Opracowanie innowacyjnych produktów na bazie suszu z ekologicznie uprawianej soplówki jeżowatej (Hericium erinaceus) o wysokich parametrach jakościowych i funkcjonalnych

1. Zespół B+R realizujący operację:

   Prace badawczo-rozwojowe będzie prowadził Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu (UEP). W skład zespołu wejdą m.in.: Marta Ligaj (dr hab. nauk ekonomicznych w zakresie towaroznawstwa, Instytut Nauk o Jakości UEP, dotychczas kierownik 3 projektów B+R), Sylwia Sady (dr nauk o zarządzaniu i jakości, Instytut Nauk o Jakości UEP), Bogdan Pachołek (dr hab. nauk ekonomicznych w zakresie towaroznawstwa, Instytut Marketingu UEP, dyrektor ds. produktów spożywczych w Centrum Badań i Rozwoju Produktów Spółki Celowej UEP Sp. z o.o.). Prace badawczo-rozwojowe będą prowadzone również u Lidera projektu.
   W skład zespołu wejdą m.in.: Marek Siwulski (prof. nauk przyrodniczych, specjalista hodowli grzybów jadalnych i leczniczych, Wydział Rolnictwa, Ogrodnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu), Alina Matuszak-Flejszman (prof. nauk społecznych, dyrektor Instytutu Zarządzania UEP, Kierownik Katedry Zarządzania Jakością, praktyk we wdrażaniu systemów zarządzania jakością, środowiskiem i bezpieczeństwem, ekspert ds. nauki i gospodarki NCBiR), Alfred Błaszczyk (prof. UEP, dr hab. nauk ekonomicznych w zakresie towaroznawstwa, Instytut Nauk o Jakości UEP, technolog ds. produkcji, ekspert ds. nauki i gospodarki w NCBiR), inż. Wojciech Dopierała (specjalista ds. technicznych, doświadczenie zawodowe we wdrażaniu nowych produktów oraz rozwiązań technicznych w firmie Novazym).

2. Doświadczenie Zespołu B+R:

   - ocena wpływu warunków hodowli soplówki jeżowatej na jej właściwości (Siwulski i Sobieralski, 1998; Siwulski i in. 2009; Siwulski i Zawirska-Wojtasiak, 2007)
   - ocena właściwości przeciwbakteryjnych substancji naturalnych (Ligaj i in. 2020)
   - ocena aktywności przeciwutleniającej z wykorzystaniem metod elektrochemicznych (Ligaj i in. 2021)
   - ocena aktywności przeciwutleniającej wytłoków aronii (Sady, Błaszczyk i in. 2021)
   - produkty uboczne przetwórstwa owoców w projektowaniu żywności (Pachołek, 2019)
   - badania nad skutecznością i efektywnością systemów zarządzania (Matuszak-Flejszman, 2019)
   - autorski system zarządzania środowiskowego (Matuszak-Flejszman, 2016)
   
   Projekt bazuje na wynikach badań wskazujących na szeroki zakres prozdrowotnych właściwości soplówki jeżowatej (Jiang i in. 2016, Diling i in. 2017a, b, He i in. 2017, Li i in. 2018, Hetland i in. 2020, Yang i in. 2021). W projekcie zamierza się również wykorzystać wyniki badań dotyczące przeciwdrobnoustrojowego oddziaływania zimnej plazmy (Katsigiannis i in. 2022, Veereana i in. 2022), która będzie stosowana do dekontaminacji hali uprawowej i do dezynfekcji pilotażowej linii technologicznej przeznaczonej do produkcji suszu i produktów na bazie suszu.

3. Wykaz prac i rezultatów B+R operacji:

   W ramach operacji zaplanowane zostały prace rozwojowe dotyczące następujących obszarów:
   - opracowanie innowacyjnego sposobu ekologicznej uprawy 4 odmian soplówki jeżowatej (kontrolowane warunki uprawy, modyfikacja podłoża, dezynfekcja pomieszczeń hodowlanych), certyfikowane badania owocników
   - opracowanie aplikacji ułatwiającej rolnikowi optymalizację warunków uprawy soplówki jeżowatej (w wyniku realizacji operacji zostanie opracowana aplikacja komputerowa, bazująca na wykorzystaniu oprogramowania Excel, będącego narzędziem umożliwiającym obsługę arkuszy kalkulacyjnych oraz analizę wprowadzonych danych, co umożliwi rolnikowi monitorowanie wysokości plonowania soplówki jeżowatej w zależności od warunków uprawy, zamierza się osiągnąć wzrost plonowania o co najmniej 30% w porównaniu do obecnie stosowanych w gospodarstwie rolnika warunków uprawy)
   - opracowanie konstrukcji prototypu urządzenia do mikrokapsułkowania wytłoków z aronii z modułem do dezynfekcji
   - optymalizacja technologii mikrokapsułkowania wytłoków z aronii z wykorzystaniem suszenia rozpyłowego, - opracowanie i wdrożenie pilotażowej linii produkcji ekologicznego suszu z owocników soplówki jeżowatej (prototypy urządzeń: suszarka, młynek, wyposażonych w moduły do dezynfekcji),
   - zaprojektowanie i wdrożenie autorskiego zintegrowanego systemu zarządzania bezpieczeństwem żywności, jakością i środowiskiem,
   - opracowanie dwóch innowacyjnych ekologicznych produktów zawierających w swoim składzie susz z owocników soplówki jeżowatej standaryzowany na zawartość β- i α-glukanów oraz mikrokapsułki z wytłoków aronii.

4. Metodologia badawcza:

   - ocena wpływu warunków uprawy na wysokość plonowania i zawartość związków biologicznie aktywnych będzie obejmowała wprowadzenie do uprawy 4 odmian, które będą hodowane w zmiennych warunkach temp. i wilgotności na zróżnicowanych podłożach na bazie trocin oraz produktów ubocznych, m.in. łuska ziaren kawy, wytłoki roślin; w owocnikach zostanie wykonane oznaczanie właściwości przeciwutleniających z zastosowaniem metod DPPH i ABTS w technice QUENCHER, indeksu elektrochemicznego z wykorzystaniem technik woltamperometrycznych oraz β- i α-glukanów z użyciem testów enzymatycznych i metod spektrofotometrycznych; owocniki 4 odmian zostaną ocenione pod względem jakości sensorycznej metodą profilowania sensorycznego;
   - optymalizacja przygotowania mikrokapsułek z liofilizowanych wytłoków z aronii z otoczką na bazie skrobi kuzu i inuliny będzie obejmowała optymalizację i walidację procesu wytwarzania mikrokapsułek z wykorzystaniem statystycznych metod projektowania eksperymentu (DOE); dobrane zostaną parametry mikrokapsułkowania takie jak temperatura, stężenia surowców; analizie poddane zostaną: wielkość mikrokapsułek, zawartość wody oraz właściwości przeciwutleniające (metody DPPH, ABTS, woltamperometryczne), czystość mikrobiologiczna; uzyskane mikrokapsułki zostaną scharakteryzowane przy pomocy takich metod jak: termiczna (DSC), obrazowanie SEM, spektroskopia FTIR oraz dializa (uwalnianie bioaktywnych substancji);
   - optymalizacja warunków przygotowania suszu z owocników soplówki jeżowatej o wysokich parametrach jakościowych będzie obejmowała ocenę wpływu temp. i czasu suszenia oraz wykorzystania zjawiska elektroporacji i zimnej plazmy na właściwości antyoksydacyjne suszu (badania metodą DPPH i ABTS), indeks elektrochemiczny, zawartość glukanów i jakość mikrobiologiczną;
   - optymalizacja przygotowania produktów na bazie suszu z owocników soplówki jeżowatej i mikrokapsułek z wytłoków z aronii o wysokich parametrach jakościowych i funkcjonalnych będzie obejmowała oznaczanie właściwości przeciwutleniających (metody DPPH i ABTS), indeksu elektrochemicznego z wykorzystaniem technik woltamperometrycznych, β- i α-glukanów, liczby drobnoustrojów; badania zostaną wykonane dla produktów po ich wyprodukowaniu oraz w trakcie badań przechowalniczych w celu ustalenia stabilności ich parametrów jakościowych i funkcjonalnych.



Laboratorium

Źródło: archiwum własne

5. Wykaz innowacji będących rezultatem operacji:

   a) Innowacje produktowe:
   - gama 4 odmian soplówki jeżowatej, w tym 3 nowe, dotychczas nieuprawiane odmiany, które zostaną scharakteryzowane pod względem: zawartości β- i α-glukanów, aktywności przeciwutleniającej, profilu cech sensorycznych;
   - standaryzowane na zawartość β- i α-glukanów owocniki soplówki jeżowatej wytypowane do produkcji suszu i produktów na bazie suszu charakteryzujące się, w porównaniu do dotychczas uprawianych o 30% niższą zawartością zarodników pleśni w owocnikach, wyższą o co najmniej 20% zawartością β- i α-glukanów, wyższą o co najmniej 15% aktywnością przeciwutleniającą;
   - standaryzowany na zawartość β- i α-glukanów susz z owocników soplówki jeżowatej, który w porównaniu do standardowych metod produkcji, będzie się charakteryzował wysokim stopniem czystości mikrobiologicznej (redukcja liczby pleśni i ogólnej liczby drobnoustrojów w suszu o co najmniej 30%, E. coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella nieobecne w 10 g suszu), wzrostem zawartości β- i α-glukanów o co najmniej 10%, wzrostem aktywności przeciwutleniającej o co najmniej 10%;
   - standaryzowany na zawartość β- i α-glukanów kapsułkowany susz z soplówki jeżowatej, który w porównaniu do standardowo wytwarzanego, będzie charakteryzował się wysokim stopniem czystości mikrobiologicznej (E. coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella nieobecne w 25 g zmielonego suszu), zawartością β- i α-glukanów wyższą o co najmniej 30%, aktywnością przeciwutleniającą wyższą o co najmniej 25%;
   - standaryzowany na zawartość β- i α-glukanów produkt zawierający kapsułkowany susz z soplówki jeżowatej i mikrokapsułki z wytłoków z aronii, który w porównaniu do standardowo wytwarzanego, będzie charakteryzował się wysokim stopniem czystości mikrobiologicznej (E. coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella nieobecne w 25 g zmielonego suszu), zawartością β- i α-glukanów wyższą o co najmniej 25%, aktywnością przeciwutleniającą wyższą o co najmniej 30%.
   b) Innowacje technologiczne:
   - innowacyjny sposób ekologicznej uprawy soplówki jeżowatej poprzez odpowiedni dobór podłoży uprawowych, kontrolowanie warunków uprawy i włączenie systemu oczyszczania środowiska hali uprawowej z wykorzystaniem generatorów zimnej plazmy, co pozwoli na redukcję liczby pleśni w powietrzu hali uprawowej o co najmniej 50%, redukcję ogólnej liczby drobnoustrojów w powietrzu hali uprawowej o co najmniej 60%, wzrost wysokości plonowania o co najmniej 30%;
   - innowacyjna technologia produkcji ekologicznego suszu z owocników soplówki jeżowatej z wykorzystaniem pilotażowej linii produkcyjnej zawierającej opracowane prototypy urządzeń (suszarka i młynek wyposażone w moduł do dezynfekcji) oraz generator PEF zapewni następujące korzyści: podniesienie biodostępności związków aktywnych, wysoki stopień bezpieczeństwa mikrobiologicznego (redukcja liczby pleśni i ogólnej liczby drobnoustrojów w suszu o co najmniej 30%, E. coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella nieobecne w 10 g suszu), możliwość standaryzacji produktów na zawartość β- i α-glukanów;
   - innowacyjna technologia wytwarzania ekologicznych produktów na bazie suszu z soplówki jeżowatej z wykorzystaniem pilotażowej linii produkcyjnej zawierającej opracowane prototypy urządzeń (kapsułkarka wyposażona w moduł do dezynfekcji) zapewni następujące korzyści: wysoki stopień bezpieczeństwa mikrobiologiczngo (E. coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella nieobecne w 25 g zmielonego produktu, możliwość uzyskania jednorodnych struktur mikrokapsułek o średnicy 20-50 mikrometrów, możliwość standaryzacji produktów na zawartość β- i α-glukanów, możliwość produkcji stabilnych produktów o wysokiej funkcjonalności.
   c) Innowacja organizacyjna:
   W spółce Mykoherbals zostanie wprowadzone usprawnienie w zakresie zarządzania dotyczące zapewnienia wysokiej jakości procesów i produktów oraz minimalizowania negatywnego wpływu na środowisko. Innowacja będzie obejmowała procesy dotyczące projektowania i realizacji działań, w ramach których będą powstawały innowacyjne produkty,czyli susz z owocników soplówki jeżowatej i produkty na bazie suszu.
   Zostanie zastosowana jedna z najnowszych koncepcji zarządzania przedsiębiorstwem. Istota innowacji polega na kompleksowym podejściu do zarządzania zasobami przedsiębiorstwa poprzez integrację komponentów wchodzących w jego całość, w spójny system zarządzania jakością, bezpieczeństwem i środowiskiem pozwalający na maksymalne ograniczenie roli człowieka w tych procesach, która powinna się ograniczać do procesów decyzyjnych. W koncepcji tej wykorzystano i połączono poszczególne elementy składowe znanych już wcześniej koncepcji zarządzania, w tym m.in. koncepcji Business Process Reengineering (BPR), której istotą jest gruntowna przebudowa procesów zachodzących w przedsiębiorstwie w celu poprawy efektywności jego funkcjonowania.
   Kolejną wdrożoną koncepcją będzie koncepcja zarządzania TQEM (Total Quality & Environmrnt Management), której istota polega na zarządzaniu organizacją w taki sposób, aby każdy aspekt działalności był realizowany z uwzględnieniem spojrzenia projakościowego i prośrodowiskowego. Warto także zwrócić uwagę na elementy koncepcji Green Lean Management, której autorzy wskazywali na konieczność odchudzonego zarządzania organizacją. Celem jej jest unikanie marnotrawstwa oraz dążenie do racjonalizacji funkcjonowania organizacji oraz wykorzystania posiadanych zasobów. Wszystko to będzie uwzględniało działania mające na celu minimalizowanie negatywnego wpływu na środowisko. Zastosowane zostaną autorskie metody zarządzania opierające się między innymi na wykorzystaniu narzędzi z zakresu Green Lean Management, jak: 5S, FMEA, QFD, VSM. Zastosowanie w firmie Wnioskodawcy autorskiego systemu zarządzania obejmować będzie określone zaprojektowanie zachodzących w nim procesów w celu opracowania obowiązujących procedur i stosowanych narzędzi kontroli i monitorowania w taki sposób, aby zarządzanie działalnością operacyjną w ramach realizacji procesów przebiegało sprawnie i efektywnie.
   Takie podejście zwiększy efektywność działalności Mykoherbals, ponieważ poszczególne działy będą wykonywały określone procedury zarządcze w większości bez konieczności konsultacji z zarządzającym. Autorski system w zakresie zintegrowanego zarządzania bezpieczeństwem żywności, jakości i środowiskiem będzie charakterystyczny tylko dla Mykoherbals sp. z o.o. i dotychczas nie został wdrożony w żadnej innej organizacji.
   Wprowadzone metody przyczynią się do zagwarantowania wysokiej jakości i bezpieczeństwa produktów przy uwzględnieniu minimalnego wpływu na środowisko będących rezultatem operacji. Ponadto, w wyniku wdrożenia auorskiego systemu zarządzania w organizacji zostaną zoptymalizowane zasoby w wyniku efektywnego zarządzania procesami, poprawi się efektywność funkcjonowania organizacji dziąki sprawnemu i skutecznemu zarządzaniu, ulegną zmniejszeniu koszty operacyjne dzięki eliminowaniu marnotrastwa, zwiększy się wydajność i efektywność procesów operacyjnych, co w efekcie spowoduje wzrost przychodów ze sprzedaży, wzrost rentowności, poprawę wizerunku Mykoherbals oraz podniesienie konkurencyjności.