info@alternativeplants.eu

Projects

A biorefinery approach for the development of bioactive cosmetic ingredients from by-products of medicinal plant processing and plant cell cultivation (1.1.1.1/19/A/075)

The growing human population creates increasing demand on global ecosystems for food, medicine and other natural resources. Most of the world’s habitable land is already occupied by agriculture (50%) and forestry (37%). The amount of arable land per person is dropping, thus highlighting a need for improved efficiency of extracting higher value-added products and services from existing resources.
The European leading industries of food and drinks, cosmetics and chemical production have unused potential of transforming underutilised by-products into high added value products. Europe is the global leader in the chemical industry and cosmetics production, and its food and drink industry reaches an annual turnover of 1.1 trillion EUR.

Most by-products coming from agriculture, cosmetics, food and drink, as well as chemical industries are not utilized and end up in municipal landfills, thus causing serious environmental, economic and social problems. Currently, by-products are handled as waste, while they could be used as ingredients to create new revenue streams and open the doors for new markets. Spinning the mindset and business approaches towards using more innovative, science-based solutions for by-product utilization will have a positive impact on the transition towards a sustainable economy.

Objective

To develop high added value compounds for potential use in cosmetics from by-products of medicinal plant processing and cell cultivation.

Activities

  1. Extraction of bioactive compounds from by-products of medicinal plant (Matricaria) processing and in-vitro cell culturing (Dracocephalum, Ribes and Juniperus) using supercritical fluid extraction methodology.
  2. Fractionation of polar and non-polar compounds from supercritical fluid extracts of medicinal herb processing and in-vitro cell culturing production.
  3. Chemical characterization of extractions and fractions obtained from medicinal plant by-products and estimating their potential in biorefinery using medical plant production and in vitro cell culturing.
  4. Characterization of biological activity of extracts and fractions derived from by-products to characterize the safety and specific efficacy claims for cosmetic use.
  5. Combination of biorefinery fractions and extracts to generate a composite cosmetic ingredient with enhanced biological activity by using complex analysis of chemical composition data on in-vitro safety and biological activity.
  6. Communication and result dissemination focusing on knowledge transfer to scientific community, practitioners and general public.

Results

  1. Effective and environmentally friendly extraction and fraction methodology for by-products derived from medicinal herb processing and in-vitro plant cell cultivation.
  2. The developed and tested methodology for characterization of chemical composition, biological activity and safety of obtained extracts and fractions.
  3. The developed prototype of a composite cosmetic ingredient with enhanced biological activity by combining biorefinery and extracts.
  4. Results disseminated through 3 Open Access scientific journal papers, 6 presentations in international conferences and communication with the public through web, social media and outreach events.


Duration: 1st of July 2020 – 30 th of June 2023
Leading partner: Institute for Environmental Solutions
Partners: SIA “Field and Forest”, SIA “Alternative Plants”
Project scientific manager: IES leading researcher Dr. Ilva Nakurte, ilva.nakurte@videsinstituts.lv
Funded by: European Regional Development Fund, as a part of 1.1.1.1 measure “Support for applied research” and specific objective 1.1.1 “Improve research and innovation capacity and the ability of Latvian research institutions to attract external funding, by investing in human capital and infrastructure”, Nr. 1.1.1.1/19/A/075 and project partners.
Total budget: 810 878.66 EUR

 

Biorafinēšanas pieeja efektīvu kosmētikas izejvielu ieguvei no ārstniecības augu pārstrādes un augu šūnu kultivēšanas procesu blakusproduktiem (1.1.1.1/19/A/075)

Nepilna gadsimta laikā pasaules iedzīvotāju skaits ir gandrīz četrkāršojies, tādējādi radot pieaugošu pieprasījumu pēc dabiskajām ekosistēmām, lai nodrošinātu pārtiku, zāles un citus dabas resursus. Apmēram 50 % no visām apdzīvojamām zemēm tiek izmantoti lauksaimniecībai un 37 % – mežiem. Aramzemes apjoms uz vienu cilvēku samazinās, tādējādi pastiprinot nepieciešamību uzlabot augstas pievienotās vērtības bioaktīvo savienojumu ieguves efektivitāti no jau esošajiem resursiem.

Eiropas vadošajām pārtikas, dzērienu, kosmētikas un ķīmiskās rūpniecības nozarēm ir neizmantots potenciāls, lai nepietiekami izmantotus blakusproduktus pārveidotu par produktiem ar augstu pievienoto vērtību. Eiropa ir pasaules līdere ķīmijas rūpniecībā un kosmētikas ražošanā, un tās pārtikas un dzērienu ražošanas nozares gada apgrozījums ir 1,1 triljons EUR.

Lielākā daļa no lauksaimniecības, pārtikas, dzērienu, kosmētikas un ķīmiskās rūpniecības nozaru blakusproduktiem netiek izmantoti un nonāk pašvaldību atkritumu poligonos, tādējādi radot nopietnas vides, ekonomiskās un sociālās problēmas. Šobrīd blakusprodukti tiek uzskatīti par atkritumiem, lai gan tie izmantojami jaunu produktu izstrādē, kas sniegtu jaunas tirgus iespējas. Domāšanas veida un uzņēmējdarbības pieejas virziena maiņa uz inovācijās un zinātnē balstītu blakusproduktu izmantošanu pozitīvi ietekmēs pāreju uz ilgtspējīgu ekonomiku.

Mērķis

No ārstniecības augu pārstrādes un in vitro šūnu kultivēšanas blakusproduktiem izstrādāt augstas pievienotās vērtības bioloģiski aktīvu savienojumu, kas potenciāli izmantojams kosmētikā.

Aktivitātes

  1. Bioloģiski aktīvo savienojumu ekstrahēšana no ārstniecības augu (Matricaria) pārstrādes un šūnu in vitro kultivēšanas blakusproduktiem (Dracocephalum, Ribes un Juniperus), izmantojot superkritiskā šķidruma ekstrakciju.
  2. Polāro un nepolāro savienojumu frakcionēšana no ārstniecības augu pārstrādes superkritiskā šķidruma ekstraktiem un šūnu audzēšana in vitro.
  3. Ekstrakciju un frakciju ķīmiskais raksturojums, izmantojot bioloģiski aktīvo fitoķīmisko klašu kvalitatīvo un kvantitatīvo skrīningu, kā arī dominējošo bioloģiski aktīvo savienojumu identifikācija, izmantojot saistītās metodes.
  4. Ārstniecības augu pārstrādes un in vitro augu šūnu kultūrās iegūtu sastāvdaļu ražošanas blakusproduktu ekstraktu un frakciju bioloģiskās aktivitātes raksturojums (citotoksiskuma un fototoksiskuma testēšanas pārskati; antibakteriālas aktivitātes testēšanas pārskati; ādas aizsargaktivitātestes tēšanas pārskati).
  5. Biorafinēšanas frakciju un ekstraktu kombinēšana, lai iegūtu kombinētas kosmētikas līdzekļu sastāvdaļas ar paaugstinātu bioloģisko aktivitāti.
  6. Komunikācija un pētījuma rezultātu nodošana gan plašākai sabiedrībai, gan zinātniskajām aprindām un speciālistiem.

Rezultāti

  1. Izstrādātas efektīvas un videi draudzīgas ekstrakcijas un frakcionēšanas metodes blakusproduktiem, kas iegūti no ārstniecība augu apstrādes un in vitro augu šūnu kultivēšanas.
  2. Izstrādāts un pārbaudīts iegūto ekstraktu un frakciju ķīmiskā sastāva, bioloģiskās aktivitātes un drošības raksturojums.
  3. Izstrādāts produkta prototips biorafinēšanas frakciju un ekstraktu kombinēšana, lai iegūtu jaunu kosmētikas līdzekļu sastāvdaļu ar pastiprinātu bioloģisko aktivitāti.
  4. Rezultāti izplatīti, publicējot trīs rakstus brīvpieejas (Open Access) zinātniskajos žurnālos, veicot sešas prezentācijas starptautiskās konferencēs un informējot sabiedrību ar tiešsaistes, sociālo plašsaziņas līdzekļu un informatīvu pasākumu palīdzību.


Projekta norise: 2020. gada 1. jūlijs – 2023. gada 30. jūnijs.
Vadošais partneris: Vides risinājumu institūts.
Parteri: SIA “Field and Forest” un SIA “Alternative Plants”
Projekta zinātniskā vadītāja: Vides risinājumu institūts vadošā pētniece Dr. Ilva Nakurte.
Projekta finansētājs: Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” Nr. 1.1.1.1/19/A/075
Projekta kopējais finansējums: 810 878.66 EUR.

Want to know more?

Subscribe to our newsletter to receive occasional updates on our company news and products.

Subscribe here