В катедра "Биотехнология" има традиции в провеждането на научноизследователска дейност. Участие вземат както преподавателите в професионалното направление, така и студентите (чрез кръжочна дейност, КНИР, участие в състава на работните колективи на договорните тематики и дипломни работи).
Приоритетите на научно-изследователската дейност в направление Биотехнологии са:
- Създаване на нови биокатализатори на основата на нови материали и свързани към тях ензими и клетки;
- Осъществяване на процеси на трансформация за получаване на биологично активни вещества с приложение във фармацията, медицината, индустрията и опазването на околната среда;
- Преработка на биомаса от различни селскостопански и промишлени източници за получаване на биогорива като метан, водород и биоетанол, с помощта на фотосинтетични бактерии;
- Приложение на т.нар. «бели биотехнологии», в които традиционните химични процеси се заменят с използване на биотехнологични методи, целящи да се минимизира приложението на токсични реагенти вредни за човека и околната среда. Разработват се биотехнологични методи с потенциално приложение в текстилната, кожаро-кожухарската, целулозно-хартиената, петролната и др. промишлености и металургията;
- Развитие на биоаналитичните методи главно в областта на приложението на нови хроматографски и биосензорни техники за анализ на храни, околна среда и в медицината;
- Приложение на нови биопрепарати в хранително-вкусовата индустрия в т.ч. в алкохолни напитки, млечната индустрия и като хранителни добавки;
- Създаване на нови материали и технологии за опазване на околната среда;
- Изследвания върху развитието и приложението на биофилми за биоремедиация на замърсени води с тежки метали и ксенобиотици от химическата промишленост и металургията;
Катедра “Биотехнология” разполага с добре оборудвани лаборатории по:
- ферментационни процеси (ферментор с компютърно управление)
- инструментален анализ (УВ-спектрофотометри, флуоресцентен спектрофотометър, газов и течен хроматографи, сензори и аналитични системи за измерване на параметри на отпадъчни води, зонова и имуноелектрофореза, светлинен микроскоп с дигитална фотокамера “Olympus” и др.)
- микробиология (Светлинни микроскопи, сух стерилизатор, термостат, автоклав, клатачен апарат и др.)
Научно-изследователската дейност в катедра „Биотехнология“ е свързана с изследвания в няколко основни направления.
Ферментационни биотехнологии
Дългогодишните изследвания в областта на хидролизата на целулоза, съдържаща се в дървесни материали, са основа за създаване на промишлени хранителни среди с високо съдържание на ферментируеми захари. Натрупан е значителен опит в областта на получаване, изолиране, пречистване и охарактеризиране на ензими и биополимери (хитозан) от различни микроорганизми. Проучвано е биоразнообразието и благоприятният ефект, който оказва автохтонната млечнокисела микрофлора, съдър-жаща се в домашно приготвени млечни продукти. Изолирани и охарактеризирани са лактобацилни щамове с биотехнологични и функционалнозначими свойства.
Биологично пречистване на отпадъци
Изследвана е биосорбцията на йони на тежки метали с помощта на микро-организми и биополимери. Проучени са възможностите за приложение на Trichosporon cutaneum R57 за тези цели. За същата цел е получен биосорбент на основата на хитозан, изолиран от различни източници. Изследвани са възможностите и на модифициран хитозан за оптимизиране на процеса биосорбция. Проучено е приложението на хитозана за елиминиране на органични замърсители от промишлени отпадъчни води. Създадена е и лабораторна система за елиминиране на микробното замърсяване на води посредством синглетен кислород, генериран с помощта на фотосенсибилизатори.
Биоенергия
Трансформирането на различни типове растителна, водораслова и микробиална биомаса и органични отпадъци в биогорива представлява друго основно направление на научните изследвания в катедрата. Получаването на биоетанол от лигноцелулозни материали в сътрудничество с колеги от катедра „Целулоза, хартия и полиграфия” е оптимизирано посредством използване на имобилизирани микроорганизми, както и чрез организиране на процеси в магнитноасистирани слоеве. Обстойно е изследвана биометанизацията на широк спектър от органични субстрати с помощта на свободни и имобилизирани метаногенни консорциуми, прилагани в реакторни системи с разно-образни конструкции. Оптимизиран е метод за определяне на биохимичен метанов потенциал на органични отпадъци. Проучвани са и възможностите за генериране на биоводород с помощта на хетеротрофни и фототрофни микроорганизми.
Ензимология
Разработени са методи за изолиране на ензими и ензимни инхибитори, някои от които са защитени с авторски свидетелства и патенти. Предложена е и технология за промишлено производство на „Апротил“ субстанция и ампули. Синтезирани са нови молекули на основата на аминокиселини, пептиди, въглехидрати и гликопептиди, инхибитори и активатори на ензими с потенциално приложение в медицината. В катедрата са постигнати успехи при имобилизиране на ензими и микроорганизми върху широк спектър от носители, в т.ч. и хибридни материали.
Ампули „Апротил-L” 50 000 AtpE
Анализ на биопродукти
Разработват се биохимични, хроматографски, имунологични, микробиологични и биосензорни методи за контрол и анализ на хранителни и фармацевтични продукти. Разработват се нови сензори за биомедицинско приложение и контрол на хранителни продукти (детекция на микотоксини в млечни продукти) в сътрудничество с колеги от Satie - Държавна изследователска лаборатория, Париж.
Нови материали
Изследвана е цитотоксичността и биосъвместимостта на хибридни материали с включени наночастици, антимикробната им активност спрямо еталонни щамове за Грам+, Грам- бактерии, дрожди и плесени.