Biotechnologii żywności

Lider zespołu

prof. dr hab. Grzegorz Chrzanowski; gchrzanowski@ur.edu.pl, ORCID 0000-0001-9836-1514

Profesor Grzegorz Chrzanowski jest naukowcem i badaczem w dziedzinie nauk przyrodniczych, specjalizującym się w interdyscyplinarnym obszarze Biologii, Rolnictwa i Biotechnologii, z głównym naciskiem na biochemię metabolitów wtórnych, ich biosyntezę oraz rolę w systemach biologicznych.

Profesor Chrzanowski ukończył Chemię na Uniwersytecie w Siedlcach w 1994 roku, uzyskał tytuł doktora nauk rolniczych w 2001 roku, a w 2013 roku został habilitowany w dziedzinie Nauk Rolniczych na Uniwersytecie w Siedlcach. Od 2018 roku pracuje na Wydziale Biotechnologicznym Uniwersytetu Rzeszowskiego, a w 2024 roku Prezydent RP przyznał mu tytuł Profesora w dziedzinie Nauk Biologicznych.

 

Członkowie grupy badawczej

Grzegorz Chrzanowski, Natalia Sybirna, Daniel Broda, Jan Cichoński

 

Badania

Nasze badania koncentrują się głównie na biosyntezie metabolitów wtórnych w komórkach roślin i mikroalg w warunkach stresu biotycznego i abiotycznego, a także ich aktywności przeciwko owadom i jako środki antymikrobiologiczne np. przeciwko gatunkom Candida.

Do identyfikacji metabolitów roślinnych i drożdżowych wykorzystujemy układy chromatograficzne połączone ze spektrometrią mas (UPLC-MS/MS) i/lub detektorami spektrofotometrycznymi i fluorescencyjnymi (UPLC-UV-VIS/FLD). Po zastosowaniu technik LC-MS/MS, elektroforezie i trawieniu enzymatycznym analizujemy profile proteomityczne.

  • Wtórne metabolity, ich biosynteza i aktywność Związki wtórne to powszechna grupa metabolitów wytwarzanych przez rośliny. Nie są zaangażowane w podstawowy metabolizm roślin, ale odgrywają ważną rolę w odpowiedzi na różne czynniki stresogenne i są wytwarzane za pomocą wyspecjalizowanych szlaków metabolicznych, często poprzez sygnalizację krzyżową. Ze względu na swoje struktury chemiczne związki polifenolowe, szczególnie kwasy fenylopropanoidalne i flawonoidy, są silnymi czynnikami przeciwutleniającymi, dzięki czemu są w stanie obniżyć poziom reaktywnych form tlenu. Flawonoidy mają również dużą tendencję do chelatowania metali przejściowych, takich jak żelazo i miedź i tłumią reakcję Fentona. Dlatego nasze badania koncentrują się na biosyntezie, identyfikacji i aktywności metabolitów fenolowych. W mikroalgach stwierdziliśmy wzrost aktywności PAL i biosyntezy związków fenolowych po potraktowaniu salicylanem metylowym. Co więcej, zastosowanie salicylanów doprowadziło do gromadzenia się jednonienasyconych kwasów tłuszczowych, a nie nasyconych. Z drugiej strony kwasy fenolowe i flawonoidy wytwarzane w wysokich stężeniach w roślinach porażonych mszycami działają jak środki zniechęcające do żerowania i zmniejszają rozwój owadów. Natomiast w niskich stężeniach wiążą  reaktywne formy tlenu i chronią rośliny przed stresem oksydacyjnym generowanym przez żerowanie mszyc.

  • Aktywność olejków eterycznych Olejki eteryczne (EO) są mieszaniną wtórnych metabolitów roślinnych złożonych głównie z monoterpenów, seskwiterpenów i ich utlenionych pochodnych. Znajdują się one w kilku rodzinach roślin aromatycznych, wśród których Lamiaceae, Apiaceae i Asteraceae zasługują na większą uwagę. Wykazano, że olejki eteryczne i ekstrakty uzyskane z tych roślin posiadają szerokie spektrum działań biologicznych. Badania biologiczne wykazały, że analizowane EO hamowały osiedlanie się Rhopalosiphum padi i Myzus persicae i zakłócały pobieranie soku łykowego. Uzyskane wyniki wykazały, że zastosowanie EO wpłynęło na aktywność trypsyny i pepsyny. Co więcej, nasze wyniki sugerują indukcję stresu oksydacyjnego w ciele mszycy w wyniku stosowania EO, a także zaburzeń układu nerwowego i transmisji sygnału poprzez indukcję aktywności cholinesterazy (ACHE) i zahamowanie NA+/K+ ATP-azy.

  • Wpływ metabolitów wtórnych i nanocząstek na układy biomedyczne Wykazaliśmy, że ekstrakt z wytłoków winogronowych zawierający związki polifenolowe wywiera skoordynowany wpływ na metabolizm węglowodanów i lipidów, aktywność enzymów antyoksydacyjnych i markery uszkodzenia oksydacyjnego, wspomagając jego charakterystyczny profil wielocelowy silnym działaniem hipoglikemicznym, przeciwdyslipidemicznym i przeciwutleniającym. Według naszych wcześniejszych badań, które wykazały znaczne hamowanie rozwoju mszycy i zakłócenia ich układów enzymatycznych w odpowiedzi na roślinne związki wtórne, obecnie koncentrujemy się na badaniu aktywności olejków eterycznych i nanocząstek magnetycznych przeciwko Candida spp. Odkryliśmy silną aktywność przeciwgrzybiczą po ich zastosowaniu. Ponadto jesteśmy zainteresowani analizą zmian profilu proteomicznego w odpowiedzi na olejki eteryczne i obróbkę nanocząstek.

 

Wybrano 5 publikacji (2023-2025)

  • Brodyak I, Moroz A, Bernacka K, Kucharska AZ, Sybirna N. Alleviation of hyperglycaemia and oxidative stress by fruit extracts of different cultivars of the cornelian cherry (Cornus mas L. and Cornus mas × Cornus officinalis) in rats with diabetes mellitus. Food Funct. 2025 Mar 3;16(5):2136-2155. doi: 10.1039/d4fo05426a.

  • Tomaszewska A, Kulpa-Greszta M, Hryców O, Niemczyk K, Wojnarowska-Nowak R, Broda D, Pazik R. Biofunctionalization of Magneto-Plasmonic Fe3O4@SiO2-NH2-Au Heterostructures with the Cellulase from Trichoderma reesei. Molecules. 2025 Feb 6;30(3):756. doi: 10.3390/molecules30030756.

  • Sabadashka M, Chala D, Chrzanowski G, Cichoński J, Sybirna N. Beneficial Effects of Grape Pomace Extract on Hyperglycemia, Dyslipidemia, and Oxidative Stress in Experimental Diabetes Mellitus. Molecules. 2025 Oct 25;30(21):4183. doi: 10.3390/molecules30214183.

  • Górska-Drabik E, Golan K, Sempruch C, Chrzanowski G, Dybowski MP, Poniewozik M. Chemical Composition and Toxicity of Achillea millefolium L. Essential Oil Against Acrobasis advenella (Lepidoptera, Pyralidae) Under Laboratory Conditions. Molecules. 2025 Apr 26;30(9):1927. doi: 10.3390/molecules30091927.

  • Chrzanowski G, Pasternak G, Aebisher D, Dynarowicz K, Myśliwiec A, Bartusik-Aebisher D, Sosna B, Cieślar G, Kawczyk-Krupka A, Filip R. An Analysis of the Content of Metalloproteinases in the Intestinal Wall of Patients with Crohn's Disease. Life (Basel). 2023 Oct 5;13(10):2013. doi: 10.3390/life13102013.

 

Patenty

  • PL244913: Nowy szczep mikroalg Parachlorella kessleri DB1 zdolny do wydajnej produkcji niezbędnych kwasów tłuszczowych i beta-glukanów.

  • PL244546: Niekonwencjonalny szczep drożdży Aureobasidium pullulans URC2 zdolny do wydajnej produkcji kwasu linoelowego w standardowym pożywce YPD.

 

Współpraca naukowa

  • Szwedzki Uniwersytet Nauk Rolniczych, Uppsala, Szwecja

  • AGH University Kraków, Kraków

  • Uniwersytet w Siedlcach, Siedle, Polska

  • Iwan Franko Narodowy Uniwersytet Lwowski, Lwów, Ukraina

  • Słowacki Uniwersytet Rolniczy, Nitra, Słowacja

  • Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Lublin