DEFINIREA NECESITĂŢII AGENTULUI ECONOMIC ȘI A OBIECTIVELOR PROPUNERII DE PROIECTPrezentarea tehnologiei moderne disponibile la agentul economic, care face obiectul propunerii de proiectLa agentul economic HOFIGAL se produce o diversitate de uleiuri vegetale prin tehnologia de presare la rece (http://www.hofigal.eu/lista_produse.php?lang=_de&id=4), printre produsele noi aflându-se şi uleiul de armurariu.Datoritǎ avantajelor deosebite pe care le are presarea la rece, aceasta este consideratǎ ca alternativǎ optimă pentru obţinerea uleiurilor. Presarea la rece constă în extracţia mecanică a principiilor active fără a aplica o temperatură de încălzire externă, ceea ce determină menţinerea proprietǎţilor principiilor active prin evitarea unor temperaturi extreme şi a unor solvenți cu impact de mediu ridicat. La nivelul agentului economic, drept instalaţii de presare se folosesc atȃt dispozitive achiziţionate de la producători de prestigiu în domeniu, cum ar fi EGON KELLER GMBH & CO. KG, cȃt și instalaţii de presare de concepţie proprie. Instalaţiile de presare pentru obţinerea uleiurilor din seminţe de plante de concepţie proprie HOFIGAL prezintă marele avantaj ca au un sistem de rǎcire cu apă a masei presate, ceea ce face ca temperatura uleiului care iese din presă și implicit a masei de presare, să nu fie mai mare de aproximativ 38 °C. Acest lucru este deosebit de important deoarece, după cum se știe, foarte multe molecule sau macromolecule, de importanţă biologică se pot degrada cu ușurinţă la temperaturi ridicate. Este cert faptul ca se obţine o calitate mai bună în cazul uleiului folosind instalaţia HOFIGAL de presare la rece, deoarece proporţia de compuși bioactivi rǎmași nedegradaţi este mult mai mare, comparativ cu alte sisteme de presare uzuale, după cum reiese din descrierea uleiurilor comercializate de către HOFIGAL. Din motive ce ţin de confidenţialitatea unor procese de fabricaţie nu vom prezenta schema instalaţiei de presare la rece de concepţie HOFIGAL și, de asemenea, nu vom intra în detalii în ceea ce privește funcţionarea sa.Identificarea și detalierea necesității agentului economic și a problemelor derivate din aceasta, ce urmează a fi soluţionate în urma derulării proiectuluiArmurariul, mai precis fructele de armurariu sunt utilizate ca supliment nutrițional în Europa, Asia, SUA, datorită conţinutului în acizi grași, și, în acelasi timp, ca și remediu pentru patologiile hepatice (ciroză, hepatită alcoolicǎ, steatoză hepaticǎ, hepatită viralǎ) în principal pe baza efectelor datorate conţinutului în silimarină. Complexul de compuși din care este constituită silimarina (compușii principali fiind silibina, silidianina, silicristina, diasteroizomerii lor și taxifolinul) este un antioxidant puternic de aproximativ 10 ori mai eficient decât vitamina E şi poate îmbunǎtǎţi, în mod radical, sistemul de apǎrare celulară. In același timp complexul de silimarină are un potenţial chemoterapeutic important, existȃnd date care susţin eficienţa utilizării sale în inhibarea proliferărilor tumorale [1-3]. Datele de literatură susţin că seminţele de armurariu conţin între 1- 3,5 % silimarină [4-6]. Intrucȃt prin tehnologia de presare la rece în uleiul de armurariu trece doar o cantitate redusă de compuși care formează complexul de silimarină, restul ramȃnȃnd în reziduul solid obţinut (subprodus), eficientizarea valorificării superioare a resursei vegetale implică necesitatea formulării unor variante tehnologice de extracţie a complexului silimarină.In prezent subprodusul rezultat la obţinerea uleiului de armurariu prin presare la rece, la HOFIGAL, este de ordinul tonelor/an, cu perspective imediate de a ajunge la zeci de tone/an. Pentru HOFIGAL un interes deosebit îl prezintă valorificarea superioară a subprodusului rezultat la obţinerea uleiului de armurariu, prin extracţia din acesta a unui amestec de compuși, în care proporţia de silimarină să fie de cel puţin 50%. Un astfel de extract poate fi folosit pentru producerea unor preparate fitofarmaceutice cu eficacitate deosebită. Este cunoscut faptul că flavonolignanii de tip silimarină pot fi degradaţi de sucul gastric și au o absorbţie destul de scazută în tractul digestiv de ordinul 20- 50% [7], iar creșterea concentraţiei acestora în preparatele fitofarmaceutice determină o creștere apreciabilă a efectului lor terapeutic [8].HOFIGAL este interesat în valorificarea subproduselor rezultate în procesul de producţie din motive economice [9, 10] dar si pentru a fi în acord cu legislaţia europeană care a stabilit cǎ depozitarea deșeurilor nu este sustenabilă, impunȃnd o reducere a nivelului acestora pȃna în 2016 cu 35% faţa de nivelul anului 1995 (directiva 1999/31/EC privind depozitarea deșeurilor).In literatură sunt descrise o serie de procedee de obţinere a unor concentrate de silimarină din fructe de armurariu sau din subprodusul rezultat la obţinerea uleiului, unele dintre acestea fiind bazate pe utilizarea unor solvenţi cu inflamabilitate mare (hexan, fracții petroliere uşoare) [11]. Silimarina poate fi extrasă din fructele de armurariu și prin utilizarea apei calde până la 100 °C [12], sau prin extracţia cu apă la temperaturi de 40-60 °C, după un prealabil tratament al masei din care se face extracţia cu o soluţie de 1,5% acid sulfuric [13]. Se obţin rezultate foarte bune și la extracţia cu CO2 supercritic [14, 15]. In condiţiile în care se dorește eficientizarea procesului tehnologic și creșterea valorificării resurselor existente, introducerea de noi tehnologii (de exemplu, de tip fluid supercritic) cu instalaţii și protocoale complicate, sau care necesită investiţii financiare deosebite, nu reprezintă o alternativă viabilă pentru agentul economic.In ideea utilizării resurselor existente și a creșterii valorii adăugate a produselor obţinute din sursa vegetală de armurariu, HOFIGAL are nevoie de: 1) profilul de compoziţie și nivelul de concentraţie a complexului silimarină din subprodusul rezultat la obţinerea uleiului de armurariu; 2) metode de extracţie eficientă a silimarinei din subprodusul studiat, avantajoase economic, folosind diverse sisteme de extracţie; 3) tehnologia necesară de prelucrare a subprodusului în vederea obţinerii unui extract cu un nivel ridicat de silimarină; 4) metode de control analitic al procesului tehnologic de prelucrare a subprodusului și a concentratului de silimarină; 5) instruire de personal în domeniul tehnologiilor de extracţie a silimarinei, a metodelor de control analitic al procesului de extracţie și al produsului final rezultat. Impactul estimat urmare a derulării cu succes a proiectului- Impactul estimat la nivel economic.Cantităţile de subprodus rezultat la obţinerea uleiului de armurariu la HOFIGAL sunt în prezent de ordinul tonelor/an, cu perspective de a crește la zeci de tone/an în viitorul imediat, ceea ce justifică pe deplin dezvoltarea unei tehnologii de preparare a unui concentrat de silimarină din subprodusul studiat. Estimarea creșterii valorii adăugate obţinute pentru concentratul de silimarină este prezentată în figura de mai sus. Pornind de la cifrele din 2015 și estimatul 2016, respectiv 2020, aplicȃnd randamentele de extracţie de la momentul curent, respectiv cele care se vor obţine prin aplicarea noilor tehnologii, rezultă evidentul impactul pozitiv al noilor tehnologii de valorificare a subprodusului, asupra agentului economic. In plus dacă studiile efectuate în cadrul proiectului confirmă o activitate antiproliferativă suficient de mare a concentratului de silimarină obţinut, acesta va putea fi utilizat la prepararea unor produse fitofarmaceutice noi, cu activitate antitumorală.- Impactul estimat la nivel de mediuPe baza aplicării rezultatelor acestui proiect la nivelul agentului economic, noile tehnologii de extracție ce utilizează un consum scăzut de solvent vor contribui la creșterea eco-sustenabilității întregului ciclu de viață al fito-produsului final (supliment nutriţional formulat/extract/băutură/aliment etc.). În ceea ce privește legislaţia Uniunii Europene, Directiva 2008/98/CE stabilește cadrul juridic pentru tratarea deșeurilor în cadrul comunității, cu accent pe prevenirea efectelor adverse cauzate de generarea și gestionarea deșeurilor. Conform acestei directive trebuie încurajată exploatarea co-produselor în vederea reconsiderării termenului de deșeu. Mai mult, în anul 2012 Comisia Europeană a adoptat strategia pentru bioeconomie ce vizează tranziția economiei către o utilizare durabilă a resurselor naturale și a celor regenerabile.Conform Strategiei Naţionale de Prevenire a Deşeurilor 2014-2020, România are ca obiectiv reducerea deşeurilor de la 189,5 milioane tone în anul 2008 la 186,8 milioane tone în anul 2020. Proiectul va putea contribui la realizarea acestui obiectiv.- Impactul estimat la nivel social si al stării de sănătate a populaţieiConcentratul de silimarină obţinut în cadrul proiectului va fi folosit de HOFIGAL la producerea de noi suplimente alimentare și preparate fitofarmaceutice, cu eficacitate mult crescută. Aceste produse se vor folosi în special pentru prevenirea și tratarea afecţiunilor ficatului, dar și în alte domenii, de ex., prepararea de produse cosmetice. Intensificarea colaborării mediu academic - agent economic și a training-ului efectuat de personalul specializat de la HOFIGAL va duce la: a) o creștere apreciabilă a calităţii activităţilor de cercetare și dezvoltare de produs, efectuate de agentul economic, care dispune de aparatură modernă, performantă; b) valorificarea adecvată a experienţei în cercetare și a cunoștinţelor știinţifice pentru personalul din mediu academic.Perioada de execuţie a proiectului: 30.09.2016 - 01.10.2018.Valoarea proiectului: 460.000 lei.Bibliografie[1] Singh, R., Agarwal, R., Mechanisms and preclinical efficacy of silibinin in preventing skin cancer, EuropeanJournal of Cancer, 2005, 41:1969–1979. [2] Zi, X., Mukhtar, H., et al., Novel cancer chemopreventive effects of a flavonoid antioxidant silymarin: inhibition of mRNA expression of an endogenous tumor promoter TNF alpha, Biochemical and Biophysical ResearchCommunications, 1997, 239:334–339.[3] Zi, X., Zhang, J., et al., Silibinin up-regulates insulin-like growth factor-binding protein 3 expression and inhibits proliferation of androgen-independent prostate cancer cells. Cancer Research,2000, 60:5617–5620.[4] Leung, A. Y., Foster, S., Encyclopedia ofCommon Natural Ingredients Used in Food, Drugs, and Cosmetics, 2ndEd. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1996, 366-368.[5] Hackett, E.S., Twedt, D.C., et al., Journal of Veterinary Internal Medicine, 2013, 27:10–16.[6] Aggarwal, B., Shishodia, S., Biochemical Pharmacology,2006, 71:1397-1421.[7] Pharmacopoea Europaea (Ph. Eur.) 2007.[8] Robbers, J.E., Tyler, V.E., Tyler's Herbs of Choice: The Therapeutic Use ofPhytomedicinals, Haworth Herbal Press, New York, 1999.[9] Galanakis, Ch.M., editor, Food Waste Recovery: Processing Technologies and Industrial Techniques, Academic Press, London, 2015.[10] Baiano, A., Recovery of Biomolecules from Food Waste – A Review, Molecules, 2014, 19: 14821-14842.[11] Brevete: US 4368195A (1983), US 20110027396 A1 (2011).[12] Barreto, J.F.A., Wallace, S.N., Carrier, D.J., Clausen, E.C., Extraction of nutraceuticals from milk thistle: I. Hot water extraction, Applied Biochemistry and Biotechnology,2003, 108(1):881-889.[13] Subramaniama, S., Vaughn, K., et al., Pretreatment of milk thistle seed to increase the silymarin yield: An alternative to petroleum ether defatting, Bioresource Technology, 2008, 99 (7): 2501–2506.[14] Tuğba, H., Gürü, Ç. M., Extraction of oil and silybin compounds from milk thistle seeds using supercritical carbon dioxide, The Journal of Supercritical Fluids, 2015, 100: 105–109.[15] Rahal, N.B., Barba, F.J., et al, Supercritical CO2 extraction of oil, fatty acids and flavonolignans from milk thistle seeds: Evaluation of their antioxidant and cytotoxic activities in Caco-2 cells, Food and Chemical Toxicology,2015, 83: 275-282.