Adrian Martău: Fracția organică a deșeurilor municipale este puțin dezbătută la nivel național, lumea nu o ia în considerare, dar are un impact atât asupra mediului, cât și asupra vieții noastre

Cât de valoroase sunt deșeurile organice pe care le aruncăm zilnic? Adrian Martău, asistent universitar și cercetător, Facultatea de Știința și Tehnologia Alimentelor din cadrul Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară din Cluj-Napoca (USAMV-CN) explică pentru emisiunea Știință cu sare și piper, cum aceste subproduse pot fi transformate în resurse esențiale pentru diverse industrii. Cu o carieră care a început în industria alimentară și s-a extins spre biotehnologie, el vorbește despre cercetările sale inovatoare în valorificarea fracției organice a deșeurilor municipale.

“Fracția organică a deșeurilor municipale este puțin dezbătută la nivel național, lumea nu o ia în considerare, dar are un impact atât asupra mediului, cât și asupra vieții noastre.”

Aceasta include resturi vegetale, fructe, legume și chiar deșeuri alimentare care, dacă nu sunt gestionate corect, pot deveni poluanți periculoși.

Adrian Martău atrage atenția asupra faptului că aceste deșeuri generează toxine nocive dacă sunt abandonate.

“Dacă le valorificăm în producția de biogaz, este foarte bine. Dar e foarte important să nu ajungă în natură, pentru că poluează destul de mult. De ce? Pentru că avem anumite microorganisme care se dezvoltă acolo și produc anumite toxine. Rolul lucrării mele a fost să găsim o soluție pentru acele subproduse.”

Unul dintre cele mai interesante rezultate ale cercetării lui Adrian Martău este producerea acidului lactic din fracția organică a deșeurilor.

”Rolul lucrării mele a fost cumva să găsim o soluție pentru acele subproduse.

Am încercat lucrul acesta atât în România, dar o parte din cercetarea respectivă a fost realizată și în Germania,unde am beneficiat de o bursă de școlarizare pe programul de doctorat,unde am continuat partea aceasta de cercetare și dezvoltare într-un institut de lângă Berlin șiunde se ocupă special pe partea aceasta biotehnologică de valorificare a subproduselor și a deșeurilor agricolepentru producția de anumiți compuși de interes.În cazul nostru, a fost producția de acid lactic.”

Acesta este “un produs obținut biotehnologic, biocompatibil și de origine naturală”, un aspect esențial pentru acceptarea sa pe piață.

“Acidul lactic este foarte utilizat. Poate lumea nu își dă seama sau poate îl recunoaște din produsele lactate, că de aceea se și numește acid lactic, dar de fapt el are o utilizare mult mai extinsă, inclusiv în partea de produse de îngrijire personală, de la creme de mâini, inclusiv conservanți pentru anumite industrii alimentare, dar și ca aditiv (...).

Atenție!, dacă îi spunem aditiv, asta nu înseamnă că este un produs rău sau dăunător. Este un produs obținut biotehnologic. Asta înseamnă că este biocompatibil cu organismul normal și este natural, de origine naturală, pentru că este produs de către microorganisme.

Procesul respectiv a fost unul mai complex, pentru că nu se poate obține acel acid lactic așa simplu, dintr-o simplă fermentație.Trebuia să hidrolizăm, adică să descompunem matricea vegetală. (...)În cazul meu, am folosit tratamente enzimatice iar enzimele au fost produse tot prin cale biotehnologică, adică tot de către microorganisme (...).

Enzimele sunt destul de costisitoare. Se folosesc și în industria detergenților, dar se folosesc și în industria alimentară, în industria panificației și nu numai. Enzimele respective am încercat noi să le obținem în cadrul laboratorului, folosind un fung specializat pentru producția aceasta de enzime, dar crescându-l pe același mediu, adică pe același fracție organică (...).

Dacă pentru unele persoane fracția organică sau fracția respectivă reprezintă un deșeu și de multe ori ne încurcă, pentru anumite tehnologii și pentru biotehnologie este un produs foarte valoros, care conține stocată energie pe care o putem valorifica în obținerea anumitor compuși de intereș.”

Pe lângă acidul lactic, cercetările sale au vizat și producerea de îndulcitori naturali, precum eritritolul și manitolul, ”doi polioli care au un indice glicemic destul de scăzut în comparație cu cel al zahărului” și care îl pot înlocui.

O inovație importantă a fost producerea acestor îndulcitori in situ, direct în alimente.

”Am încercat să obținem acei compuși direct în matricea noastră alimentară.

Acești polioli au un indice glicemic mult mai scăzut, fiind metabolizați ușor de organism, fără efecte adverse. Ideea proiectului a inclus îndulcirea produselor de panificație și patiserie direct prin procesul de fermentație. Ca să obținem acele produse de panificație, avem acea drojdie pe care o utilizăm să ne fermenteze produsul respectiv. Am încercat ca acea fermentație să o adaptăm și să includă și producția acelor compuși îndulcitori direct în procesul nostru de fermentație. Și am crescut undeva cu 3-5% cantitatea de îndulcitori. Un lucru destul de inovativ la acel moment.”

Cercetările lui Adrian Martău au fost recunoscute la nivel internațional, fiind publicate în reviste de specialitate, dar un obstacol major în implementare este reticența consumatorilor față de ingrediente noi.

“Rezultatele noastre au fost validate de către lumea științifică. Mai trebuie puse doar în practică și de către industrie. De obicei consumatorul este reticent la tot ce este nou și de aceea aplicarea acestor cercetări se lovește și de bariera de percepție a consumatorului când vorbim de polioli. Când de fapt poliolii sunt compuși cu masă moleculară mică, se absorb în sânge și îi eliminăm în urină, fără să avem nimic altceva. Sunt și naturali, pentru că sunt obținuți de către microorganisme.“

Una dintre lecțiile valoroase pe care le-a învățat în cercetare este importanța eșecului. Totuși, fiecare eșec este o oportunitate de învățare.

“90% din cercetări sunt eșecuri. Dar e foarte important ca în acele eșecuri să găsim rezolvarea. (…) Cei mai mulți se blochează în acel eșec, după una, două, trei încercări, fără să găsească rezolvarea. De fapt, acolo este reușita: dacă ai reușit să găsești rezolvarea la acele eșecuri.”

Adrian Martău este absolvent al Facultăţii de Știința și Tehnologia Alimentelor, domeniul Ingineria Produselor Alimentare, programul de studii Controlul şi Expertiza Produselor Alimentare din cadrul Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară din Cluj-Napoca (USAMV-CN).

În perioada 2016 - 2018, a urmat masterul în domeniul de studii Ingineria Produselor Alimentare, programul de studii în limba engleză Food Quality Management (Managementul Calității Alimentelor), cu frecvență, din cadrul Facultăţii de Știința și Tehnologia Alimentelor, USAMV-Cluj Napoca.

A început stagiul doctoral în anul 2018 în domeniul Biotehnologii sub coordonarea dlui Prof. dr. Dan Cristian Vodnar, cu o temă legată de valorificarea subproduselor derivate din sectorul agro-alimentar prin procese de fermentație cu scopul obținerii de compuși valoroși cu aplicabilitate în industria alimentară, farmaceutică sau medicală (“Valorificarea subproduselor agro-alimentare și a deșeurilor organice solide pentru obținerea de îndulcitori și arome”).

Pe parcursul doctoratului a beneficiat de o bursă germană (6 luni) “German Federal Environmental Foundation – Deutsche Bundesstiftung Umwelt DBU” la institutul de cercetare “Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V.”(https://www.atb-potsdam.de/de/).

Și-a susținut teza de doctorat în anul 2021 fiind apreciată cu calificativul “Excelent – Summa cum laude”.

După doctorat, în calitate de cercetător științific și cadru didactic asociat a susținut lucrări practice, seminarii și cursuri pentru studenții înscriși la nivel licență din cadrul Facultății de Știința și Tehnologia Alimentelor, USAMV-Cluj-Napoca în cadrul disciplinelor de Biotehnologii alimentare, Biotehnologii generale, Biotehnologii speciale, Tehnologii fermentative 1 și 2, Tehnologia malțului și a berii, Tehnologii generale ale produselor de origine vegetală 2, Tehnologia vinului, oțetului și a băuturilor distilate.

Din anul 2023 este Asistent universitar în cadrul acleaiași faFacultăți de Știința și Tehnologia Alimentelor (https://ingineriealimentara.usamvcluj.ro/I, unde predă disciplinele Tehnologii generale 1, Tehnologia malțului și a berii, Tehnologia vinului, oțetului și produselor distilate, Biotehnologii speciale, Comportamentul consumatorului, Practică tehnologică.

Sub coordonarea dlui Prof. Dan C. Vodnar, o altă preocupare a fost organizarea grupului de studenți voluntari în laboratoarele de Biotehnologii alimentare, în cadrul căruia aceștia desfășoară activități specifice de laborator şi sunt îndrumați să participe la sesiunile anuale de comunicări științifice.

A coordonat studenți pentru a realiza practica sau a realiza voluntariat în cadrul stației pilot de probiotice (Echibiotic), acolo unde aceștia învață despre procesele tehnologice, procese fermentative, dobândesc abilități și cunoștințe inginerești, de analiză și de cercetare avansată.

A participat la organizarea de diferite workshop-uri și evenimente din cadrul facultății pe domenii precum inginerie alimentară, sustenabilitate și procese tehnologice fermentative. Din anul 2021 a îndrumat 14 lucrări de licență cu care studenții au participat la Sesiunile Științifice Studențești, la concursuri naționale (ECOTROPHELIA 2024) şi internaționale (ProInvent), expoziții şi festivaluri (Festivalul alimentului). În anul 2022, în cadrul Sesiunii de Comunicări Științifice Studențești, a îndrumat o lucrare care a fost premiată cu mențiunea II (Național), în 2023 una dintre lucrări a obținut premiul III la Simpozionul Științific Studențesc, ediția 2023, USV Iași, Facultatea de Agricultura, USV Iași (Internațional) iar în 2024, în cadrul Simpozionul științific studențesc USAMV-Cluj, la prestigiosul concurs ECOTROPHELIA (https://eu.ecotrophelia.org/) organizat la Iași, Romania, o lucrare a fost premiată cu mențiune II, în timp ce echipa B12Fusion pe care a coordonat-o a fost premiată cu locul al III-lea.

Ariile sale de cercetare sunt bioconversiile fermentative, producția de compuși țintă, valorificarea subproduselor derivate din diverse industrii (industria agro- și cea alimentară, industria deșeurilor organice), fermentațiile pe substrat submers și solid, obținerea de pulberi bioactive prin tehnica microîncapsulării, investigarea tulpinilor probiotice, biofilmele active, obținerea de compuși valoroși cu aplicabilitate atât în industria alimentară (compuși de aromă sau îndulcitori: vanilina sau eritritolul și manitolul), farmaceutică (acid lactic) sau medicală (enzime), identificarea metaboliților de interes din mediul de fermentație utilizând metode specifice cum ar fi spre exemplu tehnicile UV-Vis, HPLC, optimizarea procesului de fermentație și identificarea de compuși bioactivi sau enzime bacteriene etc.

”Activitatea mea științifică a implicat studiul capacității metabolice a microorganismelor pentru a produce compuși naturali și bio-accesibili, un subiect cu impact global datorită importanței identificării unor înlocuitori naturali pentru compușii de origine chimică și surse esențiale de micro/macronutrienți, creșterea randamentului de extracție verde a compușilor bioactivi/nutritivi din matricile organice și reducerea deșeurilor/subproduselor industriale. În special, am fost implicat în domeniile fermentației pe substrat solid și submers, caracterizarea și cuantificarea deșeurilor organice și a compușilor derivați biotehnologic, procesarea termică, imobilizarea/micro, macroîncapsularea microorganismelor, formularea de biofilme și valorificarea deșeurilor/subproduselor, utilizând metode avansate de cercetare.

Având în vedere aceste aspecte, prima parte din cercetările dezvoltate cuprind evaluarea unui sistem de maia atractiv, îmbogățit cu pudră din subprodus de măr (SM) și fermentat de culturi selective de microorganisme (S. cerevisiae; Fructilactobacillus florum DSM 22689, cunoscut pentru faptul că produce polioli), sigure pentru consum, cu scop final de reducere a zahărului adăugat în produsele de patiserie și creșterea producției de polioli (...). Îmbogățirea unor alimente fermentate cu subproduse crește digestibilitatea proteinelor, conținutul total de fibre solubile/insolubile, reduce indicele glicemic al alimentelor și îmbunătățește biodisponibilitatea mineralelor (...). Identificarea și integrarea performanței produselor alimentare tradiționale îmbogățite cu subproduse și fermentate de către culturi selective de bacterii lactice acide și drojdii în mono- și co-culturi, crește valoarea nutritivă a alimentelor. Culturile selective prezintă posibilitatea de a crea fermentații specifice pentru obținerea de compuși țintă precum eritritolul și manitolul. Acest studiu reprezintă un pas important pentru viitoarele proiecte de cercetare cu privire la valorificarea subproduselor prin integrarea acestora în produse fermentate.

Partea a doua din cercetările dezvoltate prezintă producția de enzime prin fermentații pe substrat solid (FSS), cu scop final de eficientizare economică a procesului biotehnologic de obținere a aromelor precum vanilina prin utilizarea de procese enzimatice. Pentru ca procesul să fie eco-eficient, substratul utilizat a fost reprezentat de tărâța de grâu, fără suplimentare cu nutrienți. Producția de enzime s-a realizat prin FSS utilizând un fung (Aspergillus awamori) cunoscut pentru faptul că poate produce cantități însemnate de enzime. După o etapă de optimizare a FSS, enzimele obținute au fost utilizate pentru hidrolizarea fracției organice a deșeurilor solide municipale (FODSM), pentru creșterea conținutului de glucide. (...) Experimentele, care au implicat cultivarea microorganismelor, optimizarea de fermentații s-au desfășurat în condiții controlate și sterile. Întreaga activitate s-a desfășurat în conformitate cu analiza literaturii de specialitate și cu ajutorul expertizei membrilor din cadrul USAMV Cluj-Napoca și de la Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB), Potsdam, Germania. Investigarea compușilor de îndulcire și aromatizare utilizând subproduse și deșeuri reprezintă o abordare de viitor. În ceea ce privește producția de enzime prin FSS, aceasta are cea mai bună eficiență economică și este recomandată pentru obținerea de arome precum vanilină, sau compuși cu valoare adăugată precum acizi organici, de exemplu acidul lactic.

Ultima parte din cercetările dezvoltate prezintă microîncapsularea microorganismelor, enzimelor și constituenților aromatizanți obținuți din subproduse și deșeuri organice aplicând diferiți biopolimeri. Prin urmare, strategia de microîncapsulare a fost investigată (...), încapsularea microorganismelor cu diferiți biopolimeri precum chitosanul, alginatul și pectina reprezintă o posibilitate de eficientizare economică a proceselor biotehnologice. În plus, a fost evaluată și partea de biocompatibilitate, bioadezivitate și biodegradabilitate pentru chitosan, alginat și pectină cu scopul de a fi utilizați în procese alimentare, biotehnologice, aplicații din procesele tehnologice fermentative sau aplicații biomedicale. Eficiența economică a procesului biotehnologic prin microîncapsularea microorganismelor, a enzimelor și a compușilor bioactivi cu biopolimeri precum chitosanul, alginatul și pectina prezintă o strategie puternică în domeniul bioeconomiei, crescând interesul industriilor pentru subproduse și revalorificarea deșeurilor organice (...).

În ultimii 5 ani, am fost/sunt membru în echipa a 6 proiecte de cercetare internaționale, 6 naționale și unul cu mediul economic, având buget privat. Realizările mele științifice au contribuit la selectarea mea prin competiție națională pentru o poziție post-doctorală (...) și o poziție doctorală (...).

Ca tânăr cercetător, conform Web of Science Core Collection, am atins metrici de succes, precum: a) scorul cumulativ de influență prim autor de 15,237, b) 7 articole în Q1 conform AIS, c) 25 publicații în Q1 și Q2 (2 în top 1% lucrări citate, 1 lucrare de top), d) citări=1166 (conform WoS) și 1884 (conform GScholar), e) index Hirsch=17 (WoS) (h-index=19; i10-index=24 – conform GScholar), f) 5 capitole internaționale de carte (Elsevier/Nature), g) factor de impact cumulat>100”, (conform CV-ului, https://www.usamvcluj.ro/wp-content/uploads/2025/01/CV-Martau-Gheorghe-Adrian.pdf).

În ultimii 5 ani, a fost și este editor invitat al mai multor numere speciale în reviste prestigioase ISI Web of Science, editor asociat pentru Nutrition and Food Science Technology, Food Chemistry, Frontiers in Nutrition etc și este recenzor pentru jurnale prestigioase - Frontiers in Bioengineering and Biotechnology; Nutrition and Food Science Technology; Food Chemistry; Frontiers in Microbiology; Polymers, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Processes, Ecotoxicology and Environmental Safety, etc.. Este prim autor la un capitol de carte, co-autor la 4 capitole științifice publicate la edituri internaționale și la 18 articole publicate pe aceleași domeniu de interes și de activitate.

Este membru în societăți științifice precum ASIAR USAMV Cluj-Napoca, Asociaţia Specialiştilor de Industrie Alimentară din România din învățământ, cercetare şi producţie - A.S.I.A.R. , Filiala – Cluj-Napoca și Membru Slow food, Filiala Slow Food Cluj Transilvania.

Este implicat în numeroase workshop-uri, școli de vară, manifestări științifice și în dezvoltarea instituțională și este recipientul a numeroase premii și distincții: 4 premii UEFISCDI în cadrul competiției “Premierea rezultatelor cercetării”; Premiul II – WeEuropean, CIVICO Europa, Proposals selected by european citizens, 22 Martie 2019 cu titlul “We should invest in education and research”; Premiul “Gheorghe Ionescu-Șișești” pentru domeniul științific Biotehnologii în cadrul Galei Cercetării Românești – Ediția 2024. Categoria echipa de cercetare (https://www.mcid.gov.ro/gala-cercetarii-romanesti/); Premiul al III-lea la ECOTROPHELIA 2024, B12Fusion, Iasi, Romania.