Στο Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, ο δρ Δ. Μακρής, αναπληρωτής καθηγητής του τμήματος, είναι συνιδρυτής της ερευνητικής ομάδας Green Sustainable Innovation, η οποία στο πλαίσιο μεγάλων ανταγωνιστικών προγραμμάτων εκπονεί καινοτομική έρευνα σε θέματα πράσινων διεργασιών στα τρόφιμα και την αξιοποίηση τόσο των υποπροϊόντων της βιομηχανίας τροφίμων, όσο και γηγενών αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών.
Οι μελέτες έχουν στόχο να συμβάλλουν στη βελτίωση της διατροφής, προσφέροντας ευεργετικά οφέλη για την υγεία, αλλά και ώθηση σε τοπικές οικονομίες από την αξιοποίηση των γηγενών αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών.
Η έρευνα εστιάζεται στην ανάπτυξη περιβαλλοντικώς ήπιων τεχνολογιών αιχμής, με σκοπό την εκχύλιση βιοδραστικών συστατικών από φυτικές πρώτες ύλες, τη μελέτη των αντιοξειδωτικών τους ιδιοτήτων, και την εφαρμογή τους ως βιοδραστικά πρόσθετα σε τρόφιμα ή ως συμπληρώματα διατροφής.
Το ερευνητικό έργο του δρ Μακρή συμπεριλαμβάνει μελέτες που έχουν ως κεντρική ιδέα την ανάδειξη του πολυφαινολικού προφίλ υποπροϊόντων επεξεργασίας τροφίμων φυτικής προέλευσης και την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Παραδείγματα, με ιδιαίτερη σημασία για την Ελληνική πραγματικότητα αποτελούν τα υποπροϊόντα της οινοβιομηχανίας, της βιομηχανίας ελαιόλαδου και της μεταποίησης φρούτων και λαχανικών. Αυτές οι βιομηχανικές δραστηριότητες, με νευραλγική σπουδαιότητα για την Ελληνική οικονομία, παράγουν μεγάλο όγκο υποπροϊόντων και αποβλήτων, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη για την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως τα φυσικά αντιοξειδωτικά, οι χρωστικές (ανθοκυανίνες, καροτενοειδή), τα αιθέρια έλαια και οι πηκτίνες.
Υπάρχει σημαντική εστίαση στις διεργασίες εκχύλισης που είναι περιβαλλοντικά φιλικές, όπως π.χ. η χρήση μη-τοξικών διαλυτών, και προτείνονται μέθοδοι εκχύλισης των οποίων η διαδικασία έχει βελτιστοποιηθεί με εφαρμογή επιτηδευμένων στατιστικών τεχνικών και μοντελοποίησης. Οι μελέτες περιλαμβάνουν εκτενή εξέταση καινοφανών, πράσινων διαλυτών, όπως οι βαθέως εύτηκτοι διαλύτες (deep eutectic solvents), και υποβοήθηση εκχύλισης με υπερήχους και παλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο.
Ως αποτέλεσμα των πλέον πρόσφατων ερευνητικών μελετών, ο δρ Μακρής και οι συνεργάτες του συνέθεσαν νέους βαθέως εύτηκτους διαλύτες συμβατούς με τρόφιμα, παρήγαγαν εκχυλίσματα από υποπροϊόντα φυτικών υλών, όπως ο κρόκος Κοζάνης, και τα ενσωμάτωσαν σε προϊόντα σοκολάτας, ενισχύοντας έτσι τη λειτουργική αξία αυτών των τροφίμων. Επίσης, η ανάπτυξη μιας νέας συσκευής παλλόμενου ηλεκτρικού πεδίου από την ερευνητική ομάδα Green Sustainable Innovation συνετέλεσε στην εφαρμογή μεθόδων εκχύλισης με πράσινους διαλύτες, όπως το νερό και μίγματα νερού/αιθανόλης, και τη βελτιστοποίηση περισσότερο στοχευμένης ανάκτησης βιο-δραστικών πολυφαινολικών ουσιών από φύλλα ελιάς.
Αρωματικά και φαρμακευτικά φυτά
Η μελέτη και αξιοποίηση των γηγενών Ελληνικών αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών είναι μια από τις κύριες ερευνητικές δραστηριότητες του δρ Μακρή. Κι αυτό γιατί η Ελλάδα, σύμφωνα με τα διαθέσιμα στοιχεία, φιλοξενεί το 26% της μεσογειακής χλωρίδας, περιλαμβάνοντας περίπου 1.683 είδη και υποείδη των αρωματικών – φαρμακευτικών φυτών (25% της ελληνικής χλωρίδας) για τα οποία υπάρχουν δημοσιευμένες φαρμακογνωστικές έρευνες ή και εθνοβοτανικές χρήσεις. Απ΄ αυτά, τα 234 είναι ενδημικά είδη – υποείδη (δεν υπάρχουν πουθενά αλλού) και τα 75 είναι χαρακτηρισμένα ως σπάνια – απειλούμενα. Φυτά όπως η ρίγανη, το φασκόμηλο, το δενδρολίβανο, το γλυκάνισο, η μέντα, ο δίκταμος, το χαμομήλι, το τσάι του βουνού, το θυμάρι, ο μάραθος κ.α. θεωρούνται υπερτροφές, μιας και περιέχουν πληθώρα βιο-δραστικών συστατικών (πολυφαινόλες, αιθέρια έλαια), με ιδιότητες συμπεριλαμβανομένων της αντιοξειδωτικής, αντι-φλεγμονώδους, αντι-ιικής, αντι-μικροβιακής και χημειοπροστατευτικής δράσης.
Όσον αφορά στα αρωματικά και φαρμακευτικά φυτά, η έρευνα του δρ Μακρή περιλαμβάνει εργασίες που σχετίζονται με την παραγωγή εκχυλισμάτων εμπλουτισμένων σε πολυφαινολικά συστατικά, μέσω εφαρμογής πράσινων μεθόδων εκχύλισης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη χρήση βιο-διασπώμενων διαλυτών, συμβατών με τρόφιμα, όπως οι βαθέως εύτηκτοι διαλύτες. Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα Green Sustainable Innovation ξεκίνησε και την ανάπτυξη μεθοδολογιών εκχύλισης βασισμένων σε πεπιεσμένα υγρά, η οποία αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία αιχμής και τη χρήση υπερμορίων, όπως οι κυκλοδεξτρίνες. Οι μελέτες αποσκοπούν στο ν’ αναδείξουν την πολυφαινολική σύσταση γηγενών Ελληνικών βοτάνων, και πως αυτή σχετίζεται με την έκφραση των αντιοξειδωτικών ιδιοτήτων. Επιπλέον, εξετάζεται και η ενθυλάκωση (εγκλεισμός) εκχυλισμάτων σε φορείς (π.χ. μικρογαλακτώματα) και του εμπλουτισμού τροφίμων με αυτά τα σκευάσματα, έτσι ώστε να καταστούν τα τρόφιμα φορείς βιο-λειτουργικών συστατικών, με ευεργετικό μακροπρόθεσμο αντίκτυπο στην υγεία των καταναλωτών (π.χ. πρόληψη ασθενειών όπως οι καρδιαγγειακές παθήσεις και ο καρκίνος). Τα πλέον πρόσφατα πειραματικά αποτελέσματα από μελέτες σε είδη όπως το Κρητικό φασκόμηλο (Salvia fruticosa), έδειξαν ότι είναι δυνατή η αύξηση της απόδοσης εκχύλισης σε ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα, με παράλληλη αύξηση της αντιοξειδωτικής δράσης, χρησιμοποιώντας ειδικά παρασκευασμένους εύτηκτους διαλύτες. Επίσης, διαπιστώθηκε και η εξαιρετική σταθερότητα των εκχυλισμάτων μέσα στα συγκεκριμένα υγρά.
Η ανάληψη νέων ερευνητικών προγραμμάτων από την ερευνητική ομάδα Green Sustainable Innovation έδωσε την ευκαιρία για την επέκταση της δραστηριότητας στη δημιουργία βιο-λειτουργικών νερών, εμπλουτισμένων με εκχυλίσματα αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών που θα παραχθούν με τις προαναφερθείσες τεχνολογίες.
Η μελέτη έχει ως στόχο να παρασκευάσει ροφήματα που θ’ αποσκοπούν στο να συμβάλλουν σε μια βελτιωμένη διατροφή, εμπλουτισμένη σε φυσικά βιο-δραστικά συστατικά από την Ελληνική χλωρίδα, προσφέροντας μακροπρόθεσμα ευεργετικά οφέλη για την υγεία των καταναλωτών. Η αξιοποίηση των γηγενών αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών αναμένεται να δώσει ώθηση στις τοπικές οικονομίες, μέσω της καλλιέργειας συγκεκριμένων ειδών προστιθέμενης αξίας και την ανάπτυξη του πρωτογενούς τομέα μεταποίησης, αναδεικνύοντας ταυτόχρονα τη σπουδαιότητα της μεσογειακής διατροφής.
Μετάβαση σε κυκλική οικονομία
Η βάση της ερευνητικής φιλοσοφίας του δρ Μακρή είναι η αναγνώριση ότι απαραίτητη προϋπόθεση για να συνεχίσει να αναπτύσσεται η κοινωνία μας και να εξασφαλίζεται η επάρκεια φυσικών πόρων, η σταθερότητα και η διάρκεια, είναι να υιοθετηθεί ένα νέο οικονομικό μοντέλο ανάπτυξης που θα περιορίζει τα απόβλητα, αλλά και θα μειώνει την ανάγκη για νέους πόρους που πρέπει να αντληθούν με μεγάλο οικονομικό και περιβαλλοντικό κόστος. Βιώσιμη ανάπτυξη σημαίνει ότι αναβαθμίζουμε το βιοτικό επίπεδο των ανθρώπων, μέσω ευφυέστερης χρήσης των πόρων και μιας σύγχρονης οικονομίας που συμβάλλει στην ευημερία των πολιτών. H Κυκλική Οικονομία αποτελεί το πρότυπο παραγωγής και κατανάλωσης που στοχεύει να αποτελέσει την ευρωπαϊκή αλλά και διεθνή απάντηση σε μια σειρά πιεστικών προκλήσεων, με πιο σημαντικές την αλόγιστη χρήση των υπαρχουσών πλουτοπαραγωγικών πηγών, την αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού και την καταστροφή των οικοσυστημάτων. Η μετάβαση σε μια κυκλική οικονομία είναι μια τεράστια ευκαιρία για να δημιουργηθούν ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα σε βιώσιμη βάση. Η εφαρμογή των αρχών της κυκλικής οικονομίας σε όλους τους τομείς και τις βιομηχανίες έχει τη δυνατότητα να παράγει καθαρό οικονομικό όφελος ύψους 1,8 τρισ. ευρώ έως το 2030, και να αποφέρει περισσότερες από 1 εκατομμύριο νέες θέσεις εργασίας στην ΕΕ.
Η βιομηχανική παραγωγή τροφίμων έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μεγάλων ποσοτήτων υποπροϊόντων και αποβλήτων, τα οποία, αν δεν υποστούν την απαραίτητη μεταχείριση, αποτελούν σημαντική απειλή για το περιβάλλον, εξ’ αιτίας του υψηλού ρυπαντικού φορτίου. Εντούτοις, τα υποπροϊόντα/απόβλητα της βιομηχανίας τροφίμων θεωρούνται ένας σημαντικός βιοπόρος ουσιών με εξέχον δυναμικό στην παραγωγή φυσικών πρόσθετων τροφίμων, φαρμακευτικών παρασκευασμάτων και βιοδραστικών συστατικών για καλλυντικά. Η ανάπτυξη εντατικοποιημένων διεργασιών εκχύλισης που συμπεριλαμβάνουν καινοτομικούς πράσινους διαλύτες και περιβαλλοντικώς ήπιες φυσικο-χημικές τεχνικές θα αποτελούσε την πλέον υποσχόμενη οδό προς την αειφόρα αξιοποίηση αυτής της βιομάζας αποβλήτων.
Βιογραφικό
Γεννήθηκε το 1974 στην Ξάνθη και σπούδασε σε Ελλάδα, Γαλλία και Αγγλία. Είναι για πάνω από 18 έτη επισκέπτης καθηγητής στο Department of Food Quality & Chemistry of Natural Products του Mediterranean Agronomic Institute of Chania, στη Χημεία Λιπών & Αντιοξειδωτικών. Έχει διατελέσει μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Διατροφής και Διαιτολογίας του Χαροκόπιου Πανεπιστημίου και για 8 ακαδημαϊκά έτη διετέλεσε λέκτορας και επίκουρος καθηγητής Βιοχημείας Τροφίμων, στο Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Πανεπιστημίου Αιγαίου. Έχει δημοσιεύσει περισσότερα από 165 επιστημονικά άρθρα με πάνω από 8000 αναφορές, και έχει συμβάλει σε σειρά χρηματοδοτούμενων ερευνητικών διεθνών και εθνικών προγραμμάτων. Είναι μέλος της Συντακτικής Επιτροπής διεθνών περιοδικών υψηλού κύρους, όπως το Journal of Applied Research on Medicinal & Aromatic Plants (Elsevier) και το Molecules (MDPI).
Καθηγητές του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στο 2% των κορυφαίων επιστημόνων παγκοσμίως
Η «Θ» σε σειρά παρουσιάσεων αναδεικνύει το έργο αξιόλογων επιστημόνων του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Λαμβάνοντας υπόψη 22 επιστημονικά πεδία, 176 υποκατηγορίες αυτών, καθώς και επιλεγμένα βιβλιομετρικά κριτήρια, μία πρόσφατη μελέτη των Baas, Boyak & Ioannidis (2021) του Πανεπιστημίου Stanford των ΗΠΑ (https://elsevier.digitalcommonsdata.com/datasets/btchxktzyw/3) εντόπισε το παγκόσμιο 2% των κορυφαίων ερευνητών-επιστημόνων, με βάση το συνολικό επιστημονικό τους έργο. Σε αυτό το τιμητικό ποσοστό συγκαταλέγονται και 26 καθηγητές του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, οι οποίοι αναφέρονται με τη σειρά που τους κατατάσσει η μελέτη: 1) Αρβανητογιάννης Ιωάννης, 2) Παπαγεωργίου Ελπινίκη, 3) Τσιακάρας Παναγιώτης, 4) Παπαδημητρίου Κώστας, 5) Μαλίζος Κωνσταντίνος, 6) Κουτεντάκης Γιάννης, 7) Χάλκος Γεώργιος, 8) Μπάκος Παντελής, 9) Αθανασίου Χρήστος, 10) Φλουρής Ανδρέας, 11) Μακρής Δημήτρης, 12) Παπαστεργίου Μαρίνα, 13) Παπαϊωάννου Αθανάσιος, 14) Κίττας Κωσταντίνος, 15) Φατούρος Ιωάννης, 16) Καραμάνος Σπύρος, 17) Ανθόπουλος Λεωνίδας, 18) Ζηλιασκόπουλος Αθανάσιος, 19) Φθενάκης Γεώργιος, 20) Λουτρίδης Σπύρος, 21) Σανταλίδης Χαρίλαος, 22) Αβραμίδης Ηλίας, 23) Ιακωβίδης Δημήτριος, 24) Σταματέλος Αθανάσιος, 25) Αργυρίου Αντώνιος, και 26) Χαϊδεμενόπουλος Γεώργιος.