Применение искусственного интеллекта для разработки функциональных пищевых ингредиентов на основе биоактивных полисахаридов
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-177-183
Аннотация
Современные научные данные свидетельствуют о возрастающей роли функциональных пищевых ингредиентов в профилактике и коррекции различных заболеваний. Особый интерес исследователей и потребителей вызывают биологически активные соединения с доказанным противовоспалительным эффектом, поскольку хроническое системное воспаление низкой степени интенсивности признано ключевым фактором развития многих метаболических нарушений, включая сахарный диабет и сердечно-сосудистые патологии. В отличие от фармацевтических препаратов, воздействующих преимущественно на симптомы заболеваний, функциональные пищевые ингредиенты обладают уникальной способностью обеспечивать пролонгированный профилактический эффект благодаря регулярному потреблению в составе повседневного рациона. Среди перспективных биологически активных соединений особое место занимают полисахариды, такие как β-глюканы, пектины и арабиноксиланы, обладающие выраженным иммуномодулирующим и противовоспалительным потенциалом. Однако их широкое применение в пищевой промышленности до сих пор ограничивалось недостаточной изученностью структура-активностных взаимосвязей, сложностями стандартизации и отсутствием эффективных методов направленного выделения целевых фракций. В этом контексте технологии искусственного интеллекта открывают новые возможности для систематического изучения и целенаправленного проектирования функциональных ингредиентов на основе полисахаридов. Полученные в рамках исследования результаты демонстрируют значительную эффективность разработанного подхода. В ходе исследования удалось выделить и охарактеризовать высокоактивные фракции полисахаридов, проявляющие выраженное противовоспалительное действие. Экспериментальные данные подтвердили способность выделенных соединений существенно снижать уровень ключевых маркеров воспаления как в модельных системах in vitro, так и в клинических условиях. Особый интерес представляют выявленные преимущества овсяных β-глюканов, которые сочетают высокую биологическую активность с технологической доступностью и экологической безопасностью производства.
Об авторах
А. С. СъедугинаРоссия
аспирант, Базовая кафедра индустрии качества, Стремянный переулок, 36, г. Москва, 115054, Россия
А. С. Уткина
к.т.н., старший преподаватель, Базовая кафедра индустрии качества, Стремянный переулок, 36, г. Москва, 115054, Россия
Список литературы
1. Doherty A., Wall A., Khaldi N., Kussmann M. Artificial Intelligence in Functional Food Ingredient Discovery and Characterisation: A Focus on Bioactive Plant and Food Peptides // Frontiers in Genetics. 2021. V. 12. P. 768979. doi: 10.3389/fgene.2021.768979.
2. Utkina A.S., Karagodin V.P., Sazonova M.A., Yet S.F. Polysaccharides and atherosclerosis: Focus on the role of key genes of cholesterol metabolism in macrophages // Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre. 2024. V. 32. P. 100430. doi: 10.1016/j.bcdf.2024.100430.
3. Тихонов С., Бабич О., Сухих С., Тихонова Н., Чернуха И. Синтез нового пептида и оценка его цитоксичности, регенеративных свойств методом прогнозирования и в эксперименте in vitro // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. 2023. № 3. С. 106–117.
4. База данных KEGG. URL: https://www.genome.jp/kegg/pathway.html (дата обращения: 26.06.2025).
5. База данных UniCarbKB. URL: https://www.unicarbkb.org/ (дата обращения: 26.06.2025).
6. База данных PlantCyc. URL: https://www.plantcyc.org/ (дата обращения: 26.06.2025).
7. Пат. WO2009077659A1. Method for producing β-glucan // Nakano H., Suzuki S., Karasawa H., Sugawara M. Заявл. 23.12.2008; опубл. 25.06.2009.
8. Пат. 2302429 C1 Рос. Федерация. Способ получения водорастворимого β-глюкана из дрожжей рода Saccharomyces / Романов А.С., Мамаева Н.В., Морозова В.И., Кривошеева Е.М.; заявл. 14.04.2006; опубл. 10.07.2007.
9. Пат. US20170231891A1 United States. Beta-glucan product and methods of making same / Decker S., Ryan J., Reilly P.; заявл. 10.02.2016; опубл. 17.08.2017.
10. Библиотеки масс-спектрометрии. URL: https://interanalyt.ru/shop/mass-spectrometry/gazovye-khromato-mass-spektrometry/biblioteki-mass-spektrov/ (дата обращения: 27.06.2025).
11. Korobova M.A., Gubina D.I. Overview of Machine Learning Methods Used in Algorithmic Trading // Languages in Professional Communication: сборник материалов конференции (28 апреля 2022 г.). 2022. P. 54–59.
12. Sun T., Li J., Qin Y., Xie J., Xue B., Li X., Gan J., Bian X., Shao Z. Rheological and functional properties of oat β-glucan with different molecular weight // Journal of Molecular Structure. 2020. V. 1209. P. 127938. doi: 10.1016/j.molstruc.2020.127938.
13. Murphy E.J., Rezoagli E., Major I., Rowan N.J., Laffey J.G. β-Glucan Metabolic and Immunomodulatory Properties and Potential for Clinical Application // Journal of Fungi. 2020. V. 6. № 4. P. 356. doi: 10.3390/jof6040356.
14. База данных FooDB. URL: https://foodb.ca/ (дата обращения: 26.06.2025).
15. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО). URL: https://www.fao.org/home/ru (дата обращения: 01.07.2025).
16. Lante A., Canazza E. Insight on Extraction and Preservation of Biological Activity of Cereal β-D-Glucans // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 19. P. 11080. doi: 10.3390/app131911080.
17. Guo B., Lu X., Jiang X., Shi X., Wang Q., Gao J. Artificial Intelligence in Advancing Algal Bioactive Ingredients: Production, Characterization, and Application // Foods. 2025. V. 14. № 10. P. 1783. doi: 10.3390/foods14101783.
18. Khanal S., Sharma A., Pillai M., Ramakanth D., Ghosh A., Tiwari B.K., Majumder K. Artificial intelligence-driven innovation in Ganoderma spp.: potentialities of their bioactive compounds as functional foods // Sustainable Food Technology. 2025. V. 3. № 3. P. 759–775. doi: 10.1039/D4FB00357H.
19. Chang J., Wang H., Su W., Liu J., Wang X., Wu Q., Zheng L., Liu X. Artificial intelligence in food bioactive peptides screening: Recent advances and future prospects // Trends in Food Science & Technology. 2025. V. 156. P. 104845. doi: 10.1016/j.tifs.2024.104845.
20. Doherty A., Wall A., Khaldi N., Kussmann M. Artificial intelligence in functional food ingredient discovery and characterisation: a focus on bioactive plant and food peptides // Frontiers in Genetics. 2021. V. 12. P. 768979. doi: 10.3389/fgene.2021.768979.
21. Yuan D., Li C., Huang Q., Fu X., Dong H. Current advances in the anti-inflammatory effects and mechanisms of natural polysaccharides // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. V. 63. № 22. P. 5890–5910. doi: 10.1080/10408398.2022.2025535.
Рецензия
Для цитирования:
Съедугина А.С., Уткина А.С. Применение искусственного интеллекта для разработки функциональных пищевых ингредиентов на основе биоактивных полисахаридов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2025;87(3):177-183. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-177-183
For citation:
Sedugina A.S., Utkina A.S. Application of artificial intelligence to develop food ingredients based on bioactive polysaccharides. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(3):177-183. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-177-183
JATS XML



























