Tehnologie de extracție în fază solidă cu polimeri imprentati molecular a taninurilor catechinice din părțile lemnoase ale arbuștilor (CATAN-MISPE)

PN-IV-P7-7.1-PED-2024-2055

Plantele ce contin taninuri sunt folosite pentru a strânge țesuturile, pentru a usca secrețiile apoase excesive, pentru a proteja pielea deteriorată, pentru a opri sângerarea, sau pentru a menține infecția în frâu. Cu toate acestea, randamentul, puritatea și compoziția fitoextractelor sunt puternic influențate de sursă și de tehnica de extracție.

OBIECTIVUL PROIECTULUI


Proiectul „CATAN-MISPE” intenționează să obțină extracte de taninuri catechinice mai pure și concentrate utilizand tehnici inovatoare cunoscute precum Molecularly Imprinted – Solid Phase Extraction (MISPE). În acest sens, fitoextractele primare din întregul lemn a 3 specii de arbuști (Rosa canina L., Hippophae rhamnoides L., Prunus spinosa L., poza stanga) vor fi purificate cu adsorbenti numiti polimeri imprentați molecular (MIP) utilizand ca tehnica extracția în fază solidă (SPE, poza dreapta)

În general, pentru fiecare moleculă țintă este nevoie de un nou tip de MIP. Astfel, etapa primară a proiectului se va concentra pe pregătirea MIP-urilor adecvate pentru retentia selectiva a taninurilor catechinice din extracte primare. În timp ce a doua etapă va cuprinde dezvoltarea metodelor de obținere a fitoextractelor primare îmbogățite în taninuri catechinice si a extractelor pure și concentrate prin tehnica MISPE.

Fezabilitatea proiectului este susținută de expertiza ICECHIM – cunoștințe avansate in MIP și SPE, și a Companiei HOFIGAL – cunoștințe complementare privind obtinerea, procesarea si screening-ul fitoextractelor din plante.

Rezultate

Rezultatele cheie ale proiectului vizează validarea a 4 tehnologii inovatoare de laborator,

  • 2 cereri de brevet
  • 3 lucrări WoS
  • 6 comunicări științifice și site-ul web al proiectului unde se va putea urmari progresul proiectului

Proiect finantat de Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii  si Inovarii UEFISCDI.

Durata proiectului (24 luni): 03.01.2025-31.12.2026

Bugetul proiectului de la UEFISCDI: 750.000 lei

Co-finantare HOFIGAL: 350.000 lei

Director de proiect (ICECHIM): Dr. Iordache Tanta Verona

Responsabil de proiect (HOFIGAL): Dr. Neagu Mihaela

ETAPA I.

Metode de fitoextracție pentru taninuri catechinice din material vegetal și loturi experimentale de perle și particule imprentate molecular. Optimizarea metodei de extracție a fitoextractelor din taninuri catechinice din material vegetal și Optimizarea rețetelor pentru producerea de perle și particule imprentate molecular – Partea I

REZUMAT

  In cadrul etapei I a proiectului s-au realizat si testat mai multe modele experimentale de fitoextracte si de materiale MIP. Materialul vegetal din macese, catina si porumbe a fost initial evaluat pentru determinarea tipurilor de taninuri catehinice continute, dupa care a fost pusa la punct o metoda de fitoextractie a taninurilor. Fitoextractele primare (din macese, catina si porumbe) au fost analizate dpdv compozitional pentru determinarea tipurilor si cantitatilor de taninuri catehinice existente in materialul vegetal.

Pe baza stabilitatii lor, au fost selectate pentru sinteza a doua seturi de MIP, prin suspensie si inversie de faza, doar doua dintre cele 3 tipuri de fitoextracte primare, si anume de de maces si catina. Sistemele MIP au fost caracterizate fizico-chimic (spectroscopie FT-IR, morfologie SEM, analiza termica TGA, porozitate si suprafata specifica BET, capacitate de recunoastere si adsorptie a taninurilor din extractele primare prin UV-Vis).

Rezultatele obtinute au fost utilizate pentru optimizarea procesului de obtinere a fitoextractelor primare precum si a proceselor de obtinere MIP. In acest sens, procedurile au fost imbunatite, obtinandu-se extracte cu concentratii mai mari de tanainuri, precum si sisteme MIP mai stabile si mai selective, in particular pentru MIP obtinut in suspensie. In urma caracterizarii specifice si optimizarii metodelor de obtinerea a fitoextractelor si a MIP, s-a pus la punct o metoda de extractie in faza solida (MISPE), in urma careia s-a optimizat debitul de extract si presiunea la un raport lichid/solid constant.

REZULTATE

Rezultatele livrate in aceasta prima etapa sunt urmatoarele:

  • Metoda de fitoextracție a taninurilor de catechine din material vegetal;
  • Raport de analiză privind screeningul fitoextractelor;
  • Metodă experimentală de preparare a fitoextractelor bogate în taninuri catechinice din material vegetal
  • Loturi experimentale de MIP-uri
  • Raport privind caracterizarea fizico-chimică a MIP-urilor experimentale
  • Raport al eficienței MIP folosind SPE; Modele experimentale pentru MIP-uri
  • Metode MISPE pentru îmbogățirea extractelor de taninuri catechinice folosind MIP-uri experimentale
  • Raport de analiză privind screeningul fitoextractelor
  • Raport de optimizare privind fitoextracția taninurilor catechinice din material vegetal
  • Raport de analiză privind screeningul fitoextractelor
  • Raport privind caracterizarea fizico-chimică a celor doua serii de MIP optimizate si Raport de optimizare a rețetelor pentru

cele două serii MIP

  • 2 comunicări științifice
  • 1 articol științific
  • minuta ședinței de lansare a proiectului
  • pagina web al proiectului.

In vederea comunicarii si diseminarii rezultatelor partenerii proiectului s-au intrunit fizic in cadrul intalnirii de demarare a proiectului si in cadrul unor sedinte punctuale pentru schimb de probe si informatii, avand ca scop stabilirea pasilor urmatori pentru realizarea obiectivelor. De asemenea, partenerii au participat la numeroase conferinte stiintifice (4), iar ICECHIM a publicat editorale si articole stiintifice utilizand rezultatele ce au pus bazele prezentului proiect si a participat la Salonul de Inovare FITT Muntenia in vederea diseminarii scopului si obiectivelor proiectului. Diseminarea proiectului s-a realizat prin mai multe mijloace: platforme media LinkedIn (https://www.linkedin.com/company/incdcp-icechim/posts/) si prezentarea la targuri de innovare (FITT Muntenia).

Totodata, a fost creat si updatat site-ul proiectului CATAN-MISPE, atat in limba engleza (https://icechim.ro/project/catan-mispe-en/) cat si in romana (https://icechim.ro/project/catan-mispe-ro/). In concuzie, rezultatele livrate in cadrul etapei I sunt identice cu cele propuse, obiectivele fiind indeplinite in proportie de 100%. Indicatorii de rezultat (comunicari stiintifice, articole/editoriale, participari la targuri de inovare) au fost depasiti cu peste 100%.

Indicatori de rezultat:

1.       Editorial Anita Chiriac, A.-L.; Sarbu, A.; Zaharia, A. Recent Advances in Gels for Water Treatment. Gels 2025, 11, 519, https://doi.org/10.3390/gels11070519 (57/2024 si 18PED/2025, 29PED)

2.       Iordanescu, M.V.; Vintilă, A.C.; Psenovschi, G.; Capra, L.; Gavrilă, A.-M.; Enascuta, C.E.; Iordache, T.-V. Cryo-Structured Chitosan Sponges with Controlled Release Properties for Liquid Digestate as Potential Agricultural Fertilizers. Gels 2025, 11, 887. https://doi.org/10.3390/gels11110887 (29PED si Aquamat).

3.       Andreea Miron, Ana-Mihaela Gavrila, Iulia-Elena Neblea, Marinela-Victoria Dumitru, Sorin Dolana, Ana-Lorena Neagu, Teodor Sandu, Anita-Laura Chriac, Andreea Gabriela Olaru, Tanta-Verona Iordache, Next-Generation Chitosan-Based Materials for High-Efficiency Drinking Water Treatment, 4th International Conference on Bioengineering and Polymer Science, Brasov, ROMANIA – June 2-5, 2025 (57/2024 si 29PED/2025) (Com Orala)

4.       Anita-Laura Chiriac, Andreea Miron, Mihaela Neagu, Anamaria Zaharia, Cristina Luntraru, Ana-Mihaela Gavrila, Teodor Sandu, Sorin Dolana, Iulia Elena Neblea, Andrei Sarbu, Tanta-Verona Iordache, Two-component molecularly imprinted adsorbents and their application in separation processes, The 29th International Symposium on Separation Sciences (ISSS 2025), 25 – 27. September 2025, Belgrade, Serbia (29PED si Nucleu) (Poster)

5.       Anamaria Zaharia, Marinela Dumitru, Mihaela Neagu, Andrei Sarbu, Cristina Luntraru, Anita Laura Chiriac, Ana-Mihaela Gavrila, Teodor Sandu, Bianca Elena Stoica, Andreea Maria Pana, Tanţa-Verona Iordache, Concentration and Enrichment of Primary Phytoextracts in Catechin Tannins Using Phytoextract – Molecularly Imprinted Particles, The 29th International Symposium on Separation Sciences (ISSS 2025), 25 – 27. September 2025, Belgrade, Serbia (29PED si Nucleu) (Poster)

6.       Andrei Sârbu, Marinela Victoria Dumitru, Ana Lorena Neagu, Anamaria Zaharia, Teodor Sandu, Octavian Pavel, Tanţa Verona Iordache, Rodica Zăvoianu, Hidrogeluri Compozite cu Retea Semi-Interpenetrata si cu HDL, pentru Eliberarea Controlata a Unui Fitoextract de Topinambur, Conferinta Zilele ASTR 18-19 septembrie 2025, Galati, Romania (18PED, 29PED) (Com Orala)

7.    FESTIVALUL DE INOVARE ȘI TRANSFER TEHNOLOGIC FITT- Muntenia 2025,  17 – 20 noiembrie 2025, Targoviste. Proiect: Tehnologie de extracție în fază solidă cu polimeri imprentati molecular a taninurilor catechinice din părțile lemnoase ale arbuștilor – CATAN-MISPE, 29PED/2025, Autori: Tanța Verona Iordache, Anita-Laura Chiriac, Anamaria Zaharia, Ana-Mihaela Gavrila, Marinela Victoria Iordanescu, Mihaela Neagu, Cristina Luntraru. (Poster). Premii obtinute: Medalie de aur si Diploma.