Фундаментальные исследования для получения новых знаний и обоснование применения киберфизических систем при создании инновационных пищевых продуктов в парадигме Единого здоровья, который осуществляют ученые из 8 научных центров России были обсуждены на секции «Кибер-физические системы для пищевой промышленности: будущее или реальность», которая проходила в рамках XXIV Международной научно-практической конференции «Инновационные тренды, научные достижения и факторы устойчивого развития пищевых систем» («Горбатовские чтения»). Проект направлен на получение новых знаний в применении киберфизической системы путем комплексного использования информационных и физических элементов. Результаты реализации проекта найдут свое применение на предприятиях пищевой отрасли.
Концепция Единого здоровья (One Health) заложена в основу разрабатываемых технологий и направлена на устойчивое балансирование и оптимизацию здоровья людей, животных, экосистем.
Продукты на мясной основе для больных, особенно для неспособных питаться самостоятельно – практически не существует на рынке. В 2024 году провели анализ реанимационных пациентов ФНКЦ РР с инсультом и черепно-мозговой травмой (ЧМТ), для которых будет разрабатываться энтеральное питание. В результате анализа пациентов с инсультами и ЧМТ определено, что организм больного находится в состоянии гиперкатаболизма, приводя к потере мышечной массы. 60 % больных имеют признаки мальнутриции в течение 2 месяцев после госпитализации. Выявлены особенности метаболических нарушений (сохранение системной воспалительной реакции, нарушение и дисбаланс белкового обмена, нарушение функциональной активности ЖКТ) и установлено, что нутритивная поддержка должна быть направлена на поддержку энергетического и пластического дефицита и предотвращение вторичного повреждения нейронов, а также активацию процессов нейропластичности. Разработаны медико-биологические требования для создания специализированной метаболически направленной смеси для питания пациентов с церебральной катастрофой. Указаны особые требования к белку – продукт должен содержать набор дефицитных для больных этой категории аминокислот, дополнительную дозу глутамина, биологически активные низкомолекулярные пептиды и аминокислоты (мясо свинины должно обладать нейропротекторными свойствами).
Обоснован состав модельной смеси. Проведены опытные выработки мясосодержащих модулей для определения компонентного состава специализированной продукции, в том числе с использованием клеточной массы женьшеня обогащенной антиоксидантами, для питания больных пациентов с диагнозами инсульта и ЧМТ.
Отличительной особенностью проекта является применение IТ технологий при обеспечении «санитарного здоровья» пищевых производств, проектировании состава и технологии лечебных продуктов, корректировке вкуса готового продукта, использовании мясного и растительного сырья, прижизненной измененного и обогащенного критически значимыми пищевыми компонентами. Впервые разработаны структурно-параметрические модели основных стадий технологического процесса изготовления энтерального продукта с описанием входных, выходных, контролируемых и регулируемых переменных, способные адаптироваться к изменениям в режимах, условиях или замене оборудования, учитывающие необходимость контроля комплекса функциональных и технологических свойств и безопасности на протяжении жизненного цикла продукта. Данные модели являются основой для разработки киберфизической системы.
В рамках создания системы оценки факторов риска впервые проведен скрининг культур лактобацилл и пропионовокислых бактерий с технологически значимыми свойствами и мониторинг биоразнообразия бактериофагов, циркулирующих на сыродельных заводах. Проведена таксономическая характеризация культур лактобацилл и пропионовокислых бактерий идентификация коллекционных и новых бактериофагов лактококков, что позволило получить новые данные об основных физиолого-биохимических и технологических свойствах лактобацилл и пропионовокислых бактерий, бактериофагов лактококов и их молекулярно-генетической идентификации, а также новые данные о влиянии технологических условий на риск развития посторонней микрофлоры на предприятии по переработке молока. Проведенные работы – начальный этап создания современной системы управления фаговой ситуацией в сыродельной промышленности, обеспечения выпуска новых отечественных заквасок с целью импортозамещения, развития научных основ заквасочного дела.
Снизить уровень патогенной микрофлоры на пищевых предприятиях возможно обработкой противомикробными препаратами. Выявлена устойчивость патогенной микрофлоры к используемым в настоящее время препаратам. В рамках данного направления разработаны биоцидные и фунгицидные рецептуры на основе полимеров, исследована агрегативная устойчивость многокомпомпонентных полимерных рецептур, получены экспериментальные данные об оптимальных соотношениях компонентов. На базе полученных знаний будут разработаны методы получения антибактериальных и фунгицидных материалов.
Создаваемые разработки будут способствовать обеспечению социально-экономического развития страны, обеспечения конкурентоспособности и сохранения технологического лидерства в краткосрочной и долгосрочной перспективе.
