Поиск биохимических маркеров идентификации радиационной обработки объектов органического происхождения

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 22-63-00075

НазваниеПоиск биохимических маркеров идентификации радиационной обработки объектов органического происхождения

Руководитель Родин Игорь Александрович, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №75 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (междисциплинарные проекты)

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-301 - Синтез и химические превращения макромолекул

Ключевые слова радиационные технологии, дозиметрический контроль, продление сроков хранения пищевой продукции, метод отпечатков пальцев, хромато-масс-спектрометрический анализ, ЭПР-спектроскопия, микробиологический анализ, ферментативный гидролиз, пептидное картирование

Код ГРНТИ31.15.30

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Все более широкое применение находит радиационный метод обработки продуктов питания и сельскохозяйственного сырья с целью предотвращения потерь продукции на этапах хранения и транспортировки, продления сроков хранения и обеспечения ее санитарно-эпидемиологической безопасности. По данным Роспотребнадзора, остро стоит проблема идентификации факта незадекларированной радиационной обработки пищевой продукции, поступающей к нам из-за рубежа. Существующие российские и международные стандарты не позволяют установить факт воздействия ионизирующего излучения на продукты, содержащие водную фракцию, а именно отдельные категории мясной и рыбной продукции, корнеплоды, а также продукты с низким содержанием жира, такие, как индейка и курица, функциональные продукты. Существующие регламентированные методики и подходы в отношении продукции мясного и рыбного происхождения, овощей и фруктов не дают информации о запуске и протекании свободно радикальных процессов, инициирующих перекисное окисление липидов и белков, и приводящие к изменению пищевой ценности и органолептических свойств продукта, о структурных изменениях, о появлении в них новых химически активных летучих веществ, которые в определенных концентрациях могут оказать негативное воздействие на организм человека. При этом спрос на радиационную обработку именно этих категорий продуктов питания в последнее время неуклонно растет. Некоторые категории сельскохозяйственной продукции, в частности, картофель, а также семена пшеницы, сои, льна и т.д. поражаются различными грибными возбудителями. Однако эффекты воздействия доз ионизирующих излучений на элементы агробиоценозов пока недостаточно изучены, особенно в отношении фитопатогенов. Одним из направлений проекта является исследование воздействия ионизирующих излучений на активность фитопатогенов грибной этиологии, вызывающих различные заболевания культур. Научная новизна ожидаемых результатов, полученных в ходе выполнения проекта, заключается в нахождении биохимических маркеров, указывающих на превышение верхнего предела рабочего диапазона доз, наличие которых является следствием протекания свободно-радикальных процессов и их последствий в пищевой продукции; в создании новых методов выявления изменений химических и биохимических показателей отдельных категорий продуктов питания мясного и рыбного происхождения, а также сельскохозяйственной продукции, в течение всего периода их хранения после проведения их обработки различными типами ионизирующего излучения. Данный проект направлен на разработку новых химических методов анализа пищевой продукции, а также поиск потенциальных биохимических маркеров радиационной обработки пищевой продукции и маркеров превышения верхнего предела эффективного диапазона доз для отдельных категорий мясной и рыбной продукции и сельхозпродукции, при проведении их радиационной обработки. В ходе выполнения проекта планируется исследовать изменения концентраций органических летучих соединений в мясной и рыбной продукции, а также зерновых культур и картофеля в течение всего периода их хранения после воздействия ионизирующим излучением. Будет разработана методика выявления изменений белковой фракции пищевой продукции после проведения радиационной обработки. Также будет проведена оценка перспективности применения флуорометрического метода «отпечатков пальцев» для экспрессного анализа биохимических изменений отдельных категорий мясной и рыбной продукции и сельхозпродукции после проведении их радиационной обработки. Будут выявлены закономерности биохимических изменений в пищевой продукции, выявленных методом газохроматографического анализа, с помощью методики пептидного картирования, а также методом «отпечатков пальцев», в течение длительного периода хранения продукции после проведения радиационной обработки.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Чуликова Н.С., Малюга А.А., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Золотов C.А., Зубрицкая Я.В., Ипатова В.С., Черняев А.П., Родин И.А. РАДИАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ КАК МЕТОД ПОДАВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ РИЗОКТОНИОЗА НА КЛУБНЯХ НОВОГО УРОЖАЯ АГРОХИМИЯ / EURASIAN SOIL SCIENCE, № 02-2023 г. (год публикации - 2023)

2. Чуликова Н.С., Малюга А.А., Близнюк У.А., Черняев А.П., Борщеговская П.Ю., С.А. Золотов, Никитченко А.Д., Я.В. Зубрицкая, Юров Д.С. Impact of 1-MeV Election Beam Irradiation on the Phenology and Microflora of Potatoes Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, Vol. 86, No. 12, pp. 1549–1556. (год публикации - 2022)
10.3103/S1062873822120061

3. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Зубрицкая Я.В, Ипатова В.С., Малюга А.А., Розанов В.В., Черняев А.П., Чуликова Н.С., Юров Д.С. Влияние ионизирующего излучения на всхожесть и биометрические показатели масличных культур Технологии живых систем (год публикации - 2023)

4. Браун А.В., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Ипатова В.С., Хмелевский О.Ю., Ананьева И.А., Черняев А.П., Родин И.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ НА СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕЛКА БЫЧЬЕГО СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОМАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ Заводская лаборатория. Диагностика материалов / Industrial Laboratory. Diagnostics of materials., № 02-2023 г. (год публикации - 2023)

5. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Болотник Т.А., Ипатова В.С., Никитченко А.Д., Черняев А.П., Хмелевский О.Ю., Юров Д.С., Родин И.А. Мониторинг концентрации альдегидов в мясе курицы в течение периода хранения после радиационной обработки ускоренными электронами. Заводская лаборатория. Диагностика материалов / Industrial Laboratory. Diagnostics of materials., 88(10):13-19. (год публикации - 2022)
10.26896/1028-6861-2022-88-10-13-19

6. Золотов С.А., Близнюк У.А., Студеникин Ф.Р., Борщеговская П.Ю., Крусанов Г.А. КОМБИНАЦИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ПЛАСТИН РАЗЛИЧНОЙ ТОЛЩИНЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ОДНОРОДНОСТИ РАДИАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ УСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ Письма в ЭЧАЯ (Письма в журнал "Физика элементарных частиц и атомного ядра") / Physics of Particles and Nuclei Letters, том 20, выпуск 4 за 2023 г. (год публикации - 2023)

7. Золотов С.А., Близнюк У.А., Студеникин Ф.Р., Белоусов А.В. Irradiation Dose Uniformity in treatment of Spherical objects with accelerated electrons RAP Conference Proceedings, vol. 7, pp. 1–4, 2022. (год публикации - 2023)
10.37392/RapProc.2022.00

8. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Малюга А.А., Чуликова Н.С., Ипатова В.С., Зубрицкая Я.В., Чибисова М.С. Effects of X-Ray irradiation on germination and phytosanitary condition of cereal and oilseed crops E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences. - EBWFF 2023 - International Scientific Conference Ecological and Biological Well-Being of Flora and Fauna (Part 1). - — 2023. — Vol. 420. — P. 01013. (год публикации - 2023)
10.1051/e3sconf/202342001013

9. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Черняев А.П., Чуликова Н.С., Ипатова В.С., Малюга А.А., Зубрицкая Я.В. Germination and phytosanitary state of flax and wheat seeds after electron beam irradiation IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1229(1):012033, 2023. (год публикации - 2023)
10.1088/1755-1315/1229/1/012033

10. Студеникин Ф.Р., Близнюк У.А., Черняев А.П., Крусанов Г.А., Никитченко А.Д., Золотов С.А., Ипатова В.С. Electron beam modification for improving dose uniformity in irradiated objects Springer-Verlag GmbH, Eur. Phys. J. Spec. Top. 232, 1631–1635 (2023) (год публикации - 2023)
10.1140/epjs/s11734-023-00886-6

11. Чуликова Н.С.,Малюга А.А., Борщеговская П.Ю., Зубрицкая Я.В., Ипатова В.С., Черняев А.П., Юров Д.С., Золотов С.А., Никитченко А.Д., Близнюк У.А., Родин И.А. Electron Beam Irradiation to Control Rhizoctonia solani in Potato MDPI Publishing (Basel, Switzerland, Switzerland), Agriculture 2023, 13(6), 1221. (год публикации - 2023)
10.3390/agriculture13061221

12. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Черняев А.П., Ипатова В.С., Козлов А.П., Хмелевский О.Ю., Межетова И.Т., Никитченко А.Д., Родин И.А., Козлова Е.К. Hemoglobin Derivatives in Beef Irradiated with Accelerated Electrons MDPI (Basel, Switzerland), Molecules 2023, 28(15), 5773 (год публикации - 2023)
10.3390/molecules28155773

13. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Есаулова О.В., Ипатова В.С., Ким В.С., Кузьмин C.В., Насибов Э.М., Никитина З.К., Никифоров С.И., Розанов В.В., Черняев А.П., Юров Д.С., Родин И.А. Влияние ускоренных электронов на выживаемость бактерий Escherichia coli РАДИОТЕХНИКА (год публикации - 2024)

14. Близнюк У.А., Черняев А.П., Ипатова В.С., Никитченко А.Д., Студеникин Ф.Р., Золотов С.А. Electron Beam Processing of Biological Objects and Materials IntechOpen London, UK, IntechOpen London, UK, 2023. — 24 p. (год публикации - 2023)
10.5772/intechopen.112699

15. Ипатова В.С., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Болотник Т.А., Никитченко А.Д., Черняев А.П., Родин И.А. Мониторинг концентрации летучих органических соединений в мясе говядины после радиационной обработки ускоренными электронами ТЕСТ-ЗЛ. Заводская лаборатория. Диагностика материалов / Industrial Laboratory (год публикации - 2024)

16. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Болотник Т.А., Черняев А.П., Ипатова В.С., Никитченко А.Д., Шинкарев О.В., Юров Д.С., Хмелевский О.Ю., Родин И.А. Research into Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS) for Ensuring the Effect of 1 MeV-Accelerated Electrons on Volatile Organic Compounds in Turkey Meat Separations, Separations 2022, 9(8), 227. (год публикации - 2022)
10.3390/separations9080227

17. Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Болотник Т.А., Ипатова В.С., Никитченко А.Д., Хмелевский О.Ю., Черняев А.П., Родин И.А. Воздействие ускоренных электронов на летучие органические соединения в мясе птицы и в рыбе. Заводская лаборатория. Диагностика материалов / Industrial Laboratory, N 1 - 2023 (год публикации - 2023)

18. Золотов С.А, Близнюк У.А., Антипина Н.А., Никитченко А.Д., Николаева А.А., Студеникин Ф.Р., Черняев А.П. Быстрое планирование радиационной обработки биологических объектов и материаловс использованием программного обеспечения DosePreview Physics of Atomic Nuclei, т. 87. (год публикации - 2024)

19. Козлова Е.К., Близнюк У. А., Черняев А. П., Борщеговская П. Ю., Браун А. В., Ипатова В. С., Золотов С. А., Никитченко А.Д., Чуликова Н.С, Малюга А.А., Зубрицкая, Я. В., Болотник Т.А., Опруненко А.Ю., Козлов А.П., Беклемишев М.К., Ягудина Р. И, Родин И.А. Optimization function for determining optimal dose range for beef and seed potato irradiation FOODS, Vol. 13, no. 23. — P. 3729. (год публикации - 2024)
10.3390/foods13233729

20. Чуликова Н.С., Малюга А.А., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю.,Черняев А.П., Зубрицкая Я.В., Юров Д.С., Родин И.А. Влияние различных доз рентгеновского излучения на фитосанитарное состояние клубней картофеля нового урожая сорта Gala Вестник КНАУ, № 5. Т. 75. (год публикации - 2024)

21. Шик А.В., Соболев П.В., Зубрицкая Я.В., Байтлер М.О., Степанова И.А., Черняев А.П., Борщеговская П.Ю., Золотов С.А., Дорошенко И.А., Подружина Т.А., Близнюк У.А., Родин И.А., Беклемишев М.К. Rapid testing of irradiation dose in beef and potatoes by reaction-based optical sensing technique Journal of Food Composition and Analysis, P. 105946. (год публикации - 2024)
10.1016/j.jfca.2023.105946

22. Близнюк У. А., Борщеговская П. Ю., Болотник Т.А., Ипатова В. С., Козлов А.П., Никитченко А.Д., Межетова И.Т., Черняев А.П., Родин И.А., Козлова Е.К. Volatile compound markers in beef irradiated with accelerated electrons Molecules, Vol. 29, no. 5. — P. 940. (год публикации - 2024)
10.3390/molecules29050940

23. Малюга А.А., Чуликова Н.С., Близнюк У.А., Черняев А.П., Борщеговская П.Ю., Юров Д.С., Зубрицкая Я.В., Ипатова В. С., Шимко П.А., Родин И.А. Влияние ускоренных электронов с энергией 1 МэВ на рост патогенов сельскохозяйственных растений Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет) (год публикации - 2024)

24. Близнюк У. А., Борщеговская П. Ю., Черняев А.П., Иванцова В.С., Ипатова В.С., Никитина З.К., Насибов Э.М., Юров Д.С., Родин И.А. Impact of 1 mev accelerated electrons on growth and survival rate of escherichia coli bacteria and aspergillus fumigatus fungus RAP Conference Proceedings, vol. 8 of Conference RAP, pp. 116–120. (год публикации - 2023)
10.37392/RapProc.2023.24

25. Чуликова Н.С., Ипатова В.С., Малюга А.А., Близнюк У.А., Зубрицкая Я.В., Борщеговская П.Ю., Болотник Т.А., Никитченко А.Д.,Опруненко А.Ю.,Козлова Е.К.,Торопыгина М.И., Черняев А.П., Ягудина Р.И., Юров Д.С., Родин И.А. Comparing the impact of pre-planting irradiation with electron beam and x-rays on potato tuber yield and quality EDP Sciences, European Physical Journal: Special Topics. — 2025. (год публикации - 2025)
10.1140/epjs/s11734-025-01693-x

26. Браун А. В., Близнюк У. А., Борщеговская П. Ю., Ипатова В. С., Черняев А. П., Ананьева И. А., Родин И. А. Исследование влияния рентгеновского излучения на структурные характеристики белка сывороточного альбумина с использованием жидкостной хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения Журнал аналитической химии, ФГБУ "Издательство "Наука", Журнал аналитической химии. — 2025. — Т. 80, № 3. — С. 293–306. (год публикации - 2025)
10.7868/S3034512X25030051

27. Золотов С.А., Близнюк У.А., Никитченко А.Д., Студеникин Ф.Р., Антипина Н.А., Борщеговская П.Ю., Черняев А.П., Ипатова В.С., Торопыгина М.И., Николаева А.А. Landau distribution-based regularized algorithm for reconstruction of electron beam energy spectrum using depth dose distributions in targeted materials Royal Swedish Academy of Sciences, Sweden, Physica Scripta. 100 (2025) 045020 — 2025. (год публикации - 2025)
10.1088/1402-4896/adc17a

28. Чуликова Н.С., Малюга А.А., Близнюк У.А., Черняев А.П., Голощапов С.А., Енина Н.Н., Борщеговская П.Ю., Юров Д.С., Зубрицкая Я.В., Ипатова В.С., Родин И.А. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСАДОЧНОГО ОБЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И ФИТОПАТОГЕННЫЙ СТАТУС КАРТОФЕЛЯ СОРТА ФИОЛЕТОВЫЙ Вестник Новосибирского государственного аграрного университета, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск (год публикации - 2026)

29. Чуликова Н.С., Малюга А.А., Близнюк У.А., Черняев А.П., Борщеговская П.Ю., Зубрицкая Я.В., Золотов С.А., Ипатова В.С., Никитченко А.Д., Родин И.А. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН РАПСА РЕНТГЕНОВСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМИ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СО СТИМУЛЯТОРОМ РОСТА РАСТЕНИЙ, ХИМИЧЕСКИМ ПРОТРАВИТЕЛЕМ НА ВСХОЖЕСТЬ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ КУЛЬТУРЫ Агрохимия, ФГБУ "Издательство "Наука" (год публикации - 2026)

30. Ипатова В.С., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Болотник Т.А., Черняев А.П., Глориозов И.П., Козлова Е.К., Никитченко А.Д., Опруненко А.Ю., Торопыгина М.И., Ананьева И.А., Родин И.А. Effect of e-beam and x-ray irradiation on radiation–chemical yield and reaction rate of volatile organic compound transformations MDPI (Basel, Switzerland), Molecules, 2025, 30, 4226. (год публикации - 2025)
10.3390/molecules30214226

31. Кусак, А. А., Близнюк, У. А., Борщеговская, П. Ю., Зубрицкая, Я. В., Золотов, С. А., Малюга, А. А., Межетова, И. Т., Никитченко, А. Д., Родин, И. А., Черняев, А. П., Чуликова, Н. С., Юров, Д. С. Влияние низкоэнергетического ионизирующего излучения на посевные качества картофеля сортов Гала и Фиолетовый Агрохимический вестник, Ред. "Химия в сел. хоз-ве", Агрохимический вестник. — 2025. — № S5. — С. 75–77. (год публикации - 2025)
10.24412/1029-2551-2025-5-021s

32. Опруненко А.Ю., Близнюк У.А., Ипатова В.С., Никитченко А.Д., Глориозов И.П., Браун А.В., Болотник Т.А., Борщеговская П.Ю., Козлова Е.К., Ананьева И.А., Родин И.А. Electron Beam Irradiation for Efficient Antibiotic Degradation in Aqueous Solutions MDPI Publishing, Basel, Switzerland, Switzerland, Antibiotics 2025, 14, 833. (год публикации - 2025)
10.3390/antibiotics14080833

33. Браун А.В,.Ипатова В.С., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Черняев А.П., Ананьева И.А., Родин И.А. Исследование влияния низкоэнергетических ускоренных электронов на структурные характеристики ненасыщенных жирных кислот с использованием жидкостной хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения ТЕСТ-ЗЛ. Заводская лаборатория. Диагностика материалов / Industrial Laboratory, Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 2025. — Т. 91, № 4. — С. 12–21. (год публикации - 2025)
10.26896/1028-6861-2025-91-4-12-21

34. Ипатова В.С., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Черняев А.П., Торопыгина М.И., Ким В.С., Никитченко А.Д., Козлов А.П., Юров Д.С., Беклемишев М.К., Родин И.А., Козлова Е.К. Assessment of catalase inhibition under e-beam irradiation MDPI, Basel, Switzerland, International Journal of Molecular Sciences. — 2025. — Vol. 26, no. 9. — P. 4358. (год публикации - 2025)
10.3390/ijms26094358

35. Шик А.В., Степанова И.А., Кокшарова М.В., Дорошенко И.А., Подругина Т.А., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Черняев А.П., Ананьева И.А., Родин И.А., Беклемишев М.К. Estimation of irradiation doses in chicken samples using a reaction-based fingerprinting method Elsevier BV, Netherlands, Food Chemistry. — 2025. — Vol. 482. — P. 144073. (год публикации - 2025)
10.1016/j.foodchem.2025.144073

36. Опруненко А.Ю., Болотник Т.А., Ихалайнен Ю.А., Ипатова В.С., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Юров Д.С., Болотник Н.Ф., Козлова Е.К., Черняев А.П., Ананьева И.А., Родин И.А. Evaluating changes in the VOC profile of different types of food products after electron beam irradiation MDPI, Basel, Switzerland, Applied Sciences. — 2025. — Vol. 15. — P. 1333. (год публикации - 2025)
10.3390/app15031333

37. Межетова И. Т., Близнюк У. А., Борщеговская П. Ю., Зубрицкая Я. В., Золотов С. А., Ипатова В. С., Козлова Е. К., Малюга А. А., Никитченко А. Д., Опруненко А. Ю., Родин И. А., Черняев А. П., Чуликова Н. С., Юров Д. С. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСАДОЧНОЙ РАДИАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ УРОЖАЯ КАРТОФЕЛЯ ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ Агрохимический вестник, Ред. "Химия в сел. хоз-ве", Агрохимический вестник. — 2025. — № S5. — С. 77–79. (год публикации - 2025)
10.24412/1029-2551-2025-5-022s

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
1.Маркеры радиационной обработки пищевой продукции 1.1 1) Разработан и апробирован в водных образцах альбумина способ идентификации и количественной оценки содержания активной формы БСА с методом ВЭЖХ—МС/МС, который характеризуется высокой чувствительностью (0,1мкг/мл БСА) и специфичностью при изучении влияния радиационного воздействия на структурные характеристики белка. С помощью разработанного метода установлено, что при облучении рентгеновским излучением в дозах свыше 500Гр степень денатурации белка тем выше, чем выше доза облучения. 2) В результате исследования модификаций аминокислотной последовательности альбумина после рентгеновского излучения установлено наличие окисленной формы аспарагиновой кислоты в положениях 182Asn, 341Asn, 409Asn и 428Asn альбумина при облучении в дозе 8кГр. 3) Разработан способ идентификации и количественной оценки содержания ряда полиненасыщенных жирных кислот с использованием метода ВЭЖХ-МС/МС, который характеризуется высокой чувствительностью (2 мкг/мл для олеиновой кислоты и 0,5 мкг/мл для остальных кислот) и специфичностью при изучении влияния радиационной обработки на структурные характеристики данных кислот, присутствующих в рыбьем жире. 4) В результате исследования влияния электронов на структурные характеристики жирных кислот в растворе рыбьего жира, облученном при средней мощности дозы 10 Гр/с в диапазоне доз от 0.25-8кГр, установлено экспоненциальное снижение содержания кислот в облученных суспензиях с увеличением дозы облучения от 500 Гр и выше. 5) Исследование содержания крахмала после облучения суспензии в диапазоне доз 0.1-10кГр показало снижение концентрации крахмала в суспензиях с увеличением дозы облучения. 6) Получено, что наибольший радиационно-химический выход летучих соединений зафиксирован после облучения рыбьего жира, наименьший при облучении крахмала. 7) Установлено, что с увеличением дозы облучения концентрация практически всех альдегидов и кетонов увеличивалась с увеличением дозы облучения, при этом концентрация спиртов снижалась с увеличением дозы облучения. Некоторые соединения были обнаружены при дозе, выше Dкрит. 1.2 Пятидневный мониторинг концентрации летучих соединений в образцах говядины и семги после воздействия ускоренных электронов и разработанная физико-математическая модель поведения летучих соединений в продуктах позволили обосновать выбор дозы, соответствующей верхней границе оптимального диапазона доз, при которой начинается активное развитие повреждения нецелевых мишеней – молекул жира и белка. 1.3 Разработана методика пробоподготовки и проведена оптимизация параметров метода твердофазной микроэкстракции для исследования профиля летучих соединений в твердых образцах пищевой продукции. Установлено, что использование ГХ-МС анализа в сочетании с твердофазной микроэкстракцией позволяет проводить определение летучих соединений на более низком уровне и идентифицировать большее число соединений по сравнению с ранее используемым способом ГХ-МС в сочетании с парофазным анализом. 2. Оптимальные диапазоны доз радиационной обработки Разработанный подход к оптимизации облучения пищевой продукции включает в себя расчет функции оптимизации эффективности подавления целевых и нецелевых мишеней в биообъекте. Предложенная функция позволяет установить оптимальный диапазон доз для каждой категории пищевой продукции, который максимально подавляет целевые патогены при минимальном повреждении окружающих нецелевых биомакромолекул. 3. Оптимизация физических параметров радиационной обработки семенного материала сельскохозяйственных культур 1)В результате оценки влияния предпосевной обработки семенного материала в диапазоне доз 5-30Гр электронами и рентгеновским излучением и их сочетанного действия с ростостимулятором или фунгицидом-протравителем на энергию прорастания, всхожесть, рост и развитие микофлоры семян масличных и зерновых культур установлены: - дозы при обработке электронов или рентгеновского излучения в сочетании с последующим протравливанием семян фунгицидом или в сочетании с последующей обработкой семян ростостимулятором, ускоряющие рост и развитие растений и снижающие численность и рост грибов, измеренные в полевых условиях. 2)В результате лабораторных исследований по оценке влияния обработки семенного материала в диапазоне доз 10-1000Гр на энергию прорастания, всхожесть, рост и развитие микофлоры семян масличных и зерновых культур установлены: -дозы ускоренных электронов и рентгеновского излучения, стимулирующие развитие и рост растений и полностью снижающие рост грибов. 3)В результате оценки влияния обработки в диапазоне доз 5-30Гр семенного материала с естественным заражением возбудителями микозов на фенологию, продуктивность и фитосанитарное состояние агроценозов масличных и зерновых культур, а также картофеля были выявлены: -дозы электронов и рентгеновского излучения, повышающие выход количества здоровых клубней картофеля сортов Гала и Фиолетовый. 4. Идентификация облученной пищевой продукции 4.1 С помощью флуориметрического кинетического метода «отпечатков пальцев» установлена возможность дискриминировать образцы мяса курицы различных производителей, облученные в дозах 250, 1000 и 5000 Гр и необлученные образцы с правильностью 100% с помощью нескольких реакций. 4.2 Анализ летучих соединений в клубнях нового урожая картофеля сортов Гала и Фиолетовый, выращенных из облученных и необлученных клубней, спустя 4 месяца после сбора урожая показал увеличение концентраций некоторых идентифицированных альдегидов с увеличением дозы предпосадочной обработки клубней. 4.3 Обработка данных концентраций летучих органических соединений образцов курицы, индейки, говядины, семги и картофеля с помощью метода главных компонент показала наилучшее различение облученных и необлученных образцов семги. 5. Оптимизация физических параметров радиационной обработки объектов органического происхождения 1)Разработанные программные обеспечения позволяют рассчитать глубинные дозовые распределения в различных веществах, соответствующие введенному энергетическому распределению пучка электронов, а также позволяют рассчитать параметры работы ускорителя для проведения эффективной радиационной обработки объекта с заданными физическими характеристиками. 6. Аспекты безопасности пищевых продуктов животного и растительного происхождения, связанные с присутствием разрешенных к применению ветеринарных препаратов 1) Разработана методика разделения и количественного определения антибиотиков различных классов на стандартных растворах с использованием ВЭЖХ-МС. 2) Установлено, что антибиотики полностью распадаются на продукты деградации при воздействии ускоренных электронов в дозе 3кГр.

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках проекта в 2025 г. проводились исследования по поиску потенциальных маркеров радиационной обработки продуктов питания, количественно оценивающих степень повреждения белков, жиров, углеводов, содержание которых составляет пищевую ценность продукта. В данном отчетном периоде оценивалась возможность использования активности ферментов, структурной целостности нативной структуры белковых молекул, морфологии биополимерных углеводов, содержания ненасыщенных жирных кислот в модельных системах и в продуктах питания в качестве маркеров радиационного воздействия на продукты питания. Исследовались профили летучих органических соединений, образующиеся в результате облучения белков, жиров, углеводов, а также взаимные превращения летучих соединений с целью поиска потенциальных маркеров повреждения высокомолекулярных соединений в продуктах питания при радиационной обработке. - Установлено, что активность каталазы, нативная структура белка, содержание жирных кислот, структура зерен крахмала могут быть использованы в качестве потенциальных маркера повреждения питательных веществ в продуктах питания при радиационной обработке. - Найдены потенциальные соединения-маркеры воздействия ионизирующего излучения на белки, жиры, углеводы. Исследования, выполняемые совместно с партнером СФНЦА РАН, в 2025 г. были направлены на установление оптимальных параметров радиационной обработки семенного материала пшеницы, сои, льна, рапса, картофеля, обеспечивающие снижение степени заражения культур и одновременно не снижающие либо увеличивающие их продуктивность. В лабораторных экспериментах по облучению семян определяли влияние доз ускоренных электронов, примененных после обработки семян пшеницы стимулятором роста растений и фунгицидом-протравителем, на энергию прорастания и всхожесть семян, биометрические показатели растений, а также на количество и рост микрофлоры семян, ее принадлежность к роду микопатогенов. Полевые эксперименты, относящиеся к третьему году полевых исследований, проводили в почвенно-климатических условиях, типичных для лесостепной зоны Западной Сибири на базе СФНЦА РАН. - Установлены оптимальные параметры сочетания предпосевной обработки посевного материала стимулятором роста растений и фунгицидом-протравителем химического синтеза и последующего облучения ускоренными электронами на энергию прорастания, всхожесть, рост и развитие микофлоры семян пшеницы. - Для пшеницы определены дозы ускоренных электронов и рентгеновского излучения, снижающие развитие корневой гнили, септориоза на листьях и при этом увеличивающие длину колоса, и при этом увеличивающие урожайность культуры. - Для клубней картофеля сорта Gala и Фиолетовый определены дозы ускоренных электронов и рентгеновского излучения, снижающие распространенность сетчатого некроза на клубнях нового урожая и увеличивающие урожай пригодных клубней. Сотрудники Химического факультета совместно с Физическим факультетом МГУ ведут разработку универсального метода идентификации облученной пищевой продукции с использованием кинетического флуориметрического метода «отпечатков пальцев». Также проводился мониторинг биохимических показателей клубней нового урожая картофеля, предоставленного СФНЦА РАН, который был выращен из обработанного ускоренными электронами и рентгеновским излучением семенного картофеля, для оценки возможности идентификации сельскохозяйственных культур, выращенных из облученного семенного материала. - Предложена индикаторная система, основанная на окислении карбоцианинового красителя иодатом, которая с точностью 98% дифференцирует продукты рыбного происхождения, облученные в дозе 1 кГр, от необлученных независимо от производителя. - Разработан подход к классификации клубней картофеля, выращенных из облученного и необлученного семенного материала, с использованием многомерного анализа, позволяющий с высокой степенью проводить кластеризацию образцов по типу облучения, дозе, сорту и месяцу хранения. Для повышения эффективности радиационной обработки в 2025 г. разработан прототип двухэтапной системы планирования радиационной обработки ускоренными электронами пищевой продукции, в основе которой лежат результаты исследований по поиску маркеров и физических аспектов обработки, выполняемых в рамках данного проекта. Первый этап - автоматизированный расчет оптимальных параметров обработки для достижения максимально возможной однородности распределения поглощенной дозы по объему обрабатываемых объектов с заданными физическими характеристиками (размеры, плотность, геометрия). Второй этап – расчет оптимального диапазона доз, который позволяет максимально подавить размножение микроорганизмов при минимальном повреждении окружающих питательных веществ, принимая во внимание облучение с максимальной однородностью дозы, рассчитанной на предыдущем этапе. Второй этап учитывает индивидуальные характеристики продукта – тип микроорганизмов и их начальную концентрацию, содержание белков, жиров и углеводов, влаги. В данном отчетном периоде была изучена возможность удаления широкого спектра антибиотиков в курином мясе, молоке и меде с помощью обработки ускоренными электронами. Для каждого из продуктов разработана методика экстракции антибиотиков и ВЭЖХ-МС определения, а также методика идентификации продуктов деградации антибиотиков, образующихся под действием пучка электронов в результате распада молекул антибиотиков в водных растворах и продуктах питания. - Установлены дозы ускоренных электронов, приводящие к полной деградации антибиотиков разных классов в водных растворах, а также в курином мясе, молоке и меде. - Разработана математическая модель, предсказывающая поведение антибиотиков и их метаболитов в водных растворах от дозы облучения. Найдены наиболее вероятные метаболиты распада различных классов антибиотиков в водных растворах, которые могут рассматриваться как маркеры присутствия антибиотиков в воде и как маркеры радиационной обработки.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Полученные в ходе проекта научно-технические результаты обладают высоким потенциалом для практической реализации в сфере контроля радиационной обработки пищевых продуктов, обеспечения их безопасности, а также в биотехнологии, медицине и аналитическом приборостроении. Созданные методы формируют новую научную и технологическую платформу для анализа структурных изменений пищевой и сельскохозяйственной продукции под воздействием ионизирующего излучения и могут служить основой для развития отечественных технологий радиационной обработки. Полученные результаты могут быть использованы в рамках: 1. Создание отечественных стандартов, реактивов и нормативов контроля радиационной обработки продуктов питания. - Разработанные высокочувствительные методы анализа (предел обнаружения 0,1–2 мкг/мл) радиационно-индуцированных модификаций биомакромолекул могут быть внедрены в лаборатории контроля качества пищевой продукции, обеспечивая достоверную оценку безопасности и корректности обработки. - Полученные данные по радиационной модификации ветеринарных и пищевых биомолекул могут стать основой для создания отечественных реактивов, наборов для диагностики и новых классов антибиотиков для биотехнологии и медицины. Практический эффект: снижение зависимости от импортных технологий и аналитических стандартов, укрепление технологического суверенитета РФ. 2. Идентификация облучённой пищевой продукции и создание биодозиметров. - Установленные биохимические маркеры радиационно-индуцированных процессов позволяют определять факт и дозу радиационной обработки продуктов питания, что важно для контроля недобросовестных поставок, особенно в условиях растущего импорта облучённой продукции из стран Азии (Индия и Китай). - Разработанный флуорометрический метод «отпечатков пальцев» для объектов близкого состава создаёт основу для экспресс-тестов, пригодных для внедрения в практику надзорных органов (Россельхознадзор, Роспотребнадзор). - Полученные дозозависимые изменения белков и летучих соединений могут служить базой для разработки биодозиметров – экспресс-методов контроля дозы облучения. Практический эффект: формирование системы мониторинга безопасности пищевых продуктов и инструментов предотвращения нелегального оборота облучённой продукции. 3. Совершенствование технологий радиационной обработки и хранения пищевой продукции. - Установленные закономерности радиационно-индуцированных окислительных процессов и разработанные математические модели позволяют определять оптимальные диапазоны доз и прогнозировать качество и срок хранения пищевой продукции после облучения, что может быть эффективно внедрено в функционирующие центры радиационной обработки продуктов питания. - Определённые эффективные диапазоны доз для посевного материала отечественных сельскохозяйственных культур позволяют повысить урожайность и устойчивость растений при одновременном снижении пестицидной нагрузки на окружающую среду. Практический эффект: повышение эффективности агропромышленного комплекса, улучшение экологической обстановки, снижение затрат производителей. 4. Формирование технологической базы для строительства и модернизации центров радиационной обработки пищевой продукции в РФ. - Разработанные схемы и технологические режимы радиационной обработки обеспечивают максимальную эффективность обеззараживания и сохранение потребительских свойств продуктов, что позволяет внедрять их как на существующих, так и на новых промышленных центрах. - Результаты проекта позволяют адаптировать технические режимы ускорителей под различные категории пищевой продукции, повышая гибкость технологических линий. - Комплексный подход к методам повышения однородности обработки ускоренными электронами может использоваться на промышленных установках для снижения риска недооблучения или переоблучения продуктов, медицинских изделий и полимеров, сокращая долю брака. - Алгоритмы восстановления энергетического спектра электронного и фотонного излучения, совместно с компьютерным моделированием методом Монте-Карло, обеспечивают возможность дозиметрического планирования для объектов сложной формы и состава. - Разработанные программные комплексы «DosePreview» и «Demetra» позволяют осуществлять быстрый расчёт глубинных дозовых распределений и автоматизированный подбор параметров установки, уменьшая число технологических прогонов, энергозатраты и время простоя оборудования. - Созданная система «Туя», реализующая восстановление энергетического спектра ускорителя электронов и расчёт 3D-распределений дозы, успешно апробирована и внедрена в промышленном центре радиационной обработки «Axenter» (Дубна). Система является основой для перехода к модельно-ориентированному планированию («цифровые двойники») процессов облучения. Практический эффект: рост технологической конкурентоспособности российских центров радиационной обработки, импортонезависимость, внедрение цифровых технологий в промышленность.