (ii) proteomika; (iii) metabolomika; (iv) lektinová imunochemie.

Cílem interdisciplinárního projektu je vypracování progresivní strategie bioprospekce rostlinných materiálů, jejichž potenciál, coby zdroje unikátních bioaktivních sloučenin, dosud nebyl plně využit. Výzkum se zaměří na (i) květní odpad při ´indoor´ produkci čnělek šafránu setého, a (ii) květy cíleně pěstované chrpy polní, rostliny mizející z českého ekosystému. Realizována bude multifaktorová optimalizace extrakčního procesu, klíčovými kritérii budou progresivními postupy stanovené fytochemické profily extraktů a spektrum zvolených biologických aktivit. V navazující fázi bude optimalizována technologie nano-enkapsulace bioaktivních složek, tak aby byly získány vysoce funkční komponenty pro výrobu dermokosmetiky s efekty požadovanými cílovým spotřebitelem.

Cílem projektu je, pomocí činností výzkumného centra „Voda“, přispět k lepšímu poznání v oblastech: - budoucích požadavků na vodu v podmínkách a)změny klimatu i b)touto změnou vyvolaných modifikací společnosti, - porovnání budoucích požadavků na vodu s množstvím disponibilní vody ovlivněným klimatickou změnou a určení deficitních území, - vlivu klimatické změny na ekosystémy, vlivu pokračujícího antropogenního ovlivnění vodního a na vodu vázaného prostředí, - vstupů, množství, cest a vlivu znečištění v aktuálních ukazatelích způsobujících nedosažení dobrého stavu vod, - snižování množství a míry znečištění v průmyslových odpadních vodách. Pomocí nových poznatků, zjištěných v rámci činnosti centra a pomocí jejich šíření bude možné přispět k větší resilienci společnosti následujícími způsoby: - přípravou adaptačních i mitigačních opatření, posouzením jejich účinnosti a to jednotlivě, v rámci jejich soustav i v rámci zapojení více jejich druhů, - optimalizací jejich návrhu z hlediska jejich účinnosti i ekonomické efektivnosti, - zlepšením, případně alespoň zachováním dobrého stavu složek životního prostředí v podmínkách změny klimatu. Projekt zajistí řešení aktuálních dlouhodobých výzkumných úkolů, které vyžadují potřebný čas a kapacity. Projekt je zaměřen zvláště na Specifický cíl 1 Programu, tj. zejména na problematiku vodního hospodářství, sucha, zmírňování jeho dopadů na lidská sídla, přírodu a zásobování obyvatelstva vodou. Klade si za cíl, stát se ve své oblasti významným příspěvkem pro vytvoření klimatického balíčku ČR. Věnuje se také ovšem i problematice povodní a to právě se zaměřením na aspekty ovlivnění povodní změnou klimatu. Cílem Projektu je také přispět k naplnění a aktualizaci základních koncepcí na úrovni státu i regionů, zejména Strategie přizpůsobení se změně klimatu, Koncepce ochrany před následky sucha, Národních plánů povodí a Plánů pro zvládání povodňových rizik. Výsledky projektu budou mít odraz také v oblasti legislativní.

Prvním cílem projektu je identifikovat bodové zdroje vnosu perfluoralkylových kyselin (PFAA, včetně PFOA) do antropogenního vodního cyklu. Proto nejprve vyvineme pasivní vzorkovač PFAA pro městské a průmyslové odpadní vody i skládkové výluhy, čímž umožníme managment těchto koncentrovaných zdrojů PFAA před jejich zředěním ve stokové síti a prostředí. Vlastní vzorkovací kampaní popíšeme vliv těchto zdrojů na zátěž PFAA v antropogenním vodním cyklu včetně stokové sítě, ČOV, povrchových vod až po výrobu vod pitných. Dále detailně popíšeme mechanismy odstraňování PFAA na ČOV a pro provozovatele a vlastníky vodohospodářské infrastruktury vytvoříme matematický model, který jim umožní efektivně řešit zátěž PFAA na území ČR.

Asparagin (ASN) je prekurzorem akrylamidu, pravděpodobného lidského karcinogenu, který může vznikat v tepelně zpracovaných potravinách bohatých na škrob jako jsou pekárenské výrobky. Pro omezení dietární expozice konzumentů akrylamidu stanovila Evropská komise (EK) referenční hodnoty (nařízení 2017/2158), při jejichž překročení by měla být producenty potravin uplatněna zmírňující opatření. Jedním z nich je vyběr suroviny s nízkým obsahem volného ASN. Tento parametr, který se dosud běžně nekontroloval, se nyní stává ukazatelem jakosti suroviny určené k tepelnému zpracování. Cílem projektu je vývoj cenově přístupného enzymového testu pro rychlý screening hladin ASN v potravinářských surovinách bez použití nákladné instrumentální analýzy. Test se uplatní při zajištění bezpečnosti potravin.

Cílem projektu je zajištění produkce kvalitního a bezpečného máku. Pro tento účel budou optimalizovány technologické procesy využívané při jeho posklizňovém zpracování, konkrétně (i) čištění surového máku a (ii) tepelná stabilizace. Oba procesy budou komplexně hodnoceny z hlediska osudu reziduí pesticidů a opiových alkaloidů. Při termostabilizaci bude posuzován nejen vliv různých podmínek na koncentrace nežádoucích látek ve výsledném produktu, ale sledována bude i desaktivace lipas, které zhoršují senzorické vlastnosti máku a oxidační produkty lipidů (trvanlivost). Aplikace opatření popsaných v „Ověřené technologii“, hlavním výstupu projektu, přispějí nejen k uspokojení požadavků obchodních partnerů a spotřebitelů v ČR, ale podpoří i konkurenceschopnost komodity na světovém trhu.

Cílem projektu je vývoj nových materiálů schopných eliminovat endotoxiny a mykotoxiny z gastrointestinálního traktu monogastických zvířat. Mykotoxiny jsou palčivý problém, napříč celým agrárním sektorem již několik dekád. Problematika endotoxinů v krmivech rezonuje poslední roky a nabývá na významu. Obě skupiny toxinů působí v zemědělské prvovýrobě značné ekonomické ztráty. Projekt dá šanci vzniknout zcela unikátní kombinaci látek na přírodní bázi (jílovité materiály a uhlíkaté materiály - biouhel), které budou aktivovány s cílem zvýšit afinitu k hospodářsky významným myko a endotoxinům. Na projektu se bude podílet konsorcium složené ze špičkových pracovišť v čele s firmou Addicoo Group, která je dlouhodobě jedním z předních lídrů ve vývoji krmných doplňků pro hospodářská zvířata.

Cílem jsou nové produkty z obnovitelných zdrojů v návaznosti na strategii oběhového hospodářství využívající ekologicky šetrné technologie řešící jednotlivé prvky EGD týkající se aktuálních společenských a ekologických problémů. Efektivní využití odpadů pocházejících ze zemědělství, živočišné výroby či lesnictví i různých vyřazených staveb, elektrozařízení a plastů k získávání biostimulantů ze zeleného hydrolyzátu z živočišných odpadů, zemědělské rekultivace skládek směsným biouhlem s biostimulanty pro rychle rostoucí dřeviny, nové biopesticidy pro náhradu chemických pesticidů; katalyzátory pro syntézu petrochemických látek z etanolu na bázi lignocelulózových materiálů, ropné produkty z kompletní recyklace plastů, zelená energie opětovným využitím vyřazených solárních panelů atd.

Cílem projektu je, pomocí činností výzkumného centra „Voda“, přispět k lepšímu poznání v oblastech: - budoucích požadavků na vodu v podmínkách a)změny klimatu i b)touto změnou vyvolaných modifikací společnosti, - porovnání budoucích požadavků na vodu s množstvím disponibilní vody ovlivněným klimatickou změnou a určení deficitních území, - vlivu klimatické změny na ekosystémy, vlivu pokračujícího antropogenního ovlivnění vodního a na vodu vázaného prostředí, - vstupů, množství, cest a vlivu znečištění v aktuálních ukazatelích způsobujících nedosažení dobrého stavu vod, - snižování množství a míry znečištění v průmyslových odpadních vodách. Pomocí nových poznatků, zjištěných v rámci činnosti centra a pomocí jejich šíření bude možné přispět k větší resilienci společnosti následujícími způsoby: - přípravou adaptačních i mitigačních opatření, posouzením jejich účinnosti a to jednotlivě, v rámci jejich soustav i v rámci zapojení více jejich druhů, - optimalizací jejich návrhu z hlediska jejich účinnosti i ekonomické efektivnosti, - zlepšením, případně alespoň zachováním dobrého stavu složek životního prostředí v podmínkách změny klimatu. Projekt zajistí řešení aktuálních dlouhodobých výzkumných úkolů, které vyžadují potřebný čas a kapacity. Projekt je zaměřen zvláště na Specifický cíl 1 Programu, tj. zejména na problematiku vodního hospodářství, sucha, zmírňování jeho dopadů na lidská sídla, přírodu a zásobování obyvatelstva vodou. Klade si za cíl, stát se ve své oblasti významným příspěvkem pro vytvoření klimatického balíčku ČR. Věnuje se také ovšem i problematice povodní a to právě se zaměřením na aspekty ovlivnění povodní změnou klimatu. Cílem Projektu je také přispět k naplnění a aktualizaci základních koncepcí na úrovni státu i regionů, zejména Strategie přizpůsobení se změně klimatu, Koncepce ochrany před následky sucha, Národních plánů povodí a Plánů pro zvládání povodňových rizik. Výsledky projektu budou mít odraz také v oblasti legislativní.

Kratom a nové synteticky připravené fytokanabinoidy jako je HHC, THCP a další, se staly velmi výrazným fenoménem posledních let. Všechny produkty obsahující tyto látky jsou prodávány bez jakéhokoli omezení a vznikla tak velmi početná základna uživatelů. I přes plánovanou kontrolu těchto látek lze očekávat vysoké množství akutně intoxikovaných, kteří mohou být ovlivněni během řízení motorových vozidel. Aktuálně však nejsou k dispozici terénní testy průkazu intoxikace ze slin a dopravní policie tak nemá nástroj kontroly a následných sankcí takto ovlivněných řidičů. Projekt tento problém řeší jak vytvořením certifikovaných terénních testů pro předběžný průkaz akutní intoxikace, tak i konfirmačního nástroje pomocí certifikovaných metod kvantifikace těchto látek v krevní plasmě metodou LC-MS.

V současné době stále více narůstá spotřeba nelegálních omamných a psychotropních látek (OPL) napříč celou společností. Tím vyvstává nutnost rychlé a přesné analýzy zadržených OPL přímo v terénu. Pro tyto účely již existují různá řešení např. v podobě vybarvovacích testů (např. NIK testy), Ramanovy spektrometrie, či přenosných FTIR spektrometrů. Každá z těchto metod má však své limity a proto jsou snahy nalézt univerzálnější řešení. Jako vhodnou alternativou těchto metod se nabízí NIR spektrometrie, která by umožnila bez destrukce vzorku podat kvalitativní a kvantitativní výsledky měření v řádu sekund, a to bez nutnosti manipulace se vzorkem či jeho předúpravy, bez nutnosti investic do spotřebního materiálu a rovněž by umožnila také provádět analýzy přes transparentní obaly.