Проведение фундаментальных и поисковых научных исследований в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» ведется в соответствии с приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники в Российской Федерации — «Науки о жизни», «Информационно-телекоммуникационные системы» и «Рациональное природопользование»; критическими технологиями Российской Федерации — «Биомедицинские и ветеринарные технологии», «Геномные, протеомные и постгеномные технологии», «Клеточные технологии», «Технологии биоинженерии», «Технологии снижения потерь от социально-значимых заболеваний», «Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии», «Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения», «Биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии» с использованием клеточных, геномных и постгеномных (протеомика, метаболомика, биоинформатика) технологий, направленных на:
— расшифровку молекулярных механизмов ассимиляции пищевых и минорных биологически активных веществ для уточнения формулы оптимального питания различных групп детского и взрослого населения и величин физиологических потребностей человека;
— изучение сигнальных путей для выявления механизмов действия на организм минорных биологически активных веществ (БАВ) пищи, а также их защитных свойств при неблагоприятных воздействиях и дозозависимых эффектов на организм, необходимых для обоснования эссенциальности БАВ и уровней их потребления;
— разработку системы биомаркеров на основе использования методов нутригеномики, нутрипротеомики, нутриметаболомики и нутримикробиомики для создания «метаболомного паспорта» человека и оценки риска развития алиментарно-зависимых заболеваний;
— разработку подходов для мониторинга состояния питания и здоровья населения, а также оценки рисков развития заболеваний, обусловленных как нарушениями структуры пищевого рациона, так и качеством (безопасности) пищевой продукции;
— установление молекулярных механизмов действия и метаболизма загрязнителей пищевой продукции природного и антропогенного происхождения и пищевых добавок, установление биомаркеров воздействия и обоснование регламентов их содержания в пищевой продукции;
— обеспечение био- и нанобезопасности пищевой продукции, полученной с использованием генетически модифицированных организмов растительного, животного и микробного происхождения, генной и белковой инженерии, синтетической биологии и нанотехнологии, поиск новых источников пищи;
— изучение механизмов патогенеза и поиск информативных биомаркеров для ранней диагностики, оценки риска и прогнозирования формирования алиментарно-зависимых заболеваний;
— изучение особенностей метаболизма пищевых и минорных биологически активных веществ при полиморфизме генов, а также влияния их на эпигенетические механизмы и экспрессию генов для расшифровки механизма развития нарушений обмена пищевых веществ при алиментарно-зависимых заболеваниях;
— изучение возрастно-половых особенностей ассимиляции пищевых веществ, в том числе с использованием стабильных изотопов;
— разработку принципов и подходов к персонализированной диетотерапии алиментарно-зависимых заболеваний на основе анализа пищевого статуса с использованием методов нутригеномики, нутрипротеомики, нутриметаболомики и нутримикробиомики;
— селекцию, разработку и создание генно-инженерных штаммов микроорганизмов — продуцентов ферментов, органических кислот, биологически активных веществ, а также иных пищевых ингредиентов;
— разработку инновационных технологий глубокой переработки сельскохозяйственного сырья для получения новых специализированных и функциональных пищевых продуктов.
Прикладные проблемно-ориентированные исследования, выполняемые в Центре, направлены на:
— анализ фактического питания различных групп детского и взрослого населения, выявление тенденций и поиск взаимосвязи между состоянием питания и здоровья с целью разработки программ оптимизации питания;
— картирование Российской Федерации на основе эпидемиологических исследований фактического питания, пищевого статуса и состояния здоровья представительных выборок населения различных субъектов Российской Федерации, включая территории арктической зоны, для обоснования региональных программ популяционной профилактики алиментарно-зависимых заболеваний;
— разработку научных прогнозов о состоянии питания и здоровья населения Российской Федерации и мероприятий по рационализации питания на основе широких эпидемиологических исследований на федеральном и региональном уровнях;
— разработку размеров потребления пищевых продуктов в соответствии с нормами физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах;
— разработку групповых и индивидуальных рекомендаций по рационализации питания различных групп детского и взрослого населения, а также разработку рационов питания и меню, в том числе для организованных коллективов детей различного возраста и взрослого населения, профессиональная деятельность которых связана с особыми условиями (спортсмены, космонавты, специальные контингенты, работники промышленных предприятий и т.д.);
— научную разработку методов поддержки грудного вскармливания;
— разработку информационных технологий с созданием современных компьютерных программ для оценки состояния питания и пищевого статуса детского и взрослого населения и выявления рисков развития алиментарно-зависимых заболеваний;
— исследования химического состава отечественных пищевых продуктов с обращением особого внимания на содержание минорных биологически активных компонентов пищи;
— получение новых знаний о природных и антропогенных контаминантах пищевых продуктов, их метаболизме, механизме действия, взаимодействии с микробиотой пищевых продуктов, механизме действия на макроорганизм;
— изучение механизмов защиты организма человека от воздействия чужеродных веществ и факторов биологического, химического и физического происхождения, загрязняющих пищевые продукты, разработку научных основ и методических подходов к охране внутренней среды организма человека с использованием геномных и постгеномных технологий;
— изучение механизмов и условий размножения условно-патогенных, патогенных бактерий и микроскопических грибов, накопления ими токсичных метаболитов в пищевых продуктах, изучение молекулярных механизмов действия этих токсинов на организм человека;
— оценку риска для здоровья населения загрязнителей природного и антропогенного происхождения, а также совершенствование систем мониторинга;
— оценку безопасности и эффективности использования (в том числе в клинических исследованиях) новых и нетрадиционных источников пищи и пищевых веществ, а также продуктов на их основе;
— развитие методической базы оценки риска и безопасности пищевой продукции, произведенной с использованием ГМО растительного (второго и третьего поколения), животного и микробного происхождения и методов синтетической биологии (регламентирование подходов, разработка новых методов исследования и новых экспериментальных моделей, поиск информативных биомаркеров, алгоритмов и методов определения новых видов ГМО, в том числе генетически модифицированных микроорганизмов);
— оценку риска, медико-биологическое и токсиколого-гигиеническое изучение наноматериалов и продукции нанотехнологий, поиск информативных биомаркеров, алгоритмов и методов определения наночастиц и наноматериалов в пищевой продукции и биологических средах организма;
— оценку риска, токсиколого-гигиеническое изучение и регламентирование использования в пищевой продукции пищевых добавок;
— разработку принципов гигиенического нормирования чужеродных веществ биологического, химического и физического происхождения, загрязняющих пищевую продукцию, пищевых добавок, ингредиентов, биологически активных веществ, а также других компонентов, полученных с использованием новых технологий;
— разработку медико-биологических и санитарно-эпидемиологических критериев оценки качества (безопасности, пищевой ценности, физико-химических и органолептических показателей) пищевой продукции и совершенствование систем мониторинга качества пищевой продукции;
— научное обоснование и участие в разработке проектов санитарно- эпидемиологических норм и правил, стандартов (национальных и международных), технических регламентов Таможенного союза в области качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов;
— разработку рекомендаций по профилактике массовых инфекционных и неинфекционных заболеваний пищевого происхождения и управления рисками;
— разработку высокочувствительных, селективных и прецизионных аналитических методов обнаружения, идентификации и количественного определения новых и потенциально опасных загрязнителей природного и антропогенного происхождения, а также минорных биологически активных веществ пищи в пищевой продукции и биологических средах организма;
— определение идентификационных критериев (маркеров) пищевой продукции для выявления фальсификаций;
— оценку риска развития алиментарно-зависимых заболеваний различных групп населения с использованием методов изучения фактического питания, пищевого статуса, адаптационного потенциала, а также прогностических тестов (включая генетические) для разработки методов алиментарной популяционной и индивидуальной профилактики алиментарно-зависимых заболеваний (ожирение, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, остеопороз, пищевая аллергия и др.);
— разработку и внедрение в практику здравоохранения новых прогностических и диагностических методов, а также методов и средств (в том числе продуктов) профилактики и лечения заболеваний человека, обусловленных нарушением питания, в том числе методов и средств персонализированной диетотерапии;
— разработку инновационных технологий диагностики, профилактики и лечения алиментарно-зависимых заболеваний (медицинские технологии, клинические рекомендации и стандарты лечения);
— проведение клинических исследований по оценке эффективности новых видов специализированных продуктов (для питания детей, беременных и кормящих женщин, продуктов диетического лечебного и диетического профилактического питания, геродиетических продуктов, спортивного питания, диетических добавок, обогащенных и функциональных продуктов, парентерального и энтерального питания, биологически активных добавок к пище и др.) и лекарственных средств;
— разработку рекомендаций по оптимизации питания здоровых и больных детей, беременных и кормящих женщин, а также наборов продуктов и рационов с использованием специализированных пищевых продуктов;
— изучение и оптимизацию питания детей в детских дошкольных образовательных учреждениях, школах, интернатах и других организованных коллективах;
— разработку на основе патогенетических принципов стандартов диетотерапии, лечебных рационов и схем комплексной терапии для больных с основными алиментарно-зависимыми заболеваниями (ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями, заболеваниями желудочно-кишечного тракта, сахарным диабетом, нарушениями жирового и углеводного обменов, остеопорозом, подагрой, пищевой аллергией, а также разработка нутритивной поддержки в процессе реабилитации пациентов в пре- и посттрансплантационном периоде (при заболеваниях печени и почек), при программном гемодиализе, хронических вирусных гепатитах и др.;
— создание новых профилактических и лечебных рационов с включением в них специализированных продуктов диетического (лечебного и профилактического) питания, обогащенных пищевых продуктов, биологически активных добавок к пище, разработка продуктов и смесей для парентерального и энтерального питания;
— проведение научных исследований и экспериментальных разработок в области техники и технологии специализированных продуктов (продуктов детского питания, продуктов для беременных и кормящих женщин, спортивного питания, диетических (лечебных и профилактических) продуктов, геродиетических продуктов, продуктов для спецконтингентов, включая продукты для питания космонавтов), обогащенных и функциональных пищевых продуктов, направленных на создание и внедрение в производство новых прогрессивных технологических процессов и систем машин для производства высококачественной отечественной пищевой продукции;
— разработку медико-биологических требований, составов, рецептур и инновационных технологий специализированных пищевых продуктов, в том числе продуктов детского питания, для питания беременных и кормящих женщин, спортсменов, больных с орфанными наследственными и алиментарно-зависимыми заболеваниями, парентерального и энтерального питания, продуктов здорового питания, в том числе с заданным химическим составом и др.;
— разработку методологии создания продуктов, предназначенных для женщин, планирующих беременность и способствующих достижению соответствия морфофункционального состояния организма в период беременности;
— разработку методологии создания функционально-адаптированных продуктов на основе закономерностей органолептической перцепции и технологии функционально-адаптированных продуктов;
— физиолого-гигиеническое обоснование и разработку специализированных и функциональных продуктов, суточных рационов питания, предназначенных для питания спецконтингентов (космонавтов, подразделений специального назначения, спасателей, военнослужащих и др.);
— обоснование и разработку суточных рационов питания, специализированных и функциональных продуктов, комплектов рационов питания, предназначенных для питания космонавтов, а также обеспечение экспертной оценки продуктов и рационов для использования на космических объектах;
— разработку пищевых композиций с включением биологически активных веществ, обладающих адаптогенными, радиопротекторными свойствами, повышающими устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды при осуществлении длительных космических полетов;
— разработку продуктов длительных сроков хранения и с заданными свойствами для включения в состав рационов питания экипажей будущих межпланетных экспедиций;
— развитие теоретических основ и принципов разработки процессов и технологий производства пищевых ингредиентов, композиций, белковых концентратов, биологически активных добавок;
— разработку и внедрение инновационных биотехнологий производства пищевых ингредиентов (ферментных препаратов, пищевых органических кислот, пищевых добавок, кормовых, пекарных и спиртовых дрожжей, биологически активных веществ, пищевых концентратов и др.) на основе использования новых нанобиотехнологических и физико-химических методов и нетрадиционных видов сырья, обеспечивающих конкурентноспособность продукции на мировом рынке;
— создание новых штаммов-продуцентов, в том числе на основе генетически модифицированных микроорганизмов, для производства пищевых ингредиентов (пищевые органические кислоты, пищевые ферменты, пищевые и кормовые добавки, биологически активные вещества и др.);
— создание новых рекомбинантных штаммов микроорганизмов-продуцентов высокоактивных полиферментных комплексов протеолитического действия с использованием универсальной системы экспрессии генов в промышленные штаммы для повышения эффективности биотехнологии ферментных препаратов на основе современных методов генной инженерии, мутагенеза и селекции;
— разработку научных основ направленной ферментативной деструкции клеточных стенок растительного и микробного сырья для производства пищевой продукции;
— разработку научных основ направленного биосинтеза и катализа биомассы мицелиальных грибов — высокопродуктивных источников аминополисахаридов и белковых веществ для создания биотехнологии пищевкусовых и функциональных добавок;
— создание научных основ перспективных ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих качество, конкурентоспособность, повышение степени переработки сельскохозяйственного сырья и экологическую безопасность производства;
— развитие научных основ управления биохимическими и технологическими процессами хранения продовольственного сырья и пищевых продуктов с целью сокращения потерь, стабилизации качества и повышения хранимоспособности продукции;
— разработку биотехнологии производства и применения комплексных биоконсервантов целевого назначения для повышения эффективности хранения продовольственного сырья и пищевых продуктов на основе селекционированных консорциумов микроорганизмов;
— разработку биотехнологических основ микробной конверсии концентрированного зернового сусла в этанол с использованием селекционированных осмофильных рас дрожжей и ферментативных систем целевого назначения;
— разработку ресурсосберегающей технологии для производства биоэтанола на основе микробной конверсии возобновляемого растительного сырья;
— развитие теоретических основ системного анализа трансформации биотехнологических объектов сельскохозяйственного сырья и продуктов его переработки с целью создания инновационных технологий глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и производства пищевых продуктов;
— разработку новых видов продукции пищевого и кормового назначения, включая разработку, согласование и утверждение необходимой нормативной и технической документации;
— создание научно обоснованной методологии контроля производства пищевой продукции, обеспечивающей её безопасность, качество и подлинность;
— создание и внедрение перспективных ресурсосберегающих физико-химических и биотехнологических методов переработки сельскохозяйственного сырья, обеспечивающих гарантированное качество, безопасность и подлинность пищевой продукции;
— разработку научных основ глубокой переработки сельскохозяйственного сырья с использованием интеграционных термомеханических и биокаталитических процессов с целью создания технологии производства новых видов пищевой продукции с повышенной биологической ценности, пищевого спирта и сбалансированных кормопродуктов;
— разработку методологии контроля сырья, полупродуктов, готовой продукции и системы прослеживаемости технологических процессов производства спирта и ликероводочных изделий на основе высокоэффективных инструментальных методов анализа с целью оперативной управляемости процессами, обеспечения безопасности и качества продукции;
— исследование влияния пищевых ингредиентов и комплексных пищевых добавок на изменение физико-химического и микроэлементного состава алкогольной продукции в процессе ее приготовления и хранения;
— разработку научных основ переработки растительного и вторичного сырья с использованием мембранных и нанобиотехнологических процессов с целью создания технологии производства пищевых и кормовых добавок повышенной биологической ценности и усвояемости;
— осуществление единой научно-технической политики в области производства пищевой продукции, в том числе продуктов детского, диетического (лечебного и профилактического) питания, продуктов функционального и специализированного питания, пищевых концентратов и др., создания специальных продуктов, пайков и рационов для военнослужащих, космонавтов, а также в области питания спецпотребителей;
— исследования по оптимизации технологий пищевых концентратов, позволяющих получать продукты быстрого приготовления, используя энергосберегающие и малоотходные технологии с применением современного отечественного оборудования;
— разработку инновационных технологий, направленных на производство импортозамещающей кофейной и чайной продукции, пищевых концентратов, сухих завтраков;
— исследования по увеличению сроков годности пищевой продукции в процессе ее хранения в современных упаковочных материалах;
— разработку новых перспективных видов тары и упаковочных материалов с улучшенными технологическими и потребительскими характеристиками;
— разработку проектов государственных и отраслевых стандартов, технических условий, инструкций, нормативов, методических документов по организации производства, стандартизации и сертификации пищевой продукции.
