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 проекта 26-16-00211
НазваниеРазработка геропротекторных функциональных пищевых ингредиентов с использованием искусственного интеллекта
Руководитель Бараненко Денис Александрович, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург
Конкурс №124 - Конкурс 2026 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-302 - Функциональные и специальные продукты питания
Ключевые слова функциональное питание, долголетие, фитонутриенты, микроинкапсулирование, биодоступность, окислительный стресс, геномная нестабильность, теломераза, машинное обучение, интегрированная исследовательская методология
Код ГРНТИ65.09.05
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Продление активного долголетия и профилактика возрастных изменений – приоритеты мировой науки о пищи. Современные исследования указывают, что мишенями такого воздействия выступают сигнальные пути SIRT, AMPK, Nrf2 и mTOR, регулирующие клеточный метаболизм, антиоксидантную защиту, аутофагию и поддержание геномной стабильности. Наиболее перспективными биологически активными веществами (БАВ), способными модулировать эти пути, признаны флавоноиды, стильбены, проантоцианидины и полисахариды растительного происхождения. Однако для внедрения в пищевую отрасль остаются неразрешёнными ключевые проблемы - отсутствие системного подхода к поиску перспективных растительных источников БАВ, оценке синергизма соединений, обеспечению их биодоступности и стабильности в составе функциональных пищевых ингредиентов. Одновременно растёт потенциал применения искусственного интеллекта (ИИ) для решения комплексных задач в области наук о пище. Методы машинного обучения, хемоинформатики, компьютерного зрения и физиологически обоснованного фармакокинетического моделирования позволяют предсказывать биологическую активность веществ, оптимизировать технологические параметры и анализировать большие объёмы экспериментальных данных. Использование этих инструментов в контексте функциональных пищевых ингредиентов для профилактики старения до настоящего времени не реализовано в интегрированной форме. Проект предлагает интеграцию искусственного интеллекта с многоуровневым биологическим моделированием, что обеспечивает мировой уровень разработки и научную новизну исследований. Впервые будет разработан комплексный цифровой подход к поиску, предсказанию и валидации БАВ с геропротекторными свойствами. Будут применены нейросетевые методы анализа изображений для количественной оценки клеточного старения и in vivo биомаркеров. Будет выполнен системный анализ взаимосвязей между структурой БАВ, их технологической стабильностью в составе пищевого ингредиента и физиологической активностью, интегрированный в единую обучаемую модель.
Ожидаемые результаты
В проекте планируется создание научных основ разработки физиологически функциональных ингредиентов нового поколения, направленных на профилактику возрастных изменений. Результаты проекта позволят предложить цифровые протоколы подбора БАВ, рецептур и технологических условий, а также обосновать новые подходы к стандартизации функциональных продуктов питания с подтверждённым механизмом действия. Будет сформирована база данных растительных источников антивозрастных БАВ с обоснованием выбора объектов исследования на основе метаанализа и сетевой фармакологии. Будут установлены оптимальные условия ультразвуковой экстракции БАВ и проведена идентификация и количественный анализ маркерных соединений экстрактов. Будут получены данные о влиянии БАВ in vitro на активность супероксиддисмутазы и теломеразы, длину теломер и маркеры клеточного старения и будет сформирована интеграционная база данных влияния БАВ на процессы старения в клетках. Будут разработаны параметры и технологические режимы инкапсулирования БАВ, получены данные об эффективности инкапсулирования, морфологии и in vitro биодоступности микрокапсул. Будут установлены закономерности изменения содержания БАВ в составе функциональных ингредиентов при различных технологических воздействиях (нагрев, pH, механическая обработка, хранение). Будет разработана нейросетевая модель влияния БАВ на процессы старения, интегрирующая результаты исследований in vitro на клетках и in vivo на C. elegans и крысах. Будут подготовлены методические рекомендации по созданию физиологически функциональных ингредиентов геропротекторного действия с использованием инструментов искусственного интеллекта и техническая документация на них.
Результаты проекта создадут основу для разработки нового поколения функциональных пищевых продуктов для профилактики возрастных изменений, а также позволят снизить затраты на разработку и тестирование БАВ; повысить эффективность и биодоступность функциональных ингредиентов; внедрить методы искусственного интеллекта в пищевую отрасль; обеспечить научно обоснованный подход к созданию пищевых ингредиентов для здорового долголетия.
Запланированные результаты опережают мировой уровень исследований в данном направлении, так как на сегодняшний день отсутствуют данные о применении запланированных в проекте решений для получения подобных физиологически функциональных ингредиентов и по исследованию механизмов их действия.
Результаты проекта могут быть использованы предприятиями АПК, в том числе пищевыми производствами, для выработки нового вида продукции с высокой биологической ценностью и научно подтвержденным эффектом в отношении профилактики возрастных изменений. Внедрение разрабатываемых ингредиентов на предприятия пищевой продукции должно обеспечить улучшение здоровья населения через профилактику неинфекционных заболеваний, связанных с возрастом. Это создаёт предпосылки к обеспечению экономического роста и социального развития Российской Федерации.