ee

Το Nanoceuticals είναι ένα πρόγραμμα Έρευνας και Ανάπτυξης που χρηματοδοτείται στο πλαίσιο των Ειδικών Δράσεων του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα και Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ)» του ΕΣΠΑ 2014 – 2020, και στοχεύει στη συνεργασία μεταξύ δυναμικών επιχειρήσεων και Οργανισμών έρευνας και διάδοσης γνώσεων για την υλοποίηση έργων έρευνας, τεχνολογικής ανάπτυξης και καινοτομίας, των οποίων τα ερευνητικά αποτελέσματα αξιοποιούνται και ενσωματώνονται σε αλυσίδες αξίας.

Κύρια Στοιχεία του Έργου

  • Τίτλος: Ανάπτυξη καινοτόμων προϊόντων κοσμετολογίας και συμπληρωμάτων διατροφής με νανοεγκλεισμό φυσικών βιοδραστικών συστατικών

Συντονιστής: Καθηγητής Χαράλαμπος Σταμάτης

  • Ακρωνύμιο: Nanoceuticals
  • Κωδικός Έργου: Τ1ΕΔΚ-01716
  • Συνολική Δαπάνη: 841.229,30 €
  • Δημόσια Συμμετοχή: 750.229,30 €
  • Ημερομηνία Έναρξης: 25/07/2018
  • Ημερομηνία Λήξης: 24/07/2021 και μετά από 6μηνη παράταση 24/01/2022

 

nano

Αντικείμενο της πρότασης

Το παρόν έργο επικεντρώνεται στην ανάπτυξη καινοτόμων σκευασμάτων κοσμετολογίας και συμπληρωμάτων διατροφής με βάση φυσικές βιοδραστικές ενώσεις που παρουσιάζουν λιποδιαλυτική, αντιοξειδωτική και αντιγηραντική δράση. Τα σκευάσματα αυτά συνδυάζουν τη λιπολυτική δράση του δεοξυχολικού οξέος και την αντιοξειδωτική και αντιγηραντική δράση βιοδραστικών συστατικών προερχόμενων από εκχυλίσματα φύλλων ελιάς, όπως η υδροξυτυροσόλη και παράγωγά της, που προκύπτουν με πράσινες καινοτόμες διεργασίες εκχύλισης και βιομετατροπών. Τα σκευάσματα παρασκευάζονται με βάση τον νανοεγκλεισμό των βιοδραστικών ενώσεων σε φυσικές μήτρες ολιγοσακχαριτών ώστε να διευκολύνεται η χορήγησή τους και να ενισχύεται η δράση τους. 

Η υλοποίηση του αντικειμένου του παρόντος έργου κινείται πάνω στους ακόλουθους τρεις άξονες:

  1. Την ανάκτηση και βιομετατροπή βιοδραστικών ενώσεων με αντιοξειδωτική και αντιγηραντική δράση. Η ανάκτηση των ενώσεων-στόχων από φύλλα ελιάς επιτυγχάνεται μέσω εκχύλισης με ιοντικά υγρά και υπερκρίσιμο CO2, που είναι «πράσινοι» διαλύτες και μπορούν να αντικαταστήσουν τους συνήθεις πτητικούς οργανικούς διαλύτες, οι οποίοι είναι επιβλαβείς για το περιβάλλον και απαγορευτικοί για χρήση σε καλλυντικά προϊόντα και τρόφιμα. Η όλη διεργασία έχει αριστοποιηθεί όσο αφορά στις συνθήκες εκχύλισης. Η βιομετατροπή των βασικών συστατικών των φύλλων ελιάς προς υδροξυτυροσόλη και παράγωγά της, καθώς και η παρασκευή με ήπιες βιοκαταλυτικές μεθόδους υβριδικών μορίων που συνδυάζουν τις βιοδράσεις της υδροξυτυροσόλης και του δεοξυχολικού οξέος, επιτυγχάνεται με τη χρήση καινοτόμων βιοκαταλυτικών εργαλείων με βάση την ακινητοποίηση οξειδοαναγωγικών και υδρολυτικών ενζύμων σε μαγνητικά νανοϋλικά, τα οποία διευκολύνουν την ανάκτηση και την επαναχρησιμοποίησή τους.
  2. Την ανάπτυξη συστημάτων νανοεγκλεισμού των βιοδραστικών ενώσεων με λιποδιαλυτική, αντιοξειδωτική και αντιγηραντική δράση. Ο εγκλεισμός των βιοδραστικών ουσιών πραγματοποιείται μέσω της ηλεκτροϋδροδυναμικής διεργασίας και της ξήρανσης με ψεκασμό. Η ξήρανση με ψεκασμό αποτελεί μία αποτελεσματική μέθοδο εγκλεισμού με μεγάλη δυναμικότητα και ευρεία βιομηχανική παραγωγή, ιδανική για οικονομίες κλίμακος. Η καινοτόμα τεχνική της ηλεκτροϋδροδυναμικής διεργασίας πραγματοποιείται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος εξασφαλίζοντας την ποιότητα και σταθερότητα των θερμοευαίσθητων συστατικών και εφαρμόζεται απουσία τοξικών διαλυτών, πλεονεκτήματα που την καθιστούν ιδανική για εφαρμογές σε καλλυντικά σκευάσματα και τρόφιμα.
  3. Την ανάπτυξη τελικών προϊόντων (καλλυντικών κρεμών και συμπληρωμάτων διατροφής). Οι παραγόμενες κατάλληλες νανοδομές προστίθενται σε καλλυντικές κρέμες με σκοπό να παραχθούν σκευάσματα διαφορετικής περιεκτικότητας σε εγκλεισμένη ουσία. Παράλληλα, παρασκευάζονται κάψουλες με χρήση κοινών εκδόχων στα οποία εμπεριέχονται οι εγκλεισμένες βιοδραστικές ουσίες. Η διαλυτότητα των καψουλών και η αποδέσμευση των βιοδραστικών ουσιών αξιολογείται με κατάλληλες μεθόδους. Προκειμένου να προταθεί μια οικονομικά βιώσιμη και περιβαλλοντικά αποδεκτή λύση, πραγματοποιείται παράλληλα Ανάλυση Κύκλου Ζωής, η οποία συνοδεύεται από οικονομοτεχνική μελέτη, για το σύνολο των προϊόντων και των διεργασιών με στόχο τη βελτίωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος και τη μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων και του κόστους των διεργασιών. 

Η υλοποίηση του Έργου οδηγεί στην ανάπτυξη και παραγωγή καινοτόμων τελικών προϊόντων διατροφής και κοσμετολογίας, εμπλουτισμένων με γνήσιες φυσικές ουσίες της ελληνικής χλωρίδας και ωφελεί από κοινωνικής, περιβαλλοντικής και οικονομικής σκοπιάς όχι μόνο τα συμμετέχοντα ιδρύματα και την εταιρεία, αλλά και την χώρα μας. H προτεινόμενη ερευνητική δραστηριότητα είναι απόλυτα εναρμονισμένη, στο σύνολό της, με τη στρατηγική της Ευρωπαϊκής Ένωσης που στοχεύει στην ανάπτυξη νέων «πράσινων» διεργασιών για τη βελτίωση της ασφάλειας και της ποιότητας των προϊόντων, την προστασία της ανθρώπινης υγείας και του περιβάλλοντος και αναμένεται να συνεισφέρει σημαντικά στην σημαντική αύξηση του μεριδίου στην αγορά σε εθνικό και διεθνές επίπεδο της συνεργαζόμενης εταιρείας.

Φορείς Σύμπραξης

Στο έργο συμμετέχουν 3 φορείς:


Α) Η εταιρία «ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΣΑΡΑΝΤΗΣ ΑΝΩΝΥΜΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΕΜΠΟΡΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΚΑΛΛΥΝΤΙΚΩΝ, ΕΝΔΥΜΑΤΩΝ, ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΕΙΔΩΝ» («ΣΑΡΑΝΤΗΣ»)

Η Γρ. Σαράντης Α.Β.Ε.Ε. με έδρα την Αθήνα από το 1964, είναι η μητρική εταιρεία του Ομίλου Σαράντη (Ο.Σ). Από την ίδρυσή της μέχρι σήμερα έχει εξελιχθεί σε πολυεθνική εταιρεία προσφέροντας ηγετικά brands τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό. Η διεθνής παρουσία της εταιρείας εκτείνεται σε 12 χώρες της Ευρώπης μέσω των θυγατρικών της σε Πολωνία, Ρουμανία, Βουλγαρία, Σερβία, Τσεχία, Ουγγαρία, Β. Μακεδονία, Βοσνία-Ερζεγοβίνη, Πορτογαλία, Σλοβακία, Ουκρανία και Ρωσία, και παγκοσμίως σε 50 χώρες μέσω της έντονης εξαγωγικής δραστηριότητάς της. Η εταιρία διαθέτει 4 παραγωγικές μονάδες που λειτουργούν κάτω από τα αυστηρότερα κριτήρια ποιότητας και ασφάλειας.

Στην Ελλάδα, η δραστηριότητα της εταιρείας επικεντρώνεται στην παραγωγή και διανομή:

  • καλλυντικών ευρείας διανομής (είδη προσωπικής περιποίησης και φροντίδας)
  • προϊόντων οικιακής φροντίδας
  • προϊόντων επαγγελματικής χρήσης
  • προϊόντων υγείας και φροντίδας
  • καλλυντικών επιλεκτικής διανομής (επώνυμα αρώματα, κρέμες περιποίησης και μακιγιάζ)

Οι κατηγορίες των Καλλυντικών Ευρείας Διανομής και των Προϊόντων Οικιακής Χρήσης αποτελούν τους δύο βασικούς πυλώνες ανάπτυξης της Εταιρείας, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 90 % του συνόλου των πωλήσεων, ενώ το μεγαλύτερο μέρος των εν λόγω κατηγοριών είναι ιδιοπαραγόμενα προϊόντα τα οποία παράγονται στις δύο κύριες παραγωγικές εγκαταστάσεις του Ομίλου σε Ελλάδα και Πολωνία.

Για περισσότερες λεπτομέρειες μπορείτε να ανατρέξετε στην ιστοσελίδα της εταιρίας (https://greece.sarantisgroup.com/).


Β) Το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων (Π.Ι):

Συμμετέχει με το Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας (ΕΒΙΟΤ) του Τμήματος Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών (ΒΕΤ). Το Εργαστήριο ΕΒΙΟΤ ιδρύθηκε το 2002.
Το ΕΒΙΟΤ έχει δραστηριότητα και εμπειρία για πάνω από 20 χρόνια στον τομέα της Ενζυμικής και Μικροβιακής Τεχνολογίας και της Νανοβιοτεχνολογίας.
Οι ερευνητικές δραστηριότητες του ΕΒΙΟΤ επικεντρώνονται: 

  • Στην ανάπτυξη «πράσινων» βιοδιεργασιών για την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας
  • Στην ανάπτυξη νανοβιοκαταλυτικών συστημάτων και την εφαρμογή τους σε βιοκαταλυτικές διεργασίες
  • Στη μελέτη της σχέσης λειτουργίας-δομής των ενζύμων σε οργανωμένες νανοδομές και νανοϋλικά
  • Στην παραγωγή υψηλής αξίας προϊόντων και βιοκαυσίμων από μικροβιακές καλλιέργειες και μικροφύκη (Μοντελοποίηση, βελτιστοποίηση, κλιμάκωση διεργασιών)
  • Στην ανάπτυξη συστημάτων για τη στοχευμένη μεταφορά βιομορίων και βιοδραστικών ενώσεων χρησιμοποιώντας τροποποιημένα νανοϋλικά και οργανωμένες νανοδομές

Για περισσότερες λεπτομέρειες μπορείτε να ανατρέξετε στην ιστοσελίδα του εργαστηρίου (https://biotechlab.bat.uoi.gr/).

Γ) Το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθηνών (ΕΜΠ):

Το Ε.Μ.Π συμμετέχει με δύο εργαστήρια:
Με το Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών (ΕΣΑΔ) της Σχολής Χημικών Μηχανικών. Το εργαστήριο ΕΣΑΔ (πρώην Εργαστήριο Τεχνικής Φυσικών Διεργασιών), το οποίο αποτελεί ουσιαστικά τη μετεξέλιξη (μέσα από μια σειρά μετονομασιών που συνοδεύονταν και από εκσυγχρονισμό του αντικειμένου) του Εργαστηρίου Ανόργανης Χημικής Τεχνολογίας (ΑΧΤ), το οποίο ιδρύθηκε το 1908 πολύ πριν την ίδρυση της Σχολής Χημικών Μηχανικών το 1917.
Σύμφωνα με το ΦΕΚ (ΦΕΚ 307Β΄/22.04.1994) σκοπός του εργαστηρίου είναι:

  • Η πειραματική και εφαρμοσμένη μελέτη των φυσικών διεργασιών της βιομηχανίας (π.χ. απόσταξη, ξήρανση, εκχύλιση, διήθηση, εξάτμιση, αντίστροφη ώσμωση) με σκοπό την ανάλυση των βασικών φαινομένων
  • Η ανάπτυξη μαθηματικών προτύπων περιγραφής των φυσικών διεργασιών και των θερμοφυσικών ιδιοτήτων των υλικών
  • Ο σχεδιασμός των φυσικών διεργασιών με σκοπό των προσδιορισμό λειτουργίας, διαστασιολόγηση των συσκευών/μηχανημάτων και την αριστοποίησή τους

Ερευνητικά το ΕΣΑΔ ασχολήθηκε (ήδη από την δεκαετία του 90) με το σχεδιασμό και την αριστοποίηση διεργασιών και συστημάτων, ξεκινώντας από απλές διεργασίες μέχρι μεγάλα συστήματα. Στο πλαίσιο αυτό θα μπορούσε να διακρίνει κανείς δύο βασικούς τομείς ερευνητικής δραστηριότητας:
Μηχανική και Τεχνολογία Τροφίμων. Ως σταθερή φιλοσοφική προσέγγιση το ΕΣΑΔ συνδυάζει τη μηχανική τροφίμων με την ανάπτυξη της τεχνολογίας αντιμετωπίζοντας τις περιοχές αυτές ως ενιαίο σύνολο.
Σχεδιασμός και ενεργειακή ολοκλήρωση. Το ΕΣΑΔ εναρμονισμένο με τις σύγχρονες απαιτήσεις στο τομέα της Ενέργειας δραστηριοποιείται σε συστήματα εκμετάλλευσης ανανεώσιμων πηγών μορφών ενέργειας.

Για περισσότερες λεπτομέρειες μπορείτε να ανατρέξετε στην ιστοσελίδα του εργαστηρίου (https://www.chemeng.ntua.gr/the_design_and_process_analysis_lab).
Με το Εργαστήριο Θερμοδυναμικής & Φαινομένων Μεταφοράς (ΕΘΦΜ) της Σχολής Χημικών Μηχανικών. Το Εργαστήριο στην τρέχουσα μορφή του ξεκίνησε τη λειτουργία του το 1988, με τις προσπάθειες του ομότιμου καθηγητή Δ. Τασιού. Έχει ενεργή ερευνητική δραστηριότητα σε βασικούς τομείς της Χημικής Μηχανικής για πάνω από 20 χρόνια, συμβάλλοντας συστηματικά στην ανάπτυξη της Σχολής Χημικών Μηχανικών.

Οι κύριοι επιστημονικοί τομείς ενδιαφέροντος είναι οι εξής:

  • Θερμοδυναμικές μετρήσεις και μοντελοποίηση σύνθετων μιγμάτων, όπως εκείνα που περιέχουν πολυμερή, υπερκρίσιμα ρευστά, ιοντικά υγρά κ.λπ.
  • Θερμοδυναμική μοντελοποίηση και προσομοίωση διεργασιών φυσικού αερίου
  • Πειραματικές μετρήσεις και μοντελοποίηση συστημάτων ενδιαφέροντος για περιβαλλοντική μηχανική, βιοτεχνολογία, βιοκαύσιμα και υπερκρίσιμα ρευστά
  • Ανάκτηση βιοδραστικών ενώσεων από φυσικές πηγές με πράσινες διεργασίες
  • Εφαρμογές στον σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών διαχωρισμού

Για περισσότερες λεπτομέρειες μπορείτε να ανατρέξετε στην ιστοσελίδα του εργαστηρίου (http://ttpl.chemeng.ntua.gr/index.html).

Ρόλοι Φορέων

ΕΜΠ (ΕΣΑΔ & ΕΘΦΜ)
  • Ανάκτηση βιοδραστικών συστατικών από φύλλα ελιάς μέσω εκχύλισης με ιοντικά υγρά και υπερκρίσιμο CO2
  • Ανάπτυξη συστημάτων νανοεγκλεισμού των βιοδραστικών ενώσεων και των παραγώγων τους
  • Μελέτη σταθερότητας και διαλυτότητας των αναπτυγμένων νανοδομών και αξιολόγηση της αποδέσμευσης των εγκλεισμένων συστατικών
  • Κλιμάκωση παραγωγικής διαδικασίας
  • Οικονομοτεχνική μελέτη και Ανάλυση Κύκλου Ζωής των προτεινόμενων μεθόδων ανάπτυξης των καινοτόμων σκευασμάτων
 ΕΒΙΟΤ
  • Ανάπτυξη βιοκαταλυτικών εργαλείων για την παραγωγή υδροξυτυροσόλης και παραγώγων της από εκχυλίσματα φύλλων ελιάς
  • Βιοκαταλυόμενη παρασκευή παραγώγων υδροξυτυροσόλης
  • Χαρακτηρισμός της δομής, της αντιοξειδωτικής και αντιμικροβιακής δράσης των παραγώγων της υδροξυτυροσόλης
Ο.Σ
  • Ανάπτυξη καλλυντικών κρεμών
  • Προσθήκη νανοδομών σε καλλυντικές κρέμες
  • Ανάπτυξη Συμπληρωμάτων Διατροφής
  • Έλεγχος Ποιότητας

Ανακοινώσεις – Νέα

Συναντήσεις

Εναρκτήρια Συνάντηση 25/9/2018, ΕΜΠ, Σχολής Χημικών Μηχανικών, ΑΙΘΟΥΣΑ “Ν. ΚΟΥΜΟΥΤΣΟΥ’’
1η Ετήσια συνάντηση 10/7/2019 ΕΜΠ, Σχολής Χημικών Μηχανικών ΑΙΘΟΥΣΑ “Ν. ΚΟΥΜΟΥΤΣΟΥ’’
2η Ετήσια συνάντηση 2 & 3 Iανουαρίου 2020 Εργαστήριο Θερμοδυναμικής & Φαινομένων Μεταφοράς της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου,
3η Ετήσια συνάντηση 16/7/2021 μέσω google meet

Δημοσιεύσεις σε διεθνή περιοδικά που προέκυψαν στα πλαίσια του έργου: 

  • R. Fotiadou, M, Patila, M. Amen Hammami, A. Enotiadis, D. Moschovas, K. Tsirka, K. Spyrou, E. P. Giannelis, A. Avgeropoulos, A. Paipetis, D. Gournis, H. Stamatis. Development of Effective Lipase-Hybrid Nanoflowers Enriched with Carbon and Magnetic Nanomaterials for Biocatalytic Transformations. Nanomaterials 9 (6), 808, 2019. DOI: 10.3390/nano9060808
  • AV Chatzikonstantinou, E Gkantzou, E Thomou, N Chalmpes, KM Lyra, VG Kontogianni, K.Spyrou, M. Patila, D. Gournis, H. Stamatis. Enzymatic Conversion of Oleuropein to Hydroxytyrosol Using Immobilized β-Glucosidase on Porous Carbon Cuboids. Nanomaterials 9 (8), 1166, 2019. DOI: 10.3390/nano9081166
  • E. Boli, N. Prinos, V. Louli, G. Pappa, K. Magoulas, E. Voutsas. Solubilities of Caffeic acid and Tyrosol in two Protic Ionic Liquids and one Deep Eutectic Solvent. Submitted for publication to Fluid Phase Equilibria
  • E. Boli, N. Prinos, V. Louli, G. Pappa, H. Stamatis, K. Magoulas, E.Voutsas. Recovery of Bioactive Extracts from Olive Leaves Using Conventional and Microwave-Assisted Extraction with Classical and Deep Eutectic Solvents. Under preparation.

Ανακοινώσεις/Εργασίες σε Εθνικά και Διεθνή Συνέδρια που προέκυψαν στα πλαίσια του έργου:

  • R. Fotiadou, E.-D. Mooren, M. Patila, K.-M. Lyra, K. Spyrou, A. Polydera, D. Gournis, H. Stamatis. Immobilization of enzyme in hybrid magnetic nanostructures (nanoflowers) as an effective tool for biotransformations in organic solvents and ionic liquids. 12th Panhellenic Scientific Conference of Chemical Engineering, Athens – Greece, 29-31.05.2019.
  • Α.V. Chatzikonstantinou, K. Nakou, I. Simos, M. Patila, A. Polydera, D. Gournis, E. Voutsas, H. Stamatis. Enzyme-catalyzed modification of polyphenols for their biological activity enhancement. 12th Panhellenic Scientific Conference of Chemical Enginneering, Athens – Greece, 29-31.05.2019.
  • F. Saloustros, M. Poulogiannopoulou, E. Boli, G. Pappa, V. Louli, K. Magoulas, E. Voutsas. Study of the extraction of bioactive compounds from olive leaves. 12th Panhellenic Scientific Conference of Chemical Enginneering, Athens – Greece, 29-31.05.2019.
  • Chatzikonstantinou A.V., Giannakopoulou A., Gkantzou E., Gournis D., Polydera A., Voutsas E. and Stamatis H. Nanobiocatalytic systems as efficient tool to increase the hydroxytyrosol content in olive leaf extracts. International Conference on Catalysis, Advanced Chemical Engineering and Technology, Valencia-Spain, 5-7, 2019.
  • A.V. Chatzikonstantinou, M. Patila, K. Nakou, S. Spyrou, K. Spyrou, D. Gournis, A.C. Polydera, H. Stamatis. Development of effective nanobiocatalysts through the immobilization of enzymes on porous magnetic nanoparticles. 8th International Conference on Nanotechnology & Materials Science, Amsterdam – Netherlands, 24-26.04.2019.
  • Xanthoula Karupidou, Alexandra V. Chatzikonstantinou, Yannis V. Simos, Stamatia Spyrou, Angeliki Polydera, Dimitrios Peschos, Haralambos Stamatis. Enhancement of antioxidant and cytotoxic effects in an olive leaf extract by enzymatic bioconversion of oleuropein to hydroxytyrosol. 70th Panhellenic Congress on Biochemistry & Molecular Biology, Eugenides Foundation, Athens-Greece, 29 November – 1 December 2019.
  • Giannakopoulou A., Chatzikonstantinou A. V., Gkantzou E., Spilia M., Kontogianni V. G., Polydera A., and Stamatis H. Multi-enzymatic nanobiocatalytic systems as efficient tools for the enrichment of olive leaves extract to hydroxytyrosol and its derivatives. 8ο Panhellenic Conference, GLF: Current Trends in the Lipid Sector, Athens-Greece, 21 June 2019.
  • Boli E., Prinos N., Pappa G., Louli V., Chatzikonstantinou A., Stamatis H., Voutsas E. Extraction of bioactive compounds from olive leaves using alternative solvents: experiments and modelling. 31st European Symposium on Applied Thermodynamics, France 5-9, July.

Στοιχεία επικοινωνίας

  • Εργαστήριο ΕΒΙΟΤ, Υπεύθυνος Επικοινωνίας, Συντονιστής του έργου, Καθηγητής X. Σταμάτης (hstamati(at)uoi(dot)gr)
  • Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών (ΕΣΑΔ), Υπεύθυνος Επικοινωνίας Καθηγήτρια Μ. Κροκίδα (mkrok(at)chemeng(dot)ntua(dot)gr)
  • Εργαστήριο Θερμοδυναμικής & Φαινομένων Μεταφοράς (ΕΘΦΜ), Υπεύθυνος Επικοινωνίας Καθηγητής Ε. Βουτσάς (evoutsas(at)chemeng(dot)ntua(dot)gr)
  • Όμιλος ΣΑΡΑΝΤΗΣ, Υπεύθυνος Επικοινωνίας Γ. Λιοσάτος (gliosatos(at)sarantisgroup(dot)com)

Επιτροπή Ερευνών Π.Ι.

Το Εργαστήριο Ζωολογίας του Τμήματος Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων υλοποίησε κατά τη χρονική περίοδο 2020-2021 στο πλαίσιο του Χρηματοδοτικού Προγράμματος του Πράσινου Ταμείου «ΦΥΣΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ 2020»: το Έργο «Προδιαγραφές χωροθέτησης Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων (ΜΥΗΕ)<10MW με κριτήρια διατήρησης της βιοποικιλότητας και πρόταση μέτρων μείωσης των επιπτώσεων στα προστατευταία αντικείμενα στο πλαίσιο της περιβαλλοντικής αδειοδότησης».

Τα ΜΥΗΕ είναι έργα με ισχύ έως 10MW, τα οποία θεωρείται ότι εντάσσονται στο γενικότερο πλαίσιο της ευρωπαϊκής πολιτικής για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Συνήθως κατασκευάζονται σε ορεινές και ημιορεινές περιοχές όπου υπάρχουν ρέματα και ρυάκια που μπορούν να αξιοποιηθούν μετατρέποντας τη μεγάλη δυναμική ενέργεια λόγω υψομέτρου σε κινητική και τελικά σε ηλεκτρική. Για να μειωθούν οι περιβαλλοντικές συνέπειες των ΜΥΗΕ είναι πολύ σημαντικό να παρακολουθούνται τα συστήματα τόσο κατά την κατασκευή όσο και κατά τη μετέπειτα λειτουργία του έργου. Έτσι αποφεύγονται πολλές δυσάρεστες συνέπειες και όσες δεν μπορούν να αποφευχθούν μπορούν να ελαχιστοποιηθούν στο μικρότερο δυνατό βαθμό.

Στην πρώτη φάση του έργου έγινε ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τη χωροθέτηση Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων (ΜΥΗΕ<10MW), όπου μελετήθηκαν οι επιπτώσεις της εγκατάστασης ΜΥΗΕ στα οικοσυστήματα και τους οργανισμούς και τονίστηκε η ανάγκη για σωστή χωροθέτησή τους, η οποία συχνά συνεπάγεται και μετριασμό των επιπτώσεών τους. Επιπλέον στο στάδιο αυτό περιγράφηκε η κατάσταση που επικρατεί παγκοσμίως αλλά και σε εθνικό επίπεδο σε σχέση με την κατασκευή και εγκατάσταση ΜΥΗΕ και τονίστηκε η ανάγκη για προστασία των ψαριών των εσωτερικών υδάτων της Ελλάδας. Η ιχθυοπανίδα των εσωτερικών υδάτων της Ελλάδας είναι από τις πιο πλούσιες και δυστυχώς μία από τις πιο απειλούμενες, με περίπου το 40% των αυτόχθονων ψαριών να ανήκουν σε μία από τις κατηγορίες κινδύνου (τρωτό (VU), κινδυνεύον (EN), κρισίμως κινδινεύον (CR)) σύμφωνα με την IUCN και το Κόκκινο Βιβλίο των Απειλούμενων Ειδών της Ελλάδας. Τελικώς, όπως αναφέρθηκε οι κύριες επιπτώσεις των ΜΥΗΕ στην ιχθυοπανίδα των εσωτερικών υδάτων της χώρας είναι ο κατακερματισμός του ενδιαιτήματος των ιχθύων και η απώλεια πρόσβασης στα κατάλληλα αναπαραγωγικά πεδία. Με τα περισσότερα είδη να έχουν πολύ περιορισμένη ικανότητα υπερπήδησης των εμποδίων, αυτές οι πιέσεις δε μπορούν να ξεπεραστούν, οδηγώντας σε μειωμένες επιτυχείς αναπαραγωγές και μειωμένη επιβίωση και εισαγωγή των νέων ατόμων στον πληθυσμό.

Στη δεύτερη φάση του έργου ακολούθησε η ανασκόπηση της νομοθεσίας σχετικά με τη χωροθέτηση μικρών υδροηλεκτρικών έργων (ΜΥΗΕ<10MW). Στη φάση αυτή μελετήθηκε η νομοθεσία για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) γενικά και για τα ΜΥΗΕ ειδικά, σε διεθνές, ευρωπαϊκό και εθνικό επίπεδο. Η Ελλάδα, λόγω της μορφολογίας, της γεωγραφικής της θέσης και των κλιματολογικών συνθηκών της, είναι μία χώρα με πολύ μεγάλο θεωρητικό δυναμικό, κυρίως στον τομέα της υδροηλεκτρικής ενέργειας, δίνοντας στη χώρα τη δυνατότητα εγκατάστασης μονάδων συνολικής ισχύος έως και 2.000MW (ESHA, 2009-2012). Για την επίτευξη των στόχων του εθνικού σχεδίου δράσης 20-20-20 που απορρέει από την Οδηγία 2009/28/ΕΚ, η Ελλάδα πρέπει να παράγει ενέργεια από ΜΥΗΕ μόλις 350MW (ESHA, 2009-2012), κάτι το οποίο επιτρέπει τη σοφή και μελετημένη χωροθέτηση τους στα υδάτινα σώματα της χώρας και την ελαχιστοποίηση πιθανών περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Η τελευταία φάση του έργου αφορούσε την ανάδειξη των προδιαγραφών χωροθέτησης μικρών υδροηλεκτρικών έργων (ΜΥΗΕ)<10MW με κριτήρια διατήρησης της βιοποικιλότητας και διατύπωση προτάσεων-μέτρων μείωσης των επιπτώσεων στα προστατευταία αντικείμενα στο πλαίσιο της περιβαλλοντικής αδειοδότησης. Σε αυτή τη φάση, η επιστημονική ομάδα περιέγραψε αναλυτικά την ελληνική ιχθυοπανίδα των εσωτερικών υδάτων της χώρας (συμπεριλαμβανομένων ειδών των μεταβατικών υδάτων και ξενικών ειδών) και τα είδη τα οποία απειλούνται περισσότερο από την κατασκευή ΜΥΗΕ. Μάλιστα, για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε ένας εμπειρικός δείκτης κινδύνου των ειδών, σύμφωνα με τον οποίο κάθε είδος κατατάσσεται ως χαμηλού, μέσου ή υψηλού κινδύνου ως προς την κατασκευή ΜΥΗΕ, ανάλογα με τα εξής χαρακτηριστικά, τα οποία αναλύθηκαν λεπτομερώς: παρουσία σε λεκάνες απορροής, αφθονία πληθυσμών, γεννητική ωρίμανση, γονιμότητα, σύνθεση ηλικιών- σύνθεση μεγεθών, μεταναστευτικές κινήσεις καθώς και θέση κάθε είδους στο ποτάμιο οικοσύστημα. Εν συνεχεία, η ομάδα συγκέντρωσε και παρουσίασε τους τρόπους διευκόλυνσης της μετακίνησης των ιχθύων κατά την κατασκευή φραγμάτων, και πρότεινε τους καταλληλότερους για την περίπτωση χωροθέτησης ΜΥΗΕ στην Ελλάδα.

Το επιστέγασμα της παρούσας μελέτης ήταν η διατύπωση προτάσεων χωροθέτησης ΜΥΗΕ, τα οποία συνοψίζονται σε μέτρα που αφορούν την ελεύθερη επικοινωνία ανάντη και κατάντη του ΜΥΗΕ καθώς και την απρόσκοπτη μετανάστευση των οργανισμών ανάλογα με τις ανάγκες τους. Τέλος προτείνονται μέτρα για την επιλογή του σημείου χωροθέτησης του ΜΥΗΕ και την εγκατάσταση περισσότερων έργων στο ίδιο σύστημα. Ανάλογα με τη φάση του έργου, προτείνονται μέτρα για έργα που πρόκειται να κατασκευαστούν και στα οποία υπάρχει το περιθώριο για να υλοποιηθούν όλα τα μέτρα χωροθέτησης σωστά, και το έργο να συνάδει με τις ανάγκες των ειδών που φιλοξενεί το εκάστοτε σύστημα, τόσο κατά τη διάρκεια της κατασκευής του, όσο και κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του και προτείνονται τρόποι αντιμετώπισης των δυνητικών επιπτώσεων του έργου στην ιχθυοπανίδα (π.χ. ενίσχυση των ενδημικών ειδών). Επίσης προτείνονται μέτρα για τη βελτίωση έργων που ήδη υπάρχουν και λειτουργούν αλλά δεν πληρούν τις περιβαλλοντικές προϋποθέσεις και τα οποία πρέπει είτε να εκσυγχρονιστούν, είτε να παροπλιστούν και να απομακρυνθούν από τη λεκάνη απορροής του ποταμού.

Για την εφαρμογή των παραπάνω μελετήθηκε ένα σύστημα ως περίπτωση μελέτης, ο ποταμός Λούρος, που διαθέτει έναν παλιό Μικρό Υδροηλεκτρικό Σταθμό που δεν λειτουργεί με βάση τις ανάγκες των ειδών και τη σύγχρονη νομοθεσία. Για τη μελέτη της ιχθυοπανίδας και των επιπτώσεων του ΜΥΗΕ, έγιναν δειγματοληψίες ιχθυοπανίδας τον Ιούνιο και Ιούλιο του 2021, ανάντη και κατάντη του έργου και αναδείχθηκαν τα προβλήματα του κατακερματισμού του ενδιαιτήματος και της μη ελεύθερης επικοινωνίας εκατέρωθεν του έργου.

Τέλος, διεξήχθησαν δειγματοληψίες στη Βόρεια και Δυτική Πελοπόννησο στην προσπάθεια διερεύνησης της παρουσίας ενδημικών ειδών σε επιλεγμένα υδάτινα οικοσυστήματα κατά την άνοιξη του 2021. Η ερευνητική ομάδα επέλεξε μια εκτεταμένη περιοχή μελέτης με σκοπό την πραγματοποίηση δειγματοληψιών πεδίου, την παρακολούθηση ενδιαιτημάτων, την συλλογή και μελέτη ψαριών με στόχο την διατύπωση άποψης σχετικά με τα προστατευταία ενδιαιτήματα και είδη ψαριών για την χωροθέτηση μικρών υδροηλεκτρικών έργων. Με αυτό τον τρόπο εμπλουτίστηκε η λίστα των ειδών ιχθυοπανίδας που διατρέχουν κίνδυνο από την κατασκευή φραγμάτων. Συγκεκριμένα, σκοπός των δειγματοληψιών ήταν η αναζήτηση πιθανών θέσεων χωροθέτησης Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων ΜΥΗΕ<10MW με κριτήρια διατήρησης της βιοποικιλότητας. Επιπλέον διεξήχθησαν δειγματοληψίες σε θέσεις ανάντη και κατάντη ήδη εγκατεστημένων ΜΥΗΕ με σκοπό την αποτύπωση των επιπτώσεων σε επίπεδο ειδών και βιοποικιλότητας. Η συγκεκριμένη μελέτη θεωρήθηκε ως μελέτη περίπτωσης, ενδεικτική των δράσεων που θα πρέπει να προηγούνται πριν την επιλογή μιας θέσης ως υποψήφιας για εγκατάσταση ΜΥΗΕ. Σύμφωνα με την παραπάνω μελέτη, η πλειονότητα των ποτάμιων συστημάτων της Δυτικής & Βόρειας Πελοποννήσου φαίνεται να κατατάσσονται ως συστήματα υψηλού κινδύνου σε σχέση με τις αναμενόμενες επιπτώσεις από την κατασκευή και λειτουργία των ΜΥΗΕ. Αυτό συμβαίνει γιατί ολόκληρη η Ιόνια βιογεωγραφική ζώνη, στην οποία ανήκουν τα παραπάνω συστήματα, φιλοξενεί πολλά ενδημικά είδη, κάτι το οποίο συνεπάγεται την μεγάλη σημασία της περιοχής στη διατήρηση της βιοποικιλότητας της ιχθυοπανίδας των εσωτερικών υδάτων. Η κατασκευή ΜΥΗΕ, λοιπόν, σε αυτά τα συστήματα είναι μία διαδικασία που θα έχει άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις στους πληθυσμούς των ενδημικών ειδών και η χωροθέτηση ΜΥΗΕ θα πρέπει να γίνει με τέτοια κριτήρια χωροθέτησης ώστε να διαφυλάσσεται η βιοποικιλότητα.

Φωτογραφικό Υλικό από τις δειγματοληψίες πεδίου.

Εικόνα που περιέχει υπαίθριος, δέντρο, ποτάμι, άθλημα

Περιγραφή που δημιουργήθηκε αυτόματα Εικόνα που περιέχει δέντρο, υπαίθριος, νερό, άνδρας

Περιγραφή που δημιουργήθηκε αυτόματα

Δειγματοληψίες κατάντη (αριστερά) και ανάντη (δεξιά) του φράγματος του ποταμού Λούρου


Εικόνα που περιέχει εσωτερικό

Περιγραφή που δημιουργήθηκε αυτόματα

Είδη που συλλέχθηκαν στον σταθμό ανάντη του φράγματος. Cobitis hellenica (άνω αριστερά), Gasterosteus gymnurus (άνω δεξιά), Salmo lourosensis (κάτω αριστερά), Economidichthys pygmaeus (κάτω δεξιά)


Εικόνα που περιέχει άτομο

Περιγραφή που δημιουργήθηκε αυτόματα
Άτομο Pelasgus thesproticus που συλλέχθηκε στον σταθμό κατάντη του φράγματος

 Δείτε την Τεχνική Έκθεση του Έργου και τον Συγκεντρωτικό πίνακα ειδών

Στον παρακάτω χάρτη μπορείτε να δείτε τους χώρους που στεγάζεται το Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών & Τεχνολογιών:

 

biomalga

ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΑΣΙΝΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΒΙΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΜΕ ΑΝΤΙΓΗΡΑΝΤΙΚΗ & ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΑΠΟ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΦΥΚΗ

Συνεργαζόμενοι φορείς:

Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας Τμήματος Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Εργαστήριο Θερμοδυναμικής και Φαινομένων Μεταφοράς (ΕΘΦΜ), Σχολή Χημικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Επικείμενη υλοποίηση του ενισχυόμενου έργου

Το ερευνητικό έργο BIOMALGA επικεντρώνεται στον σχεδιασμό και την πειραματική υλοποίηση μιας ολοκληρωμένης και βιώσιμης διεργασίας παραγωγής, ανάκτησης και αξιοποίησης βιοδραστικών προϊόντων από τη βιομάζα επιλεγμένων θαλάσσιων μικροφυκών και μακροφυκών.

Οι βασικοί άξονες δραστηριοτήτων του έργου περιλαμβάνουν:

α. τη μελέτη των σταδίων της παραγωγικής διαδικασίας, που αφορά στον τρόπο καλλιέργειας του μικροφύκους Chlorella vulgaris και τη βελτιστοποίηση της καλλιέργειας του, με σκοπό την αύξηση της παραγωγής βιοδραστικών προϊόντων με αντιοξειδωτική και αντιγηραντική δράση

β. την αποτελεσματική συλλογή της παραγόμενης βιομάζας τόσο του μικροφύκους Chlorella vulgaris όσο και του μακροφύκους Ulva lactuca, καθώς και την ανάκτηση βιοδραστικών συστατικών με φιλικές προς το περιβάλλον διεργασίες όπως η υπερκρίσιμη εκχύλιση και η εκχύλιση με τη χρήση ιοντικών υγρών και βαθέως ευτηκτικών διαλυτών

γ. τη διερεύνηση της επίδρασης επιλεγμένων βιοδραστικών συστατικών φυκών και παραγώγων τους που θα προκύψουν μέσω πράσινων βιοκαταλυόμενων διεργασιών, στη δράση ενζύμων που εμπλέκονται σε μηχανισμούς γήρανσης και οξειδωτικού στρες.

Στόχοι του ενισχυόμενου έργου 

  • Αριστοποίηση της καλλιέργειας μικροφυκών και αξιοποίηση τοπικών ειδών μακροφυκών.  
  • Ανάπτυξη αποτελεσματικής διεργασίας συγκομιδής της βιομάζας από τα μικρο- και μακρο- φύκη. 
  • Ανάπτυξη μιας φιλικής προς το περιβάλλον, αποδοτικής και βιώσιμης διεργασίας ανάκτησης των βιοδραστικών ενώσεων από τη βιομάζα των φυκών (διάρρηξη κυτταρικών δομών και εκχύλιση). 
  • Παρασκευή αναστολέων ενζύμων που εμπλέκονται σε διαδικασίες οξειδωτικού στρες και σε μηχανισμούς γήρανσης μέσω φιλικών προς το περιβάλλον μεθόδων συνδυαστικής βιοκατάλυσης. 

Ημερομηνίες δημοσίευσης των αποτελεσμάτων του ενισχυόμενου έργου 

  • Στο 12ο μήνα του έργου θα δημοσιευτούν τα πρωτόκολλα διαδικασίας παρασκευής ξηρών κυττάρων μακροφυκών και των βέλτιστων συνθηκών καλλιέργειας για την παραγωγή βιοδραστικών ενώσεων 
  • Το 18ο μήνα του έργου θα δημοσιευτούν τα πρωτόκολλα: (i) της παραγωγικής διεργασίας βιοδραστικών ενώσεων σε φωτοβιοαντιδραστήρα, (ii) των βέλτιστων συνθηκών για τη διάρρηξη των κυττάρων των φυκών, και (iii) της παρασκευής παραγώγων αναστολέων ενζύμων. Τον ίδιο μήνα θα γίνει μία ανακοίνωση σε διεθνές συνέδριο με κριτές. 
  • Τον 20ο μήνα του έργου θα δημοσιευτεί το πρωτόκολλο βέλτιστων συνθηκών για τη διεργασία συγκομιδής βιομάζας και θα γίνει μία δημοσίευση σε έγκριτο διεθνές περιοδικό με κριτές και μία ανακοίνωση σε διεθνές συνέδριο με κριτές. 
  • Τον 26ο μήνα του έργου θα δημοσιευτεί το πρωτόκολλο σύνθεσης ιοντικών υγρών. 
  • Τον 36ο μήνα του έργου θα αναπτυχθεί διεργασία ανάκτησης βιοδραστικών ενώσεων από φύκη, θα παρασκευασθούν εκχυλίσματα πλούσια σε βιοδραστικές ενώσεις και θα γίνει χαρακτηρισμός των βιοδραστικών συστατικών εκχυλισμάτων μακρο- και μικρο- φυκών . Επίσης, θα γίνουν τρεις δημοσιεύσεις σε έγκριτα διεθνή περιοδικά και συνέδρια με κριτές. 

Τα αποτελέσματα του ενισχυόμενου έργου θα είναι διαθέσιμα δωρεάν για όλες τις επιχειρήσεις που δραστηριοποιούνται στο συγκεκριμένο τομέα ή υποτομέα




http://ttpl.chemeng.ntua.gr/assets/images/biomalga/logo.png

Costas Papaloukas

Associate Professor of Bioinformatics

Contact info

cpapTel.: +30 26510 07427
Fax: +30 26510 07061
e-mail: Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε.
Office: III 203 (3), Administration building, 1st floor
pdf-iconFull CV (latest update: Oct 2020)

Education

1993-1997: University of Ioannina, Department of Computer Science, BSc.
1997-2001: University of Ioannina, Medical School, PhD in Biomedical Technology.

Teaching Courses

  • Informatics (1st semester)
  • Bioinformatics (8th semester)
  • Special Topics in Bioinformatics (9th semester)

Research Interests

  • Computational protein analysis
  • Tissue classification
  • Biomedical signal processing
  • Machine learning

Selected Publications

  • K.P. Exarchos, T.P. Exarchos, C. Papaloukas, A.N. Troganis and D.I. Fotiadis: "Detection of discriminative sequence patterns in the neighborhood of proline cis peptide bonds and their functional annotation", BMC Bioinformatics, 10(113), 2009.
  • C. Papaloukas, E. Granseth, H. Viklund and A. Elofsson: "Estimating the length of transmembrane helices using Z-coordinate predictions", Protein Science, 2008.
  • T.P. Exarchos, C. Papaloukas, C. Lampros and D.I. Fotiadis: "Mining sequential patterns for protein fold recognition", Journal of Biomedical Informatics, Vol. 41, No. 1, pp. 165-179, 2008.
  • S. Meng, P. Maragakis, C. Papaloukas and E. Kaxiras: "DNA nucleoside interaction and identification with carbon nanotubes", Nano Letters, Vol. 7, No. 1, pp. 45-50, 2007.
  • C. Papaloukas, D.I. Fotiadis, A. Likas and L.K. Michalis: "An ischemia detection method based on artificial neural networks", Artificial Intelligence in Medicine, Vol. 24, No. 2, pp. 167-178, 2002.