Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54526 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Genome-centered intelligent system-cybernetic structured model for optimal synthesis of human diets Геном-центрированная интеллектуальная системно-кибернетическая структурированная модель в задачах оптимального синтеза рационов человека Шлихт А Г Shlikht A G schliht@mail.ru Краморенко Н В Kramorenko N V Дальневосточный федеральный университет ru Far Eastern Federal University ru Дальневосточный федеральный университет ru Far Eastern Federal University ru 25 06 2020 25 06 2020 5 2 301 304 20 06 2020 20 06 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54526/view

В работе рассматривается задача анализа и оптимального синтеза рационов на основе методов математического программирования и технологий искусственного интеллекта. Разработанные алгоритмы, программы, базы данных, базы знаний позволяют перекрыть все многообразие существующих диет и рационов, обеспечивая при этом требуемый сбалансированный химический состав рациона при многочисленных ограничениях на нутриенты по нормам питания, химическому составу сырья и готовых блюд; балансу кальция, магния, фосфора; насыщенных, мононенасыщенных, полиненасыщенных жирных кислот; незаменимых аминокислот (аминокислотный скор); калорийность; растительные и животные нутриенты и др., потерь тепловой обработки, различных фенотипических факторов, ограничений, связанных с заболеваниями. Рассмотренные вопросы, связанные с генетикой, геномикой, протеомикой, нутригеномикой, биохимией, позволили существенно расширить наши знания и возможности по технологиям, качеству и безопасности питания. Учет этого многообразия факторов реализован в созданной системе путем привлечения системно-кибернетической структурированной модели, построенной на основе математических моделей и информационных технологий, оперирующих сотнями нутриентов и продуктов питания.

The problem of analysis and optimal synthesis of diets based on mathematical programming methods and artificial intelligence technologies is considered. The developed algorithms, programs, databases, knowledge bases allow you to cover all the variety of existing diets, while providing the required balanced chemical composition of the diet with numerous restrictions on nutrients according to nutrition standards, the chemical composition of raw materials and ready meals; the balance of calcium, magnesium, phosphorus; saturated, monounsaturated, polyunsaturated fatty acids; essential amino acids (amino acid score); caloric content; plant and animal nutrients, etc., heat treatment losses, various phenotypic factors, restrictions related to with diseases. The discussed issues related to genetics, genomics, proteomics, nutrigenomics, biochemistry, allowed us to significantly expand our knowledge and capabilities in technology, quality and food safety. Consideration of this variety of factors is implemented in the created system by using a system-cybernetic structured model built on the basis of mathematical models and information technologies that operate with hundreds of nutrients and food products.

 питание оптимальный синтез рационов геномика нутригеномика искусственный интеллект базы данных базы знаний nutrition optimal synthesis of diets genomics nutrigenomics artificial intelligence databases knowledge bases

Шлихт А.Г. Интегрированная экспертная система анализа и оптимального синтеза рационов. Материалы XIII Всероссийского конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Персонифицированная диетология: настоящее и будущее», Москва, 5-7 декабря 2011. Вопросы диетологии, 2011, т. 1, № 2, с. 100. @@[Shliht A.G. Integrirovannaya ekspertnaya sistema analiza i optimal'nogo sinteza racionov. Materialy XIII Vserossijskogo kongressa dietologov i nutriciologov s mezhdunarodnym uchastiem «Personificirovannaya dietologiya: nastoyashchee i budushchee», Moskva, 5-7 dekabrya 2011. Voprosy dietologii, 2011, vol. 1, no. 2, p. 100. (In Russ.)] Shliht A.G. Integrirovannaya ekspertnaya sistema analiza i optimal'nogo sinteza racionov. Materialy XIII Vserossiyskogo kongressa dietologov i nutriciologov s mezhdunarodnym uchastiem «Personificirovannaya dietologiya: nastoyaschee i buduschee», Moskva, 5-7 dekabrya 2011. Voprosy dietologii, 2011, t. 1, № 2, s. 100. @@[Shliht A.G. Integrirovannaya ekspertnaya sistema analiza i optimal'nogo sinteza racionov. Materialy XIII Vserossijskogo kongressa dietologov i nutriciologov s mezhdunarodnym uchastiem «Personificirovannaya dietologiya: nastoyashchee i budushchee», Moskva, 5-7 dekabrya 2011. Voprosy dietologii, 2011, vol. 1, no. 2, p. 100. (In Russ.)] Шлихт А.Г. Интегрированная биомедицинская информационная система постгеномного мониторинга среды обитания и здоровья человека. Материалы XIV Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Алиментарно-зависимая патология: предиктивный подход», М.: 3-5 декабря, 2012, т. 2, прил. № 1, с. 95-96. @@[Shliht A.G. Integrirovannaya biomedicinskaya informacionnaya sistema postgenomnogo monitoringa sredy obitaniya i zdorov'ya cheloveka. Materialy XIV Vserossijskogo Kongressa dietologov i nutriciologov s mezhdunarodnym uchastiem «Alimentarno-zavisimaya patologiya: prediktivnyj podhod», M.: 3-5 dekabrya, 2012, vol. 2, supl. № 1, pp. 95-96. (In Russ.)] Shliht A.G. Integrirovannaya biomedicinskaya informacionnaya sistema postgenomnogo monitoringa sredy obitaniya i zdorov'ya cheloveka. Materialy XIV Vserossiyskogo Kongressa dietologov i nutriciologov s mezhdunarodnym uchastiem «Alimentarno-zavisimaya patologiya: prediktivnyy podhod», M.: 3-5 dekabrya, 2012, t. 2, pril. № 1, s. 95-96. @@[Shliht A.G. Integrirovannaya biomedicinskaya informacionnaya sistema postgenomnogo monitoringa sredy obitaniya i zdorov'ya cheloveka. Materialy XIV Vserossijskogo Kongressa dietologov i nutriciologov s mezhdunarodnym uchastiem «Alimentarno-zavisimaya patologiya: prediktivnyj podhod», M.: 3-5 dekabrya, 2012, vol. 2, supl. № 1, pp. 95-96. (In Russ.)] Шлихт А.Г. Геномика, протеомика, метаболомика, нутригеномика и оптимальный синтез рационов. Материалы VIII Российского форума «Здоровое питание с рождения. Медицина, образование, пищевые технологии. Санкт-Петербург, 2013», с. 60-61. @@[Shliht A.G. Genomika, proteomika, metabolomika, nutrigenomika i optimal'nyj sintez racionov. Materialy VIII Rossijskogo foruma «Zdorovoe pitanie s rozhdeniya. Medicina, obrazovanie, pishchevye tekhnologii. Sankt-Peterburg, 2013», pp. 60-61. (In Russ.)] Shliht A.G. Genomika, proteomika, metabolomika, nutrigenomika i optimal'nyy sintez racionov. Materialy VIII Rossiyskogo foruma «Zdorovoe pitanie s rozhdeniya. Medicina, obrazovanie, pischevye tehnologii. Sankt-Peterburg, 2013», s. 60-61. @@[Shliht A.G. Genomika, proteomika, metabolomika, nutrigenomika i optimal'nyj sintez racionov. Materialy VIII Rossijskogo foruma «Zdorovoe pitanie s rozhdeniya. Medicina, obrazovanie, pishchevye tekhnologii. Sankt-Peterburg, 2013», pp. 60-61. (In Russ.)] Банди Б. Основы линейного программирования: Пер с англ. М.: Радио и связь, 1989, 176 с. @@[Bandi B. Osnovy linejnogo programmirovaniya: Per s angl. M.: Radio i svyaz', 1989, 176 p. (In Russ.)] Bandi B. Osnovy lineynogo programmirovaniya: Per s angl. M.: Radio i svyaz', 1989, 176 s. @@[Bandi B. Osnovy linejnogo programmirovaniya: Per s angl. M.: Radio i svyaz', 1989, 176 p. (In Russ.)] Shlikht A.G., Kramorenko N.V. “Deep bioinformatics expert system of analysis, modeling and interpretation of omics BigData of the human genome”, The 3rd International Symposium “Mathematical Modeling and High-Performance Computing in Bioinformatics, Biomedicine and Biotechnology (MM-HPC-BBB-2018)”. Novosibirsk, 2018, p. 66. Shlikht A.G., Kramorenko N.V. “Deep bioinformatics expert system of analysis, modeling and interpretation of omics BigData of the human genome”, The 3rd International Symposium “Mathematical Modeling and High-Performance Computing in Bioinformatics, Biomedicine and Biotechnology (MM-HPC-BBB-2018)”. Novosibirsk, 2018, p. 66. Shlikht A.G., Kramorenko N.V. “Artificial intelligence in the problems of analysis and interpretation of omics human data”, The 11th International Conference “Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\\Systems Biology (BGRS\\SB-2018)”. Novosibirsk, 2018, p. 78. Shlikht A.G., Kramorenko N.V. “Artificial intelligence in the problems of analysis and interpretation of omics human data”, The 11th International Conference “Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\\Systems Biology (BGRS\\SB-2018)”. Novosibirsk, 2018, p. 78. Шлихт А.Г., Краморенко Н.В. Автоматизация процессов мониторинга и управления состоянием окружающей среды и здоровья человека. Владивосток: Издательство ТГЭУ, 2007, 324 с. @@[Shliht A.G., Kramorenko N.V. Avtomatizaciya processov monitoringa i upravleniya sostoyaniem okruzhayushchej sredy i zdorov'ya cheloveka. Vladivostok: Izdatel'stvo TGEU, 2007, 324 p. (In Russ.)] Shliht A.G., Kramorenko N.V. Avtomatizaciya processov monitoringa i upravleniya sostoyaniem okruzhayuschey sredy i zdorov'ya cheloveka. Vladivostok: Izdatel'stvo TGEU, 2007, 324 s. @@[Shliht A.G., Kramorenko N.V. Avtomatizaciya processov monitoringa i upravleniya sostoyaniem okruzhayushchej sredy i zdorov'ya cheloveka. Vladivostok: Izdatel'stvo TGEU, 2007, 324 p. (In Russ.)] Шлихт А.Г., Краморенко Н.В. Цифровизация геном-центрированных метаболических процессов живых организмов. Матер. всеросс. конф. с междунар. участ. «Биотехнология - медицине будущего», 2017, c. 114. @@[Shliht A.G., Kramorenko N.V. Cifrovizaciya genom-centrirovannyh metabolicheskih processov zhivyh organizmov. Mater. vseross. konf. s mezhdunar. uchast. «Biotekhnologiya - medicine budushchego», 2017, p. 114. (In Russ.)] Shliht A.G., Kramorenko N.V. Cifrovizaciya genom-centrirovannyh metabolicheskih processov zhivyh organizmov. Mater. vseross. konf. s mezhdunar. uchast. «Biotehnologiya - medicine buduschego», 2017, c. 114. @@[Shliht A.G., Kramorenko N.V. Cifrovizaciya genom-centrirovannyh metabolicheskih processov zhivyh organizmov. Mater. vseross. konf. s mezhdunar. uchast. «Biotekhnologiya - medicine budushchego», 2017, p. 114. (In Russ.)]