КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-76-30014

НазваниеФундаментальные исследования паттернов питания человека как основа перспективных технологий производства пищевых продуктов заданного состава и свойств для реализации стратегии здорового питания и профилактики социально значимых заболеваний.

РуководительИсаков Василий Андреевич, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2025 г. 

Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными (33).

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-302 - Функциональные и специализированные пищевые продукты

Ключевые словапищевые паттерны, пищевые продукты, заданный состав, функциональные пищевые продукты, специализированные пищевые продукты, пищевой профиль, сенсорный анализ, химический состав пищевых продуктов, душистые вещества, пищевой матрикс, стабильность биологически активных веществ,

Код ГРНТИ65.09.03


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Актуальность решения указанной проблемы: Ключевой проблемой, на решение которой направлен проект, является разработка новых методов оценки питания, в результате применения которых можно выявить ключевые изменения характера питания, влияющие на качество жизни и заболеваемость и при которых возможно будет сохранить привычный рацион питания, изменив лишь отдельные его характеристики, важные для достижения национальных целей в области здоровья населения. К числу ключевых этапов решения проблемы относится разработка технологий создания целой гаммы функциональных и специализированных пищевых продуктов, при введении которых в рацион можно будет достичь целей здорового питания. Решение данной научной проблемы является стратегически важной задачей, стоящей в настоящее время перед государством, и способно привести к снижению смертности и рисков развития социально-значимых неинфекционных заболеваний, увеличению продолжительности и повышению качества жизни населения Российской Федерации путем ускорения внедрения в практику здравоохранения инновационных технологий ранней диагностики, лечения и профилактики, связанной с формированием здорового образа жизни, включающего сбалансированное питание за счет потребления пищевых продуктов заданного химического состава. Научная новизна проекта: Будет проведено формирование, апробация и оптимизация алгоритма диагностики стеатоза и функциональных нарушений органов пищеварения, а также оценка динамики исследуемых показателей в гетерогенной популяции отобранных людей. Впервые будет проведено систематическое исследование динамики накопления продуктов реакции Майяра между дрожжевым экстрактом и широким спектром моно- и дисахаридов методами электронного парамагнитного резонанса, ВЭЖХ-масс-спектрометрии и ГЖХ с системой ввода в паровой фазе и сенсорной оценки для выявления оптимальных режимов получения вкусо-ароматических веществ заданного профиля. Впервые будут изучены поверхностные свойства, межфазное поведение, изотермическая стабильность, температура денатурации, свободная энергия и энергия активации денатурации браззеина в растворах в присутствии функциональных пищевых веществ, входящих в состав паттернов питания. Будут исследованы темпоральные характеристики интенсивности сладкого вкуса браззеина во времени в зависимости от условий среды, в результате чего будут установлены оптимальные параметры его использования. Будет изучена биодоступность критически значимых для выбранных паттернов питания биологически активных веществ из продуктов на основе растительно-белковых текстуратов в моделях in vitro. В условиях электромиографического исследования будут изучены нейро-физиологические отклики на прием таргетных биологически активных веществ в составе новых функциональных и специализированных пищевых продуктов, разработанных в рамках выполнения работ по проекту.

Ожидаемые результаты
В 2023-2025 годах, на основе ранее полученных результатов работ по Проекту будут разработаны новые виды функциональных и специализированных пищевых продуктов, предназначенных для коррекции паттернов питания различных категорий населения, в том числе с неинфекционными алиментарно-зависимыми заболеваниями, находящихся в условиях повышенной физической и эмоциональной нагрузки. Применение специализированной пищевой продукции для коррекции состояния здоровья населения является общепринятой практикой немедикаментозной терапии широкого спектра социально значимых заболеваний и состояний. Все разработанные в рамках выполнения работ пищевые продукты будут внедрены в производственную практику индустриального партнера и могут быть доступны населению в коротко- и среднесрочной перспективе. Будет изучена возможность пищевого применения браззеина (белка, обладающего интенсивным сладким вкусом), который в настоящее время не имеет официального применения в международной практике. Основной сложностью в применении данных белков является их специфичный, растянутый во времени профиль интенсивности сладкого вкуса. Существующие научные представления свидетельствуют о том, что сладкий вкус браззеина напрямую связан с его пространственной организацией. Изучение конформационных особенностей белка и его стабильности в различных условиях будет проведено с применением адекватных современных методов дифференциальной сканирующей калориметрии и флуориметрии. Параллельная оценка интенсивности сладкого вкуса будет проведена с применением актуальных методов темпорального сенсорного анализа. Полученные сведения позволят оценить область возможного применения браззеина в различных видах пищевых матриксов. Кроме того, впервые будет изучено поведение браззеина на границе раздела фаз масло-вода, что позволит расширить возможную область применения браззеина на эмульсионные пищевые системы. Использование браззеина позволит существенно снизить долю простых сахаров в рационе питания лиц, контролирующих их потребление, а подбор оптимальных условий использования браззеина, приближающий его профиль сладкого вкуса к профилю сахарозы, позволит включить продукты с браззеином в существующие паттерны питания без дополнительных финансовых затрат. Работы в рамках проекта будут также посвящены одной из наиболее актуальных мировых задач, связанных с заменой полноценных животных белков растительными. По результатам исследований будут разработаны рецептуры и технологии продуктов на основе текстуратов растительного белоксодержащего сырья, близких по потребительским свойствам к мясным продуктам. Для формирования традиционного вкусового профиля, характерного для мясных продуктов, в рамках данного направления будут разработаны новые технологии вкусо-ароматических добавок с мясным вкусом на основе биомассы дрожжевых клеток. Подобные технологии в настоящее время в России отсутствуют, а рынок таких пищевых добавок представлен исключительно иностранными компаниями-импортерами. Исследования в области разработки подобных ароматизаторов актуальны и многочисленны, однако отрывочны и не позволяют сформировать систематическое представление о механизмах, образующих мясной аромат. Подход, предложенный в рамках реализации Проекта, позволит сформулировать данное представление и установить оптимальные способы получения ароматизаторов. Возможность практического использования ожидаемых результатов проекта в экономике и социальной сфере связана со стратегией индустриального партнера - Группы компаний «ЭФКО», ориентированной на продвижение принципов здорового питания в сфере производства и реализации пищевой продукции нового поколения, и будет обеспечена путем организации промышленного производства такой продукции на производственных площадках компании.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Был предложен алгоритм для подсчета количества пищевых подгрупп из продуктовых групп плотных сегментов покупок для каждого из отобранных покупателей. 1) Для каждого покупателя имеются плотные сегменты, к их длине прибавляется 7 дней, в течение которых, по предположению, покупатель потребляет приобретенные товары. 2) Объем купленной за весь сегмент продукции делится на (количество дней в сегменте +7), что позволяет определить среднесуточное потребление продуктов. 3) С целью апробации и последующей оптимизации алгоритма по 1000 случайно выбранным клиентам сформированы отчеты. Согласно выполненному детализированному анализу пищевого разнообразия можно заключить, что лица молодого возраста, и особенно мужчины, недооценивают значимость пищевого разнообразия как фактора защиты здоровья, что в перспективе, опасно для них более ранним дебютом хронических заболеваний с плохим прогнозом в отношении осложнений и исходов. Для формирования, апробации и оптимизации алгоритма диагностики с использованием неинвазивных методов выполнен анализ литературных источников и проведено обследование 467 лиц с избыточным потреблением энергии, жиров и углеводов. Выявлено, что избыточное потребление копчёностей, свиного сала, яиц, фруктов с высоким содержанием фруктозы (яблок и груш), недостаточным потреблением кисломолочных продуктов, орехов и сухофруктов позволяет заподозрить наличие жировой болезни печени у этой категории обследуемых. Кроме того, было выявлено, что структура питания отличается у больных с простым стеатозом и прогрессирующей формой неалкогольного стеатогепатита - НАЖБП. Для последних характерно избыточное потребление картофеля, луковых овощей, сливочного масла. Подготовлены алгоритмы неинвазивной диагностики для неалкогольной жировой болезни печени и функциональных нарушений органов пищеварения. Методиками оценки фактического питания устанавливают соответствие энергоценности рациона энерготратам пациента, баланс отношений поступления макронутриентов, правильность режима питания, величину пищевого разнообразия и обеспеченность пищевыми волокнами. Затем на основе инструментального обследования выделяются пациенты, нуждающиеся в специализированной терапии. Далее, с помощью специализированных для заболевания вопросников и тестов качества жизни, состояния эмоциональной сферы оценивается объем медикаментозной терапии и необходимость консультации у психотерапевта. Заключительным этапом является формирование пищевого паттерна на основании полученных данных фактического питания для детализованной оценки приближенности полученной структуры питания к целевым значениям. Разработка продукта в виде полуфабрикатов из растительного белка с целью замены мясного, может помочь скорректировать традиционно повышенное потребление животных жиров. Для этого была проведена разработка вкусо-ароматических добавок, обеспечивающих продукту привычный для потребителя органолептический профиль. Технический термический ароматизатор получали из предшественника с помощью реакции Майяра в микроволновой лабораторной станции ULTRAWAVE (Milestone Srl, Италия) при давлении 30 бар в течение 15 минут. Варьируемыми факторами были вид сахара (фруктоза, глюкоза, ксилоза), их концентрация (25, 50 и 100 мМ) и температура проведения реакции (140, 150 и 160 °С). При проведении эксперимента был использован метод Тагучи, позволивший сократить число экспериментов, требуемых для анализа влияния всех приведенных факторов на качество ароматизатора. Анализ продуктов реакции выполняли методом ГЖХ с системой ввода в паровой фазе и масс-спектрометрией. Были определены общее содержание продуктов реакции Майяра, антиоксидантная активность, а также общее содержание фенольных соединений. Был проведен экспертный дескрипторно-профильный органолептический анализ. Также был проведен скрининг токсикологических характеристик (в том числе, канцерогенности) продуктов реакции Майяра для оценки потенциальной токсичности вкусо-ароматических веществ, входящих в профиль ароматизаторов. В результате проведенных работ показано, что общая приемлемость ароматизаторов была выше для образцов, содержащих ксилозу, обработанных при 140°С и 150 °С, и при содержании 25 мМ моносахарида; для них же было характерно низкое содержание высокотоксичных летучих веществ. Была проведена разработка графического пользовательского интерфейса для ввода, обработки и вывода информации об изменении органолептических дескрипторов во времени согласно ASTM E1909, работоспособность которого была протестирована в рамках деятельности экспертной дегустационной панели при оценке интенсивности сладкого вкуса растворов браззеина при разных значениях pH и температуры. Разработанное программное обеспечение размещено для публичного доступа по адресу: https://github.com/SarkisyanVaruzhan/Time-Intensity-analysis. Программа обладает необходимым функционалом для проведения темпорального сенсорного анализа, позволяя на любом устройстве (стационарные компьютеры, планшеты и мобильные телефоны) с доступом к интернету регистрировать графики изменения интенсивности дескриптора во времени. В качестве результата исследования программа выводит график изменения интенсивности, значения характеристик графика согласно ASTM E1909, а также исходные данные в виде таблицы. Разработанная программа является первой отечественной общедоступной реализацией интерфейса ввода-вывода для темпорального сенсорного анализа. Ее применение обеспечит независимость исследователей от необходимости использования иностранного программного обеспечения. Был составлен пул биологически активных веществ для изучения их взаимодействия с белком и влияния на стабильность сладкого вкуса при термической обработке. В общей сложности было изучено 9 веществ, потенциально влияющих на стабильность браззеина: Витамин С, Инулин, Ксилит, Лимонная кислота, Пиридоксин, Рибофлавин, Тиамин, Эпигаллокатехин галлат - ЭГКГ, Яблочная кислота. В результате проведенных работ показано повышение доли браззеина, разрушающегося при более высокой температуре в присутствии лимонной кислоты, тиамина, инулина, витамина С и яблочной кислоты. Результаты органолептической оценки свидетельствуют о том, что сладость раствора браззеина после термической обработки достоверно снижается по сравнению с его раствором до нагрева (Контроль, p=0,023). Значимое снижение сладости было отмечено также в присутствии витамина С (p=0,023), яблочной кислоты (p=0,023) и, в особенности, рибофлавина (p=0,007). Сладость растворов инулина, ксилита, лимонной кислоты, пиридоксина, тиамина, ЭГКГ не имела значимого отличия (p>0,05) от раствора браззеина до нагрева. Подготовлено медико-биологическое обоснование разработки специализированных пищевых продуктов, в котором объяснена необходимость включения в рацион пациентов с НАЖБП специализированных продуктов, обогащенных биологически активными компонентами, для уменьшения выраженности стеатоза и воспалительного процесса в ткани печени и снижения скорости прогрессирования заболевания и восстановления нормального уровня проницаемости кишечной стенки. Разработаны рецептуры и технологии двух специализированных пищевых продуктов (СПП): желейного мармелада без сахара, предназначенного для включения в диетотерапию пациентов с функциональными нарушениями органов пищеварения, и инстантного напитка для больных с неалкогольной жировой болезнью печени. Лечебные и профилактические свойства мармелада обусловлены наличием в составе инулина, являющегося пребиотиком, и дигидрокверцетина - биофлавоноида, обладающего выраженной антиоксидантной активностью, противовоспалительными, иммуннопротекторными свойствами, способствующего снижению уровня холестерина. Разработанный СПП в виде инстантного напитка представляет собой однородную порошкообразную смесь, в состав которой входят функциональные ингредиенты, биологически активные вещества, обладающие антиоксидантным, гепатопротекторным, гиполипидемическим действием.

 

Публикации

1. Билялова А.С., Малинкин А.Д., Саркисян В.А, Кочеткова А.А., Бессонов В.В. Исследование душистых веществ в составе термического технологического ароматизатора с мясным органолептическим профилем методом твердофазной микроэкстракции с газовой хромато-масс-спектрометрией Пищевая промышленность, - (год публикации - 2024)

2. Гончаров А.А., Сасунова А.Н., Пилипенко В.И., Исаков В.А. Использование контролируемого параметра затухания ультразвукового сигнала для диагностики неалкогольной жировой болезни печени. ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ АРХИВ, 95(8):641–647 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.26442/00403660.2023.08.202348

3. Исаков В. А., Пилипенко В. И., Власова А. В., Кочеткова А. А. Evaluation of the efficacy of kombucha-based drink enriched with inulin and vitamins for the management of constipation- predominant irritable bowel syndrome in women: a randomized pilot study Current Developments in Nutrition, 7 (2023) 102037 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.cdnut.2023.102037

4. Пилипенко В.И., Исаков В.А., Морозов С.В., Сасунова А.Н., Гончаров А.А. Клиническая оценка эффективности инновационного масложирового продукта заданного жирнокислотного состава с включением адаптогенов Вопросы питания, Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 4. С. 104–113. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-4-104-113

5. Пилипенко В.И., Исаков В.А., Шараев М.Г., Артемов А.В. Характеристика пищевого разнообразия жителей мегаполиса на основе анализа покупательской активности Вопросы питания, Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 5. С. 60-69. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-5-60-69

6. Пилипенко В.И., Исаков В.А., Шараев М.Г., Артемов А.В. Анализ пищевого разнообразия на основе предпочтений покупателей крупной торговой сети Вопросы питания, Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 3. С. 62–68. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-3-62-68

7. Пилипенко В.И., Перова И.Б., Кочеткова А.А., Исаков В.А. Перспективы обогащения продуктов пищевыми волокнами для лечения и профилактики болезней органов пищеварения. Терапевтический архив, Том 95, №8, С.701–705. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.26442/00403660.2023.08.202328

8. Фролова Ю. В., Воробьева В. М., Воробьева И. С., Саркисян В. А., Малинкин А. Д., Исаков В. А., Кочеткова А. А. Development of Fermented Kombucha Tea Beverage Enriched with Inulin and B Vitamins Fermentation, 9(6):552 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/fermentation9060552

9. Боков Д. О., Богачук М. Н., Малинкин А. Д., Назарова В. А., Бессонов В. В. Подсластитель на основе пептидов и белков в производстве пищевой продукции. Вопросы питания, - (год публикации - 2024)

10. Воробьева В.М., Воробьева И.С, Саркисян В.А., Соболев Р.В., Исаков В.А., Кочеткова А.А. Сладкие белки – перспективные природные подсластители для пищевых продуктов Пищевая промышленность, - (год публикации - 2024)

11. Пилипенко В.И., Исаков В.А. Методики анализа пищевых паттернов Вопросы диетологии, 13(3): 25–31. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.20953/2224-5448-2023-3-25-31

12. Пилипенко В.И., Исаков В.А., Перова И.Б., Воробьева В.М., Кочеткова А.А. Биологические и технологические аспекты обогащения продуктов пищевыми волокнами Вопросы диетологии, 13(2): 14–25. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.20953/2224-5448-2023-2-14-25

13. Саркисян В.А., Кочеткова А.А., Бессонов В.В., Исаков В.А., Никитюк Д.Б. Оценка поступления гамма-аминомасляной кислоты с оптимальным рационом питания человека Вопросы питания, - (год публикации - 2024)