Opracowanie i wdrożenie udoskonalonej zespolonej technologii, metod agrotechnicznych i technologicznych w kształtowaniu produktu końcowego na bazie biofortyfikowanych jodem i selenem liści szpinaku

Potrzeba realizacji operacji jest uzasadniona wynikami badań naukowych w rozumieniu art. 4 ust. 2 ustawy z dnia 20 lipca 2018 r. Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce (Dz.U. z 2022 poz. 574 z późn. zm.). Bezpośrednią konsekwencją niskiej podaży jodu i selenu w żywności jest negatywny wpływ na dobrostan społeczeństwa.

Z badań wynika, że żywność pochodzenia roślinnego, a zwłaszcza produkty niskoprzetworzone, takie jak szpinak, stanowią idealny model do fortyfikacji jodem i selenem. Innowacyjne rozwiązanie w tym zakresie stanowi połączenie biofortyfickacji i biostymulacji.

• Dotychczas potwierdzono, że stosując kombinację kilku czynników można istotnie zwiększyć zdolność wiązania mikroelementów przez rośliny np. sałaty.
• Dodatkowy pozytywny aspekt stanowią także innowacje technologiczne i produktowe, które nie tylko wzmacniają konkurencyjność, ale także pozwalają na rozszerzenie gamy wyrobów. Holistyczne podejście zaproponowane w projekcie może przynieść wymierne efekty nie tylko dla Przedsiębiorcy i sektora rolniczego, ale przede wszystkim dla społeczeństwa (wprowadzenie na rynek nowych produktów o charakterze żywności funkcjonalnej może przyczynić się do ograniczenie niekorzystnych zmian populacyjnych).
• Finalnie, zaproponowana innowacja idealnie wpisuje się w złożenia Europejskiego Zielonego Ładu, a w szczególności globalnej transformacji w kierunku konkurencyjnej zrównoważonej gospodarki „od pola do stołu”.

Celem operacji jest opracowanie innowacyjnej technologii biofortyfikacji jodem i selenem w procesie uprawy szpinaku oraz przetwarzania szpinaku biofortyfikowanego.

Cel główny osiągnięty zostanie poprzez realizację następujących celów pośrednich:

1. zmiana technologii nawożenia szpinaku w warunkach polowych, w celu wyprodukowania surowca biofortyfikowanego,
2. modyfikacja technologii przetwarzania szpinaku w celu utrwalenia efektu polowej biofortyfikacji liści szpinaku w jony jodu i selenu.

W wyniku opracowania innowacyjnej technologii powstanie linia produktów na bazie szpinaku biofortyfikowanego jodem i selenem.
 

Działania podejmowane w ramach projektu

W ramach operacji będą prowadzone prace zmierzające do opracowania procesów agrotechnicznych i technologicznych w kierunku optymalizacji ich wydajności i efektywności m.in.: 

• prace nad optymalizacją prawidłowości zaplanowania eksperymentu badawczego związanego z planowaniem towarowych poletek w uprawie szpinaku,
• nadzór nad przebiegiem zakładania i likwidacji doświadczalnych poletek towarowych,
• nadzór i opieka merytoryczna nad procesami technologicznymi w zakładzie przetwórczym,
• pobranie prób badawczych do analiz fizyko-chemicznych i mikrobiologicznych po każdym etapie technologicznym,
• opracowanie wyników badań i wniosków,
• wytworzenie pilotażowych prób brykietów szpinakowych głęboko mrożonych i burgerów warzywnych z głównym udziałem liści szpinaku.
   

Główne korzyści z realizacji projektu

Rezultatem operacji ma być stworzenie trzech znacząco ulepszonych produktów:pierwszy to opracowanie warunków uprawy w kierunku otrzymywania liści szpinaku o istotnie wyższej zawartości selenu i jodu (do 30%). Drugi produkt to brykiety głęboko mrożone otrzymane z nowoopracowanego surowca, o podwyższonej zawartość selenu i jodu otrzymanego dzięki modyfikacji technologii (proces blanszowania i zamrażania). Trzecim produktem są burgery warzywne mrożone z głównym udziałem biofortyfikowanych liści szpinaku, o znacząco wyższym poziomie jonów jodu i selenu w porównaniu do burgerów z liści niefortyfikowanych.

Zaproponowano cztery główne innowacje technologiczne.

• Pierwsza z nich obejmuje zastosowanie biofortyfickacji szpinaku w jod i selen poprzez dolistną aplikację wspomaganą biostymulacją z zastosowaniem preparatów wysokohumusowych.
• Druga innowacja obejmuje zastosowanie zespolonej technologii, w której w celu sanityzacji surowca wykorzystany zostanie dodatek ozonu do wody w układzie chłodzącym chillera. W założeniu pozwoli to w znaczny sposób ograniczyć potencjalne zagrożenie mikrobiologiczne mogące wystąpić na liściach szpinaku po procesie blanszowania.
• Trzecią innowację stanowi ulepszona technologia przygotowania liści szpinaku do procesu formowania mrożonych brykietów szpinaku.
• Czwartym usprawnieniem technologicznym w ramach proponowanych rozwiązań jest ulepszona technologia produkcji mrożonych burgerów warzywnych w oparciu o biofortyfikowane jodem i selenem liście szpinaku. W ramach projektu zostanie opracowana innowacja organizacyjna – nowy model organizacji pracy rolnika. Dzięki optymalizacji warunków  pozyskiwania  szpinaku obejmującej wdrożeniu naturalnych metod poprawy jego jakości konsumenckiej (biofortyfikacja, biostymulacja) możliwe będzie zoptymalizowanie produkcji rolniczej zapewniające zwiększenia wykorzystania plonów rolnych oraz zapewnieniem dla niej stałych rynków zbytu.
   

Streszczenie praktyki

Planowane jest opracowanie:

• trzech znacząco ulepszonych produktów: liści szpinaku o istotnie wyższej zawartości selenu i jodu, brykietów głęboko mrożonych otrzymanych z nowo opracowanego surowca o zwiększonej zawartości wartości odżywczych, mrożonych burgerów warzywnych o podwyższonej zawartości selenu i jodu oraz białka;
• czterech innowacji technologicznych: zastosowanie biofortyfikacji szpinaku w jod i selen poprzez dolistną aplikację wspomaganą biostymulacją w postaci preparatów wysokohumusowych; zastosowanie zespolonej technologii, w której w celu sanityzacji surowca wykorzystany zostanie dodatek ozonu do wody w układzie chłodzącym chillera; ulepszoną technologię przygotowania liści szpinaku do procesu formowania mrożonych brykietów szpinaku; ulepszoną technologię produkcji mrożonych burgerów warzywnych z biofortyfikowanych jodem i selenem liści szpinaku 
• innowacji organizacyjnej: nowego modelu organizacji pracy rolnika. Dzięki optymalizacji warunków pozyskiwania szpinaku obejmujących biofortyfikację i biostymulację możliwe będzie zoptymalizowanie produkcji rolniczej zapewniające zwiększenia wykorzystania plonów rolnych oraz zapewnienie dla nich stałych rynków zbytu. Rezultat operacji posiada cechy umożliwiające jego adaptację do produkcji i przetwórstwa innych gatunków warzyw.

Ponadto opracowana technologia może zostać zaimplikowana do tworzenia nowej serii produktów biofortyfikowanych w jod i selen, a zastosowana metodyka badawcza może mieć przeniesienie na biofortyfikację innymi deficytowymi biopierwiastkami. 
 

Dodatkowe informacje

Zaproponowana innowacja związana z procesem biofortyfickacji nie jest limitowana zasięgiem geograficznym i po optymalizacji z powiedzeniem może być w przyszłości stosowana na innych obszarach.

Wiedza zdobyta w ramach realizowanego projektu zwiększy jednocześnie konkurencyjność sektora rolniczego i przedsiębiorcy w zakresie know-how uprawy i wytwarzania wysokojakościowego szpinaku.

Wdrożenie udoskonalonej, zespolonej technologii w zakresie innowacji produktowych i technologicznych lokuje produkty firmy na nowym wyższym poziomie, pozwalającym spełniać wyzwania związane z  produkcją zdrowej żywności w oparciu o zrównoważone rolnictwo. 

Ponadto rezultaty operacji przyczynią się do:

• ochrony środowiska naturalnego: w projekcie planuje się udoskonalenia przynoszące szacowne korzyści środowiskowe. Biofortyfikacja  preparatem biohumusowym wiąże się z poprawą właściwości fizycznych, biologicznych i chemicznych gleby. Zastosowanie ozonowania wody w układzie zamkniętym w sekcji chłodzącej blanszownika (chillera) pozwala na uzyskanie oszczędności wody gruntowej i redukcję ścieków. Kolejną korzyścią są oszczędność z tytułu zagospodarowania drobnych frakcji warzyw, które obecnie stanowią odpad produkcyjny przeznaczany do utylizacji.
• Łagodzenia zmian klimatu: zaproponowane innowacje technologiczne pozwolą na redukcję emisji CO2, popiołu, pyłów, SO₂ i tlenków azotu. Średni poziom zmniejszenia obciążenia środowiska produktami spalania węgla, a tym samym organicznie niekorzystnych zmian klimatycznych będzie wynikał ze zmniejszenia zużycia energii elektrycznej i energii cieplnej.
• Projekt wspiera rentowność gospodarczą i konkurencyjność gospodarstw rolnych zajmujących się uprawą szpinaku. Wdrożenie uprawy szpinaku biofortyfikowanego jodem i selenem zdywersyfikuje ich działalność, co przyczyni się do uodpornienia tych gospodarstw na zmiany w otoczeniu gospodarczym.