სამეცნიერო პროექტის დასახელება: AR-25-621 „ფსევდოპროტეინული საკვები საფარით ზოგიერთი სუბტროპიკული ხილის ნაყოფის (ფეიხოა, ხურმა, ციტრუსი) პრეზერვაციის პროცესების პილოტური გამოცდა“

გრანტის დაფინანსების წყარო: შოთა რუსთაველის საქართველოს ეროვნული სამეცნიერო ფონდი

სამეცნიერო პროექტის ხელმძღვანელი: ალეკო კალანდია, პროფესორი, დასავლეთ საქართველოს რეგიონული ქრომატოგრაფიული ცენტრის ხელმძღვანელი

სამეცნიერო პროექტის შემსრულებლები: რამაზ ქაცარავა - ქიმ. მეცნ. დოქტორი, პროფესორი, საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის აკადემიკოსი კონსორციუმის კოორდინატორი;

მარეხ გვერდწითელი-ქიმიის აკადემიური დოქტორი, საქართველოს აგრარული უნივერსიტეტი;

მაია ვანიძე - ქიმიის დეპარტამენტის პროფესორი; ბსუ

თამარ ფალავანდიშვილი-ასოცირებული პროფესორი, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტი;

ინდირა ჯაფარიძე - ტექნოლოგიის აკადემიური დოქტორი, ასისტენტ პროფესორი, ბსუ-ს აგრარული და მემბრანული ტექნოლოგიების ინსტიტუტის უფროსი მეცნიერი თანამშრომელი, ბსუ

თამარ ჯიბლაძე- ქიმიის აკადემიური დოქტორი, საქართველოს აგრარული უნივერსიტეტი;

ჯეირან ფუტკარაძე- ქიმიის აკადემიური დოქტორი, ბსუ-ს აგრარული და მემბრანული ტექნოლოგიების ინსტიტუტის მეცნიერი თანამშრომელი.

დამხმარე პერსონალი - მოწვეული იქნებიან შესაბამისი სპეციალობის სტუდენტები

სამეცნიერო პროექტის განხორციელების ვადა:  24 თვე 2025-2027 

პროექტის მიზანი, ამოცანები და აქტუალობა: კვლევის მიზანია კომერციული დანიშნულების აგროპროდუქტების - ციტრუსების, ფეოხოას და ხურმის  ნაყოფის დამწიფების რეგულირების, შენახვის ვადის გახანგრძლივების, ხარისხის შენარჩუნებისა და მეწარმეთა შემოსავლების გაზრდის მიზნით საკვებად გამოყენებადი ფპ-ის - პოლი-(ესტერ ამიდ შარდოვანა) საფარით (edable coating) მათი დამუშავების ტექნოლოგიური პროცესის ოპტიმიზაცია და პილოტური გამოცდა; პროექტის ფარგლებში კვლევის იდეის ტექნოლოგიური ტრანსფერის პოტენციალის რეალიზაცია; მეცნიერებისა და ბიზნესის მჭიდო კომუნიკაცია; ახალგაზრდა მეცნიერთა ქვეყნის ეკონომიკისთვის მნიშვნელოვან გამოყენებით კვლევებში მაქსიმალური ჩართულობა, მათი მომზადება ანალოგიური ხასიათის საერთაშორისო კვლევებში მონაწილეობისათვის, კვლევითი და ტექნოლოგიების ტრანსფერის უნარების გაძლიერება. ტექნოლოგიური/კომერციული ტრანსფერის პოტენციალის მქონე, ინოვაციური კვლევების დანერგვა ციტრუსის და სუბტროპიკული ნედლეულის გადამამუშავებელ საწარმოებში; მაღალკვალიფიციური კადრების აღზრდა და დასაქმება, მიღებული თანამედროვე კვლევების შედეგების გავრცელება, რეგიონის სასოფლო-სამეურნეო და წარმოების ამ სეგმენტის კონკურენტუნარიანობის და რენტაბელურობის გაზრდა, აღნიშნულ სფეროში დასაქმებული ადამიანების შემოსავლების მაქსიმალური ზრდა, საექსპორტო პოტენციალის მქონე პროდუქციის წარმოების ხელშეწყობა და როგორც შედეგი სახელმწიფო ბიუჯეტში შენატანების გაზრდა. თანამედროვე ხელსაწყოების და საშუალებების შეძენა, რომლებიც უზრუნველყოფენ კვლევების მაღალ სარწმუნოობას და შესაძლებელს გახდიან მაღალრეიტინგული გამოცემებისათვის პუბლიკაციების მომზადებას, საერთაშორისო კვლევებში და მომავალ პროექტებში ახალგაზრდა მკვლევართა ჩართვას.

პროექტის მიზნებიდან გამომდინარე განსახორციებელია შემდეგი ამოცანები:

1. დასამუშავებლად შერჩეული ნაყოფების სიმწიფის სტადიის დადგენა ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების ანალიზით, ქვემოთ აღწერილი კვლევის მეთოდების გამოყენებით;

2. საფარ მასალად გამოყენებული პოლი(ესტერ ამიდ შარდოვანული) (Poly(ester amide urea) კლასის ფსევდოპროტეინის (ფპ) α-ამინომჟავა L-ლეიცინის საფუძველზე) ნაყოფზე დატანის ფენის სისქის ოპტიმიზაცია (სავარაუდოდ 0.05÷0.2 მმ ფარგლებში); 3. საფარის ხსნარში ფპ-ს და ბუნებრივი ბაქტერიოციდის კონცენტრაციების ოპტიმიზაცია;

4. ნაყოფის ფპ-ით დაფარვის მეთოდების ოპტიმიზაცია (აგროპროდუქტების დავფარავთ ორი - ჩაყურსვის (dip-coating) და შესხურების (spray coating) მეთოდით);

5. პროდუქტის სპირტხსნარით დაფარვის დროის ოპტიმიზაცია (1-5 წმ);

6. დამუშავებული პროდუქტის შრობის პირობების (ტემპერატურა, ჰაერის სიჩქარე, ტენიანობა) ოპტიმიზაცია, აორთქლებული სპირტის რეგენირებით;

7. დამუშავების დროს ნაყოფში ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების მიმდინარე ცვლილებების კვლევა;

8. ფპ-ით დაფარვის შემდეგ ნაყოფის შენახვის პირობების (ტემპერატურა, ტენიანობა, შესანახ კამერაში ნახშირორჟანგის და ეთილენის შემცველობა ოპტიმიზაცია

9. შენახვის დროს ნაყოფის სიმწიფის დონის და ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების მიმდინარე ცვლილებების კვლევა;

10. აგროპროდუქტების ფპ-ით დაფარვის, დამწიფების, შენახვის ხანგრძლივობის და ხარისხის შენარჩუნების პირობების მათემატიკური მოდელირება. 

საკვებ საფარებად გამოიყენება მაღალმოლეკულური ნაერთები, რომლებიც იშლებიან (დეგრადირდებიან) ორგანიზმის ფერმენტული სისტემების ზეგავლენით. ასეთებია ცილები, პოლისაქარიდები, მათ შორის ალგინატები, სხვა ბუნებრივი პოლიმერები, მაგალითად, ალოე ვერას გელი და სხვ. ცხადია, რომ ასეთი საფარების საკვებთან (აგროპროდუქტებთან) ერთად მიღების შესაძლებლობა გარანტირებული უნდა იყოს მათი უსაფრთხოებით. მნიშვნელოვანია, რომ ისინი არ ახდენდნენ ზეგავლენას აგროპროდუქტების ორგანოლეპტიკურ თვისებებზე, მათ ტექსტურასა და გარეგნულ სახეზე. სხვაგვარად, შეუმჩნეველი უნდა იყვნენ მომხმარებლისთვის (მათი სისქე არ უნდა აღემატებოდეს 0.25 მმ-ს). უკანასკნელ წლებში უპირატესობა ენიჭება ისეთ საკვებ საფარებს, რომლებიც არა მხოლოდ უწყობენ ხელს მოსავლის აღების შემდგომ ხილისა და ბოსტნეულის (აგროპროდუქტების) ხარისხის შენარჩუნებას, არამედ იმავდროულად ეფექტურად ჩაანაცვლებენ და ამ სფეროდან განდევნიან არასაკვებ (არაბიოდეგრადირებად) შესაფუთ მასალებს. წინამდებარე კვლევის ფარგლებში აგროპროდუქტების (ციტრუსების, ფეიხოას და ხურმის) შენახვის ვადის გასახანგრძლივებლდ გამოვიყენებთ საქართველოში შექმნილი ინოვაციური ბიომასალას, ე.წ. ფსევდოპროტეინს (ბიომიმეტიკს)- α-ამინომჟავა L-ლეიცინის საფუძველზე შევნიშნავთ, რომ ამინომჟავების საფუძველზე სინთეზური (IUPAC-ის მიხედვით - ხელოვნური) პოლიმერების - ფსევდოპროტეინების (ფპ) სინთეზისა და პრაქტიკაში დანერგვის ფუნდამენტური კვლევები, განხორ ციელებული აკად. რ.ქაცარავას ხელმძღვანელობით [11-25], 2021 წელს აღინიშნა საქართველოს ეროვნული პრემიით.

ზოგადად, ფპ-ს ახასიათებთ რიგი უპირატესობებისა ბუნებრივი წარმოშობის პოლიმერებთან - ცილებთან შედარებით. პირველ რიგში აღსანიშნავია ფპ-ის სიიაფე და ნულოვანი იმუნოგენურობა, არატოქსიკურობა და არატერატოგენულობა, ინფექციის გადაცემი რისკის არარსებობა და მათ საფუძველზე მიღებული ნაკეთობის სტანდარტიზაციის მაღალი დონე, გაცილებით მაღალი მექანიკური მახასიათებლები. ყოველივე თქმული საშუალებას იძლევა მკვეთრად გავაფართოვოთ ფპ ის გამოყენების არეალი, დავნერგოთ იგი სხვა დარგებშიც, კერძოდ საქართველოსათვის ტრადიციულ კვების მრეწველობასა და სოფლის მეურნეობაში. მოცემულ ეტაპზე პროექტის მიზანია გამოვიყენოთ ფპ აგროპროდუქტების პრეზერვაციისათვის.