Warsztaty „Rozród sandacza w teorii i praktyce”

Eksperci Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie stale podejmują nowe wyzwania, będące odzwierciedleniem najnowszych światowych trendów naukowych. Jednym z takich obszarów, we współpracy z przedsiębiorcami, są innowacyjne badania nad poprawą rozrodczości ryb słodkowodnych.

Zapraszamy na warsztaty, które będą wyjątkową okazją dla przedsiębiorców do zdobycia wiedzy i poznania praktycznych możliwości inicjacji i rozwoju akwakultury sandacza – wysoko cenionego gatunku ryby, zarówno w naszych jeziorach, jak i na naszych talerzach.

Warsztaty „Rozród sandacza w teorii i praktyce” odbędą się 14 marca 2023 r. w  Gospodarstwie Rybackim „Mikołajki” w Mikołajkach.

Warsztaty są bezpłatne, ale wymagana jest rejestracja.

LINK DO REJESTRACJI

PROGRAM

Część teoretyczna – Gospoda Rybacka, Mikołajki (ul. Plac Wolności 10)

09.00 – 09.15

Przywitanie uczestników oraz otwarcie szkolenia – dr hab. Daniel Żarski, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań  Żywności PAN w Olsztynie

09.15 – 09.45

Rola produkcji materiału zarybieniowego sandacza w gospodarce rybackiej na przykładzie Gospodarstwa Rybackiego „Mikołajki” – Piotr Sobiech, Dyrektor Gospodarstwa Rybackiego Mikołajki

09.45 – 10.15

Przerwa kawowa

10.15 – 12.30

Rozród sandacza – podstawy teoretyczne i definicje – dr hab. Daniel Żarski, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań  Żywności PAN w Olsztynie

12.30 – 13.30

Lunch

Część praktyczna – Wylęgarnia Gospodarstwa Rybackiego „Mikołajki” (ul. Mrągowska 14)

14.00 – 16.00

Podstawy praktyki kontrolowanego rozrodu sandacza – Radosław Lewandowski, Ichtiolog Gospodarstwa Rybackiego Mikołajki

16.15 – 16.30

Przerwa kawowa

Panel dyskusyjny – Gospoda Rybacka, Mikołajki (ul. Plac Wolności 10)

16.30 – 18.00

Podsumowanie, wnioski, dyskusja – Daniel Żarski, Radosław Lewandowski, Piotr Sobiech

Czytaj

Gazeta Olsztyńska

Warsztaty są częścią projektu pn. „Centrum Badań Środowiska i Innowacyjnych Technologii Żywności dla Jakości Życia” współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Warmińsko-Mazurskiego na lata 2014-2020.

 

Czytaj więcej

Scientists visit the Olsztyn Planetarium

Another extraordinary meeting with the Olsztyn Children’s Academy is behind us. This time the young students were met by Dr. Anna Szóstek-Mioduchowska, who talked about an issue of particular importance in the autumn-winter season – the immune system. Dr. Szóstek-Mioduchowska drew attention to the human body’s 'tools’ for defending itself against harmful external and internal factors. What immune cells do we find in the human body and how many are there in one drop of blood? What is the difference between innate and acquired immunity? What does the body tell us when we are affected by ailments characterised by inflammation? Answers to these and many other questions were sought during the meeting.

The students were also treated to a workshop session where they could play young chemists’ roles. Under the supervision of Kamila Penkacik, M.Sc., the children studied magical antioxidants and created molecular pearls.

The third meeting of the Academy took place on 11 February at Olsztyn’s Planetarium. The next is planned for 15 April. More information about the Olsztyn Children’s Academy can be found on the Planetarium website under the Education tab.

 
 

Czytaj więcej

Naukowcy Instytutu z wizytą w Olsztyńskim Planetarium

Za nami kolejne wyjątkowe spotkanie z Olsztyńską Akademią Dzieci. Tym razem z młodymi studentami spotkała się dr hab. Anna Szóstek-Mioduchowska, która opowiedziała słuchaczom o zagadnieniu szczególnie ważnym w sezonie jesienno-zimowym – układzie odpornościowym. Pani Doktor zwróciła uwagę na „narzędzia”, jakimi dysponuje organizm człowieka w obronie przed szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi i wewnętrznymi. Jakie komórki odpornościowe znajdziemy w ciele człowieka i ile ich jest w jednej kropli krwi? Czym różni się odporność wrodzona od nabytej? Co mówi nam ciało, kiedy dotykają nas dolegliwości charakteryzujące stan zapalny? Na te i wiele innych pytań szukano odpowiedzi podczas spotkania.

Na studentów czekała również część warsztatowa, w której mogli wcielić się w młodych chemików. Pod okiem mgr inż. Kamili Penkacik dzieci badały magiczne przeciwutleniacze oraz tworzyły molekularne perły.

Trzecie spotkanie Akademii odbyło się 11 lutego w olsztyńskim Planetarium. Kolejne planowane jest na 15 kwietnia. Więcej informacji o Olsztyńskiej Akademii Dzieci znajdziecie na stronie Planetarium w zakładce Edukacja.

 
 

Czytaj więcej

Dr. Małgorzata Starowicz on the Maillard reaction products

Fat Thursday is the sweetest holiday of the year. On this occasion, we eagerly eat donuts and angel wings, which are traditionally deep-fried. Dr. Małgorzata Starowicz from the Institute’s Department of Chemistry and Biodynamics of Food talks about the phenomena that accompany the preparation of Poles’ favorite sweets, as well as what research related to them is conducted at our Institute.

The cascade of chemical reactions is responsible for the pleasant aroma, taste and brown color of donuts and angel wings. These reactions occur between the sugars and proteins in foods that are subjected to high temperatures. They own their name to their discoverer, French chemist Louis Camille Maillard. We can say that Maillard reactions have two „faces”. On the one hand, they form compounds that shape the taste, smell and color of such food products as bread, coffee, fried meat, beer or honey. In addition, melanoidins formed during the Maillard reaction have antioxidant properties. These naturally brown dyes, found, for example, in the crust of bread, have the ability to capture and neutralize free radicals, and thus can prevent civilization diseases.

On the other hand, the Maillard reaction may produce compounds such as acrylamide, which has been descrobed mutagenic and cancerous. Although the standards for the content of acrylamide in food have not yet been defined, scientists and food producers monitor its content in market products and conduct a number of studies on the improvement of technological processes, selection of raw materials used, or the use of natural food additives. All this to keep the level of acrylamide low in heat-treated products. We currently consume the most of it in chips and fries. The great interest in the topic of acrylamide has led scientists and entrepreneurs to join forces under the European Cooperation in Science and Technology (COST) programme and together explore the topic of reducing the level of acrylamide in cereal products.

Research conducted at the Department of Chemistry and Biodynamics of Food at the Institute of Animal Reproduction and Food Research PAS has shown that the formation of these, both beneficial and unfavorable, compounds can be changed already at the stage of the technological process. This is possible by choosing the right ingredients, heating temperature and time, adjusting the pH level or water content. The challenge faced by scientists is primarily the development of appropriate recipes and setting the parameters of technological processes in order to balance and lead to increased formation of beneficial compounds, while reducing the amount of unfavorable ones. Our team’s research to date has shown that polyphenolic compounds have a high potential to inhibit the formation of acrylamide. The addition of polyphenols in the form of spices or herbs can effectively reduce the content of acrylamide in confectionery products while increasing the taste and aroma. On the other hand, it is more recommended to bake for a longer time at a lower temperature than to bake for a short time at a high temperature. The tests were carried out for breads baked from various flours (spelt, wheat and rye).

 

Czytaj więcej

Dr Małgorzata Starowicz o związkach powstających w wyniku reakcji Maillarda

Tłusty Czwartek to najsłodsze święto w roku. Z tej okazji chętnie zajadamy się pączkami i faworkami, które tradycyjnie są smażone na głębokim tłuszczu. O tym, jakie zjawiska towarzyszą przygotowaniu ulubionych słodkości Polaków, a także jakie związane z nimi badania prowadzone są w naszym Instytucie, mówi dr Małgorzata Starowicz z Zespołu Chemii i Biodynamiki Żywności.

Za przyjemny aromat, smak i brązową barwę pączków i chruścików odpowiada kaskada zachodzących po sobie reakcji chemicznych. Reakcje te zachodzą pomiędzy cukrami i białkami w żywności poddanej wysokiej temperaturze. Ich odkrywcą jest francuski chemik Louis Camille Maillard. Można powiedzieć, że reakcje Maillarda mają dwa „oblicza”. Z jednej strony formują związki kształtujące smak, zapach i barwę takich produktów spożywczych jak chleb, kawa, smażone mięso, piwo czy miód. Ponadto tworzące się podczas reakcji Maillarda melanoidyny wykazują właściwości przeciwutleniające. Te naturalnie brązowe barwniki, występujące np. w skórce chleba, posiadają zdolność do chwytania i unieszkodliwiania wolnych rodników, a tym samym mogą zapobiegać chorobom cywilizacyjnym.

Z drugiej strony, w wyniku reakcji Maillarda mogą powstać takie związki jak akryloamid, któremu przypisuje się działanie mutagenne i nowotworowe. Mimo że nie określono jeszcze norm dla zawartości akryloamidu w żywności, naukowcy i producenci żywności monitorują jego zawartość w produktach rynkowych i prowadzą szereg badań nad poprawą procesów technologicznych, selekcją stosowanych surowców, czy użyciem naturalnych dodatków do żywności. Wszystko po to, aby zachować niski poziom akryloamidu w produktach poddawanych obróbce termicznej. Najwięcej spożywamy go obecnie w czipsach i frytkach. Duże zainteresowanie tematem akryloamidu spowodowało, że naukowcy i przedsiębiorcy połączyli siły w ramach Europejskiego Programu współpracy w dziedzinie Badań Naukowo-Technicznych (COST) i wspólnie zgłębiają temat obniżania poziomu akryloamidu w produktach zbożowych.

Badania prowadzone w Zespole Chemii i Biodynamiki Żywności w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN wykazały, że powstawanie tych, zarówno korzystnych jak i niekorzystnych, związków można zmieniać już na etapie procesu technologicznego. Jest to możliwe poprzez wybranie odpowiednich składników, temperatury i czasu ogrzewania, regulowanie poziomu pH czy zawartości wody. Wyzwanie, przed jakim stoją naukowcy, to przede wszystkim opracowanie odpowiednich receptur i ustalanie parametrów procesów technologicznych, aby zbalansować i doprowadzić do zwiększonego powstawania związków korzystnych, zmniejszając przy tym ilość tych niekorzystnych. Dotychczasowe badania naszego Zespołu wykazały, że wysoki potencjał hamujący powstawanie akryloamidu mają związki polifenolowe. Dodatek polifenoli w postaci przypraw czy ziół może skutecznie obniżać zawartość akryloamidu w produktach cukierniczych z jednoczesnym podniesieniem walorów smakowo-zapachowych. Z drugiej strony bardziej korzystne jest dłuższe pieczenie w niższej temperaturze niż pieczenie w krótkim czasie i w wysokiej temperaturze. Badania zostały przeprowadzone dla chlebów wypiekanych z różnych mąk (orkiszowej, pszennej i żytniej).

 

Czytaj więcej

Prof. Ryszard Amarowicz on the benefits of pulses

On 10 February, we celebrated World Pulses Day. The initiative was born in 2016 by the Food and Agriculture Organization (FAO). The day aims to popularise these valuable plants. We asked Professor Ryszard Amarowicz, head of the Department of Chemical and Physical Properties of Food, about all the good things that can be found in pulses. (więcej…)

Czytaj więcej

Prof. Ryszard Amarowicz o zaletach roślin strączkowych

10 lutego obchodziliśmy Światowy Dzień Suchych Nasion Roślin Strączkowych. Inicjatywa narodziła się w 2016 r. w Food and Agriculture Organization (FAO). Dzień ma na celu popularyzację tych cennych dla zdrowia roślin. O to, co dobrego znajdziemy w roślinach strączkowych, zapytaliśmy prof. Ryszarda Amarowicza, kierującego Zespółem Chemicznych i Fizycznych Właściwości Żywności.

Mówiąc o roślinach strączkowych najczęściej myślimy o grochu i fasoli, bo te dwie rośliny są obecne w tradycyjnej polskiej kuchni. Po jakie rośliny strączkowe warto jeszcze sięgnąć?

Prof. Ryszard Amarowicz: Z pewnością ciecierzyca i soczewica powinny znaleźć się na naszych kuchennych półkach. Pierwsza jest idealna jako dodatek do surówek/sałatek, stanowi również podstawę hummusów. Druga jako wspaniały składnik zup. Ktoś kiedyś powiedział, że zupa z soczewicy to najsmaczniejsza zupa na świecie. Przypomnijmy sobie z Biblii, że starszy brat Ezaw odstąpił Jakubowi swoje prawo pierworództwa właśnie za miskę soczewicy.

Dlaczego warto włączyć suche nasiona roślin strączkowych do naszej diety? Co dobrego w nich znajdziemy?

R.A.: Bardzo dobre źródło białka. Co szczególnie ważne, białko o wysokiej wartości biologicznej, wyższej od tej, którą wykazuję produkty zbożowe. Idealnie uzupełnia się pod względem składu aminokwasowego z białkami zwierzęcymi. Wysoka wartość energetyczna. Doskonałe źródło błonnika pokarmowego. Duża zawartość składników mineralnych, spora zawartość niektórych witamin. Obecność oligosacharydów, które zaliczane są do probiotyków – „odżywia się” nimi mikroflora jelitowa. Wiele składników nasion roślin wykazuje prozdrowotne właściwości potwierdzone w różnych badaniach, włączając w to również badania kliniczne.

„Rośliny strączkowe dla zrównoważonej przyszłości” to tegoroczny motyw Dnia Suchych Roślin Strączkowych. Dlaczego rośliny strączkowe to dobra odpowiedź na hasło „zrównoważony system żywności”?

R.A.: Zrównoważony system żywnościowy powinien zapewnić zdrową żywność dla ludzi i tworzyć zrównoważone systemy środowiskowe, gospodarcze i społeczne. O tym, że nasiona roślin strączkowych są zgodne z pierwszym kryterium wypowiedziałem się już wcześniej. Uprawa roślin strączkowych stwarza nowe szanse dla szeroko pojętego sektora rolniczego łącznie z przemysłem spożywczym i gastronomią. Atrakcyjność nasion roślin strączkowych wzrasta z popularnością wegetarianizmu i z koniecznością zmniejszenia produkcji zwierzęcej na świecie, co wynika między innymi nie tylko z pobudek ekonomicznych, ale również i ekologicznych.

 

Czytaj więcej

The Genome above the Genome – Prof. Carsten Carlberg, ERA Chair WELCOME2

Our daily diet contains carbohydrates, lipids, proteins, minerals, and vitamins – nutrients that provide us with energy and serve as the building blocks of our bodies. However, we are increasingly learning that what we eat also interacts with the genes in our cells in important ways.

Diet is the most dominant of the environmental factors affecting us from conception to death. Every day, more than 1 kg of food passes through our bodies, the largest amount of all substances we come into close contact with. Dietary signals are in direct contact with the genome: every day, our breakfast, lunch, and dinner “talk” to our genes. For more than 20 years, we have known the sequence of all 20,000 human genes that carry the information needed to build proteins. We also know that in addition to them, there are at least as many non-coding RNAs within our genome, which do not produce any proteins. This understanding has brought us into the postgenomic era, where research has been initiated in numerous new fields. These include nutrigenomics, which can be defined as the study of how the food we eat (“nutri”) interacts with all of our genes (“genomics”).

The same yet different

Nearly 99% of the genome differs very little among all 8 billion humans on Earth. However, we do differ from one another in terms of such obvious traits as height, weight, hair, and skin and eye color, as well as such characteristics as the likelihood of developing a specific disease. Some of these traits, such as eye color, are obviously determined by genes. However, the risk of developing type 2 diabetes, for example, is only up to 10% determined by the genes we inherit from our parents and up to 90% determined by environmental factors and our lifestyle.

Our body is made up of 3×1013 cells, which come in at least 400 different variants. They form the tissues of the brain, the immune system, the liver, and all other organs in the body. In every human, each cell contains the same genome, which means the same information necessary to build proteins. In different types of cells, however, the genome is organized by proteins into tightly packed chromatin (called heterochromatin) and lightly packed chromatin (euchromatin) in such a way that access is only possible to those genes that carry information about the proteins needed in specific tissues. This packing of the genome, which does not affect its DNA sequence (it does not cause any mutations), is referred to as the “epigenome” (“epi-” meaning “above”).

Some aspects of the epigenome become fixed already in the first weeks of gestation, referred to as early embryogenesis. In this very sensitive period of life, important decisions are made about the development of organs, which should remain unchanged for the rest of the organism’s life. It is this stable part of the epigenome that ensures that our brain cells remain brain cells throughout our lives, instead of “changing their minds” and suddenly transforming, for example, into kidney cells that produce urine. The integrity of the human body is based on the stability of this aspect of the epigenome.

But the epigenome has also certain dynamic aspects: signals from the inside and outside of cells affect the ability of specialized proteins in the nucleus to recognize certain regions of the genome. Certain signals, for example those from food components, can alter how the genome is packaged into euchromatin and heterochromatin. Genes located in euchromatin can be recognized by transcription factors and RNA polymerases. This means that a specific cell uses only those of the 20,000 genes that it can access through the chromatin structure. This means an average of 10,000 genes that get copied out into RNA (in a process called transcription), which is used by a particular cell as a “template” to synthesize proteins. Changes in the epigenome can affect the transcriptome, or the total number of RNA molecules in our cells. Many of the signals that affect the epigenome and the transcriptome come from diet. Therefore, a central aspect of nutrigenomic research involves describing and understanding how nutrients affect the epigenome and the transcriptome of cells, and by the same token their functions. This aspect of nutrigenomics is often referred to as nutritional epigenomics.

Every day, the dietary choices we make impact on the epigenome and the transcriptome in our tissues and cell types. A disease like type 2 diabetes takes years or even decades to develop, but it results above all from daily diet and lifestyle choices. In a similar way, other elements of what is called the metabolic syndrome, such as high blood pressure, abdominal obesity (measured by waist circumference), high levels of fat (triglycerides), and low levels of HDL (high-density lipoprotein, also referred to as the “good” cholesterol) in the blood, depend on the decisions we make – what we eat and how much we exercise.

Benefits of vitamin D3

The compounds that can “talk” to the epigenome include vitamin D3. In fact, this is a nutrient we are able to produce within our bodies, through skin exposure to UVB radiation from the Sun. However, predominantly indoor lifestyles, skin coverage with textiles, the use of sunscreens, as well as the insufficient intensity of sunlight in the winter months mean that many people acquire vitamin D3 deficiency. Vitamin D status is measured by the blood serum concentration of the most abundant vitamin D3 metabolite, namely 25-hydroxyvitamin D3 (abbreviated 25(OH)D3). According to the US-based Endocrine Society, vitamin D status should be at least 75 nM (ideally 100 nM), whereas concentrations of 25(OH)D3 below 50 nM are regarded as deficiency, and below 30 nM as severe deficiency. More than 1 billion people worldwide have vitamin D deficiency. To put this into perspective, the average vitamin D status in the population in Poland is estimated at 46 nM, which means that many people in the country suffer from a deficiency of this compound and require supplementation, especially in the winter months.

However, one might ask whether the threshold level for the vitamin D status is the best benchmark for calculating the demand for vitamin D in individual people. Every human is different, and the impact of vitamin D on the response of the epigenome and the transcriptome in our cells will vary. Based on our concept of the vitamin D response index, people can be divided into high, mid, and low responders to vitamin D. It is estimated that one in four people fall into the group of low responders. This therefore means that we have our own individual requirements for vitamin D3 supplementation, especially during the winter months. High responders have lower needs and are likely to manage with the generally recommended, yet low concentrations: up to 20 μg, or 800 international units (IU) per day. Low responders, on the other hand, may need up to 4,000 IU (100 μg) per day.

Vitamin D is well known for its role in controlling calcium levels in blood. It is essential for bone remodelling; a process takes place throughout our lives. Children with vitamin D deficiency can develop rickets, and adults can be affected by osteomalacia, a deformation of the bones that carries a higher risk of fractures. In addition, vitamin D is extremely important for the proper functioning of the immune system, which comprises innate and adaptive immunity. The innate immune system is the first line of defence against microbial pathogens such as bacteria and viruses. In addition, cells of the innate immune system, such as monocytes, macrophages, and neutrophils, are key mediators of inflammation. Inflammation can be divided into acute and chronic. Acute inflammation lasts up to two weeks and supports the body in the fight against pathogens. In chronic inflammation, the cause of this harmful state is not removed successfully, and adverse reactions continue for months, years, or even decades. Most of the serious diseases, such as type 2 diabetes, atherosclerosis, Alzheimer’s disease and cancer, are associated with chronic inflammation. In the short term, vitamin D supports acute inflammation, but in the long term, it counteracts chronic inflammation. This chiefly happens through the “programming” of the epigenome and the transcriptome of monocytes and macrophages. These epigenetic programming events create cellular memory, which means that cells remember what they were exposed to. In a similar way, all the cells in our bodies (not just the neurons in the brain) can remember lifestyle-related events, such as daily responses to food components, physical activity, and exposure to pathogens.

A step towards personalized medicine

Our projects are based upon the central assumption that vitamin D trains immune cells and other tissue cells so that they can better respond to various environmental factors. In the context of the Horizon 2020-funded ERA Chair WELCOME2 project, we will be conducting an intervention study. Sixty volunteers with early signs and symptoms of metabolicsyndrome will be asked to make significant lifestyle changes for a period of three months. We will ask them to increase their average daily physical activity, for example by increasing the number of steps per day to at least 10,000. We will simultaneously give all participants vitamin D until they reach a very good status of 100 nM. In addition, we plan to follow up 10 highly committed participants for a period of three years and take their blood samples every three months. We will use their immune cells (obtained from the blood samples) to characterize their epigenome and transcriptome and observe how they change together with lifestyle changes. In this way, we will collect huge amounts of molecular data from each participant. We will analyse such data using bioinformatics methods, including machine learning.

A key point of our project will involve the development of computer models called digital twins. The concept of a “digital twin” is well-known in engineering, for example in aircraft construction. It stands to reason that all aircraft components, such as engines and wings, must undergo extensive tests, both individually and in combination with other components, to ensure that the aircraft will pose no risk to the pilot and passengers. Such tests are currently carried out using digital computer models, which can simulate a much broader range of conditions than traditional wind tunnels. Digital twins of real people are a lot more complex than aircraft engines. Therefore, it is necessary to be realistic and strive to model only certain tissues and cell types. Consequently, we will create digital twins of monocytes and lymphocytes isolated from blood samples taken from specific participants. Unlike other tissues in the human body, such immune cells have one advantage: they are mobile. Monocytes and lymphocytes circulate through the body, communicating with all organs. As a consequence, immune cells respond to all changes in the body and, supported by vitamin D, train their epigenome accordingly.

Importantly, digital twins not only facilitate computational descriptions of cell functions, but also offer the ability to test such factors as stress, infections, and exposure to food components. As with aircraft engines, we can also try out various interventions in silico, which means testing multiple factors in a computer model without the need to involve study participants. This means reducing their effort and exposure to danger, and saving funds. Since each individual is different, our digital twins will be idiosyncratic in nature, too. Consequently, we expect to obtain personalized recommendations for lifestyle changes for each study participant to reduce the risk of the development or progression of the metabolic syndrome. Since some of the conclusions from the modelling of these digital twins will be general in nature, we will attempt to apply the results we will obtain in the study to the general population.

This article was originally published in ACADEMIA – The magazine of the Polish Academy of Sciences | 2022 | No 3 (75) Turning Points

 

Czytaj więcej