Хранение и переработка сельхозсырья №4 - 2021

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ организму достигая оптимальной концентрации попаданием их остаточных количеств в пищевые в крови животного через 1-2 часа после введе- продукты, что, в свою очередь, может провоциро- ния, сохраняя высокий терапевтический уровень вать антибиотикорезистентность у факультатив- в течение двух суток.3 Выводится антибиотик из ных микроорганизмов (Музыка & Белецкая, 2020; организма с мочой и фекалиями в основном в Жумагалиева & Аргумбаева, 2019). неизмененной форме (Mlynek et al., 2016; Bedi et al., 2009; Yonezawa et al., 2019; Sedlacek & Walker, Биопленки - проблема в лечении многих 2007; Astasov-Frauenhoffer et al., 2014; Larsen, 2002; хронических заболеваний Soares et al., 2015; del Prado et al., 2010; Waack & Nicholson, 2018). Механизм действия, как и у мно- Основная проблема в лечении многих хрониче- гих пенициллинов, заключается в нарушении син- ских заболеваний у животных связана с форми- теза мукопротеида входящего в состав клеточной рованием в организме биопленок (Hoiby et al., мембраны микроорганизмов путем ингибирова- 2010; Costerton, 2001; Чеботарь и др., 2012; Гостев ния ферментов транспептидазы и карбоксипепти- & Сидоренко, 2014; Вознесенский, 2008; Романо- дазы, что приводит к нарушению осмотического ва, 2011). Со времен Роберта Коха, когда он впер- баланса и разрушению бактериальной клетки вые разработал метод чистой культуры, который (Тризна и др., 2020). Амоксициллин 15% приме- и в наши дни широко используется в микробио- няют для лечения крупного и мелкого рогатого логии, многое изменилось. Рост свободно плава- скота, свиней, собак и кошек при инфекцион- ющих бактерий в питательной среде существенно ных заболеваниях респираторного тракта (ринит, отличается от жизни микроорганизмов в есте- пневмония, бронхопневмония), желудочно-ки- ственных условиях. Бактериальные популяции шечного тракта (диарея, энтериты, колибактери- в естественной среде представляют собой фик- оз, сальмонеллез) и органов мочеполовой системы сированные сообщества микроорганизмов, вне- (цистит, эндометрит, метрит, вагинит, лептоспи- дренные в синтезированный ими же полимерный роз), маститах, поражениях кожи, мягких тка- пласт - биопленку. Такая форма существования ней и копыт (некробактериоз, артрит, абсцесс), а предоставляет бактериям массу преимуществ в также для профилактики хирургических послео- условиях воздействия неблагоприятных факторов перационных инфекций, вызванных микроорга- внешней среды и организма-хозяина. Представ- низмами, чувствительными к амоксициллину4. ления о биопленках, подтвержденные с помощью Следует отметить, что некоторые микроорганиз- современных методов визуализации, изменили мы не чувствительны к амоксициллину к ним от- взгляды на инфекционные заболевания. Всё но- носятся Serratia spp., Enterobacter spp., Morganella вые данные свидетельствуют о том, что хрони- morganii, Pseudomonas spp., Rickettsiaceae, индол- ческие инфекции принципиально отличаются положительные штаммы Proteus (Proteus vulgaris, от острых, а существование биопленок при хро- Proteus rettgeri) и вирусы. К амоксициллину не чув- нических инфекциях требует совершенно новых ствительны и микоплазмы. Учитывая высокую подходов к их диагностике и лечению (Wolcott & эффективность амоксициллина, широкий спектр Ehrlich, 2008). действия, низкую токсичность и доступность по цене, в настоящее время объективной альтерна- Биопленка – это форма жизни, в которой живут тивы данному антибиотику в ветеринарии нет. бактерии (Ленченко & Блюменкранц, 2020; Rossi Однако, описанная выше проблема глобальной et al., 2017; Ahmadi et al., 2017). Всё больше нака- устойчивости микроорганизмов к противоми- пливается доказательств, что выделенная чистая кробным препаратам, которая обусловлена тем, культура бактерий совпадает с биопленкой толь- что количество устойчивых штаммов бактерий не- ко по небольшому числу свойств. Когда бактерии уклонно растет и повсеместное использование в переходят от планктонного фенотипа к формиро- высоких дозах антибиотиков, в том числе амок- ванию биопленки, процессы их биосинтеза ради- сициллина, только ускоряет ее развитие. Причем кально меняются. Клетки начинают синтезировать это касается не только микроорганизмов, факуль- полимеры, защищающие их и связывающие между тативно присутствующих в организме животных, собой и с подлежащей поверхностью. Кроме того, но и штаммов, находящихся в окружающей сре- клетки (даже разных видов) обмениваются меж- де. Более того, применение антибиотиков продук- ду собой информацией с помощью феромонов тивным животным неотвратимо сопровождается и других сигнальных молекул.5 Биопленки могут 3 Амоксициллин (Amoxycillinum). https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_1339.htm 4 Амоксициллин для животных. https://veterinarka.ru/vetmedicaments/amoksicillin.html 5 Биопленки – терапевтическая мишень при хронических инфекциях. https://medi.ru/info/9938/ ХИ ПС №4 – 2021 102

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ быть в разы более устойчивы к противомикроб- теоретические основы создания лекарственного ным препаратам, чем отдельные бактерии в план- средства, прогнозирование свойств фармаколо- ктонном состоянии (Hoiby et al., 2010; Stewart & гических веществ, фармацевтическую разработ- Costerton, 2001; Бехало и др., 2010; Costerton et al., ку лекарственного препарата (фармацевтическая 1999; Peeters et al., 2008). Биопленки способны фор- разработка – включает в себя комплексные экс- мироваться в организме животных, прикрепляясь периментальные исследования, в рамках которых к поверхностям слизистых оболочек. В частности, осуществляется обоснование состава, этапов тех- формирование биопленок бактерий происходит в нологического процесса, условий производства легких (Ross, 2006; Moraes et al., 2014; Boukahil & для дальнейшего включения этой информации в Czuprynski, 2016), в желудочно-кишечном тракте регистрационное досье6), системную организацию (Ленченко & Блюменкранц, 2020, Rossi et al., 2017), технологических документов при производстве мочеполовой системе (Ahmadi et al., 2017), других лекарственных средств, методологию переноса органах животных (Капай & Кугелев, 2020; Мул- технологий и многое другое. Фармацевтическая лаярова, 2021; Oliveira et al., 2007; Melchior et. al., разработка (ФР) является важнейшим этапом жиз- 2009). Исследованиями (Lenchenko & Blumenkrants, ненного цикла лекарственных средств. Согласно 2020) при изучении морфологии патогенных ми- современным положениям, принятым в странах с кроорганизмов, выделенных при дисбактериозах развитой фармацевтической индустрией, ФР при- кишечника у ягнят и цыплят, выявлены общие за- звана реализовывать принципы спланированно- кономерности формирования биопленок микро- го качества. организмов различных систематических групп. Количественные и качественные изменения ми- Различные аспекты фармацевтической разра- крофлоры кишечника при дисбактериозе харак- ботки рассматриваются документами, приняты- теризовались повышением колонизационного и ми международными организациями. Основными персистентного потенциала энтеробактерий, ста- из них являются: филококков, микроскопических грибов. Эпизо- отические штаммы продуцировали адгезивные – ICH Q8 Фармацевтическая разработка – ме- антигены, бактериоцины, гемолизины, термола- тодическое руководство (Pharmaceutical бильные и термостабильные токсины, -лактамазы Development, Part I, Part II). расширенного спектра (Ленченко & Блюменкранц, 2020). Биоплёнки крайне негативно влияют на те- – Quality by Design (QbD) – Качество путем раз- чение инфекционного процесса, из-за склонно- работки, документ, отражающий принципы сти к хронизации и рецидивирующему течению спланированного качества, системный под- инфекционного процесса, низкой эффективности ход к разработке, основанный на надёжных антибиотикотерапии. Представление о биоплен- научных данных. ках изменяет подходы к разработке новых лекар- ственных форм антибиотиков для применения их – ICH Q9 Управление рисками для качества в самых различных областях ветеринарии и меди- (Quality Risk Management). цины. Методические указания по проведению фар- Разработка эффективных лекарственных мацевтической разработки содержат документ, форм принятый Международной конференцией по гар- монизации технических требований к регистра- Учитывая вышеприведенные факты, особую ак- ции лекарственных средств для человека, – ICH туальность обретает разработка наиболее эф- Q8, отражающий этапы, наполнение, логику и тре- фективных лекарственных форм препаратов для бования. Согласно этому документу спланиро- животноводства, содержащих в качестве основно- ванное качество, или качество путем разработки, го действующего вещества амоксициллин, приме- обеспечивает «системный подход к разработ- нение которых будет способствовать снижению ке, основанный на надежных научных данных и распространения антибиотикорезистентности и управлении рисками для качества продукции, ко- исключающих использование высоких доз анти- торый начинается с определения целей и уделяет биотика. особое внимание пониманию продукта и техно- логического процесса, а также контролю послед- него». При разработке лекарственных форм необходи- Только с позиций спланированного качества ФР мо учитывать несколько основных моментов. Это будет являться своеобразным гарантом произ- 6 Разработка лекарственных форм. https://doclinika.ru/tehnologiya-i-farmakokinetika/ ХИ ПС №4 – 2021 103

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ водства качественных, эффективных и безопас- у которых синтез -лактамаз является основным ных лекарственных препаратов. механизмом резистентности. Разработка фармацевтических препаратов – чрез- Клавулановая кислота8 вычайно ресурсоёмкий процесс, требующий много- летней работы различных ученых-исследователей. Кислота впервые была обнаружена британски- Разноплановость подходов к разработке обусловле- ми учеными - сотрудниками фармакологической на многостадийностью данного процесса. компании Beecham. Позже к 1985 г. патенты на это соединение были выданы в США. Химически это Процесс создания, изучения (доклинического и соединение представляет собой не содержащий клинического) новых лекарственных средств объ- пенициллиновое ядро бициклический бета-лак- единяет специалистов из разных областей: уче- там активное по отношению к стафилококкам, ных (научных сотрудников) – авторов разработки; нейссериям, стрептококкам, легионеллам и хла- врачей-клиницистов, имеющих опыт проведения мидиям, но в качестве отдельного антибиотика клинических исследований; специалистов по био- не используется. Клавулановая кислота приобре- медицинской информатике и статистике; менед- ла широкую известность благодаря способности жеров проекта и экономистов; представителей ингибировать -лактамазы. Клавулановую кис- фармацевтической и медицинской промышлен- лоту используют в композиции с -лактамными ности: технологов, инженеров, специалистов в антибиотиками (пенициллины, цефалоспори- области обеспечения и контроля качества, специа- ны, карбапенемы и монобактамы) для лечения листов по медицинской безопасности и информа- мененгитов, эндокардитов, сепсисы, бронхиты, ции, специалистов по мониторингу клинических пневмонии, перитониты, инфекции кожи, инфек- исследований, специалистов по регуляторным во- ции мочевыводящих путей и половой системы, просам и др.7 бактериальных заболеваниях почек и др.Наибо- лее известный комбинированный препарат это Химические соединения усиливающие «Амоксиклав». Этот препарат широко использу- восприимчивость микроорганизмов к ется в ветеринарии для лечения различных забо- антибактериальным средствам леваний овец, свиней, крупного рогатого скота, птицы и инфекции мелких домашних животных. Для снижения антибиотикоустойчивости микро- Клавулановая кислота не взаимодействует соками организмов, которая с каждым годом становится желудочно-кишечного тракта, поэтому препара- всё более распространенной, предпринимают- ты с ней используются и перорально, она в ЖКТ ся не малые усилия и предлагаются различные всасывается и быстро выводится с мочей. Клаву- подходы. Один из них использование антибио- лановая кислота имеет сравнительно не большую тиков в комплексе с веществами (компонентами) токсичность для млекопитающих ЛД50 для крыс усиливающими те или иные факторы, обуслав- превышает 2000 мг/кг, не проявляет генотоксич- ливающие действие антибиотиков. Основными ных и канцерогенных свойствю, может проявлять направлениями исследований были поиск инги- влияние на репродуктивную способность. МДУ в биторов -лактамаз которые в сочетании с бе- странах ЕАЭС и России не установлены. та-лактамными антибиотиками оказывали бы желаемый эффект. Первый ингибитор был об- Янтарная кислота наружен еще в 1974-75 годах в Великобритании – это клавулановая кислота. Её вырабатывают Разработка новых лекарственных форм препара- Streptomyces clavuligerus и химически представ- тов с амоксициллином, в которых будут исполь- ляет собой бициклический бета-лактам. В на- зоваться компоненты, которые сами по себе не стоящее время в клинической практике всё чаще являются антибиотиками, но усиливают воспри- используют сульбактам, тазобактам и клавулано- имчивость микроорганизмов к антибактериаль- вую кислоту. В 1981 году появился первый ком- ным средствам. Таким компонентом является бинированный препарат содержащий в своем янтарная кислота. Янтарная кислота не является составе амоксициллин и клавулановую кисло- ксенобиотиком, то есть является естественным ту. Синергизм этих компонентов проявлялся в компонентом живых клеток. Янтарная кисло- выраженной бактерицидности по отношению к та является внутриклеточным метаболитом, ши- S.aureus, H.influenzae, M. catarrhalis, B.fragilis, E.coli 7 Промышленная фармация. Путь создания продукта. https://studfile.net/preview/14015259/ 8 Клавулановая кислота (2R,5R,Z)- 3-(2-hydroxyethylidene)- 7-oxo- 4-oxa- 1-aza- bicyclo(3.2.0)heptane- 2-carboxylic acid ХИ ПС №4 – 2021 104

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ роко участвующим в метаболических процессах рошевский и др., 2001; Галенко-Ярошевский и организма в качестве субстрата окислительного др., 2012; Мазур и др., 2007; Новиков & Левчен- фосфорилирования в митохондриальном цикле ко, 2013; Шахмарданова и др., 2016; Некрасова & трикарбоновых кислот. Янтарная кислота являет- Рыжкова, 2018; Миклашевская, 2020; Воробьева & ся ингибитором свободно-радикальных процес- Попов, 2020; Попов, 2020; Сеин & Керимов, 2020). сов перекисного окисления липидов, оказывает Янтарную кислоту можно применять в сочетании положительное влияние на физико-химические с другими веществами, поддерживающими мета- свойства мембран клеток, обладает антигипок- болизм для усиления их действия. Например, по- сическим эффектом. Благодаря своим антиокси- казано, что использование янтарной кислоты в дантным свойствам, янтарная кислота обладает сочетании с глюкозой и пропиленгликолем сни- широким спектром фармакологических эффектов жает последствия интоксикации организма при и оказывает влияние на ключевые звенья патоге- действии некоторых отравляющих веществ и сво- неза различных заболеваний, связанных с процес- бодных радикалов, восполняет недостаток углево- сами свободнорадикального окисления, включая: дов и энергии у животных в период вынашивания иммунодефициты, инфекционные и паразитар- плода (Галенко-Ярошевский и др., 2001; Некрасова ные заболевания (82-87). & Рыжкова, 2018; Antipov et al., 2021). Кроме того доказано, что при использовании янтарной кисло- Янтарная кислота уже несколько десятилетий ты происходит уменьшение дозы колистина, при применяется как лекарственное средство. Наи- использовании его против Escherichia coli, устой- более известные препараты «Мексикор», «Риам- чивой к бета-лактамным антибиотикам за счет берин», Ремаксол», «Цитофлавин», «Лимонар» и наличия фермента металло--лактамазы (Kumar другие используются в качестве антиоксидантов et al., 2018). и способностью изменять физико-химические свойства клеточных мембран, активность мем- Однако до настоящего времени, не известно о раз- брано-связанных ферментов, и модифицировать работке у нас в стране и за рубежом и выпуске таким образом транспортную и метаболическую в промышленных масштабах химико-фармацев- функцию клеточных мебран (Смирнов & Дюмаев, тических лекарственных средств для ветерина- 1982). «Риамберин», в состав которого входит ме- рии, в которых янтарная кислота используется глюмина натрия сукцинат являющийся активной в качестве компонента, усиливающего антибак- транспортной формой янтарной кислоты, облада- териальное действие антибиотиков. Основанием ющий антиоксидантными и антигипоксическими для обоснования актуальности и принципиаль- свойствами рекомендуется при лечении тяжелой ной возможности разработки таких препаратов формы пневмонии сопровождающейся гипокси- явилось появление в последние годы научных ей тканей и выраженной интоксикацией на фоне работ, в которых авторы показывают, что ян- вторичного иммунодефицита. Одной из проявле- тарная кислота может усиливать антибактери- ний острых нагноений легких и плевры являются альное действие антибиотиков. Показано, что эндотоксикоз и гипоксия, проявляющаяся в виде добавление янтарной кислоты существенно по- респиратоной, гемической, гемодинамической и вышало чувствительность таких распространен- тканевой форме. Использование в терапии таких ных микроорганизмов, как Escherichia coli, Vibrio тяжелых форм меглюмина натрия сукцинат или alginolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Edwardsiella других препаратов на основе янтарной кислоты sluggish, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus, к способствует уменьшению гнойной интоксикации ампициллину, который относится к подгруппе и купированию синдрома системной воспалитель- аминопенициллинов, как и амоксициллин. По- ной реакции, сокращению сроков выздоровления казана способность янтарной кислоты увеличи- больного. В практике лечения различных дерма- вать эффективность и других антибиотиков, в том тозов «Риамберин» показал себя как эффективное числе: гентамицина, тетрациклина, эритромици- дополнение базисной терапии при обострении не- на, клиндамицина и рифампицина в отношении которых дерматологических заболеваний (псо- E.coli (Миклашевская, 2020). Эффект обусловлен риаза), ведущую роль при этом видимо играет повышением проницаемости мембран бактери- антиоксидантное действие меглумина натрия сук- альных клеток для антибиотиков за счет механиз- цина. (Трофимова и др., 2004) ма увеличения «протонной движущей силы» (Li et al., 2019). Лекарственные средства, содержащие янтарную кислоту относятся к препаратам метаболическо- Продемонстрировано усиление антибактериаль- го действия и широко применяются медицине и ного действия колистина, тобрамицина и ципро- ветеринарии (Поздняков и др., 2020; Галенко-Я- флоксацина в присутствии янтарной кислоты в ХИ ПС №4 – 2021 105

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ отношении синегнойной палочки (Pseudomonas работка инновационных средств защиты здоровья aeruginosa) - возбудителя нозокомиальных ин- сельскохозяйственных животных и внедрение их фекций, который образует биопленки, что делает в производство», выполняемого с участием Мо- его особенно устойчивым даже к большим дозам сковского государственного университета пище- антибиотиков (Ross & Fiegel, 2012; Bahamondez- вых производств (ФГБОУ ВО «МГУПП») от «14» Canas & Smyth, 2018; Silva et al., 2020). декабря 2020 г. № 075-11-2020-033. Заключение Литература По результатам, полученным при составлении об- Бехало, В. А., Бондаренко, В. М., Сысоля- зора и приведенным данным можно сделать сле- тина,  Е.  В., & Нагурская, Е. В. (2010). дующие выводы: Иммунобиологические особенности бакте- риальных клеток медицинских биоплёнок. Препараты пенициллиновой группы не смотря на Микробиология, 4, 97-105. то что их производство было освоено несколько десятилетий назад широко используются в меди- Бунтовская, А. С., Нагибович, О. А., Пелешок,  С. А., цинской и ветеринарной практике для борьбы с Болехан, В. Н., Протасов, О. В., Астанина,  А.  К., резистентностью микроорганизмов в настоящее Жемидов, Д. М., & Иванов, И. А. (2017). Проблема время широко с успехом используется клавулано- биопленок в медицине. В Инновации в медицин- вая кислота в композиции с -лактамными анти- ской, фармацевтической, ветеринарной экологи- биотиками. ческой микробиологии: Материалы Всероссийской научно–практической конференции (с. 119-120). Янтарная кислота нашла широкое эффективное Санкт-Петербург: Человек и его здоровье. применение во многих областях медицины и ве- теринарии. Использование янтарной кислоты Винник, Ю. С., Перьянова, О. В., Онзуль, Е. В., & является патогенетически обоснованным и до- Теплякова, О. В. (2010). Микробные биоплён- статочно эффективным средством как в составе ки в хирургии: Механизмы образования, лекар- композиционных препаратов, так и при использо- ственная устойчивость, пути решения пробле- вании её в качестве дополнительного компонен- мы. Новости хирургии, 6, 115-125. та в схеме лечения того или иного заболевания. Вознесенский, Н. А. (2008). Биопленки терапевти- Проведенный обзор несомненно подтверждает ак- ческая мишень при хронических инфекциях. туальность разработки и внедрения в производ- Практическая пульмонология, 3, 43-44. ство инновационных средств защиты здоровья сельскохозяйственных животных, содержащих в Воробьева, Н. В., & Попов, В. С. (2020). Новая кор- своем составе не только амоксициллин - высоко- мовая добавка повышает продуктивность у жи- эффективный, недорогой антибиотик широкого вотных. В Перспективы развития отрасли и спектра действия, но и янтарную кислоту, кото- предприятий АПК: Отечественный и междуна- рая будет способствовать усилению его антибак- родный опыт: Материалы Международной науч- териального действия, в том числе. и в отношении но-практической конференции (с. 58-61). Омск: антибиотикорезистентных микроорганизмов, Омский государственный аграрный универси- способных образовывать биопленки. тет имени П. А. Столыпина. Финансирование Галенко-Ярошевский, П. А., Сапронов,  Н.  С., Канорский, С. Г., & Михин, В. П. (2012). Анти- Соглашение между Министерством науки и выс- антиангинальные средства: Физиологическая и шего образования Российской Федерации (Ми- молекулярная фармакология, стратегия и так- нобрнауки России) и ООО «НВЦ Агроветзащита тика клинического применения. Краснодар: С-П.» о предоставлении из федерального бюдже- Просвещение-Юг. та субсидии на развитие кооперации российской образовательной организации высшего образова- Галенко-Ярошевский, П. А., Чекман, И. С., & ния и организации реального сектора экономики Горчакова, Н. А. (2001). Очерки фармакологии в целях реализации комплексного проекта по соз- средств метаболической терапии. М.: Меди- данию высокотехнологичного производства «Раз- цина. Гостев, В. В., & Сидоренко, С. В. (2014). Бакте- риальные биопленки и инфекции. Журнал ин- фектологии, 2, 4-15. Гренкова, Т. А., Селькова, Е. П., Гусарова,  М.  П., Ершова, О. Н., Александрова, И. А., Сазы- кина, С. Ю., & Курдюмова, Н. В. (2014). Контроль за устойчивостью микроорганизмов к анти- ХИ ПС №4 – 2021 106

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ биотикам, антисептикам и дезинфицирующим Миклашевская, Е. В. (2020). Янтарная кислота в си- средствам. Эпидемиология и вакцинопрофилак- стеме противопаразитарных мероприятий в тика, 1, 29-33. птицеводстве. Ученые записки учреждения обра- Жумагалиева, Г. К., & Аргумбаева, М. С. (2019). зования «Витебская ордена «Знак Почета» госу- Антибиотики в пищевой продукции. Апробация, дарственная академия ветеринарной медици- 1, 11-14. ны», 56(3), 33-40. Зинченко, А. И. (2016). Биопленки микроорганиз- мов и методы борьбы с ними. В Микробные био- Михалёва, Т. В., Захарова, О. И., & Ильясов,  П.  В. технологии: Фундаментальные и прикладные (2019). Антибиотикорезистентность: Современ- аспекты: Сборник научных трудов (с. 334-352). ные подходы и пути преодоления. Прикладная Минск: Белорусская наука. биохимия и микробиология, 55(2), 124-132. https:// Иванов, Н. П., Сущих, В. Ю., & Мыктыбаева, Р. Ж. doi.org/10.1134/S0555109919020119 (2020). Изучение ингибирующей активности молочнокислых бактерий и антибактериальых Музыка, Н. Н., & Белецкая, А. В. (2020). Оценка ан- препаратов к возбудителю некробактериоза тибиотикорезистентности перед примене- и сопутствующей микрофлоре. В Современные нием антимикробных препаратов у птицы. вызовы для биотехнологии, ветеринарии и меди- Актуальные проблемы интенсивного развития цины: Материалы Международной научно-прак- животноводства, 2, 183-189. тической конференции (с. 73-79). Гвардейск: Научно-исследовательский институт проблем Муллаярова, И. Р. (2021). Результаты комплексно- биологической безопасности. го лечения мастита у крупного рогатого скота. Капай, Н. А., & Кугелев, И. М. (2020). Эффективность В Ветеринарная медицина в XXI веке: роль био- разных антибактериальных препаратов при ле- технологий и цифровых технологий: Материалы чении респираторных заболеваний свиней. Международной научно-практической конферен- Эффективное животноводство, 8, 34-36. ции студентов, магистрантов и молодых ученых Козлов, Р. С., Сивая, О. В., Кречикова, О. И., (с. 74-75). Витебск: Витебская государственная Иванчик, Н. В., & Щетинин, Е. В. (2010). академия ветеринарной медицины. Динамика резистентности Streptococcus pneu- moniae к антибиотикам в России за пери- Назарова, А. В., Жичкина, Л. В., & Семенов, Б. С. од 1999-2009 гг. (Результаты многоцентро- (2019). Применение амоксициллина в тера- вого проспективного исследования ПеГАС). пии инфекций мочевыводящих путей у ко- Клиническая микробиология и антимикробная шек. В Эффективные и безопастные лекар- химиотерапия, 4, 329-341. ственные средства в ветринариии: Материалы Лагун, Л. В., & Жаворонок, С. В. (2013). Бакте- V Международного конгресса ветеринарных фар- риальные биопленки и их роль в развитии ин- макологов и токсикологов (с. 131-134). СПб.: фекций мочевыводящих путей. Медицинский Санкт-Петербургская государственная акаде- журнал, 4, 21-27. мия ветеринарной медицины. Ленченко, Е. М., & Блюменкранц, Д. А. (2020). Изучение биопленок энтеробактерий, образу- Некрасова, Н. Н., & Рыжкова, Г. Ф. (2018). Влияние ющихся при болезнях органов пищеварения янтарной кислоты и пропиленгликоля на угле- животных. Ветеринария, 1, 25-29. https://doi. водный обмен в период суягности овцематок. org/10.30896/0042-4846.2020.23.1.25-29 Известия Уфимского научного центра РАН, 3, Магнуссон, У., Стернберг, С., Эклунд, Г., & Роз- 63-66. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2018- стальный, А. (2019). Рациональное и эффектив- 0-3-63-66 ное применение противомикробных препара- тов в свиноводстве и птицеводстве. Служба Немцова, А. С., Гарбузов, А. А., & Юшковский, Е. А. животноводства и здоровья животных ФАО. (2020). Изучение влияния ветеринарных пре- Руководство 23. Рим: ФАО. паратов, производных цефтиофура и амок- Мазур, И. А., Чекман, И. С., Беленичев,  И.  Ф., сициллина, на сроки ожидания молока для Волошин, Н .А., Горчакова, Н. А., & Куче- реализации на пищевые цели. В Студенты  – ренко, Л. И. (2007). Метаболитотропные препа- науке и практике АПК: Материалы 105-й раты. Запорожье. Международной научно-практической конфе- Мелихов, С. В., & Родионов, В. Н. (2012). ренции студентов и магистрантов (с. 44-45). Применение комплексных антибактериальных Витебск: ВГАВМ. репаратов в птицеводстве и животноводстве. Ветеринария Кубани, 6, 6-8. Новиков, В. Е., & Левченко, О. С. (2013). Новые на- правления поиска лекарственных средств с ан- тигипоксической активностью и мишени их действия. Экспериментальная и клиническая фармакология, 5, 37-47. Овчарова, А. Н., & Петраков, Е. С. (2018). Новые пробиотические препараты на ос- нове Lactobacillus reuteri и перспекти- ХИ ПС №4 – 2021 107

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ вы использования их в животноводстве. и регулятор метаболизма организма человека. Проблемы биологии продуктивных живот- Нефрология, 2, 33-41. ных, 2, 5-18. https://doi.org/10.25687/1996-6733. Стецко, Т. И. (2014). Антимикробная активность prodanimbiol.2018.2.5-18 амоксициллина по отношению к возбудителям Оробец, В. А., & Севостьянова, О. И. (2016). респираторных заболеваний у свиней. Біологія Современные средства коррекции интенсив- тварин, 16(2), 112-118. ности обменных процессов, применяемые в Субботин, В. В., & Данилевская, Н. В. (2011). технологии промышленного птицеводства. В Антибактериальная терапия в ветеринарной Инновационные технологии в науке и образова- практике. VetPharma, 1, 38-42. нии: Монография (с. 141-153). Пенза: Наука и Таран, И. Н. (2014). Эффективность патогенетиче- Просвещение. ской терапии при хроническом бронхите поро- Панин, А. Н., Комаров, А. А., Куликовский, А. В., & сят в условиях ГП «ОХ «Днипро» Института сель- Макаров Д. А. (2017). Проблема резистентности ского хозяйства степной зоны НААН Украины» к антибиотикам возбудителей болезней, общих Днепропетровского района Днепропетровской для человека и животных. Ветеринария, зоот- области. В В мире научных открытий: Материалы ехния и биотехнология, 5, 18-24. III Всероссийской студенческой научной конферен- Плакунов, В. К., Мартьянов, С. В., Тетенева, Н. А., & ции с международным участием (т. 5, ч. 2, с. 259- Журина, М. В. (2017). Управление формирова- 261). Ульяновск: УГСХА им. П. А. Столыпина. нием микробных биопленок: анти- и пробио- Тризна, Е. Ю., Байдамшина, Д. Р., Виницкий, А. А., пленочные агенты. Микробиология, 86(4), 402- & Каюмов, А. Р. (2020). Влияние in vitro изоли- 420. https://doi.org/10.7868/S0026365617040127 рованного и сочетанного с антибактериальны- Поздняков, Д. И., Мамлеев, А. В., Ладыка, А.  А., ми средствами применения бовгиалуронидазы Рыбалко, И. Е., & Ларский, М. В. (2020). азоксимер на целостность бактериальной био- Антиоксидантный и антимилоидный по- пленки и жизнеспосоность микроорганизмов. тенциал производных янтарной кислоты. Экспериментальная и клиническая фармаколо- Международный научно-исследовательский жур- гия, 83(2), 38-44. https://doi.org/10.30906/0869- нал, 11-1, 175-178. https://doi.org/10.23670/ 2092-2020-83-2-38-44 IRJ.2020.101.11.031 Форман, К. С. (2018). Экономическая эффектив- Попов, И. А. (2020). Анализ ассортимента лекар- ность способов комплексного лечения мастита ственных препаратов янтарной кислоты. В у кошек. В Современные достижения ветеринар- Природные соединения и здоровье человека: ной медицины: Материалы всероссийской науч- Материалы Всероссийской научно-практиче- но-практической конференции студентов, ма- ской конференции студентов и молодых ученых с гистрантов, аспирантов и молодых ученых (с. международным Участием (с. 173-178). Иркутск: 88-93). Персиановский: Донской государствен- Иркутский государственный медицинский ный аграрный университет. университет. Хлопицкий, В. П., Шахов, А. Г., Востроилова, Г. А., Радюк, Д. В. (2018). Лечение собак, больных гастро- Паршин, П. А., Ермакова, Т. И., & Левченко, В. В. энтеритом. В Современные достижения вете- (2018). Ингибирующая активность моно-и ком- ринарной медицины: Материалы всероссийской плексных антибактериальных препаратов в от- научно-практической конференции студентов, ношении микроорганизмов, выделенных от магистрантов, аспирантов и молодых ученых коров при эндометритах. Ветеринарный фар- (с. 162-165). Персиановский: Донской государ- макологический вестник, 3, 64-71. ственный аграрный университет. Хлопицкий, В. П., Шахов, А. Г., Паршин,  П.  А., Романова, Ю. М. (2011). Биопленки патогенных Сашнина, Л. Ю., Калугина, А. Ю., & Ста- бактерий и их роль в хронизации инфекцион- ценко,  Е.  И. (2018). Антимикробная активность ного процесса. Поиск средств борьбы с био- препарата «Метрамаг» в отношении референт- пленками. Вестник Российской академии меди- ных штаммов и бактерий, выделенных от сви- цинских наук, 10, 31-39. номаток при эндометритах. Ветеринарный Сеин, О. Б., & Керимов, К. Б. (2020). Комплексный фармакологический вестник, 3, 60-63. препарат для коррекции метаболизма и не- Чеботарь, И. В., Маянский, А. Н., Кончакова,  Е.  Д., специфической резистентности у животных. Лазарева, А. В., & Чистякова, В. П. (2012). Вестник Курской государственной сельскохозяй- Антибиотикорезистентность биоплёночных ственной академии, 5, 141-147. бактерий. Клиническая микробиология и анти- Смирнов, А. В., Нестерова, О. Б., & Голубев, Р. В. микробная химиотерапия, 1, 51-58. (2014). Янтарная кислота и ее применение в ме- Шахмарданова, С. А., Гулевская, О. Н., Хана- дицине. Часть I. Янтарная кислота: Метаболит нашвили, Я. А., Зеленская, А. В., Нефедов, Д. А., ХИ ПС №4 – 2021 108

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ & Галенко-Ярошевский, П. А. (2016). Препараты of persistent infections. Science, 284(5418), янтарной и фумаровой кислот как средства профилактики и терапии различных заболева- 1318-1322. https://doi.org/10.1126/ ний. Журнал фундаментальной медицины и био- логии, 3, 16-30. science.284.5418.1318 Шкиль, Н. Н. (2020). Антибиотикорезистентность микроорганизмов и пути ее преодоле- Del Prado, G., Ruiz, V., Naves, P., Rodríguez- ния в ветеринарии. В АгроНаука-2020: Труды Международной научной онлайн-конференции Cerrato, V., Soriano, F., & del Carmen Ponte,  M. (с. 198-202). Новосибирск: Государственная пу- бличная научно-техническая библиотека СО (2010). Biofilm formation by Streptococcus РАН. Школьников, Е. Э., Еремец, Н. К., Павленко,  И.  В., pneumoniae strains and effects of human Неминущая, Л. А., Скотникова, Т. А., Токарик, Э. Ф., & Хусаинов, И. А. (2014). serum albumin, ibuprofen, N-acetyl-l-cysteine, Экобиотехнологические препараты для агро- промышленного комплекса России. Вестник amoxicillin, erythromycin, and levofloxacin. Казанского технологического университета, 13, 255-263. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease, Щепеткина, С. В. (2017). Современные принципы антибиотикотерапии в свиноводстве. Био, 3, 24- 67(4), 311-318. https://doi.org/10.1016/j. 26. Ahmadi, M., Derakhshandeh, A., Shirian, S., diagmicrobio.2010.03.016 Daneshbod, Y.,Ansari-Lari, M., & Saeid, N. (2017). Detection of bacterial biofilm in uterine of Góchez, D., Moulim, G., Jeannin, M., & Erlacher- repeat breeder dairy cows. Asian Pacific Journal of Reproduction, 6, 136-139. https://doi.org/10.12980/ Vindel, E. (2020). OIE Annual Report on apjr.6.20170308 Bahamondez-Canas, T., & Smyth, H. D. (2018). Antimicrobial Agents Intended for Use in Animals. Influence of excipients on the antimicrobial activity of tobramycin against Pseudomonas Better understanding of the global situation. aeruginosa biofilms. Pharmaceutical research, 35(1), Article 10. https://doi.org/10.1007/s11095- Hoiby, N, Bjarnsholt, T, Givskov, M, Molin, S, & 017-2301-5 Bedi, M. S., Verma, V., & Chhibber, S. (2009). Ciofu, O. (2010). Antibiotic resistance of bacterial Amoxicillin and specific bacteriophage can be used together for eradication of biofilm of biofilms. International Journal of Antimicrobial Klebsiella pneumoniae B5055. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 25(7), 1145-1151. Agents, 35(4), 322-332. https://doi.org/10.1016/j. https://doi.org/10.1007/s11274-009-9991-8 Beloeil, P. A. (2011). Борьба с устойчивостью к ан- ijantimicag.2009.12.011 тибиотикам с позиций безопасности пищевых продуктов в Европе. Копенгаген: ВОЗ. Kumar, R., Chandar, B., & Parani, M. (2018). Use of Bjarnsholt, T. (2013). The role of bacterial biofilms in chronic infections. Apmis, 121, 1-58. https://doi. succinic & oxalic acid in reducing the dosage of org/10.1111/apm.12099 Boukahil, I., & Czuprynski, C. J. (2016). Mannheimia colistin against New Delhi metallo--lactamase-1 haemolytica biofilm formation on bovine respiratory epithelial cells. Veterinary Microbiology, 197, 129-136. bacteria. The Indian Journal of Medical Research, https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2016.11.012 Costerton, J. W. (2001). Cystic fibrosis pathogenesis 147(1), 97-101. https://doi.org/10.4103/ijmr. and the role of biofilms in persistent infection. Trends in Microbiology, 9(2), 50-52. https://doi. IJMR_1407_16 org/10.1016/s0966-842x(00)01918-1 Costerton, J. W., Stewart, P. S., & Greenberg,  E.  P. Larsen, T. (2002). Susceptibility of Porphyromonas (1999). Bacterial biofilms: a common cause gingivalis in biofilms to amoxicillin, doxycycline and metronidazole. Oral Microbiology and Immunology, 17(5), 267-271. https://doi. org/10.1034/j.1399-302x.2002.170501.x Melchior, M. B., van Osch, M. H. J., Graat, R. M., van Duijkeren, E., Mevius, D. J., Nielen, M., Gaastra, W., & Fink-Gremmels, J. (2009). Biofilm formation and genotyping of Staphylococcus aureus bovine mastitis isolates: Evidence for lack of penicillin- resistance in Agr-type II strains. Veterinary Microbiology, 137(1-2), 83-89. https://doi. org/10.1016/j.vetmic.2008.12.004 Mlynek, K. D., Callahan, M. T., Shimkevitch, A.  V., Farmer, J. T., Endres, J. L., Marchand, M., Bayles, K. W., Hoswill, A. R., & Kaplan, J. B. (2016). Effects of low-dose amoxicillin on Staphylococcus aureus USA300 biofilms. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 60(5), 2639-2651. https://doi. org/10.1128/AAC.02070-15 Moraes, D., Brandao, L., Pitchenin, L., Filho, J., Mores,  N., Nakazato, L., & Dutra, V. (2014). Occurrence of tad genes associated with biofilm formation in isolates of Pasteurella multocida from lungs of pigs with pneumonia. Pesquisa Veterinária Brasileira, 34, 1147-1152. Oliveira, M., Nunes, S. F., Carneiro, C., Bexiga, R., Bernardo, F., & Vilela, C. L. (2007). Time course of biofilm formation by Staphylococcus aureus ХИ ПС №4 – 2021 109

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ and Staphylococcus epidermidis mastitis isolates. Oral Microbiology and Immunology, 22(5), 333-339. Veterinary Microbiology, 124(1-2), 187-191. https:// https://doi.org/10.1111/j.1399-302X.2007.00366.x doi.org/10.1016/j.vetmic.2007.04.016 Soares, G. M., Teles, F., Starr, J. R., Feres, M., Peeters, E., Nelis, H. J., & Coenye, T. (2008). Patel,  M., Martin, L., & Teles, R. (2015). Effects Evaluation of the efficacy of disinfection of azithromycin, metronidazole, amoxicillin, procedures against Burkholderia cenocepacia and metronidazole plus amoxicillin on an in biofilms. Journal of Hospital Infection, 70(4), 361- vitro polymicrobial subgingival biofilm model. 368. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2008.08.015 Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 59(5), Percival, S., Knottenbelt, D, & Cochrane, C. (2011). 2791-2798. https://doi.org/10.1128/AAC.04974-14 Biofilms and veterinary medicine. Luxembourg: Stewart, P. S., & Costerton, J. W. (2001). Antibiotic Springer. resistance of bacteria in biofilms. Lancet, Ross, R. F. (2006). Pasteurella multocida and its role 358(9276), 135-138. https://doi.org/10.1016/ in porcine pneumonia. Animal Health Research s0140-6736(01)05321-1 Reviews, 7(1-2), 13-29. https://doi.org/10.1017/ Waack, U., & Nicholson, T. L. (2018). Subinhibitory S1466252307001211 concentrations of amoxicillin, lincomycin, and Ross, S. S., & Fiegel, J. (2012). Nutrient dispersion oxytetracycline commonly used to treat swine enhances conventional antibiotic activity against increase Streptococcus suis biofilm formation. Pseudomonas aeruginosa biofilms. International Frontiers in Microbiology, 9, Article 2707. https:// Journal of Antimicrobial Agents, 40(2), 177-181. doi.org/10.3389/fmicb.2018.02707 https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2012.04.015 Wolcott, R. D., & Ehrlich, G. D. (2008). Biofilms and Rossi, E., Cimdins, A., Luthje, P., Brauner, A., Chronic Infections. The Journal of the American Sjoling,  A., Landini, P., & Romling, U. (2017). It’s Medical Association, 299(22), 2682-2684. https:// a gut feeling – Escherichia colibiofilm formation doi.org/10.1001/jama.299.22.2682 in the gastrointestinal tract environment. Critical Yonezawa, H., Osaki, T., Hojo, F., & Kamiya, S. (2019). Reviews in Microbiology, 44(1), 1-30. https://doi.org Effect of Helicobacter pylori biofilm formation on /10.1080/1040841X.2017.1303660 susceptibility to amoxicillin, metronidazole and Sedlacek, M. J., & Walker, C. (2007). Antibiotic clarithromycin. Microbial Pathogenesis, 132, 100- resistance in an in vitro subgingival biofilm model. 108. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2019.04.030 ХИ ПС №4 – 2021 110

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Amoxicillin and Acidic Acid: Effective Medicines for Animal Health Protection Aleksander A. Komarov Moscow State University of Food Production 11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation SIC Agrovetzashchita LLC 129329, Moscow, Igarskiy lane, 4, building 2, 129329, Russian Federation E-mail: [email protected] Sergey V. Engashev SIC Agrovetzashchita LLC 129329, Moscow, Igarskiy lane, 4, building 2, 129329, Russian Federation E-mail: [email protected] Ekaterina S. Engasheva Moscow State University of Food Production 11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Damir I. Udavliev Moscow State University of Food Production 11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Mikhail A. Egorov Moscow State University of Food Production 11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Boris V. Usha Moscow State University of Food Production 11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Renat N. Selimov SIC Agrovetzashchita LLC 129329, Moscow, Igarskiy lane, 4, building 2, 129329, Russian Federation E-mail: [email protected] Providing the domestic livestock and poultry farming that has been actively developing in recent years with effective and inexpensive medicines for animals, including to increase the competitiveness of domestic products in exports by increasing the profitability of production and reducing the cost of veterinary and sanitary measures, is one of the priorities of the Strategy scientific and technological development of the Russian Federation. One of the key tasks for creating safe and high-quality food products is the development, production and rational use of effective and safe means of protecting the health of farm animals. The review is devoted to the rationale for the development of innovative means of protecting the health of farm animals through the use of the antibiotic amoxicillin in combination with succinic acid. The review describes the pharmacological properties of penicillin antibiotics and, in particular, amoxicillin. Information about the problems of resistance of microorganisms to antibiotics caused by the formation ХИ ПС №4 – 2021 111

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ of biofilms is given. Information is given on substances that do not exhibit antibiotic properties, but are capable of enhancing the inhibitory effect of antibiotics. The expediency of searching for new combinations of antibiotics with excipients that contribute to the dissolution of biofilms and thus increase the effectiveness of antibiotics on target microorganisms is shown. Key words: amoxicillin, succinic acid, medicines, farm animal References drugs: Physiological and molecular pharmacolo- gy, strategy and tactics of clinical use]. Krasnodar: Bekhalo, V. A., Bondarenko, V. M., Sysolyatina, E. V., Prosveshchenie-Yug. & Nagurskaya, E. V. (2010). Immunobiologicheskie Gostev, V. V., & Sidorenko, S. V. (2014). Bakterial’nye osobennosti bakterial’nykh kletok meditsinski- bioplenki i infektsii [Bacterial biofilms and infec- kh bioplenok [Immunobiological features of bac- tions]. Zhurnal infektologii [Journal of Infectology], terial cells in medical biofilms]. Mikrobiologiya 2, 4-15. [Microbiology], 4, 97-105. Grenkova, T. A., Sel’kova, E. P., Gusarova,  M.  P., Ershova, O. N., Aleksandrova, I. A., Sazy- Buntovskaya, A. S., Nagibovich, O. A., Peleshok, S. A., kina, S. Yu., & Kurdyumova, N. V. (2014). Kontrol’ Bolekhan, V. N., Protasov, O. V., Astanina, A. K., za ustoichivost’yu mikroorganizmov k antibioti- Zhemidov, D. M., & Ivanov, I. A. (2017). Problema kam, antiseptikam i dezinfitsiruyushchim sred- bioplenok v meditsine [The problem of biofilms in stvam [Monitoring the resistance of microorgan- medicine]. In Innovatsii v meditsinskoi, farmatsev- isms to antibiotics, antiseptics and disinfectants]. ticheskoi, veterinarnoi ekologicheskoi mikrobiologii: Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika [Epidemiology Materialy Vserossiiskoi nauchno–prakticheskoi kon- and Vaccination], 1, 29-33. ferentsii [Innovations in Medical, Pharmaceutical, Ivanov, N. P., Sushchikh, V. Yu., & Myktybaeva, R. Zh. Veterinary Ecological Microbiology: Proceedings of (2020). Izuchenie ingibiruyushchei aktivnosti mo- the All-Russian Scientific and Practical Conference] lochnokislykh bakterii i antibakterial’ykh prepara- (pp. 119-120). S-Petersburg: Chelovek i ego zdor- tov k vozbuditelyu nekrobakterioza i soputstvuy- ov’e. ushchei mikroflore [The study of the inhibitory activity of lactic acid bacteria and antibacterial Chebotar’, I. V., Mayanskii, A. N., Konchakova, E.  D., drugs to the causative agent of necrobacteriosis Lazareva, A. V., & Chistyakova, V. P. (2012). and associated microflora]. In Sovremennye vyzovy Antibiotikorezistentnost’ bioplenochnykh bak- dlya biotekhnologii, veterinarii i meditsiny: Materialy terii [Antibiotic resistance of biofilm bacteria]. Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khi- [Modern challenges for biotechnology, veterinary sci- mioterapiya [Clinical Microbiology and Antimicrobial ence and medicine: Proceedings of the International Chemotherapy], 1, 51-58. Scientific and Practical Conference] (pp. 73-79). Gvardeisk: Nauchno-issledovatel‘skii institut Forman, K. S. (2018). Ekonomicheskaya effektivnost’ problem biologicheskoi bezopasnosti. sposobov kompleksnogo lecheniya mastita u ko- Kapai, N. A., & Kugelev, I. M. (2020). Effektivnost’ ra- shek [Economic efficiency of methods of complex znykh antibakterial’nykh preparatov pri lechenii treatment of mastitis in cats]. In Sovremennye dos- respiratornykh zabolevanii svinei [The effective- tizheniya veterinarnoi meditsiny: Materialy vseros- ness of various antibacterial drugs in the treatment siiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii studen- of respiratory diseases of pigs]. Effektivnoe zhivotno- tov, magistrantov, aspirantov i molodykh uchenykh vodstvo [Efficient Animal Husbandry], 8, 34-36. [Modern achievements of veterinary medicine: Khlopitskii, V. P., Shakhov, A. G., Parshin, P. A., Proceedings of the All-Russian scientific-practi- Sashnina, L. Yu., Kalugina, A. Yu., & Statsenko, E. I. cal conference of students, undergraduates, grad- (2018). Antimikrobnaya aktivnost’ prepara- uate students and young scientists] (pp. 88-93). ta «Metramag» v otnoshenii referentnykh shtam- Persianovskii: Donskoi gosudarstvennyi agrarnyi mov i bakterii, vydelennykh ot svinomatok pri en- universitet. dometritakh [Antimicrobial activity of Metramag against reference strains and bacteria isolated Galenko-Yaroshevskii, P. A., Chekman, I. S., & from sows with endometritis]. Veterinarnyi farma- Gorchakova, N. A. (2001). Ocherki farmakologii kologicheskii vestnik [Veterinary Pharmacological sredstv metabolicheskoi terapii [Essays on the phar- Bulletin], 3, 60-63. macology of metabolic therapy]. Moscow: Meditsina. Khlopitskii, V. P., Shakhov, A. G., Vostroilova, G. A., Parshin, P. A., Ermakova, T. I., & Levchenko, V. V. Galenko-Yaroshevskii, P. A., Sapronov, N. S., Kanorskii, S. G., & Mikhin, V. P. (2012). Antiantianginal’nye sredstva: Fiziologicheskaya i molekulyarnaya farmakologiya, strategiya i tak- tika klinicheskogo primeneniya [Antianginal ХИ ПС №4 – 2021 112

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ (2018). Ingibiruyushchaya aktivnost’ mono-i kom- Miklashevskaya, E. V. (2020). Yantarnaya kislota v pleksnykh antibakterial’nykh preparatov v otnos- sisteme protivoparazitarnykh meropriyatii v ptit- henii mikroorganizmov, vydelennykh ot korov sevodstve [Succinic acid in the system of antipara- pri endometritakh [Inhibitory activity of mono- sitic measures in poultry farming]. Uchenye zapiski and complex antibacterial drugs against micro- uchrezhdeniya obrazovaniya «Vitebskaya ordena organisms isolated from cows with endometritis]. «Znak Pocheta» gosudarstvennaya akademiya veter- Veterinarnyi farmakologicheskii vestnik [Veterinary inarnoi meditsiny» [Scientific notes of the education- Pharmacological Bulletin], 3, 64-71. al institution “Vitebsk Order of the Badge of Honor” Kozlov, R. S., Sivaya, O. V., Krechikova, O. I., Ivan- State Academy of Veterinary Medicine], 56(3), 33-40. chik,  N.  V., & Shchetinin, E. V. (2010). Dinamika rezistentnosti Streptococcus pneumoniae k antibi- Mullayarova, I. R. (2021). Rezul’taty kompleksno- otikam v Rossii za period 1999-2009 gg. (Rezul’taty go lecheniya mastita u krupnogo rogatogo sko- mnogotsentrovogo prospektivnogo issledovani- ta [The results of complex treatment of mastitis ya PeGAS) [Dynamics of resistance of Streptococcus in cattle]. In Veterinarnaya meditsina v XXI veke: pneumoniae to antibiotics in Russia for the peri- Rol’ biotekhnologii i tsifrovykh tekhnologii: Materialy od 1999-2009 (Results of a multicenter prospective Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferen- study of PeGAS)]. Klinicheskaya mikrobiologiya i an- tsii studentov, magistrantov i molodykh uchenykh timikrobnaya khimioterapiya [Clinical Microbiology [Veterinary medicine in the 21st century: the role of and Antimicrobial Chemotherapy], 4, 329-341. biotechnologies and digital technologies: Proceedings Lagun, L. V., & Zhavoronok, S. V. (2013). Bakterial’nye of the International Scientific and Practical bioplenki i ikh rol’ v razvitii infektsii mo- Conference of Students, Undergraduates and Young chevyvodyashchikh putei [Bacterial biofilms and Scientists] (pp. 74-75). Vitebsk: Vitebskaya gosu- their role in the development of urinary tract in- darstvennaya akademiya veterinarnoi meditsiny. fections]. Meditsinskii zhurnal [Medical Journal], 4, 21-27. Muzyka, N. N., & Beletskaya, A. V. (2020). Otsenka an- Lenchenko, E. M., & Blyumenkrants, D. A. (2020). tibiotikorezistentnosti pered primeneniem anti- Izuchenie bioplenok enterobakterii, obrazuyush- mikrobnykh preparatov u ptitsy [Assessment of chikhsya pri boleznyakh organov pishchevareni- antibiotic resistance before the use of antimicro- ya zhivotnykh [Study of biofilms of enterobacteria bials in poultry]. Aktual’nye problemy intensivnogo formed in diseases of the digestive organs of an- razvitiya zhivotnovodstva [Actual problems of inten- imals]. Veterinariya [Veterinary], 1, 25-29. https:// sive development of animal husbandry], 2, 183-189. doi.org/10.30896/0042-4846.2020.23.1.25-29 Magnusson, U., Sternberg, S., Eklund, G., & Nazarova, A. V., Zhichkina, L. V., & Semenov, B. S. Rozstal’nyi, A. (2019). Ratsional’noe i effektivnoe (2019). Primenenie amoksitsillina v terapii in- primenenie protivomikrobnykh preparatov v svino- fektsii mochevyvodyashchikh putei u koshek vodstve i ptitsevodstve. Sluzhba zhivotnovodstva i [The use of amoxicillin in the treatment of uri- zdorov’ya zhivotnykh FAO. Rukovodstvo 23 [Rational nary tract infections in cats]. In Effektivnye i and effective use of antimicrobials in pig and poul- bezopastnye lekarstvennye sredstva v vetrina- try production. FAO Animal Production and Health riii: Materialy V Mezhdunarodnogo kongressa vet- Service. Guide 23]. Rim: FAO. erinarnykh farmakologov i toksikologov [Effective Mazur, I. A., Chekman, I. S., Belenichev, I.  F., and safe drugs in veterinary medicine: Proceedings Voloshin, N .A., Gorchakova, N. A., & Kuche- of the V International Congress of Veterinary renko,  L.  I. (2007). Metabolitotropnye preparaty Pharmacologists and Toxicologists] (pp. 131-134). [Metabolitotropic drugs]. Zaporozh‘e. S-Petersburg: Sankt-Peterburgskaya gosudarst- Melikhov, S. V., & Rodionov, V. N. (2012). Primenenie vennaya akademiya veterinarnoi meditsiny. kompleksnykh antibakterial’nykh reparatov v ptit- sevodstve i zhivotnovodstve [The use of complex Nekrasova, N. N., & Ryzhkova, G. F. (2018). Vliyanie antibacterial reparations in poultry and livestock]. yantarnoi kisloty i propilenglikolya na uglevod- Veterinariya Kubani [Veterinary Kuban], 6, 6-8. nyi obmen v period suyagnosti ovtsematok Mikhaleva, T. V., Zakharova, O. I., & Il’yasov, P. V. [The effect of succinic acid and propylene gly- (2019). Antibiotikorezistentnost’: Sovremennye col on carbohydrate metabolism during pregnan- podkhody i puti preodoleniya [Antibiotic resis- cy in ewes]. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra tance: Modern approaches and ways to overcome]. RAN [Proceedings of the Ufa Scientific Center of the Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya [Applied Russian Academy of Sciences], 3, 63-66. https://doi. Biochemistry and Microbiology], 55(2), 124-132. org/10.31040/2222-8349-2018-0-3-63-66 https://doi.org/10.1134/S0555109919020119 Nemtsova, A. S., Garbuzov, A. A., & Yushkovskii, E. A. (2020). Izuchenie vliyaniya veterinarnykh pre- paratov, proizvodnykh tseftiofura i amoksitsil- lina, na sroki ozhidaniya moloka dlya realizatsii na pishchevye tseli [Study of the effect of veteri- ХИ ПС №4 – 2021 113

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ nary drugs, derivatives of ceftiofur and amoxi- zhd. Uchastiem [Natural Compounds and Human cillin, on the waiting time for milk to be sold for Health: Proceedings of the All-Russian Scientific food purposes]. In Studenty - nauke i praktike APK: and Practical Conference of Students and Young Materialy 105-i Mezhdunarodnoi nauchno-praktich- Scientists with International Participation] (pp. eskoi konferentsii studentov i magistrantov [Study 173-178). Irkutsk: Irkutskii gosudarstvennyi med- of the effect of veterinary drugs, derivatives of cef- itsinskii universitet. tiofur and amoxicillin, on the waiting time for milk Pozdnyakov, D. I., Mamleev, A. V., Ladyka,  A.  A., to be sold for food purposes] (pp. 44-45). Vitebsk: Rybalko, I. E., & Larskii, M. V. (2020). Anti- VGAVM. oksidantnyi i antimiloidnyi potentsial proiz- Novikov, V. E., & Levchenko, O. S. (2013). Novye vodnykh yantarnoi kisloty [Antioxidant and an- napravleniya poiska lekarstvennykh sredstv s an- timyloidal potential of succinic acid derivatives]. tigipoksicheskoi aktivnost’yu i misheni ikh deist- Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel’skii zhur- viya [New directions in the search for drugs with nal [International Research Journal], 11-1, 175-178. antihypoxic activity and targets for their action]. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.101.11.031 Eksperimental’naya i klinicheskaya farmakologiya Radyuk, D. V. (2018). Lechenie sobak, bol’nykh gastro- [Experimental and clinical pharmacology], 5, 37-47. enteritom [Treatment of dogs with gastroenteri- Orobets, V. A., & Sevost’yanova, O. I. (2016). tis]. In Sovremennye dostizheniya veterinarnoi med- Sovremennye sredstva korrektsii intensivnosti ob- itsiny: Materialy vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi mennykh protsessov, primenyaemye v tekhnologii konferentsii studentov, magistrantov, aspirantov i promyshlennogo ptitsevodstva [Modern means molodykh uchenykh [Modern achievements of veter- of correcting the intensity of metabolic processes inary medicine: Proceedings of the All-Russian sci- used in the technology of industrial poultry farm- entific-practical conference of students, undergrad- ing]. In Innovatsionnye tekhnologii v nauke i obra- uates, graduate students and young scientists] (pp. zovanii: Monografiya [Innovative Technologies in 162-165). Persianovskii: Donskoi gosudarstvennyi Science and Education: Monograph] (pp. 141-153). agrarnyi universitet. Penza: Nauka i Prosveshchenie. Romanova, Yu. M. (2011). Bioplenki patogennykh bak- Ovcharova, A. N., & Petrakov, E. S. (2018). Novye pro- terii i ikh rol’ v khronizatsii infektsionnogo prot- bioticheskie preparaty na osnove Lactobacillus re- sessa. Poisk sredstv bor’by s bioplenkami [Biofilms uteri i perspektivy ispol’zovaniya ikh v zhivot- of pathogenic bacteria and their role in the chro- novodstve [New probiotic preparations based on nicity of the infectious process. Search for means Lactobacillus reuteri and prospects for their use in of combating biofilms]. Vestnik Rossiiskoi akademii animal husbandry]. Problemy biologii produktivnykh meditsinskikh nauk [Bulletin of the Russian Academy zhivotnykh [Problems of biology of productive ani- of Medical Sciences], 10, 31-39. mals], 2, 5-18. https://doi.org/10.25687/1996-6733. Sein, O. B., & Kerimov, K. B. (2020). Kompleksnyi prodanimbiol.2018.2.5-18 preparat dlya korrektsii metabolizma i nespetsi- Panin, A. N., Komarov, A. A., Kulikovskii, A. V., & ficheskoi rezistentnosti u zhivotnykh [A complex Makarov D. A. (2017). Problema rezistentnos- drug for the correction of metabolism and non- ti k antibiotikam vozbuditelei boleznei, obshchikh specific resistance in animals]. Vestnik Kurskoi go- dlya cheloveka i zhivotnykh [The problem of an- sudarstvennoi sel’skokhozyaistvennoi akademii tibiotic resistance in pathogens common to hu- [Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy], 5, mans and animals]. Veterinariya, zootekhniya i 141-147. biotekhnologiya [Veterinary, Animal Science and Shakhmardanova, S. A., Gulevskaya, O. N., Biotechnology], 5, 18-24. Khananashvili, Ya. A., Zelenskaya, A. V., Nefedov, Plakunov, V. K., Mart’yanov, S. V., Teteneva, N. A., D. A., & Galenko-Yaroshevskii, P. A. (2016). & Zhurina, M. V. (2017). Upravlenie formiro- Preparaty yantarnoi i fumarovoi kislot kak sred- vaniem mikrobnykh bioplenok: Anti- i probio- stva profilaktiki i terapii razlichnykh zabolevanii plenochnye agenty [Controlling the Formation of [Preparations of succinic and fumaric acids as a Microbial Biofilms: Anti- and Probiofilm Agents]. means of prevention and treatment of various dis- Mikrobiologiya [Microbiology], 86(4), 402-420. eases]. Zhurnal fundamental’noi meditsiny i biologii https://doi.org/10.7868/S0026365617040127 [Journal of Fundamental Medicine and Biology], 3, Popov, I. A. (2020). Analiz assortimenta lekarst- 16-30. vennykh preparatov yantarnoi kisloty [Analysis Shchepetkina, S. V. (2017). Sovremennye printsipy an- of the range of medicinal products of succinic tibiotikoterapii v svinovodstve [Modern principles acid]. In Prirodnye soedineniya i zdorov’e chelove- of antibiotic therapy in pig breeding]. Bio, 3, 24-26. ka: Materialy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi Shkil’, N. N. (2020). Antibiotikorezistentnost’ mikro- konferentsii studentov i molodykh uchenykh s me- organizmov i puti ee preodoleniya v veterina- ХИ ПС №4 – 2021 114

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ rii [Antibiotic resistance of microorganisms and na tselostnost’ bakterial’noi bioplenki i zhizne- ways to overcome it in veterinary medicine]. In sposonost’ mikroorganizmov [In vitro influence AgroNauka-2020: Trudy Mezhdunarodnoi nauchnoi of bovhyaluronidase azoximer isolated and com- onlain-konferentsii [AgroScience-2020: Proceedings bined with antibacterial agents on the integrity of of the International Scientific Online Conference] the bacterial biofilm and viability of microorgan- (pp. 198-202). Novosibirsk: Gosudarstvennaya isms]. Eksperimental’naya i klinicheskaya farma- publichnaya nauchno-tekhnicheskaya biblioteka kologiya [Experimental and Clinical Pharmacology], SO RAN. 83(2), 38-44. https://doi.org/10.30906/0869-2092- Shkol’nikov, E. E., Eremets, N. K., Pavlenko, I.  V., 2020-83-2-38-44 Neminushchaya, L. A., Skotnikova, T.  A., To- Vinnik, Yu. S., Per’yanova, O. V., Onzul’, E. V., & karik, E. F., & Khusainov, I. A. (2014). Ekobio- Teplyakova, O. V. (2010). Mikrobnye bioplen- tekhnologicheskie preparaty dlya agropromysh- ki v khirurgii: Mekhanizmy obrazovaniya, lekarst- lennogo kompleksa Rossii [Ecobiotechnological vennaya ustoichivost’, puti resheniya problem preparations for the agro-industrial complex of [Microbial biofilms in surgery: formation mecha- Russia]. Vestnik Kazanskogo tekhnologichesko- nisms, drug resistance, ways to solve the problem]. go universiteta [Bulletin of Kazan Technological Novosti khirurgii [Surgery News], 6, 115-125. University], 13, 255-263. Vorob’eva, N. V., & Popov, V. S. (2020). Novaya kor- Smirnov, A. V., Nesterova, O. B., & Golubev, R. V. movaya dobavka povyshaet produktivnost’ u zhi- (2014). Yantarnaya kislota i ee primenenie v med- votnykh [New feed additive boosts animal per- itsine. Chast’ I. Yantarnaya kislota: Metabolit formance]. In Perspektivy razvitiya otrasli i i regulyator metabolizma organizma chelove- predpriyatii APK: Otechestvennyi i mezhdunarodnyi ka [Succinic acid and its use in medicine. Part I. opyt: Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-praktich- Succinic acid: Metabolite and regulator of human eskoi konferentsii [Prospects for the development metabolism]. Nefrologiya [Nephrology], 2, 33-41. of the industry and enterprises of the agro-indus- Stetsko, T. I. (2014). Antimikrobnaya aktivnost’ trial complex: Domestic and international experi- amoksitsillina po otnosheniyu k vozbuditelyam ence: Proceedings of the International Scientific and respiratornykh zabolevanii u svinei [Antimicrobial Practical Conference] (pp. 58-61). Omsk: Omskii activity of amoxicillin against pathogens of respi- gosudarstvennyi agrarnyi universitet imeni P. A. ratory diseases in pigs]. Bіologіya tvarin [Biology of Stolypina. Creatures], 16(2), 112-118. Voznesenskii, N. A. (2008). Bioplenki terapevtich- Subbotin, V. V., & Danilevskaya, N. V. (2011). eskaya mishen’ pri khronicheskikh infektsiyakh Antibakterial’naya terapiya v veterinarnoi prak- [Biofilms as a therapeutic target for chronic in- tike [Antibacterial therapy in veterinary practice]. fections]. Prakticheskaya pul’monologiya [Practical VetPharma, 1, 38-42. Pulmonology], 3, 43-44. Taran, I. N. (2014). Effektivnost’ patogeneticheskoi Zhumagalieva, G. K., & Argumbaeva, M. S. (2019). terapii pri khronicheskom bronkhite porosyat v Antibiotiki v pishchevoi produktsii [Antibiotics in usloviyakh GP «OKh «Dnipro» Instituta sel’sk- food products]. Aprobatsiya [Approbation], 1, 11-14. ogo khozyaistva stepnoi zony NAAN Ukrainy» Zinchenko, A. I. (2016). Bioplenki mikroorganizmov Dnepropetrovskogo raiona Dnepropetrovskoi i metody bor’by s nimi [Biofilms of microorgan- oblasti [Efficiency of pathogenetic thera- isms and methods of their control]. In Mikrobnye py in chronic bronchitis of piglets in the condi- biotekhnologii: Fundamental’nye i prikladnye as- tions of the State Enterprise “EC “Dnipro” of the pekty: Sbornik nauchnykh trudov [Microbial bio- Institute of Agriculture of the Steppe Zone of the technologies: Fundamental and applied aspects: National Academy of Sciences of Ukraine” of the Collection of scientific papers] (pp. 334-352). Minsk: Dnepropetrovsk district of the Dnipropetrovsk re- Belorusskaya nauka. gion]. In V mire nauchnykh otkrytii: Materialy III Ahmadi, M., Derakhshandeh, A., Shirian, S., Vserossiiskoi studencheskoi nauchnoi konferentsii s Daneshbod, Y.,Ansari-Lari, M., & Saeid, N. (2017). mezhdunarodnym uchastiem [In the world of scien- Detection of bacterial biofilm in uterine of re- tific discoveries: Proceedings of the 3rd All-Russian peat breeder dairy cows. Asian Pacific Journal of student scientific conference with international par- Reproduction, 6, 136-139. https://doi.org/10.12980/ ticipation] (vol. 5, part. 2, pp. 259-261). Ul’yanovsk: apjr.6.20170308 UGSKhA im. P. A. Stolypina. Bahamondez-Canas, T., & Smyth, H. D. (2018). Trizna, E. Yu., Baidamshina, D. R., Vinitskii, A. A., & Influence of excipients on the antimicrobial activi- Kayumov, A. R. (2020). Vliyanie in vitro izolirovan- ty of tobramycin against Pseudomonas aeruginosa nogo i sochetannogo s antibakterial’nymi sred- biofilms. Pharmaceutical research, 35(1), Article 10. stvami primeneniya bovgialuronidazy azoksimer https://doi.org/10.1007/s11095-017-2301-5 ХИ ПС №4 – 2021 115

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Bedi, M. S., Verma, V., & Chhibber, S. (2009). isolates: Evidence for lack of penicillin-resistance in Amoxicillin and specific bacteriophage can Agr-type II strains. Veterinary Microbiology, 137(1-2), be used together for eradication of biofilm of 83-89. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2008.12.004 Klebsiella pneumoniae B5055. World Journal of Mlynek, K. D., Callahan, M. T., Shimkevitch, A.  V., Microbiology and Biotechnology, 25(7), 1145-1151. Farmer, J. T., Endres, J. L., Marchand, M., https://doi.org/10.1007/s11274-009-9991-8 Bayles, K. W., Hoswill, A. R., & Kaplan, J. B. (2016). Effects of low-dose amoxicillin on Staphylococcus Beloeil, P. A. (2011). Борьба с устойчивостью к aureus USA300 biofilms. Antimicrobial Agents антибиотикам с позиций безопасности пищевых and Chemotherapy, 60(5), 2639-2651. https://doi. продуктов в Европе. Копенгаген: ВОЗ. org/10.1128/AAC.02070-15 Moraes, D., Brandao, L., Pitchenin, L., Filho, J., Bjarnsholt, T. (2013). The role of bacterial biofilms in Mores,  N., Nakazato, L., & Dutra, V. (2014). Oc- chronic infections. Apmis, 121, 1-58. https://doi. currence of tad genes associated with biofilm for- org/10.1111/apm.12099 mation in isolates of Pasteurella multocida from lungs of pigs with pneumonia. Pesquisa Veterinária Boukahil, I., & Czuprynski, C. J. (2016). Mannheimia Brasileira, 34, 1147-1152. haemolytica biofilm formation on bovine respirato- Oliveira, M., Nunes, S. F., Carneiro, C., Bexiga, R., ry epithelial cells. Veterinary Microbiology, 197, 129- Bernardo, F., & Vilela, C. L. (2007). Time course 136. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2016.11.012 of biofilm formation by Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis mastitis isolates. Costerton, J. W. (2001). Cystic fibrosis pathogene- Veterinary Microbiology, 124(1-2), 187-191. https:// sis and the role of biofilms in persistent infection. doi.org/10.1016/j.vetmic.2007.04.016 Trends in Microbiology, 9(2), 50-52. https://doi. Peeters, E., Nelis, H. J., & Coenye, T. (2008). org/10.1016/s0966-842x(00)01918-1 Evaluation of the efficacy of disinfection pro- cedures against Burkholderia cenocepacia bio- Costerton, J. W., Stewart, P. S., & Greenberg, E. P. films. Journal of Hospital Infection, 70(4), 361-368. (1999). Bacterial biofilms: a common cause of per- https://doi.org/10.1016/j.jhin.2008.08.015 sistent infections. Science, 284(5418), 1318-1322. Percival, S., Knottenbelt, D, & Cochrane, C. (2011). https://doi.org/10.1126/science.284.5418.1318 Biofilms and veterinary medicine. Luxembourg: Springer. Del Prado, G., Ruiz, V., Naves, P., Rodríguez-Cerrato, V., Ross, R. F. (2006). Pasteurella multocida and its role Soriano, F., & del Carmen Ponte, M. (2010). Biofilm in porcine pneumonia. Animal Health Research formation by Streptococcus pneumoniae strains Reviews, 7(1-2), 13-29. https://doi.org/10.1017/ and effects of human serum albumin, ibuprofen, S1466252307001211 N-acetyl-l-cysteine, amoxicillin, erythromycin, and Ross, S. S., & Fiegel, J. (2012). Nutrient dispersion en- levofloxacin. Diagnostic Microbiology and Infectious hances conventional antibiotic activity against Disease, 67(4), 311-318. https://doi.org/10.1016/j. Pseudomonas aeruginosa biofilms. International diagmicrobio.2010.03.016 Journal of Antimicrobial Agents, 40(2), 177-181. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2012.04.015 Góchez, D., Moulim, G., Jeannin, M., & Erlacher- Rossi, E., Cimdins, A., Luthje, P., Brauner, A., Vindel, E. (2020). OIE Annual Report on Sjoling,  A., Landini, P., & Romling, U. (2017). It’s Antimicrobial Agents Intended for Use in Animals. a gut feeling – Escherichia colibiofilm formation Better understanding of the global situation. in the gastrointestinal tract environment. Critical Reviews in Microbiology, 44(1), 1-30. https://doi.org Hoiby, N, Bjarnsholt, T, Givskov, M, Molin, S, & /10.1080/1040841X.2017.1303660 Ciofu,  O. (2010). Antibiotic resistance of bacteri- Sedlacek, M. J., & Walker, C. (2007). Antibiotic re- al biofilms. International Journal of Antimicrobial sistance in an in vitro subgingival biofilm model. Agents, 35(4), 322-332. https://doi.org/10.1016/j. Oral Microbiology and Immunology, 22(5), 333-339. ijantimicag.2009.12.011 https://doi.org/10.1111/j.1399-302X.2007.00366.x Soares, G. M., Teles, F., Starr, J. R., Feres, M., Patel, M., Kumar, R., Chandar, B., & Parani, M. (2018). Use of Martin, L., & Teles, R. (2015). Effects of azithromy- succinic & oxalic acid in reducing the dosage of cin, metronidazole, amoxicillin, and metronida- colistin against New Delhi metallo--lactamase-1 zole plus amoxicillin on an in vitro polymicrobi- bacteria. The Indian Journal of Medical Research, al subgingival biofilm model. Antimicrobial Agents 147(1), 97-101. https://doi.org/10.4103/ijmr. and Chemotherapy, 59(5), 2791-2798. https://doi. IJMR_1407_16 org/10.1128/AAC.04974-14 Larsen, T. (2002). Susceptibility of Porphyromonas gingivalis in biofilms to amoxicillin, doxycy- cline and metronidazole. Oral Microbiology and Immunology, 17(5), 267-271. https://doi. org/10.1034/j.1399-302x.2002.170501.x Melchior, M. B., van Osch, M. H. J., Graat, R. M., van Duijkeren, E., Mevius, D. J., Nielen, M., Gaastra, W., & Fink-Gremmels, J. (2009). Biofilm formation and ge- notyping of Staphylococcus aureus bovine mastitis ХИ ПС №4 – 2021 116

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Stewart, P. S., & Costerton, J. W. (2001). Antibiotic resis- Wolcott, R. D., & Ehrlich, G. D. (2008). Biofilms and tance of bacteria in biofilms. Lancet, 358(9276), 135- Chronic Infections. The Journal of the American 138. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(01)05321-1 Medical Association, 299(22), 2682-2684. https:// doi.org/10.1001/jama.299.22.2682 Waack, U., & Nicholson, T. L. (2018). Subinhibitory concentrations of amoxicillin, lincomycin, and Yonezawa, H., Osaki, T., Hojo, F., & Kamiya, S. (2019). oxytetracycline commonly used to treat swine Effect of Helicobacter pylori biofilm formation on increase Streptococcus suis biofilm formation. susceptibility to amoxicillin, metronidazole and Frontiers in Microbiology, 9, Article 2707. https:// clarithromycin. Microbial Pathogenesis, 132, 100- doi.org/10.3389/fmicb.2018.02707 108. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2019.04.030 ХИ ПС №4 – 2021 117

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ УДК: 664.696.9 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.252 Особенности подбора сортов овса и ячменя для использования в технологиях получения белково-липидно-углеводных композиций со сбалансированным нутриентным составом Гапонова Лилия Валентиновна ФИЦ ВИР им Н.И. Вавилова Адрес: 190000, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 42-44 E-mail: [email protected], [email protected] Полежаева Татьяна Андреевна ВНИИЖиров Адрес :191118, г. Санкт-Петербург, ул.Черняховского, д. 10 E-mail: [email protected] Матвеева Галина Алексеевна ВНИИЖиров Адрес :191118, г. Санкт-Петербург, ул. Черняховского, д. 10 E-mail: [email protected] Блинова Елена Владимировна E-mail: [email protected] ФИЦ ВИР им Н.И. Вавилова Адрес: 190000, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 42-44 Лоскутов Игорь Градиславович ФИЦ ВИР им Н.И. Вавилова Адрес: 190000, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 42-44 E-mail: [email protected] В технологии специализированных продуктов и продуктов детского питания особая роль принадлежит зерновым культурам, составляющим значительную часть сырья предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности. Наиболее перспективным сырьём для производства белково-липидных композиций среди зерновых культур являются такие широко распространенные в РФ и важные зерновые культуры, как овёс и ячмень, благодаря своей способности формировать экономически эффективные, стабильные урожаи зерна в широком диапазоне почвенных и климатических условий. Генетический потенциал сорта в значительной мере определяет уровень урожайности и качество продукции. В связи с этим актуальна селекция голозёрного овса и ячменя, который имеет ценное по качеству зерно и более технологичен в переработке по сравнению с плёнчатым. Материалом для данного исследования служили 27 сортов ячменя и овса (голозёрные и плёнчатые подвиды) из мировой коллекции Федерального исследовательского центра Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). У сортов ячменя и овса были измерены и рассчитаны геометрические характеристики зерна (линейные размеры, площадь внешней поверхности, сферичность, объём зерна, отношение объёма зерна к площади внешней поверхности), определены характеристики зерна, связанные с плотностью (физическая плотность, насыпная плотность (натура), масса и объём 1000 семян); исследованы содержание влаги, белка и жира в зёрнах овса и ячменя. В результате изучения отобраны голозёрные два сорта овса («Самсон 57» и «Першерон») и два сорта ячменя («Нудум 95» и «Омский голозёрный 4»), характеризующиеся повышенным содержанием белка и жира, повышенной плотностью и достаточным размером зёрен. Показатели выделенных ХИ ПС №4 – 2021 118

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ голозерных сортов ячменя и овса превышают стандартные геометрические и физические зерновые показатели и обладают биохимическими свойствами, необходимыми для получения белково-липидно-углеводных композиций из зернового сырья со сбалансированным нутриентным составом для последующего использования в специализированном и массовом, в т.ч. детском питании. Ключевые слова: зерно, овёс, ячмень, селекция, сырьё, лечебное и детское питание, белково-липидно-углеводные композиции Введение требованиям для производства овсяной и ячмен- ной основы. Зерновые, зернобобовые культуры и орехи зани- мают значительное место в рационе питания че- Теоретическое обоснование ловека. По пищевой и биологической ценности они немного уступают другим пищевым продук- Аналитический обзор литературы показывает, там, в частности, мясу и молоку. Потребительские что экологическая обстановка, характеризую- свойства зерновой и зернобобовой продукции щаяся повышением радиоактивного фона и хи- определяются пищевой ценностью, в том числе мическим загрязнением окружающей среды, безопасностью. Пищевая ценность подразумевает неизбежно приводит к поступлению токсичных сбалансированный нутриентный состав и нали- веществ с продуктами питания в организм чело- чие биологически активных веществ - белков, жи- века. Наиболее рациональным путем предупреж- ров, витаминов, минеральных веществ, клетчатки, дения попадания токсичных веществ в организм усвояемых углеводов. Безопасность означает соот- человека является поиск способов повышения ветствие уровня содержания токсичных элементов, безопасности пищевых продуктов и повышение микотоксинов, нитратов, радионуклидов, пести- их лечебно-профилактических свойств. Зерно- цидов и патогенной микрофлоры требованиям вая и семенная продукция наряду с высоким со- таможенных регламентов. Снижение уровня содер- держанием в ней ценных питательных веществ в жания опасных контаминантов (тяжёлых металлов, значительной степени подвержена загрязнению радионуклидов, пестицидов, микотоксинов) обе- радионуклидами, тяжелыми металлами, пести- спечивается использованием соответствующих цидами. В то же время многие вещества в зерне технологических приёмов переработки зернового зерновых культур и семенах зернобобовых куль- сырья: сухая и мокрая очистка, влаготепловая об- тур обладают прямыми или косвенными радио- работка с последующим удалением околоплодных протекторными и антитоксическими свойствами оболочек, в которых обычно концентрируется ос- (белки, витамины, минеральные вещества, био- новная часть ядовитых веществ; предварительное флавоноиды, пищевые волокна). замачивание и пропаривание зерна. Задачи исследования - применение комплексного Во ВНИИЖиров разработан широкий ассортимент подхода для исследования физико-химических продуктов лечебно-профилактического и детско- показателей зерна овса и ячменя и осуществление го питания на зернобобовой основе для лечения научно обоснованного выбора сортов этих культур и профилактики ряда широко распространённых для производства овсяной и ячменной основы и заболеваний: желудочно-кишечные, сердечно-со- продуктов из неё, характеризующихся повышен- судистые, обмена веществ, аллергия и пищевая ной питательной и биологической ценностью. непереносимость и т.д. В медико-биологических и клинических исследованиях неоднократно до- Цель исследований на данном этапе – определить казана эффективность применения продуктов на и рассчитать такие технологические показатели основе соевых бобов в качестве диетотерапии раз- зерна, как геометрические характеристики (дли- личных патологий у людей и животных: алимен- на, ширина, толщина, объём единичного зерна, тарная дистрофия, токсический и хронический площадь внешней поверхности, сферичность, от- гепатит, язва желудка, ожирение, гастродуодени- ношение объёма к площади поверхности) и пока- ты, колиты и энтериты, аллергия, лактазная недо- затели плотности зерна (физическая плотность, статочность, дисбактериоз, острые респираторные истинная плотность, насыпная плотность (нату- заболевания и бронхиальная астма (Бульон и др., ра) и масса 1000 зерен); исследовать физико-хи- 1994; Хныченко и др., 2000; Гапонова и др., 2013; мические показатели зерна (массовая доля влаги, Гапонова, Полежаева, Тарасова и др., 2019; Гапо- жира и протеина). Далее, анализируя данные по- нова, Полежаева, & Матвеева, 2019; Хныченко и казатели, отобрать сорта, оптимально отвечающие др., 2000). ХИ ПС №4 – 2021 119

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Среди них, в первую очередь, можно назвать со- качествам сорта: Аргамак, Борец, Всадник, Дра- евую основу и соевый нерастворимый остаток гун, Друг, Залп, Кентер, Макс, Скакун, Стиплер и (окара), бифисоин, соевый белковый продукт, на- др. (Баталова & Шевченко, 2018). питки на соевой основе (в т.ч. с наполнителями, ферментированные, сокосодержащие коктейли Зерновка овса удлинённо-цилиндрической фор- и т.д.); напитки, белковые продукты и десерты мы, на брюшной её стороне находится продольная на зернобобовой, ореховой основе и комбини- глубокая бороздка. Длина зерновки колеблется от рованной основе в т.ч. безглютеновые (кедровое 8 до 16 мм, ширина от 1,5 до 4 мм, толщина   от и соево-кедровое «молоко», миндальное и сое- 1,2 до 3,8 мм. Масса 1000 зёрен от 16 до 35 г. Гео- во-миндальное «молоко»; овсяная, рисовая, греч- метрические характеристики зерновки голозерно- невая основы). Данные продукты теоретически го овса также обладают большим разнообразием можно рекомендовать для питания онкобольных, (Иванова и др., 2018). В здоровом питании челове- проходящих различные виды терапии. ка роль овса неуклонно повышается. Овес – одна из наиболее распространенных и важных зерно- Для создания специализированного питания ис- вых культур. Он способен формировать экономи- пользуют поэтапную схему разработки рецептур и чески эффективные, стабильные урожаи зерна в технологий продуктов здорового питания, состо- широком диапазоне почвенных и климатических ящую из нескольких основных этапов, каждый из условий. Актуальна селекция голозёрного овса, ко- которых предусматривает реализацию нескольких торый имеет ценное по качеству зерно и более подэтапов (Корнен и др., 2015). технологичен в переработке по сравнению с плён- чатым. Селекция сортов голозёрного овса в СССР В технологии специализированных продуктов началась во второй половине прошлого столе- и продуктов детского питания особая роль при- тия. Первый голозерный сорт овса в РФ был заре- надлежит зерновым культурам. Зерно составляет гистрирован в 2000 г. – это был сорт Тюменский значительную часть сырья предприятий пище- голозерный. В НИИСХ Северо-Востока селекция вой и перерабатывающей промышленности, тем голозерного овса возобновилась в 1994 г., а в 2007 самым формируя межотраслевые пропорции не г. в реестр был включён сорт Вятский (оригинатор только в агропромышленном производстве, но и НИИСХ Северо-Востока), а в 2013 г. – Першерон. во всей экономике страны1. В этом плане наиболее Сорт Першерон имеет среднюю урожайность 4,8 перспективным сырьём для производства белко- т/га, характеризуется высоким содержанием бел- во-липидных композиций среди зерновых куль- ка (15,09%) и жира (5,62%). Голозёрные сорта Бекас тур являются овёс и ячмень. (включён в госреестр в 2019 году) и Багет (включён в госреестр в 2020 году), оригинатор которых так- Ячмень, как и пшеница, и рожь, относится к древ- же является НИИСХ Северо-Востока, формируют ним зерновым культурам и содержит разнообраз- ценное по качеству зерно с пониженным содер- ные ферменты (амилаза, протеаза, пероксидаза и жанием глютена (менее 20 мг/г), содержат олеино- др.). Некоторые сорта ячменя способны образовы- вую (36,42 и 33,49%) и линолевую (35,89 и 38,37%) вать клейковину в количестве от 3 до 28%. В России кислоты соответственно. возделывается около 200 сортов ячменя, из них 6 голозерных сортов. Наиболее ценные по качествам Следует отметить, что урожайность культуры в сорта: Абава, Бачан, Белогорский, Визит, Винер, России остается невысокой и значительно варьи- Волгарь, Гонар, Московский 2, Нутанс 187 и др. рует по годам, что во многом определяют экологи- ческие факторы среды, технологии выращивания Овёс является более молодой культурой, чем пше- и используемый в производстве сортимент. Гене- ница и ячмень. Овёс посевной (Avena sativa L.) тический потенциал сорта, в значительной мере, имеет два подвида — овес пленчатый (A. sativa определяет уровень урожайности и качество про- subsp. sativa L.)2 и голозерный (A. sativa subsp. дукции, что указывает на целесообразность отбо- nudisativa (Husn.) Rod. et Sold.) (Лоскутов, 2007; Ло- ра сортов, допущенных в производство. Значение скутов и др., 2020). овса недооценено по сравнению с пшеницей, ри- сом и ячменем, несмотря на содержание полез- В России возделывается более 100 сортов овса, из ных макро и микронутриентов, способствующих них 16 голозерных сортов. Наиболее ценные по лечению и профилактики ряда заболеваний, в том 1 Гордеев, А. В., & Бутковский, В. А. (2009). Россия – зерновая держава: Учебник (2-е изд.). М.: ДеЛипринт. 2 Лоскутов, И. Г., Ковалева, О. Н., & Блинова, Е. В. (2012). Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса (4-е изд.). СПб.: ГНЦ РФ ВИР. ХИ ПС №4 – 2021 120

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ числе предупреждающих метаболический син- ков, отмечают потенциальную возможность его дром, злокачественные новообразования, воз- использования в качестве масличной культуры растные нарушения на клеточном уровне (Stewart (Koehler & Wieser, 2013). Голозерный овес облада- & McDougall, 2014). ет устойчивостью к фузариозу зерна и накапли- вает меньше микотоксинов (Гагкаева и др., 2012; Овес относят к группе зернофуражных культур, но Лоскутов, Гагкаева и др., 2016) и имеет повышен- его всегда использовали в питании. Использова- ное содержание многих биохимических компо- ния овса приобретает все большее значение, осо- нентов (Красильников и др., 2017; Leonova et al., бенно в связи с новыми медико-биологическими 2020; Лоскутов и др., 2016; Иванова и др., 2018). и биохимическими исследованиями, указываю- щими на его бесспорную эффективность в пита- Для создания новых сортов семян необходим ис- нии человека В зерне овса содержатся вещества, ходный материал, позволяющий выводить сорт которые великий русский физиолог И.П. Павлов устойчивый к заболеваниям и одновременно об- называл «подлинными возбудителями жизни»3. ладающий высокой продуктивностью и качествен- Латинское название овса (Avena) буквально озна- ными характеристиками, удовлетворяющими чает «быть здоровым», продукты из овса относят к запросы потребителей для создания новых видов здоровой – функциональной пище, они имеют по- продуктов, в том числе специализированного пи- вышенное содержание -глюканов и полисахари- тания. При создании сортов овса в скрещивани- дов, которые снижают риск сердечно-сосудистых ях используется очень часто исходный материал заболеваний, антиокислителей (авенантрамиды и из коллекции Всероссийского института генети- витамин Е), положительно влияющих на здоро- ческих ресурсов растений имени Н.И. Вавилова вье человека (Красильников и др., 2017; Daou & (ВИР) (Кабашов и др., 2020). Zhang, 2012; Leonova et al., 2020; Shvachko et al., 2021; Singh et al., 2013). Их могут потреблять люди, Материалы и методы исследования страдающие глютеновой энтеропатией – целиаки- ей (Гаврилюк и др., 2013; Meydani, 2009; Pawlowska Объекты исследования et al., 2012). Овес обладает повышенным содер- жанием микроэлементов в свое зерновке, кото- Объектами исследования служили: зерно овса и рые важны в питании человека (Bityutskii et al., ячменя (в т.ч. материал из коллекции Всероссий- 2019). Показатели качества зерна овса являются ского института генетических ресурсов растений сортовыми наследственными признаками, как и имени Н.И. Вавилова (ВИР). Зерно урожая 2020 признаки продуктивности, что указывает на воз- года; стандартные условия хранения. можность их дальнейшего улучшения (Leonova et al., 2008; Liu, 2011). Голозерные сорта овса имеют Методы ряд преимуществ по сравнению с сортами пленча- тыми, а по качеству зерна превосходят их по пита- В работе применялись следующие методы иссле- тельной ценности. Так, содержание белка в зерне дований: голозерных генотипов на 1,9…3,5% больше, чем в зерне пленчатых (Юсова & Васюкевич, 2014). Бел- – метод отбора проб и выделение навесок се- ковый комплекс пленчатого овса представлен в мян– по ГОСТ 108524 и ГОСТ 13586.35; основном низкомолекулярными белками (альбу- мины и глобулины) – 38,3…0,7%, у голозерного – определение цвета и запаха – по ГОСТ 279886; преобладают глютелины – 47,3…50,4%, при бо- – определение примесей – по ГОСТ 108547 и лее сбалансированном аминокислотном составе (Козлова & Акимова, 2009). Наличие масла отли- ГОСТ 30483-978; чает овсяное зерно от зерна других хлебных зла- – определение массовой доли жира семян – по ГОСТ 108579; 3 Лапина, С. Очищающая сила овса. https://hozyain.by/zdorovie/ochishhayushhaya-sila-ovsa 4 ГОСТ 10852-86. (2010). Семена масличные. Правила приемки и методы отбора проб. М.: Стандартинформ. 5 ГОСТ 13586.3-2015. (2019). Зерно. Правила приемки и методы отбора проб. М.: Стандартинформ. 6 ГОСТ 27988-88. (2010). Семена масличные. Методы определения цвета и запаха. М.: Стандартинформ. 7 ГОСТ 10854-2015. (2019). Семена масличные. Методы определения сорной, масличной и особо учитываемой примеси. М.: Стандар- тинформ. 8 ГОСТ 30483-97. (1997). Зерно. Методы определения общего и фракционного содержания сорной и зерновой примесей; содержания мелких зерен и крупности; содержания зерен пшеницы, поврежденных клопом-черепашкой; содержания металломагнитной при- меси. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. 9 ГОСТ 10857-64. (2010). Семена масличные. Метод определения масличности. М.: Стандартинформ. ХИ ПС №4 – 2021 121

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ – определение массовой доли сырого протеина тый «Скакун» (натура 437 кг/м3) при норме в со- семян– по ГОСТ 13496.410; ответствии с ГОСТ 28673-9011-460 кг/м3. – определение насыпной плотности (натуры) се- Геометрические характеристики исследуемых зер- мян по ГОСТ 10840-2017 и ГОСТ 30046-93; новок овса и ячменя соответствуют усреднённым показателям и зависят от сорта и состояния зер- – определение массы 1000 семян по ГОСТ 10842- на (шелушёное и нешелушёное зерно). Так, линей- 89. ные размеры, объём зерна и площадь внешней поверхности нешелушёного зерна овса в 2-3 раза Свойства сортов овса и ячменя из коллекции ВИР превышают соответствующие показатели шелу- исследовали в соответствии с выше приведённы- шёного зерна (Таблица 1 и Таблица 3). Наиболь- ми методами. Определение каждого показателя шие размеры нешелушёного и очищенного зерна проводили двукратно и трёхкратно. Показатели у сортов овса «Бекас» и «Петрович»; среднюю по- усредняли с применением системы статистиче- зицию занимают «Скакун», «Самсон 57» и «Ба- ского анализа, указанной ниже. гет»; наименьшие размеры - у семян «Першерон» (Таблица 1). Что касается исследуемых сортов яч- Математическая обработка результатов экспери- меня, наибольшие значения геометрических ха- мента осуществлялась с помощью системы стати- рактеристик – у сортов «Суздалец» и «Нудум 95», стического анализа – Statistica 10,0. средние значения – у «Inari Nutans» наименьшие – у Омского голозёрного 4 (Таблица 3). Результаты и их обсуждение В результате проведённых исследований установ- Форма зерна является сортовым признаком, ко- лено, что все исследуемые сорта ячменя и овса по торый оценивается показателем сферичности. своим показателям соответствуют требованиям Сферичность исследуемых образцов овса соот- нормативных документов сырья для продоволь- ветствует овальной форме зерновки, которая на- ственных целей (влажность, содержание сорной блюдается более, чем у половины сортов овса. примеси, натура (насыпная плотность)), кроме со- Большие объём и площадь внешней поверхно- ртов К-15691 (К- номер каталога ВИР), плёнчатый сти обеспечиваются в основном шириной и тол- «Петрович» (натура 355 кг/м3) и К-13780, плёнча- щиной зерна, что согласуется с данными других Таблица 1 Геометрические характеристики исследуемых образцов овса (очищенное зерно) Линейные размеры, мм Объем Площадь внешней Сферич- Отношение поверхности ность () V/ F, мм Сорт длина ширина толщина (V), мм3 (F), мм2 (l) (a) (b) 7 8 1 6 К-15615, голозёрный 23 4 5 «Бекас», Кировская область 9,0±1,0 3,0±0,1 2,0±0,1 22,9±4,4 53,65±8,15 0,72±0,01 0,43±0,02 К-15691, плёнчатый 3,0±0,1 42,1±4,9 74,9±6,4 0,63±0,13 0,56±0,02 «Петрович», Краснодарский край 9,5±0,5 3,5±0,1 К-15757, голозёрный «Самсон 57», 7,0±1,0 2,5±0,5 1,8±0,2 18,9±1,3 36,6±11,2 0,74±0,02 0,36±0,06 Орловская область К-13780, плёнчатый «Скакун», 8,0±1,0 2,1±0,1 1,6±0,1 12,4±4,2 34,2±5,8 0,77±0,03 0,35±0,06 Московская область К-15275, голозёрный 7,0 ±0,2 2,3±0,2 1,3±0,2 8,5±2,8 28,6±5,6 0,69±0,03 0,29±0,04 «Першерон», Кировская область 8,4±0,3 2,3±0,2 1,9±0,1 15,2±3,1 51,3±14,6 0,70±0,01 0,31±0,02 12,3±4,3 2,7±1,3 2,4±1,2 27,5±8,5 47,5±17,5 0,71±0,06 0,45±0,09 К-15754, голозерный «Багет», Кировская область Овес без плёнок, усреднённые данные 10 ГОСТ 13496.4-93. (2019). Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина. М.: Стандартинформ. 11 ГОСТ 28673-90. (2015). Овес. Требования при заготовках и поставках. М.: Стандартинформ. ХИ ПС №4 – 2021 122

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 2 Основные характеристики исследуемых образцов овса Сорт Плотность, Масса Объём 1000 Натура, зёрен, см3 кг/м3 1 103 кг/м3 1000 зерен, г 5 К-15615, голозёрный «Бекас», Кировская область 4 512,5 К-15691, плёнчатый «Петрович», Краснодарский край 23 24,0 355,0 К-15757, голозёрный «Самсон 57», Орловская область 36,0 688,0 К-13780, плёнчатый «Скакун», Московская область 1,308 31,4 18,0 437,0 К-15275, голозёрный «Першерон», Кировская область 29,0 683,5 К-15754, голозерный «Багет», Кировская область 1,006 36,2 19,0 503,7 Овес, усреднённые и нормативные данные 22,2 1,544 27,8 — 552±10; 1,003 29,1 1,432 27,2 1,280 28,4 1,41±0,10 30±15 исследователей. Содержание эндосперма в зер- лозёрного сорта овса «Самсон 57» соответствуют не, обеспечивающего его питательные свойства, аналогичным показателям ФГБНУ «ВНИИ зерно- прямо пропорционально объёму зерна, площади бобовых и крупяных культур» (Сидоренко & На- внешней поверхности и массе 1000 зерен, состав- умкин, 2016). Показатели насыпной плотности ляющую для крупнозерновых образцов от 22,6 до сортов ячменя составили максимальные значе- 31,2 г (Фомина & Аверьясова, 2016; Исачкова & ния – для «Омского голозёрного 4» и «Нудум-95», Ганичев, 2012). средние значения – для «Суздальца» и «Inari Nutans» (Таблица 4). Данные для сортов «Омского При изучении показателей зерна овса, связан- голозёрного» и «Нудум» согласуются с аналогич- ных с плотностью, установлено, что наибольшей ными показателями ВНИИ зернобобовых и крупя- физической и насыпной плотностью обладают ных культур (Сидоренко & Наумкин, 2016). сорта «Першерон» и «Самсон 57», средней - «Бе- кас» и «Багет», наименьшей - «Петрович» и «Ска- Исследование физико-химических показателей кун» (Таблица 2). Данные по насыпной плотности зерна овса дало следующие результаты: макси- (натуре) для сорта голозёрного овса «Першерон» мальное содержание белка для сортов Першерон несколько превышают, а для сорта «Бекас» ниже и Самсон 57, средние значения этого показателя значения натуры, приведённой в исследованиях для сортов «Скакун» и «Багет», минимальное со- ФГБНУ Федерального аграрного научного центра держание - для сорта «Багет»; максимальное со- Северо-Востока (Баталова & Шевченко, 2018). По- держание жира для сорта «Бекас», «Самсон 57» и казатель масса 1000 зёрен для сорта «Першерон» «Петрович», среднее – для сорта «Першерон» и приблизительно соответствует аналогичному по- «Багет», минимальное для сорта «Скакун» (Таб- казателю в исследованиях ФАНЦ Северо-Востока. лица 5). Данные по содержанию белка и жира в Насыпная плотность и масса 1000 семян для го- сорте «Першерон» и «Багет» приблизительно со- Таблица 3 Геометрические характеристики исследуемых образцов ячменя (зерно в оболочке) Линейные размеры, мм Площадь внешней по- Сорт длина ширина толщина Объем Сферич- Отноше- (V) мм3 верхно- ность () ние V/ F, мм (l) (a) (b) сти (F), мм2 78 12 3 45 6 4,5±0,5 2,8±0,2 54,6±15,6 К-30314, плёнчатый «Суздалец» 8,3±0,7 4,5±0,5 2,3±0,2 43,8±14,7 73,4±14,6 0,95±0,01 0,73±0,04 Московская область 4,0–5,5 1,5–3,0 21,8–81,5 2,0–5,0 1,4–4,5 20–40 К-31125, голозёрный «Нудум 95» 8,0±1,0 70,9±10,5 0,82±0,06 0,60±0,12 Челябинская область К-30457, плёнчатый «Inari Nutans» 45,1–97,56 0,80–0,93 0,48–0,83 7,0–9,5 38–60 0,76–0,83 0,45–0,65 Финляндия Ячмень, усреднён. данные 7,0–14,6 ХИ ПС №4 – 2021 123

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 4. Основные характеристики исследуемых образцов ячменя Культура Плотность, 103 кг/м3 Масса 1000 зерен, г Объём 1000 зёрен, см3 Натура, кг/м3 3 4 5 12 55,0 38,0 720,5 К-30314, плёнчатый 1,447 50,2 34,0 756,9 «Суздалец», Московская область 53,6 36,0 789,3 К-31125, голозёрный 1,476 52,8 37,0 703,0 «Нудум 95», Челябинская область 37,5±17,5 45,5±5,0 616±70 К-31419, голозёрный «Омский 1,488 голозёрный 4», Омская область К-30457, плёнчатый «Inari 1,420 Nutans», Финляндия Ячмень, усреднённые 1,3±0,1 и нормативные данные ответствуют аналогичным показателям в иссле- ное содержание жира для сорта «Омский го- дованиях ФАНЦ Северо-Востока (Баталова & лозёрный 4» и «Суздалец», среднее – для сорта Шевченко, 2018). Исследование сортов овса под- «Нудум-95» и минимальное – для сорта «Inari тверждает преимущество использования голозёр- Nutans» (Таблица 6). ного овса по сравнению с плёнчатыми формами в диетическом и лечебно-профилактическом пи- Для производства ячменной и овсяной основы, и тании за счёт более высокого содержания белка и различных продуктов из неё (напитки, белковые жира (Баталова, 2014). аналоги творога и сыра, полуфабрикаты) предъяв- ляются особые требования к содержанию раство- У исследуемых сортов ячменя установлены сле- римого белка и жира в зерне, поскольку, наряду дующие физико-химические показатели: макси- с растворимыми углеводами, они составляют су- мальное содержание белка для сортов «Нудум-95» хие вещества овсяной и ячневой основы, которые и «Омский голозёрный 4», средние значения этого определяют органолептические, физико-химиче- показателя для сорта «Inari Nutans», минимальное ские показатели и питательную ценность продук- содержание - для сорта «Суздалец»; максималь- та. В связи с этим предпочтение отдаётся сортам Таблица 5 Основные физико-химические показатели исследуемых образцов овса. Сорт Массовая доля влаги, Массовая доля Массовая доля % протеина на а.с.в.,% жира на а.с.в., % 1 2 К-15615, голозёрный «Бекас», 3 4 Кировская область 9,04 13,05 8,23 К-15691, плёнчатый «Петрович», Краснодарский край 8,85 13,90 7,60 К-15757, голозёрный «Самсон 57», Орловская область 9,06 16,96 7,95 К-13780, плёнчатый «Скакун», Московская область 8,68 14,51 5,27 К 15275, голозёрный «Першерон», Кировская область 9,09 17,77 6,70 К-15754, Голозерный «Багет», Кировская область 7,97 15,74 6,95 Усреднённые данные 13,5 13,3 4,7 ХИ ПС №4 – 2021 124

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 6. Основные физико-химические показатели исследуемых образцов ячменя. Сорт Массовая доля влаги, Массовая доля Массовая доля % протеина на а.с.в.,% жира на а.с.в., % 1 2 К-30314, плёнчатый «Суздалец», 3 4 Московская Область 9,10 10,24 4,00 К-31125, голозёрный «Нудум 95», Челябинская Область 8,99 16,24 2,80 К-31419, голозёрный «Омский голозёрный 4», Омская область 9,27 14,67 5,46 К-30457, плёнчатый «Inari Nutans», Финляндия 9,10 12,26 2,33 Усреднённые данные 14,0; Не более 14,5% 13,37 2,35 по ГОСТ 28672-90 зерна с повышенным содержанием белковой и ли- свойствами и может быть использовано как ос- пидной составляющей. нова для разработки технологий получения белко- во-липидно-углеводных композиций из зернового Проведенное исследование позволяют рекомендо- сырья со сбалансированным нутриентным соста- вать в качестве сырья для производства овсяной вом для последующего использования в специа- основы сорта «Самсон 57» и «Першерон», содер- лизированном и массовом, в т.ч. детском питании. жание белка в которых доходит до 17-18% на аб- солютно сухое вещество зерна, а жира – до 7-8%. Литература При этом для зерна этих сортов характерны доста- точно высокая физическая (не менее 1430 кг/м3) и Баталова, Г. А., & Шевченко, С. Н. (2018). насыпная (не менее 680 кг/м3) плотности (Табли- Некоторые результаты селекции голозер- ца 2 и Таблица 5). ного овса для европейской территории России. Известия Самарского научного центра Изучение показателей отобранных сортов ячме- Российской академии наук, 20(2), 198-203. ня выявило целесообразность использования в ка- честве сырья для производства ячменной основы Баталова, Г. А. (2014). Перспективы и результаты сортов «Нудум 95» и «Омский голозёрный 4», со- селекции голозёрного овса. Зернобобовые и кру- держание белка в которых достигает 14-16% на аб- пяные культуры, 2, 64-69. солютно сухое вещество зерна, а жира – 2,8-5,5%. К тому же у зерна вышеуказанных сортов доста- Бульон, В. В., Малышкин, К. А., Хныченко,  Л.  К., точно высокая физическая (не менее 1470 кг/м3) и Гапонова, Л. В., & Лаптева, Е. Н. (1994). Фар- насыпная (не менее 750 кг/м3) плотности (Табли- мако- и диетотерапия алиментарной дистро- ца 4 и Таблица 6). фии в эксперименте. В Актуальные вопросы экс- периментальной и клинической фармакологии (с. Выводы 23-24). Смоленск: Саратовский государствен- ный медицинский институт. В результате проведенного изучения отобраны два голозёрных сорта овса («Самсон 57» и «Перше- Гаврилюк, И. П., Губарева, Н. К., Перчук, И. Н., Алпа- рон») и два сорта ячменя («Нудум 95» и «Омский тьева, Н. В., Мартыненко, Н. М., Лоскутов, И. Г., & голозёрный 4»), характеризующиеся повышенным Красильников, В. Н. (2013). Овес в безглютено- содержанием белка и жира, повышенной плотно- вом питании. Труды по прикладной ботанике, ге- стью и достаточным размером зёрен. Показате- нетике и селекции, 171, 269-270. ли отобранных голозерных сортов ячменя и овса превышают стандартные геометрические и фи- Гагкаева, Т. Ю., Гаврилова, О. П., Лоскутов,  И.  Г., зические показатели зерновых, зерно данных со- Блинова, Е. В., Аникина, Л. В. (2012). Харак- ртов обладает необходимыми биохимическими теристика образцов овса по устойчивости к фузариозу. Каталог мировой коллекции ВИР, 808, 58. Гапонова, Л. В., Полежаева, Т. А., Матвеева, Г. А., Ловцова, Л. Б., Степанова, А. П., & Гапоно- ХИ ПС №4 – 2021 125

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ва,  О.  М. (2013). Роль зернобобовых продуктов Лоскутов, И. Г. (2007). Овес (Avena L.). Распро- и масличного сырья в решении актуальности странение, систематика, эволюция и селекцион- проблем школьного питания. Пищевая промыш- ная ценность. СПб.: ВИР. ленность, 12, 24-28. Гапонова, Л. В., Полежаева, Т. А, Тарасова, Л. И., Лоскутов, И. Г., Гагкаева, Т. Ю., Гаврилова, О. П., Тагиева, Т. Г., & Матвеева, Г. А. (2019). Основные & Блинова, Е. В. (2016). Разнообразие культур- аспекты специализированного питания детей с ного овса по хозяйственно ценным призна- пищевой аллергией и непереносимостью в дет- кам и их связь с устойчивостью к фузариозу. ском саду. В Пища. Экология. Качество: Сборник Вавиловский журнал генетики и селекции, 20(3), материалов XVI Международной научно-прак- 286-294. https://doi.org/10.18699/VJ16.151 тической конференции (т. 1, с. 186-190). Барнаул: Алтайский государственный университет. Лоскутов, И. Г., Шеленга, Т. В., Конарев,  А.  В., Гапонова, Л. В., Полежаева, Т. А., & Матвеева, Г. А. Варгач, Ю. И., Пороховинова, Е. А., Бли- (2019). Использование зернобобового и орехо- нова,  Е.  В., Гнутиков, А. А., & Родионов, А.  В. вого сырья в технологии специализированных (2020). Новый подход к структурированию со- продуктов для профилактики и лечения аллер- ртового разнообразия голозерных и пленча- гических заболеваний. Пищевая промышлен- тых форм культурного овса (Avena sativa L.). ность: Наука и технологии, 12(3), 49-55. Экологическая генетика, 18(1), 27-41. https://doi. Иванова, Ю. С., Лоскутов, И. Г., Фомина, М. Н., & org/10.17816/ecogen12977 Блинова, Е. В. (2018). Геометрическая характе- ристика зерна голозерных сортов овса в зоне Сидоренко, В. С., Наумкин, Д. В., Северного Зауралья. Каталог мировой коллек- Костромичева,  В.  А., Старикова, Ж. В., & ции ВИР, 854, 36. Ухова,  Ф.  В. (2016). Перспективы селекции го- Иванова, Ю. С., Фомина, М. Н., & Лоскутов, И.  Г. лозёрного ячменя и овса в Центральной (2018). Биохимические показатели качества России. Зернобобовые и крупяные культуры, 1, зерна у коллекционных образцов овса го- 78-83. лозерного в условиях северной лесостепи. Достижения науки и техники АПК, 32(6), 38-41. Фомина, М. Н., Аверьясова, Ю. С. (2016). https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-106090 Геометрическая характеристика зерна го- Исачкова, О. А., & Ганичев, Б. Л. (2012). Крупность лозёрных сортов овса в зоне северной лесосте- зерна сортообразцов голозёрного овса в усло- пи Тюменской области. Аграрная наука Евро- виях северной лесостепи кемеровской области. Северо-Востока, 3, 4-9. Вестник Алтайского государственного аграрно- го университета, 12, 11-14. Хныченко, Л. К., Бульон, В. В., Заводская, И. С., Кабашов, А. Д., Лоскутов, И. Г., Власенко, Н. М., Сапронов, Н. С., & Гапонова, Л. В. (2000). Гепато- Лейбович, Я. Г., Маркова, А. С., Филоненко,  З.  В., защитные свойства белков сои и возможность & Разумовская Л. Г. (2020). Сорта овса Немчи- их использования в диетотерапии хронического новской селекции, включенные в Госреестр в по- токсического гепатита. Бюллетень эксперимен- следние годы. Труды по прикладной ботанике, ге- тальной биологии и медицины, 3, 283-286. нетике и селекции, 181(1), 110-118. https://doi. org/10.30901/2227-8834-2020-1-110-118 Юсова, О. А., & Васюкевич, С. В. (2014). Оценка Козлова, Г. Я., & Акимова, О. В. (2009). Срав- коллекционных образцов овса по продуктив- нительная оценка голозерных и пленчатых со- ности и биохимическим показателям в услови- ртов овса по основным показателям качества ях южной лесостепи западной Сибири. Вестник зерна. Сельскохозяйственная биология, 5, 87-89. Алтайского государственного университета, 7, Корнен, Н. Н., Викторова, Е. П., & Евдокимова, О. В. 33-37. (2015). Методологические подходы к созданию продуктов здорового питания. Вопросы пита- Bityutskii, N., Loskutov, I., Yakkonen, K., Konarev, A., ния, 84(1), 95-99. Shelenga, T., Khoreva, V., Blinova, E., & Rymin, A. Красильников, В. Н., Гаврилюк, И. П., Баталова, Г. А., (2019). Screening of Avena sativa cultivars for iron, Афонин, Д. В., Попов, В. С., Сергеева, С. С., zinc, manganese, protein and oil contents and Лоскутов, И. Г., & Губарева, Н. К. (2017). Пищевые fat-ty acid composition in whole grains. Cereal волокна и авенины зерна голозёрных сортов Research Communication, 48, 87-94. https://doi. овса новой селекции. Международный научно-ис- org/10.1007/s42976-019-00002-2 следовательский журнал, 1, 111-116. https://doi. org/10.23670/IRJ.2017.55.183 Daou, C., & Zhang, H. (2012). Oat beta-glucan: Its role in health promotion and prevention of diseases. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 11(4), 355-365. https://doi. org/10.1111/j.1541-4337.2012.00189.x Koehler, P., & Wieser, H. (2013). Chemistry of cereal grains, in handbook on sourdough biotechnology. Springer Science and Business Media, New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5425-0_2 ХИ ПС №4 – 2021 126

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Leonova, S., Gnutikov, A., Loskutov, I., Blinova,  E., Pawlowska, P., Diowksz, A., & Kordialik-Bogacka, E. Gustafsson, K.-E., & Olsson, O. (2020). Diversity (2012). State of the art incorporation of oats into a of avenanthramide content in wild and gluten-free diet. Food Reviews International, 28(3), cultivated oats. Proceedings on Applied Botany, 330-342. https://doi.org/10.1080/87559129.2012.6 Genetics and Breeding, 181(1), 30-47. https://doi. 60715 org/10.30901/2227-8834-2020-1-30-47 Shvachko, N. А., Loskutov, I. G., Semilet, T. V., Leonova, S., Shelenga, T., Hamberg, M., Konarev, A. V., Popov,  V.  S., Kovaleva, O. N., & Konarev, A. V. Loskutov, I., & Carlsson, A. S. (2008). Analysis (2021). Bioactive components in oat and barley of oil composition in cultivars and wild species grain as a promising breeding trend for functional of oat (Avena sp.). Journal of Agricultural and food production. Molecules, 26, Article 2260. Food Chemistry, 56(17), 7983-7991. https://doi. https://doi.org/10.3390/molecules26082260 org/10.1021/jf800761c Singh, R., De, S., & Belkheir, A. (2013). Avena sativa Liu, K. (2011). Comparison of lipid content and fatty (Oat), a potential neutraceutical and therapeutic acid composition and their distribution within agent: an overview. Critical Reviews in Food Science seeds of 5 small grain species. Journal of Food and Nutrition, 53(2), 126-144. https://doi.org/10.10 Science, 76(2), 334-342. https://doi.org/10.1111/ 80/10408398.2010.526725 j.1750-3841.2010.02038.x Stewart, D., & McDougall, G. (2014). Oat agriculture, Meydani, M. (2009). Potential health benefits of cultivation and breeding targets: implications avenanthramides of oats. Nutrition Reviews, for human nutrition and health. British Journal 67(12), 731-735. https://doi.org/10.1111/j.1753- of Nutrition, 112, 50-57. https://doi.org/10.1017/ 4887.2009.00256.x S0007114514002736 ХИ ПС №4 – 2021 127

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Selection of Oats and Barley Varieties for the Production of Protein-lipid-carbohydrate Compositions with a Balanced Nutrient Composition Lilia V. Gaponova Vniizhirov 10 Chernyakhovsky str., Saint Petersburg, 191118 E-mail: [email protected], [email protected] Tatiana A. Polezhaeva Vniizhirov 10 Chernyakhovsky str., Saint Petersburg, 191118 E-mail: [email protected] Galina A. Matveeva Vniizhirov: 10 Chernyakhovsky str., Saint Petersburg, 191118 E-mail: [email protected] Elena V. Blinova VIR 42-44 Bolshaya Morskaya str., Saint Petersburg, 190000 E-mail: [email protected] Igor G. Loskutov VIR 42-44 Bolshaya Morskaya str., Saint Petersburg, 190000 E-mail: [email protected] The special role in the technology of specialized products and baby food products belongs to grain crops, which make up a significant part of the raw materials of food and processing industry enterprises. The most promising raw materials for the production of protein-lipid compositions among grain crops are such widespread and important crops in the Russian Federation as oats and barley, due to their ability to form cost-effective, stable grain yields in a wide range of soil and climatic conditions. The genetic potential of the variety largely determines the level of yield and product quality. In this regard, the selection of naked oats and barley is relevant, which has a grain of valuable quality and is more technologically advanced in processing compared to film. The material for this study was 27 varieties of barley and oats (naked and filmy subspecies) from the world collection of the Federal Research Center of the All-Russian Institute of Plant Genetic Resources named after N.I. Vavilov (VIR)., The geometric characteristics of the grain in barley and oat varieties were measured and calculated (linear dimensions, external surface area, sphericity, grain volume, the ratio of grain volume to the external surface area), grain characteristics related to density were determined (physical density, bulk density (nature), mass and volume of 1000 seeds); the moisture content, protein and fat in oat and barley grains were studied. As a result of the study, two naked varieties of oats (“Samson 57” and “Percheron”) and two varieties of barley (“Nudum 95” and “Omsk naked 4”) were selected. They were characterized by an increased protein and fat content, increased density and sufficient grain size. The indicators of the isolated naked varieties of barley and oats exceed the standard geometric and physical grain indicators and have the biochemical properties necessary to obtain protein-lipid-carbohydrate compositions from grain raw materials with a balanced nutrient composition for subsequent use in specialized and mass, including baby food. Keywords: grain, oat, barley, selection, raw materials, functional and children food products, protein-lipid -carbohydrate compositions ХИ ПС №4 – 2021 128

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Reference materials in the technology of specialized prod- ucts for the prevention and treatment of allergic Batalova, G. A. (2014). Perspektivy i rezul’taty selekt- diseases]. Pishchevaya promyshlennost’: Nauka i sii golozernogo ovsa [Prospects and results of na- tekhnologii [Food Industry: Science and Technology], ked oat breeding]. Zernobobovye i krupyanye kul’tu- 12(3), 49-55. ry [Legumes and Cereal Crops], 2, 64-69. Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A., Gaponova, O. M., & Matveeva, G. A. (2014). Bezlaktoznye bezgly- Batalova, G. A., & Shevchenko, S. N. (2018). Nekotorye utenovye produkty na zernobobovoi osnove rezul’taty selektsii golozernogo ovsa dlya evro- dlya pitaniya lyudei s tseliakiei i laktoznoi ne- peiskoi territorii Rossii [Some results of naked dostatochnost’yu [Lactose-free, gluten-free, le- oat breeding for the European territory of Russia]. gume-based foods for people with celiac disease Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi and lactose intolerance]. Eksperimental’naya i akademii nauk [Proceedings of the Samara Scientific klinicheskaya gastroenterologiya [Experimental and Center of the Russian Academy of Sciences], 20(2), Clinical Gastroenterology], 105(5), 47-48. 198-203. Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A., Matveeva, G. A., & Lisitsyn, D. A. (2017). Deserty na zernobobovoi os- Bul’on, V. V., Malyshkin, K. A., Khnychenko, L. K., nove v pitanii bol’nykh s neperenosimost’yu kom- Gaponova, L. V., & Lapteva, E. N. (1994). Farmako- ponentov korov’ego moloka i tseliakiei [Desserts i dietoterapiya alimentarnoi distrofii v eksperi- based on legumes in the nutrition of patients with mente [Pharmaco- and diet therapy of alimentary intolerance to cow’s milk components and celi- dystrophy in experiment]. In Aktual’nye voprosy ek- ac disease]. Gastroenterologiya Sankt-Peterburga sperimental’noi i klinicheskoi farmakologii [Topical [Gastroenterology of St. Petersburg], 1, 72-72b. issues of experimental and clinical pharmacology] Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A., Matveeva,  G.  A., (pp. 23-24). Smolensk: Saratovskii gosudarstven- Lovtsova, L. B., Stepanova, A. P., & Gapono- nyi meditsinskii institut. va,  O.  M. (2013). Rol’ zernobobovykh produktov i maslichnogo syr’ya v reshenii aktual’nosti prob- Fomina, M. N., Aver’yasova, Yu. S. (2016). lem shkol’nogo pitaniya [The role of leguminous Geometricheskaya kharakteristika zerna goloz- products and oilseeds in solving the urgency of ernykh sortov ovsa v zone severnoi lesostepi school meals]. Pishchevaya promyshlennost’ [Food Tyumenskoi oblasti [Geometrical characteristics Industry], 12, 24-28. of the grain of naked oat varieties in the zone of Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A., Volotovskaya, N. V., the northern forest-steppe of the Tyumen region]. Kuz’min, A. L., & Matveeva, G. A. (2006). Kont- Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka [Agricultural sentraty na osnove zlakovykh dlya lechebnogo pi- science of the Euro-North-East], 3, 4-9. taniya detei i vzroslykh, stradayushchikh nepe- renosimost’yu korov’ego moloka [Cereal-based Gagkaeva, T. Yu., Gavrilova, O. P., Loskutov, I. G., concentrates for therapeutic nutrition of chil- Blinova, E. V., Anikina, L. V. (2012). Kharakteristika dren and adults suffering from cow’s milk in- obraztsov ovsa po ustoichivosti k fuzariozu tolerance]. Gastroenterologiya Sankt-Peterburga [Characteristics of oat samples for resistance to [Gastroenterology of St. Petersburg], 1-2, 31. Fusarium]. Katalog mirovoi kollektsii VIR [Catalog Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A., Zabodalova, L. A., of the world collection All-Russian Institute of Plant Volotovskaya, N. V., & Kuz’min, A. L. (2005). Genetic Resources named after N. I. Vavilov], 808, 58. Adaptirovannye spetsializirovannye smesi s izoly- atom soevogo belka v pitanii detei s pishchevoi Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A, Tarasova, L. I., neperenosimost’yu [Adapted specialized formulas Tagieva, T. G., & Matveeva, G. A. (2019). Osnovnye with soy protein isolate in the nutrition of children aspekty spetsializirovannogo pitaniya detei s with food intolerance]. Gastroenterologiya Sankt- pishchevoi allergiei i neperenosimost’yu v dets- Peterburga [Gastroenterology of St. Petersburg], kom sadu [The main aspects of specialized nu- 1-2, 28. trition for children with food allergies and intol- Gavrilyuk, I. P., Gubareva, N. K., Perchuk, I. N., erances in kindergarten]. In Pishcha. Ekologiya. Alpat’eva, N. V., Martynenko, N. M., Loskutov, I. G., & Kachestvo: Sbornik materialov XVI Mezhdunarodnoi Krasil’nikov, V. N. (2013). Oves v bezglyutenovom pi- nauchno-prakticheskoi konferentsii [Food. Ecology. tanii [Oats in a gluten-free diet]. Trudy po prikladnoi Quality: Proceedings of the XVI International botanike, genetike i selektsii [Proceedings on Applied Scientific and Practical Conference] (vol. 1, pp. 186- Botany, Genetics and Breeding], 171, 269-270. 190). Barnaul: Altaiskii gosudarstvennyi universi- Isachkova, O. A., & Ganichev, B. L. (2012). Krupnost’ tet. zerna sortoobraztsov golozernogo ovsa v uslovi- Gaponova, L. V., Polezhaeva, T. A., & Matveeva, G. A. (2019). Ispol’zovanie zernobobovogo i orekhovo- go syr’ya v tekhnologii spetsializirovannykh pro- duktov dlya profilaktiki i lecheniya allergicheskikh zabolevanii [The use of leguminous and nut raw ХИ ПС №4 – 2021 129

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ yakh severnoi lesostepi kemerovskoi oblasti [Grain varieties of oats according to the main indicators size of bare-grained oat varieties in the conditions of grain quality]. Sel’skokhozyaistvennaya biologiya of the northern forest-steppe of the Kemerovo re- [Agricultural Biology], 5, 87-89. gion]. Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrar- Krasil’nikov, V. N., Gavrilyuk, I. P., Batalova,  G.  A., nogo universiteta [Bulletin of the Altai State Agrarian Afonin, D. V., Popov, V. S., Sergeeva, S. S., University], 12, 11-14. Loskutov,  I.  G., & Gubareva, N. K. (2017). Ivanova, Yu. S., Fomina, M. N., & Loskutov, I. G. Pishchevye volokna i aveniny zerna golozernykh (2018). Biokhimicheskie pokazateli kachestva zer- sortov ovsa novoi selektsii [Dietary fibers and na u kollektsionnykh obraztsov ovsa golozer- avenins in grains of naked oat varieties of a new nogo v usloviyakh severnoi lesostepi [Biochemical selection]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledova- indicators of grain quality in collection sam- tel’skii zhurnal [International Research Journal], 1, ples of naked oats in the conditions of the north- 111-116. https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.55.183 ern forest-steppe]. Dostizheniya nauki i tekhniki Loskutov, I. G. (2007). Oves (Avena L.). Raspro- APK [Achievements of science and technology of the stranenie, sistematika, evolyutsiya i selektsionnaya agro-industrial complex], 32(6), 38-41. https://doi. tsennost’ [Distribution, taxonomy, evolution and org/10.24411/0235-2451-2018-106090 breeding value]. S-Petersburg: VIR. Ivanova, Yu. S., Loskutov, I. G., Fomina, M. N., & Loskutov, I. G., Gagkaeva, T. Yu., Gavrilova, O. P., & Blinova, E. V. (2018). Geometricheskaya kharak- Blinova, E. V. (2016). Raznoobrazie kul’turnogo teristika zerna golozernykh sortov ovsa v zone ovsa po khozyaistvenno tsennym priznakam i ikh Severnogo Zaural’ya [Geometric characteristics svyaz’ s ustoichivost’yu k fuzariozu [Variety of of the grain of naked oat varieties in the zone of cultivated oats according to economically valu- the Northern Trans-Urals]. Katalog mirovoi kollekt- able traits and their relationship with resistance sii VIR [Catalog of the world collection All-Russian to Fusarium]. Vavilovskii zhurnal genetiki i selekt- Institute of Plant Genetic Resources named after N. I. sii [Vavilov Journal of Genetics and Breeding], 20(3), Vavilov], 854, 36. 286-294. https://doi.org/10.18699/VJ16.151 Kabashov, A. D., Loskutov, I. G., Vlasenko, N. M., Loskutov, I. G., Shelenga, T. V., Konarev, A. V., Leibovich, Ya. G., Markova, A. S., Filonenko,  Z. V., Vargach, Yu. I., Porokhovinova, E. A., Blinova, E. V., & Razumovskaya L. G. (2020). Sorta ovsa Gnutikov,  A.  A., & Rodionov, A. V. (2020). Novyi Nemchinovskoi selektsii, vklyuchennye v podkhod k strukturirovaniyu sortovogo raznoo- Gosreestr v poslednie gody [Oat varieties of braziya golozernykh i plenchatykh form kul’tur- Nemchinov breeding, included in the State nogo ovsa (Avena sativa L.) [A new approach to Register in recent years]. Trudy po prikladnoi structuring the varietal diversity of naked and botanike, genetike i selektsii [Proceedings on Applied filmy forms of cultivated oats (Avena sativa L.)]. Botany, Genetics and Breeding], 181(1), 110-118. Ekologicheskaya genetika [Environmental Genetics], https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-1-110- 18(1), 27-41. https://doi.org/10.17816/ecogen12977 118 Sidorenko, V. S., Naumkin, D. V., Kostromicheva, V. A., Khnychenko, L. K., Bul’on, V. V., Zavodskaya, I. S., Starikova, Zh. V., & Ukhova, F. V. (2016). Sapronov, N. S., & Gaponova, L. V. (2000). Gepato- Perspektivy selektsii golozernogo yachmenya i zashchitnye svoistva belkov soi i vozmozhnost’ ovsa v Tsentral’noi Rossii [Prospects for selec- ikh ispol’zovaniya v dietoterapii khronicheskogo tion of naked barley and oats in Central Russia]. toksicheskogo gepatita [Hepato-protective prop- Zernobobovye i krupyanye kul’tury [Legumes and erties of soy proteins and the possibility of their Cereal Crops], 1, 78-83. use in the diet therapy of chronic toxic hepati- Yusova, O. A., & Vasyukevich, S. V. (2014). Otsenka tis]. Byulleten’ eksperimental’noi biologii i meditsiny kollektsionnykh obraztsov ovsa po produktivno- [Bulletin of Experimental Biology and Medicine], 3, sti i biokhimicheskim pokazatelyam v usloviyakh 283-286. yuzhnoi lesostepi zapadnoi Sibiri [Evaluation of Kornen, N. N., Viktorova, E. P., & Evdokimova, O. V. collection samples of oats in terms of productiv- (2015). Metodologicheskie podkhody k sozdani- ity and biochemical parameters in the conditions yu produktov zdorovogo pitaniya [Methodological of the southern forest-steppe of Western Siberia]. approaches to the creation of healthy food prod- Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo universiteta ucts]. Voprosy pitaniya [Nutrition Issues], 84(1), 95- [Bulletin of the Altai State University], 7, 33-37. 99. Bityutskii, N., Loskutov, I., Yakkonen, K., Konarev, A., Kozlova, G. Ya., & Akimova, O. V. (2009). Srav- Shelenga, T., Khoreva, V., Blinova, E., & Rymin, A. nitel’naya otsenka golozernykh i plenchatykh sor- (2019). Screening of Avena sativa cultivars for iron, tov ovsa po osnovnym pokazatelyam kachestva zinc, manganese, protein and oil contents and zerna [Comparative evaluation of naked and filmy fat-ty acid composition in whole grains. Cereal ХИ ПС №4 – 2021 130

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Research Communication, 48, 87-94. https://doi. Science, 76(2), 334-342. https://doi.org/10.1111/ org/10.1007/s42976-019-00002-2 j.1750-3841.2010.02038.x Daou, C., & Zhang, H. (2012). Oat beta-glucan: Its Meydani, M. (2009). Potential health benefits of avenan- role in health promotion and prevention of diseas- thramides of oats. Nutrition Reviews, 67(12), 731-735. es. Comprehensive Reviews in Food Science and Food https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2009.00256.x Safety, 11(4), 355-365. https://doi.org/10.1111/ Pawlowska, P., Diowksz, A., & Kordialik-Bogacka, E. j.1541-4337.2012.00189.x (2012). State of the art incorporation of oats into a Koehler, P., & Wieser, H. (2013). Chemistry of cere- gluten-free diet. Food Reviews International, 28(3), al grains, in handbook on sourdough biotechnology. 330-342. https://doi.org/10.1080/87559129.2012.6 Springer Science and Business Media, New York. 60715 https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5425-0_2 Shvachko, N. А., Loskutov, I. G., Semilet, T. V., Leonova, S., Gnutikov, A., Loskutov, I., Blinova, E., Popov,  V.  S., Kovaleva, O. N., & Konarev, A. V. Gustafsson, K.-E., & Olsson, O. (2020). Diversity (2021). Bioactive components in oat and bar- of avenanthramide content in wild and cul- ley grain as a promising breeding trend for func- tivated oats. Proceedings on Applied Botany, tional food production. Molecules, 26, Article 2260. Genetics and Breeding, 181(1), 30-47. https://doi. https://doi.org/10.3390/molecules26082260 org/10.30901/2227-8834-2020-1-30-47 Singh, R., De, S., & Belkheir, A. (2013). Avena sativa Leonova, S., Shelenga, T., Hamberg, M., Konarev, A. (Oat), a potential neutraceutical and therapeutic V., Loskutov, I., & Carlsson, A. S. (2008). Analysis agent: an overview. Critical Reviews in Food Science of oil composition in cultivars and wild spe- and Nutrition, 53(2), 126-144. https://doi.org/10.10 cies of oat (Avena sp.). Journal of Agricultural and 80/10408398.2010.526725 Food Chemistry, 56(17), 7983-7991. https://doi. Stewart, D., & McDougall, G. (2014). Oat agriculture, org/10.1021/jf800761c cultivation and breeding targets: implications Liu, K. (2011). Comparison of lipid content and fat- for human nutrition and health. British Journal ty acid composition and their distribution with- of Nutrition, 112, 50-57. https://doi.org/10.1017/ in seeds of 5 small grain species. Journal of Food S0007114514002736 ХИ ПС №4 – 2021 131

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ УДК 664.66:621.577 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.246 Генерация альтернативной энергии в производстве хлебобулочных изделий с применением теплового насоса Дранников Алексей Викторович ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Адрес: 394036, Россия, г. Воронеж, пр-т Революции, д. 19 E-mail: [email protected] Тертычная Татьяна Николаевна ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. Петра I», Адрес: 394087, Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1 E-mail: [email protected] Шевцов Александр Анатольевич ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», Адрес: 394036, Россия, г. Воронеж, пр-т Революции, д. 19 E-mail: [email protected] Засыпкин Никита Владимирович ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Адрес: 394036, Россия, г. Воронеж, пр-т Революции, д. 19 E-mail: [email protected] Развитие альтернативной энергетики открывает реальные перспективы в применении тепловых насосов в различных отраслях промышленности. Одновременное получение тепла и холода посредством тепловых насосов основано на использовании низкопотенциальной энергии, которая в значительных объемах сбрасывается в атмосферу. В этой связи внедрение теплонасосных технологий в производство хлебобулочных изделий позволит создать условия для экономии энергетических затрат и снизить влияние негативных факторов на экологическую безопасность. В работе обосновано энергоэффективное вовлечение двухступенчатого парокомпрессионного теплового насоса в технологическую схему, обеспечивающего повышение термодинамического совершенства сложной теплотехнологической системы. В качестве рабочих тел для первой ступени выбран фреон R600а, для второй ступени использована вода R718. Сопряжение ступеней осуществляется через конденсатор- испаритель, который для ступени низкого давления является конденсатором, а для ступени высокого давления испарителем. Установлены режимы функционирования теплового насоса для подготовки высокопотенциального и низкопотенциального теплоносителя для реализации энергоемких процессов расстойки, выпечки и охлаждения тестовых заготовок. Построены термодинамические диаграммы для фреона R600а и воды R718 наглядно отражающие рабочие циклы ступеней теплового насоса. В соответствии с методологией эксергетического анализа технология разбита на семь контрольных поверхностей, между которыми установлен обмен материальными и энергетическими потоками. По методике Бродянского В.М. выполнен эксергетический анализ, построена эксергетическая диаграмма Грассмана-Шаргута, свидетельствующие о повышении эксергетического КПД технологии получения хлебобулочных изделий с применением теплового насоса. Ключевые слова: хлебобулочные изделия, теплонасосная технология, двухступенчатый парокомпрессионный тепловой насос, эксергетический анализ Введение ных изделий, связанных с непрерывным ростом цен на энергоносители ставят перед хлебопекар- В структуре себестоимости хлебобулочных изде- ными предприятиями новые задачи по энергос- лий энергетические затраты составляют до 30 % и бережению и поиску инновационных решений в более (Ауэрман, 2005; Цыганова, 2014; Пащенко & снижении себестоимости выпускаемой продукции Жаркова, 2008; Гаранина, 2018). Увеличение энер- (Тенденция формирования хлебопекарного рын- гетических затрат на производство хлебобулоч- ка России в 2010-2020 гг., 2021). ХИ ПС №4 – 2021 132

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ В поле зрения специалистов отрасли и ученых низкопотенциальной энергии в тепловые и тепло- профильных вузов всегда остаются актуальные массообменные процессы посредством теплового вопросы повышения энергоэффективности про- насоса. При разработке теплонасосной техноло- изводства хлебобулочных изделий, которые в на- гии хлебобулочных изделий использован балан- стоящее время решаются на основе принципов совый метод распределения энергии в замкнутых энергосбережения, в том числе и за счет внедре- термодинамических циклах по материальным и те- ния энергосберегающих теплонасосных техно- пловым потокам в сочетании с комплексно-энер- логий и рециркуляционных схем на их основе гетическим подходом, подкрепленным методом (Chicherin, 2018a; Chicherin, 2018b). эксергетического анализа при оценке термодина- мического совершенства предлагаемой технологии. Генерация возобновляемой энергии с использо- ванием тепловых насосов составляет одно из ос- Использование двухступенчатого ПКТН новных направлений современных исследований в технологии хлебобулочных изделий в области развития альтернативной энергетики (Алексеенко, 2009; Горшков, 2004; Chicherin, 2018a; На основании аннализа накопленного опыт по эф- Chicherin, 2018b). фективному замещению в системах теплоснаб- жения невозобновляемых источников энергии Возможности подключения тепловых насосов для на теплоту возобновляемых и вторичных энер- генерации альтернативной энергии в тепловых и горесурсов посредством ТН1,2,3 предложена те- тепломассообменных процессах пищевой и хими- плонасосная технология хлебобулочных изделий ческой технологии обоснованы в работах (Брити- (Рисунок 1). ков & Шевцов, 2012; Остриков и др., 2020; Шевцов и др., 2018; Шевцов и др., 2019). Особенностью технологического потока являет- ся применение хлебопекарной печи с секцион- Многочисленные исследования показали преи- ной обогревающей рубашкой фирмы ThermoRol. мущества парокомпрессионных двухступенчатых Хлебопекарная печь ThermoRoll – это современ- тепловых насосов (ПКТН), которые обеспечивают ная сквозная ленточная печь в термомасляном ис- получение высокой температуры теплоносителей полнении с программируемым управлением всех в технологическом процессе (Елистратов & На- функций. В такой печи в качестве высокотемпера- коряков, 2007а; Елистратов & Накоряков, 2007б; турного теплоносителя применяется специальное Елистратов & Накоряков, 2008; Елистратов, 2009). масло, которое подогревается до заданной темпе- ратуры и с помощью маслонасоса перекачивает- Цель работы – разработка теплонасосной техно- ся к нагревательным панелям, установленных в логии хлебобулочных изделий с использованием печи. Тепловое излучение нагревательных пане- двухступенчатого парокомпрессионного теплово- лей при подаче воды обеспечивает необходимые го насоса (ПКТН). термовлажностные условия в каждой секции по длине ленты, на которой располагаются тестовые Методы и материалы исследования заготовки1,2,3. Методы В процессе выпечки осуществляется утилизация парообразующейся смеси, которая отводится из Предложен мeтoдoлoгичecкий подход к opгaнизa- каждой секции термомасляной печи в теплооб- ции и формированию энергоэффективной техноло- менник-рекуператор 15, охлаждается и методом гий хлебобулочных изделий на основе принципов отгонки разделяется на воду и этиловый спирт. энергосбережения, основанных на рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов с возвратом Разработан способ управления теплонасосной технологией в области допустимых технологиче- 1 Шевцов, А. А., Ткач, В. В., Тертычная, Т. Н., & Сердюкова, Н. А. (2019). Способ управления процессом переработки масличных семян в биодизельное топливо (Патент РФ 2693046). Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова. https://patents.google.com/patent/RU2693046C1/ru 2 Четверикова, И. В., Шевцов, А. А., Ткач, В. В., & Сердюкова, Н. А . (2019). Способ комплексной переработки семян сои с выделени- ем белоксодержащих фракций (Патент РФ 2689672). Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова. https://patents.google.com/patent/RU2689672C1/ru 3 Чертов, Е. Д., Чешинский, В. Л., Магомедов, Г. О., Шевцов, А. А., Пономарева, Е. И., & Одинцова, А. В. (2017). Способ производ- ства хлебобулочных изделий (Патент РФ 2613283). Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова. https://patenton.ru/patent/RU2689672C1 ХИ ПС №4 – 2021 133

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Рисунок 1. Теплонасосная технология хлебобулочных изделий 1, 6; машины тестомесильные 2, 7; дозировочные станции 3, 8; нагнетатель 4; бункер для брожения 5; корыто Рабиновича 9; тестоделитель 10; округлитель 11; расстойный шкаф 12; термомасляную поточную туннельную печь 13 с секционной обогревающей панелью и форсунками для впрыска воды; кулер конвективного охлаждения хлебобулочных изделий 14; конденсатор-рекуператор 15; теплообменный аппарат 16 с греющей рубашкой для разделения собранного конденсата методом отгонки на воду и спирт; сборник 17; двухступенчатый ПКТН, включающий компрессоры 18 и 19 соответственно первой и второй ступени, испаритель 20, конденсатор-испаритель 21, конденсатор 22, терморегулирующие вентили 23 и 24 соответственно первой и второй ступени; сборник конденсата 25; парогенератор 26; распределители потоков 27, 28; масляный насос 29; насосы 30, 31; вентиляторы 32, 33, 34; потоки: 1.1 – муки; 1.2 – закваски; 1.3 – выброженной закваски; 1.4  – замешанной закваски; 1.5 – воды; 1.51 – горячей воды; 1.52 – холодной воды; 2.0 – воздуха; 2.1 –парообразующейся смеси; 2.2 – конденсата; 2.3 –спирта; 3.0 –насыщенного пара; 3.1 – отработанной паровоздушной смеси; 3.2 – охлажденной и осушенной паровоздушной смеси; 3.3 –паровоздушной смеси; 4.0, 4.1 – хладагента первой и второй ступени теплового насоса; теплового насоса; 5.0 –термомасла. ских свойств получаемых хлебобулочных изделий. качестве промежуточного теплоносителя для по- В соответствии с программно-логическим алго- лучения насыщенного пара в парогенераторе 26 ритмом сигналы отклонения текущих значений и в качестве основного высокопотенциального технологических параметров от заданных значе- энергоносителя, подаваемого в секционную обо- ний используются для оперативного управления гревающую панель термомасляной печи 13. технологией в целом4. Эксергетический анализ технологии хлебобулочных Регулирование технологических параметров в изделий процессах расстойки, выпечки и охлаждения (Таблица 1) осуществляется в интервале задан- Эксергетический анализ выполнялся для линии ных значений в соответствии с технологически- производства хлебобулочных изделий произво- ми инструкциями5. дительностью 0,8–1,2 т/ч. Линия включала ци- клон-разгрузитель, машины тестомесильные Для подготовки теплоносителей в замкнутых тер- А2-ХТТ для замеса закваски и теста; дозировоч- модинамических циклах используется масло в ную станцию СДМ-4М; лопастной нагнетатель; 4 Шевцов, А. А., Тертычная, Т. Н., Куликов, С. С., Дранников, А. В., & Засыпкин, Н. В. (2020). Способ управления технологией получения хлебобулочных изделий (Патент РФ 2758516). Воронежский государственный университет инженерных технологий. https://yandex.ru/patents/doc/RU2758516C1_20211029 5 Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. (1989). М.: Прескурантиздат. ХИ ПС №4 – 2021 134

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Таблица 1 температур обеспечивалось в многоступенчатом Заданные значения регулируемых параметров центробежном компрессоре типа Рутc (Chamoun et al., 2012). Наименование хлеба Методика расчета эксргетических потерь Параметры дарницкий украинский подовый новый Расчет эксергии каждого материального и энерге- тического потока осуществлялся по методике6 Бро- подовый дянского (Бродянский и др., 1988), в соответствии с моделью окружающей среды Шаргута (Шаргут Температура, оС: & Петела, 1968) по схеме обмена потоками между контрольными поверхностями (Рисунок 3). в расстойном шкафу 38 ± 0,5 39 ± 0,5 Технологическая система условно отделена от в первой зоне выпечки 110 ± 0,5 118 ± 0,5 окружающей среды замкнутыми контрольными поверхностями: I – подготовки жидкой закваски, во второй зоне выпечки 180 ± 0,5 187 ± 0,5 II – подготовки теста, III – расстойки тестовых за- готовок, IV – выпечки и охлаждения тестовых за- в третьей зоне выпечки 230 ± 0,5 238 ± 0,5 готовок; V - получения пара в парогенераторе; VI – подготовки термомасла в двухступенчатом в четвертой зоне выпечки 150 ± 0,5 170 ± 0,5 каскадном парокомпрессионном тепловом насо- се; VII - конденсации парообразующейся смеси в в кулере конвектив- 15 ± 0,5 16 ± 0,5 процессе выпечки и ее разделение методом от- ного охлаждения гонки на воду и спирт (Рисунок 1). термомасла после конденсатора 260 ± 0,5 280 ± 0,5 Относительная влажность паровоздушной смеси, %: в расстойном шкафу 77,0 ± 2,5 78,0 ± 2,5 в первой зоне выпечки 77,5 ± 2,5 78,5 ± 2,5 во второй зоне выпечки 77,5 ± 2,5 78,5 ± 2,5 в третьей зоне выпечки 77,5 ± 2,5 78,5 ± 2,5 в четвертой зоне выпечки 77,5 ± 2,5 78,5 ± 2,5 в кулере конвектив- 60,5 ± 2,5 65,5 ± 2,5 ного охлаждения Таблица 2 бункер для брожения закваски И8-ХТА-12/2; до- Параметры двухступенчатого парокомпрессионно- затор закваски И8-ХТА-12/4; дозировочную го теплового насоса станцию СДМ5; емкость для брожения теста И8-Х- ТА-12/6; тестоделитель «Кузбасс-68-2М»; ленточ- Рабочее тело первой Фреон R600а ный округлитель; шкаф окончательной расстойки ступени (хладагент) минус 12 Т1-ХРЗ-120; термомасляную поточную четырех- секционную туннельную печь фирмы ThermoRol; Температурой кипения в испа- 5,8-8,0 кулер для конвективного охлаждения хлебобулоч- рителе первой ступени, оС ных изделий КВЛ-1. 110 - 120 Коэффициент теплопереда- Энергоэффективные режимы технологических чи в испарителе, кВт/(м2 Ч 2,2-3,5 операций в области допустимых свойств получа- емой хлебной продукции осуществлялись с по- Температура конденсации в кон- ФВБС6 мощью двухступенчатого парокомпрессионного денсаторе-испарителе, оС 4,2-4.5 теплового насоса (Таблица 2). Коэффициент теплопереда- R718 (вода) Термодинамические циклы ступеней ПКТН обе- чи в конденсаторе, кВт/(м2Ч 100 спечивали реализацию заданных термовлажност- ных режимов процессов расстойки, выпечки и Компрессор первой ступени 260-280 охлаждения тестовых заготовок (Рисунок 2). Мощность электродвигателя ком- Cross Air Использование воды как наилучшего хладагента прессора первой ступени, кВт 7,5-8,2 для второй ступени ПКТН имеет существенные преимущества. Сжатие водяных паров до высоких Рабочее тело второй ступени (хладагент) Температура кипения в кон- денсаторе-испарителе, оС Температура конденсации в кон- денсаторе второй ступени, оС Компрессор второй ступени Мощность злектродвигателя ком- прессора второй ступени, кВт 6 Бродянский, В. М., Верхивкер, Г. П., Дубовской, С. В., Карчев, Я. Я., Лейтес, И. Л., Максимова, Т. В., Никитин, Д. Г., Нестеров, Б. П., Оносовский, В. В., Прохоров, В. И., Шилкопер, С. М., Сорин, М. В., Щеголев, Г. М., Хлебалин, Ю. М., Попов, А. И., & Янтов- ский, Я. И. (1991). Эксергетические расчеты технических систем. Справочное пособие. Киев: Наукова Думка. ХИ ПС №4 – 2021 135

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ аб Рисунок 2. Термодинамические циклы в диаграмме lgP- I: а – первой ступени теплового насоса (R600а); б – второй ступени (R718); Р – давление, кПа; I – энтальпия, кДж/кг В качестве абсолютного эксергетического пара- E1 + E2 + Eэп = E3 + E4 + E5 + Di + De, (2) метра, используемого в расчетах, выбрана экс- ергетическая мощность Pe, кДж/ч, учитывающая где слагаемые этого уравнения – эксергетическая энергию материальных и тепловых потоков. Из- менение эксергии по каждой контрольной по- мощность (кДж/ч): исходной муки E1, компонен- верхности технологической системы, состоящей тов E2, суммарная эксергия, вводимая в систему с из классических необратимых процессов с тече- электроэнергией для работы приводов машин ; эк- нием времени, определялась по формуле7. сергетическая мощность, выводимая из системы с (1) готовыми хлебобулочными изделиями E3, с водой E4, и воздухом пневмотранспорта E5; сумма потерь эксергии в результате необратимости процессов, происходящих внутри контрольной поверхности Di; сумма потерь эксергии во внешнюю среду De. где – суммарная эксергия вводимых в Уравнение (2) отражает изменение эксергии те- плотехнологической системы за счет ввода па- контрольную поверхность материальных и энер- ровоздушной смеси в расстойный шкаф и кулер конвективного охлаждения готовых хлебобулоч- гетических потоков; – суммарная экс- ных изделий, подвода электроэнергии к приводам насосов, вентиляторов и компрессоров двухсту- ергия выводимых из контрольной поверхности пенчатого парокомпрессионного теплового на- соса; покрытия потерь, возникающих вследствие полезных материальных и энергетических пото- необратимости процессов получения закваски, муки, расстойки, выпечки, рекуперативного те- ков; – суммарные эксергетические плообмена при конденсации парообразующейся потери (уравнение Гюи-Стодолы); i = (1;n) – коли- смеси, ее разделение методом отгонки на воду и другие компоненты, в том числе этиловый спирт; пчеосттовкооввв; оkд=и(м1ы;lх) материальных и энергетических изменения теплофизических свойств промежу- ных потоков; j = –(1к;mол)и–чкеослтвиочевсытхвоодэякщсеирхгептоилчеез-- точных продуктов; компенсации потерь, обуслов- ленных действием окружающей среды. ских потерь. Распределение потоков и их обозначение (Табли- ца 3) легли в основу расчета эксергетического КПД и построения эксергетической диаграммы Грасс- мана-Шаргута. Соотношение (1) для рассматриваемой техноло- Эксергия вводимых в систему внешних матери- гической линии представлено в следующем виде: альных потоков: исходной муки и компонентов Eн1 7 Там же. ХИ ПС №4 – 2021 136

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Таблица 3 Эксергия энергетических и материальных потоков № Наименование потока E, кДж/ч потоков Мука 0 1 Замешанная закваска 0 2 Горячая вода 8496 3 Электроэнергия привода тестомесильной машины для замеса опары 19800 4 Электроэнергия привода дозатора дозировочной станции 5400 5 Электроэнергия привода мешалки бункера для брожения закваски 10800 6 Электроэнергия привода нагнетателя опары 7200 7 Электроэнергия привода вентилятора подачи воздуха в циклон-разгрузитель 10800 8 Выброженная закваска 52568 9 Воздух пневмотранспорта из циклона-разгрузителя 0 10 Мука 0 11 Холодная вода 0 12 Воздух пневмотранспорта в циклон -разгрузитель 0 13 Электроэнергия привода тестомесильной машины для замеса теста 14400 14 Электроэнергия привода дозатора закваски 5400 15 Электроэнергия привода лопастного нагнетателя теста 5400 16 Электроэнергия привода тестоделителя 10800 17 Электроэнергия привода ленточного округлителя 39600 18 Электроэнергия привода посадчика заготовок в люльки расстойного шкафа 5400 19 Замешанное тесто 89280 20 Тестовые заготовки после округлителя 17856 21 Воздух после циклона-разгрузителя 0 22 Пар на подготовку паровоздушной смеси в расстойный шкаф 33457 23 Воздух на получение паровоздушной смеси 0 24 Паровоздушная смесь в расстойный шкаф 31248 25 Электроэнергия привода конвейера расстойного шкафа 5400 26 Электроэнергия привода нагнетающего вентилятора 10800 27 Тестовые заготовки после расстойки 62496 28 Отработанная паровоздушная смесь 6570 29 Термомасло в термомасляную поточную туннельную печь 267840 30 Вода на увлажнение тестовых заготовок при выпечке 0 31 Электроэнергия привода конвейера термомасляной поточной туннельной печи 19800 32 Термомасло из термомасляной поточной туннельной печи 124992 33 Парообразующаяся смесь в процессе выпечки 535568 34 Готовые хлебопекарные изделия 17556 35 Термомасло в змеевик парогенератора 132774 36 Конденсат в парогенератор 52570 37 Термомасло из змеевика парогенератора 124992 38 Термомасло в термомасляную печь 267840 39 Электроэнерги я привода компрессора первой ступени 16200 40 Электроэнерги я привода компрессора второй ступени 29520 41 Электроэнерги я привода маслонасоса 23400 42 Электроэнергия вентилятора рециркуляции охлаждаемой паровоздушной смеси 5400 43 Пар на подготовку паровоздушной смеси в аппарат для отгонки спирта 58420 44 Воздух на получение паровоздушной смеси 0 45 Паровоздушная смесь на отгонку спирта 53568 46 Электроэнергия привода вентилятора отвода парообразующей смеси 5400 47 Холодная вода на конденсацию парообразующей смеси 0 48 Отработанная вода 350 49 Вода после отгонки паров избыточного спирта из парообразующей смеси 520 50 Отработанная паровоздушная смесь 26784 51 ХИ ПС №4 – 2021 137

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Рисунок 3. Схема обмена потоками между контрольными поверхностями транспортирующего воздуха Eн1, находящихся в деляли, рассматривая её как бинарную смесь, термодинамическом равновесии с окружающей состоящую из 1 кг воздуха и х кг водяных паров: средой, равна нулю, поэтому исключалась из ба- (4) ланса. Эксергия вещества в потоке, как правило, зависит где с¯в – средняя удельная изобарная теплоемкость от вида энергетических взаимодействий с окру- паровоздушной смеси между его текущим состо- жающей средой и характеризуется температурой, давлением и химическим потенциалом8. янием в потоке и состоянием равновесия с окру- Термической составляющей эксергии облада- жающей средой, кДж/(кг·К); p, pо, , о – полное ли потоки, имеющие температуру выше приня- давление, Па, и относительная влажность воздуха, той для окружающей среды (293,13 K). Удельную термическую эксергию вычисляли по уравнению %, в потоке и в окружающей среде; ps(T), ps(T0) – Гюи–Стодоллы: давление насыщенного водяного пара при темпе- hoп, Sп, рSoапт–урэентпаолтьопкиаяииоэкнрутржоапюищяепйасрроевдоызд, уПша;нhопй, смеси et = e – eo = h – ho – To (S – So) (3) при параметрах потока и окружающей среды, кДж/ кг и кДж/(кг·К). Данные по теплофизическим свой- где e, eo, h, ho, S, So, Т, To – удельная термическая ствам воздуха, воды, сырья и продукта различной эксергия, кДж/кг, удельная энтальпия, кДж/кг, энтропия, кДж/(кг·K) и температура (K) продук- влажности и температуры9,10 взяты из справочной та при текущих параметрах технологического процессa и в состоянии равновесия с окружаю- литературы (Вукалович, 1967; Богословский, 2001). щей средой. Механическая составляющая эксергии характери- зовалась различием в давлении потока веществ и окружающей среды: Эксергию паровоздушной смеси, участвующей (5) в процессах расстойки тестовых заготовок и ох- лаждения готовых хлебобулочных изделий, опре- 8 Там же. 9 Чубик, И. А., & Маслов, А. М. (1970). Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. М.: Пищевая промышленность. 10 Миснар, А. (1968). Справочник. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. М.: Мир. ХИ ПС №4 – 2021 138

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ где R – универсальная газовая постоянная, кДж/ В расчетах учтено влияние на систему внутренних (моль·K); M – молярная масса газа, кг/моль; K; P, Di и внешних De эксергетических потерь. Первые P0 – давление газа в рассматриваемом потоке и в связаны с необратимостью любых реальных про- состоянии равновесия с окружающей средой, кПа. цессов, а вторые – с условиями взаимодействия системы с окружающей средой. В суммарное ко- Химическая эксергия обусловлена тем, что полу- личество внутренних эксергетических потерь вхо- чаемая закваска и тесто имеют концентрацию, дили потери от конечной разности температур в отличающуюся от концентрации распределяе- результате рекуперативного теплообмена меж- мых в окружающей среде компонентов. Расчет ду потоками; электромеханические для работы химической эксергии соединений при получении приводов машин; потери возникающие при не- закваски и теста определялся реакциями образо- обратимом изменении свойств промежуточных вания соединения из более простых веществ. Для продуктов; гидравлические потери, обусловленные этой реакции находится энергия Гиббса, которая внезапным увеличением удельного объема паро- суммируется с энергией компонентов реакции, воздушной смеси, а также внезапным снижением значение которой, как правило, известно по тер- напора термомасла при поступлении во внутрен- модинамическим справочникам. В общем случае нюю полость оборудования. химическая (концентрационная) эксергия каждо- го из потоков продуктов разделения заданного Потери, обусловленные конечной рaзностью тем- состава, извлекаемых из исходной смеси, опре- ператур между потоками, определяли по формуле: делялась по той же формуле, что и термомехани- ческая эксергия потока. Отличие заключалось в Dmo = Qmo · е, (9) том, что общая величина эксергии определялась алгебраической суммой идеальных работ изме- где Qmo – количество теплоты, переданное от одного нения концентрации каждого компонента сме- си11. потока к другому, кДж; е– среднее значение фак- тора Карно для двух взаимодействующих потоков. Молярная химическая эксергия вещества вычис- Фaктор Карно или эксергетическая температур- лялась по формуле: ная функция (Бродянский, Фратшер, & Михалек, 1988) равна термическому КПД цикла Карно меж- µ = G0 + ∑Ai · i, (6) ду температурами контрольной поверхности и ус- ловно принятой окружающей среды: где G0 – энергия Гиббса образования вещества; е = (Ткп – То)/Ткп (9) Ai – коэффициенты в уравнении реакции, i – мо- лярная эксергии исходных веществ, кДж/моль. Теплоемкость смеси муки и компонентов опреде- где Ткп – температура теплоносителя внутри кон- ляли методом нестационарного теплового режи- трольной поверхности, K. ма (Волькенштейн, 1971) по формуле: Эксергетические потери вследствие падения дав- (7) ления паровоздушной смеси при их подаче в кон- трольную поверхность определяли по формуле: Dг = g · Hг · Ткп /Твх , (10) где ср (р,T), с \"р(T) – изобарная теплоемкость ис- где Твх – температурa, K, газа (пара) на входе в кон- следуемого образца при давлении р и температу- ре T и эталонного образца при соответствующем трольную поверхность; Hг – гидравлические по- давлении po и температуре Т, кДж/кг·K; m и m\" – тери, м; g — ускорение силы тяжести, м/с2. массы образца и эталонного вещества, кг;  и \" – время запаздывания измерительных тер- По формуле Дарси-Вейсбаха найдены гидравли- мопар соответственно для исследуемого и эта- ческие потери при входе паровоздушной смеси в лонного образцов, с;  – время запаздывания контрольную поверхность: измерительных термопар пустой измеритель- ной ячейки, с. (11) 11 Бродянский, В. М., Верхивкер, Г. П., Дубовской, С. В., Карчев, Я. Я., Лейтес, И. Л., Максимова, Т. В., Никитин, Д. Г., Нестеров, Б. П., Оносовский, В. В., Прохоров, В. И., Шилкопер, С. М., Сорин, М. В., Щеголев, Г. М., Хлебалин, Ю. М., Попов, А. И., & Янтовский, Я. И. (1991). Эксергетические расчеты технических систем. Справочное пособие. Киев: Наукова Думка. ХИ ПС №4 – 2021 139

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ где vвх – средняя скорость паровоздушной смеси Потери эксергии в окружающую среду, обуслов- по сечению подводящего трубопровода, м/с;  – ленные несовершенством теплоизоляции, найде- коэффициент сопротивления, определяемый от- ны по формуле: ношением внутреннего объема оборудования, рaссматриваемого в качестве контрольной по- De = Qиз · е, (12) верхности, к поперечному сечению входного от- верстия. где Qиз – суммарные потери тепла в окружающую среду через контрольную поверхность, кДж; е – Внешние потери De связаны с условиями со- фактор Карно. пряжения системы с окружающей средой. Эти потери обусловлены отличием определяющих Эксергия каждого материального и энергетиче- потенциалов (температуры, давления, хими- ского потока, а также внутренние и внешние экс- ческого потенциала) внутри рассматриваемой ергетические потери составили эксергетический системы от рaвновесных с окружающей средой баланс теплотехнологической системы получения значений. хлебобулочных изделий (Таблица 3). Таблица 3 Внутренние и внешние эксергетические потери контрольных поверхностей Кон- Эксергетическая мощность, кДж/ч троль- Наименование Воспри- Пере- Потери Потери, КПД, ная контрольной поверхности нятая данная Обозначение кДж/ч % % поверх- ность 62496 9989 DiI 28192 3,49 15,98 DeI 24315 3,05 I Подготовка жидкой закваски (тестомесильная машина, дозировочная станция, бункер для брожения, лопаст- ной нагнетатель, циклон разгрузитель) II Подготовка теста (тестомесильная ма- 89280 17856 DiII 36425 4,52 20,00 шина, дозировочная станция, дозатор закваски; емкость для брожения; те- DeII 34999 4,34 стоделитель; округлитель, лопастной нагнетатель, циклон-разгрузитель) 107136 13884 Di 47760 5,92 12,96 III III Расстойка тестовых загото- вок (расстойный шкаф) De 45492 5,64 III IV Выпечка и охлаждение тестовых заготовок 267840 37847 DiIV 134507 16,68 14,13 (термомасляная хлебопекарная печь, ку- DeIV 95486 11,84 лер для охлаждения готовых изделий) V Получение пара в парогене- 98208 15783 DiV 47213 5,85 16,07 раторе (парогенератор) 20,41 DeV 35212 4,34 12,64 VI Подготовка термомасла в двухступен- 249984 51027 DiVI 109479 13,57 чатом парокомпрессионном тепловом 11287 16,35 насосе (испаритель, конденсатор-ис- DeVI 89478 11,09 паритель, конденсатор, компрес- соры ТРВ, маслонасос, насосы) VII Конденсация парообразующейся смеси 89280 DiIV 41515 5,15 в процессе выпечки и ее разделение ме- DeIV 36478 4,52 тодом отгонки на воду и спирт (рекупера- тивный теплообменник, устройство для отгонки спирта из парообразующей смеси) Итого 964224 157673 (Di + De) 806551 100 ХИ ПС №4 – 2021 140

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Результаты и обсуждения Эксергетический КПД предлагаемой теплонасо- сной технологии составил 16,35 %. Двухступен- Оценку термодинамического совершенства тепло- чатый ПКТН обеспечил реализацию резервов технологической системы получения хлебобулоч- энергоэффективности и вернул значительную ных изделий проводили по эксергетическому КПД: часть бросовой энергии в технологическую си- стему.  (13) Эксергетическая диаграмма Грассмана-Шаргу- где – суммарная эксергетическая мощность та (Рисунок 4) иллюстрирует возврат в систе- му вторичного низкопотенциального тепла, за полезных потоков, кДж/ч; – суммарная за- счет чего существенно снижется расход энергии на единицу массы готовой хлебопекарной про- траченная эксергетическая мощность, кДж/ч. дукции. Рисунок 4. Эксергетическая диаграмма Грассмана-Шаргута Вывод удельные энергозатраты на 25-30 % и как след- ствие снизить себестоимость хлебобулочных из- Использование двухступенчатого ПКТН позво- делий. лило повысить степень термодинамического со- вершенства технологии хлебобулочных изделий. Литература Генерация альтернативной энергии за чет утили- зации и рекуперации теплоты низкопотенциаль- Алексеенко, С. В. (2009). Исследования и разработ- ных источников в замкнутых термодинамических ки Сибирского отделения РАН в области энерго- циклах позволила вернуть в систему часть энер- эффективных технологий. Новосибирск: Наука. гии отработанных теплоносителей и снизить ХИ ПС №4 – 2021 141

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Ауэрман, Л. Я. (2005). Технология хлебопекарного тениеводства и животноводства, 94, 85-90. производства. М.: Профессия. https://doi.org/10.24411/0131-5226-2018-10012 Зверев, В. Г., Назаренко, В. А., & Теплоухов,  А.  В. Богданова, О. В., Алексеева, Л. В., & Петрова, А. А. (2010). Идентификация теплофизических ха- (2019). Современное состояние и тенденции рактеристик материалов. Инженерно-физический развития Российского рынка хлеба и хлебобу- журнал, 3, 614-621. лочных изделий. Вестник Тверского государ- Остриков, А. Н., Шевцов, А. А., Тертычная, Т. Н., ственного университета, 2, 167-174. & Сердюкова, Н. А. (2020). Технология получе- ния гранул из шрота семян рапса с использо- Богословский, С. В. (2001). Физические свойства га- ванием двухступенчатого каскадного паро- зов и жидкостей. СПб.: СПбГУАП. компрессионного теплового насоса. Хранение и переработка сельхозсырья, 4, 22-30. https://doi. Бритиков, Д. А., & Шевцов, А. А. (2012). Энерго- org/10.36107/spfp.2020.390 сбережение в процессах сушки зерновых культур Пащенко, Л. П., & Жаркова, И. М. (2008). Технология с использованием теплонасосных технологий: хлебобулочных изделий. М.: КолосС. Монография. М.: ДеЛи плюс. Тенденция формирования хлебопекарного рынка России в 2010-2020 гг. (2021). Хлебопродукты, 1, Бродянский, В. М., Фратшер, В., & Михалек, К. 16-17. (1988). Эксергетический метод и его приложения. Цыганова, Т. Б. (2014). Технология и организация про- М.: Энергоатомиздат. изводства хлебобулочных изделий. М.: Академия. Шаргут, Я., & Петела, В. (1968). Эксергия. М.: Энергия. Волькенштейн, B. C. (1971). Скоростной метод Шахрай, Т. А., Воробьева, О. В., & Викторова, Е. П. определения теплофизических характеристик (2021). Основные тенденции развития рын- материалов. Л.: Энергия. ка функциональных хлебобулочных изде- лий. Новые технологии, 17(3), 51-58. https://doi. Вукалович, М. П. (1967). Теплофизические свойства org/10.47370/2072-0920-2021-17-3-51-58 воды и водяного пара. М.: Машиностроение. Шевцов, А. А., Бунин, Е. С., Ткач, В. В., Сердю- кова,  Н.  А., & Фофонов, Д. И. (2018). Эффек- Гаранина, В. В. (2018). Основные тенденции разви- тивное внедрение парокомпрессионного тия хлебопекарной отрасли в современных ус- теплового насоса в линию комплексной пере- ловиях. Молодой ученый, 50, 122-123. работки семян масличных культур. Хранение и переработка сельхозсырья, 1, 60-64. Горшков, В. Г. (2004). Тепловые насосы. Анали- Шевцов, А. А., Тертычная, Т. Н., Ткач, В. В., & тический обзор. Справочник промышленного Сердюкова, Н. А. (2019). Энергосберегающая оборудования, 2, 47-80. технология выделения белоксодержащих фракций из масличных семян с применени- Долинский, А. А., Драганов, Б. Х., & Морозюк, Т. В. ем пароэжекторного теплового насоса. Вестник (2007). Альтернативное теплоснабжение на Воронежского государственного университе- базе тепловых насосов: критерии оценки. та инженерных технологий, 2, 35-40. https://doi. Промышленная теплотехника, 6, 67-71. org/10.20914/2310-1202-2019-2-35-40 Chamoun, M., Rulliere, R., Haberschill, P, & Елистратов, С. Л. (2009). Оценка границ технико-эко- Berail,  J.  F. (2012). Вода как хладагент для но- номической эффективности применения тепло- вого высокотемпературного теплового насоса. вых насосов. Вестник Южно-Уральского государ- Холодильная техника, 12, 30-35. ственного университета. Энергетика, 15, 72-78. Chicherin, S. (2018a). Low-temperature district heating distributed from transmission-distribution Елистратов, С. Л., & Накоряков, В. Е. (2007а). junctions to users: Energy and environmental Передовые схемные решения теплонасосных modeling. Energy Procedia, 147, 382-389. https://doi. установок. Известия Вузов. Проблемы энергети- org/10.1016/j.egypro.2018.07.107 ки, 11-12, 64-75. Chicherin, S. V. (2018b). Сomparison of a district heating system operation based on actual data – Елистратов, С. Л., & Накоряков, В. Е. (2007б). Omsk city, Russia, case study. International Journal Экологические аспекты применения пароком- of Sustainable Energy, 38(6), 603-614. https://doi.or прессионных тепловых насосов. Известия РАН. g/10.1080/14786451.2018.1548466 Энергетика, 4, 76-83. Елистратов, С. Л., & Накоряков, В. Е. (2008). Энергетическая эффективность комбиниро- ванных отопительных установок на базе тепло- вых насосов с электроприводом. Промышленная энергетика, 3, 28-33. Закиров, Д. Г., Мухамедшин, М. А., Николаев, А. В., Файзрахманов, Р. А., & Рюмкин, А. А. (2018). Разработка и внедрение технологий использо- вания низкопотенциального тепла тепловыми насосами. Технологии и технические средства механизированного производства продукции рас- ХИ ПС №4 – 2021 142

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Generation of Alternative Energy in Production Bakery Products with the use of Heat Pump A.V. Drannikov, Voronezh State University of Engineering Technologies, 394036, Russia, Voronezh, Revolution Avenue, 19 Е-mail: [email protected] T. N. Tertychnaya, Voronezh State Agrarian University named after Peter I”, 394087, Russia, Voronezh, st. Michurina, 1 Е-mail: [email protected] А.A. Shevtsov, Voronezh State University of Engineering Technologies, 394036, Russia, Voronezh, Revolution Avenue, 19 Е-mail: [email protected] N.V. Zasypkin, Voronezh State University of Engineering Technologies, 394036, Russia, Voronezh, Revolution Avenue, 19 Е-mail: [email protected] The development of alternative energy opens up real prospects for the use of heat pumps in various industries. The simultaneous production of heat and cold by means of heat pumps is based on the use of low-potential energy, which is discharged into the atmosphere in significant volumes. In this regard, the introduction of heat pump technologies in the production of bakery products will create conditions for saving energy costs and reduce the impact of negative factors on environmental safety. The paper substantiates the energy-efficient involvement of a two-stage vapor compression heat pump in the technological scheme, which ensures an increase in the thermodynamic perfection of a complex heat technology system. Freon R600a was selected as working fluids for the first stage, R718 water was used for the second stage. The stages are connected via a condenser-evaporator, which is a condenser for the low-pressure stage and an evaporator for the high-pressure stage. The modes of operation of the heat pump for the preparation of high-potential and low-potential heat carrier for the implementation of energy-intensive processes of proofing, baking and cooling of dough pieces have been established. Thermodynamic diagrams for R600a freon and R718 water are built, which clearly reflect the operating cycles of the heat pump stages. In accordance with the methodology of exergy analysis, the technology is divided into seven control surfaces, between which the exchange of material and energy flows is established. According to the method of V.M. Brodyansky. an exergy analysis was carried out, an exergy diagram of Grassmann-Shargut was constructed, indicating an increase in the exergy efficiency of the technology for obtaining bakery products using a heat pump. Keywords: bakery products, heat pump technology, two-stage steam compression heat pump, energetic analysis. References Auerman, L. Ya. (2005). Tekhnologiya khlebopekar- nogo proizvodstva [Technology of bakery production]. Alekseenko, S. V. (2009). Issledovaniya i razrabot- Moscow: Professiya. ki Sibirskogo otdeleniya RAN v oblasti energoef- fektivnykh tekhnologii [Research and development Bogdanova, O. V., Alekseeva, L. V., & Petrova, A. A. of the Siberian Branch of the Russian Academy of (2019). Sovremennoe sostoyanie i tendentsii razvi- Sciences in the field of energy efficient technologies]. tiya Rossiiskogo rynka khleba i khlebobulochnykh Novosibirsk: Nauka. izdelii [Current state and development trends of the Russian market of bread and bakery products]. ХИ ПС №4 – 2021 143

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Vestnik Tverskogo go-sudarstvennogo universiteta Ostrikov, A. N., Shevtsov, A. A., Tertychnaya, T. N., & [Bulletin of Tver State University], 2, 167-174. Serdyukova, N. A. (2020). Tekhnologiya polucheni- Bogoslovskii, S. V. (2001). Fizicheskie svoistva gazov i ya granul iz shrota semyan rapsa s ispol’zovaniem zhidkostei [Physical properties of gases and liquids]. dvukhstupenchatogo kaskadnogo paro-kompres- S-Petersburg: SPbGUAP. sionnogo teplovogo nasosa [Technology for ob- Britikov, D. A., & Shevtsov, A. A. (2012). taining granules from rapeseed meal using a two- Energosberezhenie v protsessakh sushki zernovykh stage cascade vapor-compression heat pump]. kul’tur s ispol’zovaniem teplonasosnykh tekhnologii: Khranenie i pererabotka sel’khozsyr’ya [Storage and Monografiya [Energy saving in the processes of dry- processing of Farm Products], 4, 22-30. https://doi. ing grain crops using heat pump technologies: org/10.36107/spfp.2020.390 Monograph]. Moscow: DeLi plyus. Brodyanskii, V. M., Fratsher, V., & Mikhalek, K. Pashchenko, L. P., & Zharkova, I. M. (2008). (1988). Eksergeticheskii metod i ego prilozheniya Tekhnologiya khlebobulochnykh izdelii [Technology [The exergy method and its applications]. Moscow: of bakery products]. Moscow: KolosS. Energoatomizdat. Dolinskii, A. A., Draganov, B. Kh., & Morozyuk, T. V. Shakhrai, T. A., Vorob’eva, O. V., & Viktorova, E.  P. (2007). Al’ternativnoe teplosnabzhenie na baze (2021). Osnovnye tendentsii razvitiya rynka teplovykh nasosov: kriterii otsenki [Alternative funktsional’nykh khlebobulochnykh izdelii [The heat supply based on heat pumps: evaluation cri- main trends in the development of the market teria]. Promyshlennaya teplotekhnika [Industrial of functional bakery products]. Novye tekhnologii Heat Engineering], 6, 67-71. [New Technologies], 17(3), 51-58. https://doi. Elistratov, S. L. (2009). Otsenka granits tekhniko-eko- org/10.47370/2072-0920-2021-17-3-51-58 nomicheskoi effektivnosti primeneniya teplo- vykh nasosov [Assessment of the boundaries of Shargut, Ya., & Petela, V. (1968). Eksergiya [Exergy]. the technical and economic efficiency of the use Moscow: Energiya. of heat pumps]. Vestnik Yuzhno-Ural’skogo gosu- darstvennogo universiteta. Energetika [Bulletin of the Shevtsov, A. A., Bunin, E. S., Tkach, V. V., South Ural State University. Energy], 15, 72-78. Serdyukova,  N.  A., & Fofonov, D. I. (2018). Effek- Elistratov, S. L., & Nakoryakov, V. E. (2007a). Ekolo- tivnoe vnedrenie parokompressionnogo teplovogo gicheskie aspekty primeneniya parokom-pression- nasosa v liniyu kompleksnoi pererabotki semy- nykh teplovykh nasosov [Environmental aspects of an maslichnykh kul’tur [Efficient implementation the use of vapor compression heat pumps]. Izvestiya of a vapor compression heat pump in the line of RAN. Energetika [Proceedings of the Russian Academy complex processing of oilseeds]. Khranenie i per- of Sciences. Energy], 4, 76-83. erabotka sel’khozsyr’ya [Storage and processing of Elistratov, S. L., & Nakoryakov, V. E. (2007b). Farm Products], 1, 60-64. Peredovye skhemnye resheniya teplonasosnykh ustanovok [Advanced circuit solutions for heat Shevtsov, A. A., Tertychnaya, T. N., Tkach, V. V., & pump installations]. Izvestiya Vuzov. Problemy en- Serdyukova, N. A. (2019). Energosberegayushchaya ergetiki [Izvestiya Universities. Energy Issues], 11-12, tekhnologiya vydeleniya beloksoderzhashchikh 64-75. fraktsii iz maslichnykh semyan s primeneniem Elistratov, S. L., & Nakoryakov, V. E. (2008). paroezhektornogo teplovogo nasosa [Energy- Energeticheskaya effektivnost’ kombiniro-van- saving technology for the extraction of pro- nykh otopitel’nykh ustanovok na baze teplovykh tein-containing fractions from oilseeds using a nasosov s elektroprivodom [Energy efficiency of steam jet heat pump]. Vestnik Voronezhskogo go- combined heating systems based on electrical- sudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekh- ly driven heat pumps]. Promyshlennaya energetika nologii [Bulletin of the Voronezh State University of [Industrial Energy], 3, 28-33. Engineering Technologies], 2, 35-40. https://doi. Garanina, V. V. (2018). Osnovnye tendentsii razvitiya org/10.20914/2310-1202-2019-2-35-40 khlebopekarnoi otrasli v sovremennykh usloviyakh [The main trends in the development of the baking Tendentsiya formirovaniya khlebopekarnogo rynka industry in modern conditions]. Molodoi uchenyi Rossii v 2010-2020 gg [The trend in the formation [Young Scientist], 50, 122-123. of the Russian bakery market in 2010-2020]. (2021). Gorshkov, V. G. (2004). Teplovye nasosy. Analiticheskii Khleboprodukty [Bakery Products], 1, 16-17. obzor [Heat pumps. Analytical review]. Spravochnik promyshlennogo oborudovaniya [Directory of Indust- Tsyganova, T. B. (2014). Tekhnologiya i organizatsiya rial Equipment], 2, 47-80. proizvodstva khlebobulochnykh izdelii [Technology and organization of production of bakery products]. Moscow: Akademiya. Vol’kenshtein, B. C. (1971). Skorostnoi metod opre- deleniya teplofizicheskikh kharakteristik materia- lov [High-speed method for determining the ther- mophysical characteristics of materials]. Leningrad: Energiya. ХИ ПС №4 – 2021 144

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Vukalovich, M. P. (1967). Teplofizicheskie svoistva vody physical characteristics of materials]. Inzhenerno- fizicheskii zhurnal [Engineering Physics Journal], 3, i vodyanogo para [Thermophysical properties of wa- 614-621. Chamoun, M., Rulliere, R., Haberschill, P, & ter and steam]. Moscow: Mashinostroenie. Berail,  J.  F. (2012). Voda kak khladagent dlya no- vogo vysokotemperaturnogo teplovogo naso- Zakirov, D. G., Mukhamedshin, M. A., Nikola- sa [Water as refrigerant for new high temperature heat pump]. Kholodil’naya tekhnika [Refrigeration ev, A. V., Faizrakhmanov, R. A., & Ryumkin, A. A. Technology], 12, 30-35. Chicherin, S. (2018a). Low-temperature district heat- (2018). Razrabotka i vnedrenie tekhnologii is- ing distributed from transmission-distribution junctions to users: Energy and environmental pol’zovaniya nizkopotentsial’nogo tepla teplo- modeling. Energy Procedia, 147, 382-389. https:// doi.org/10.1016/j.egypro.2018.07.107 vymi nasosami [Development and implemen- Chicherin, S. V. (2018b). Сomparison of a district heating system operation based on actual data – tation of technologies for the use of low-grade Omsk city, Russia, case study. International Journal of Sustainable Energy, 38(6), 603-614. https://doi.or heat by heat pumps]. Tekhnologii i tekhnich- g/10.1080/14786451.2018.1548466 eskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodst- va produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and Technical Means of Mechanized Production of Crop And Livestock Products], 94, 85-90. https://doi.org/10.24411/0131-5226- 2018-10012 Zverev, V. G., Nazarenko, V. A., & Teploukhov, A. V. (2010). Identifikatsiya teplofizicheskikh kharak- teristik materialov [Identification of thermo- ХИ ПС №4 – 2021 145

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ УДК: 333.02 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.300 Цифровизация – основной вектор развития сельского хозяйства России Балыхин Михаил Григорьевич ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств» Адрес: 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11 E-mail: [email protected] Астраханцева Елена Юрьевна ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств» Адрес: 125080, Москва, Волоколамское ш., 11 E-mail: [email protected] Развитие «цифровой» экономики в России является важным стратегическим направлением, определяющим конкурентоспособность страны на национальном и мировом рынке. Целью исследования было анализ мер, предпринимаемых для повышения охвата цифровизацией сельского хозяйства Российской Федерации, состояние и тенденции развития цифровых технологий в отрасли. Выдвинута гипотеза, что нивелированию отрыва отрасли от других сфер экономики будут способствовать меры, предпринимаемые Министерством сельского хозяйства Российской Федерации, региональными органами управления АПК, агропромышленными организациями и фермерским хозяйствам на основании выявленных в процессе анализа проблем и обоснование рекомендаций в области цифровизации разных сфер агропромышленного комплекса. Анализировались источники за последние 12 лет из баз данных РИНЦ в области цифровизации сельского хозяйства, а также учебные пособия и монографии посвященные исследуемой тематике. Установлено место России в рейтинге мировых государств по применению цифровой экономики и использованию предназначенных для этой цели технологий, выявлены причины, препятствующие их освоению. Согласно полученным данным, отставание в области цифровизации в России особенно характерно для сельского хозяйства, несмотря на объективную предрасположенность аграрного производства к применению цифровых технологий. Ключевые слова: цифровизация, сельское хозяйство, цифровые технологии, информатизация, растениеводство, животноводство Введение 2017) отечественных ученых России сформиро- ваны различные теории цифровой экономики, Эффективность сельского хозяйства развитых на которые повлияли труды зарубежных авторов. стран мира преимущественно обеспечивается за К имеющимся ключевым формулировкам можно счет внедрения в разные сферы экономики но- отнести следующие: вейших технологических процессов и совершен- ствования управлении ими. Развитие «цифровой» – экономика нового технологического поколе- экономики в нашей стране согласно Указу Пре- ния (Послание Президента Российской Феде- зидента РФ «О Стратегии развития информа- рации Федеральному Собранию от 1 декабря ционного общества в Российской Федерации на 2016 г.); 2017 – 2030 годы» от 09.05.2017 N 203 заявлено главным стратегическим направлением1. Данные – хозяйственная деятельность, в которой клю- меры представляют важность для всех сфер эко- чевым фактором производства являются дан- номики, включая сельское хозяйство. ные в цифровом виде; обработка больших объемов этих данных и использование резуль- В работах (Крюков, 2010; Лидин, 2012; Pechenaya, татов их анализа по сравнению с традицион- 2018; Малявкина, 2017; Хоменко, 2022; Бабкин, ными формами хозяйствования позволяют существенно повысить эффективность раз- 1 Указ Президента РФ от 9 мая 2017 г., № 203 «О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017 - 2030 годы». Дата введения: с момента утверждения (2017). ХИ ПС №4 – 2021 146

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ личных видов производства, оборудования, ботающие в сельском хозяйстве) считают, что в хранения, продажи, доставки товаров и ус- процессе производства теряется до 40% сельско- луг (Стратегия развития информационного хозяйственной продукции, при том, что нивели- общества РФ на 2017–2030 годы) (Абдрахма- ровать часть потерь (до 2/3), можно с помощью нова, 2019). Однако, до настоящего момента цифровых решений2. Цифровые технологии на- не сформирован универсальный научно обо- целены на эффективное управление экономикой снованный подход и отсутствует персональ- в отраслях сельского хозяйства, поскольку с их ная ответственность за недостижение целевых помощью повышается скорость и качество пе- показателей, установленных дорожными кар- редачи и обработки потоков информации. Циф- тами, что тормозит развитие информатиза- ровизация способствует развитию наукоемких ции, особенно в аграрном секторе экономики. производств, росту производительности тру- Проблему обостряет недостаток и несоответ- да, повышению урожайности и продуктивности, ствие подготовки специалистов профиля по обеспечению сельскохозяйственной продукцией цифровой экономике программным требова- внутреннего рынка, ее сбыту по рациональным ниям Для реализации этих возможностей в ценам, наращиванию экспортного потенциала, 2018 г. была принята Национальная програм- совершенствованию социально-экономических ма «Цифровая экономика Российской Феде- отношений и т.д. В этой связи оценка состояния рации», а с 2020 г. цифровая трансформация и развития цифровых методы работы в сельском определена как национальная цель развития хозяйстве, формирование рекомендаций по ак- страны Составной частью Национальной про- тивизации данных процессов в АПК РФ относит- граммы является Федеральный проект «Кадры ся к разряду актуальных проблем. для цифровой экономики», который устанав- ливает целевые значения по доле россиян, Целью исследования ставилось определение пред- обладающих цифровой грамотностью и клю- посылок, условий и возможностей для широко- чевыми компетенциями цифровой эконо- масштабной цифровизации сельского хозяйства мики: от 30% населения в 2020 г. и до 40% в России, а также разработка рекомендаций по ос- 2024 г. по завершении проекта. [Приказ Мин- воению цифровых технологий в АПК. цифры России]. Для достижения данной цели решению подлежа- Экономическая деятельность, сконцентрирован- ли следующие задачи: определение места России ная на платформе «цифровой» экономики, по- среди других государств по степени охвата цифро- зволяет производить товары, оказывать услуги, выми технологиями; анализ состояния цифрови- отвечающие требованиям и нуждам каждого по- зации в сельском хозяйстве; выявление проблем, требителя; гармонизировать отношения произ- препятствующих освоению прогрессивных проек- водителей с потребителями за счет сокращения тов; выработка рекомендаций для активного ос- количества посредников. Можно предположить, воения цифровых проектов в АПК. что формированию инфраструктуры и техноло- гической платформы (базиса) «цифровой» эко- Материалы и методы исследования номики будет способствовать создание условий, направленных на развитие отраслевого бизне- Материалы са (в том числе, малого и среднего) (Кешелава, 2017). При работе с источниками использовалась база данных РИНЦ в области цифровизации сельско- Одним из основных факторов, определяющих го хозяйства. Источники анализировались за по- результативность современного сельскохозяй- следние 12 лет, на русском и иностранных языках, ственного производства, является цифровизация, опубликованных в профильных журналах, а так- а ее базовым элементом – различные компью- же учебные пособия и монографии посвященные терные программы. В них (в виде математиче- исследуемой тематике исследования. Сопоста- ских моделей и методов обработки информации) вительное исследование и классификация ма- получили отражение знания и разработки веду- териала проводились по следующим ключевым щих ученых и специалистов разных областей словам: цифровизация, сельское хозяйство, циф- сельского хозяйства (Каренов, 2019). Эксперты в ровые технологии, информатизация, растениевод- области цифровизации АПК (IT-специалисты, ра- 2 Программа «Цифровая экономика Российской Федерации» утв. распоряжением Правительством РФ от 28 июля 2017 г. № 1632 р. Дата введения: с момента утверждения (2017). ХИ ПС №4 – 2021 147

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ ство и животноводство. Используя полученную в различных сегментов агро-рынка в цифровых тех- ходе исследования информацию, нам позволило нологиях. Анализ позволил выделить следующие оптимизировать и классифицировать полученные тематические блоки: данные. – география цифровизации; Информационную базу исследования составили – цифровые платформы; директивные материалы в области цифровиза- – цифровые технологии. ции сельского хозяйства, официальные данные статистики, результаты анкетирования, эксперт- По предметному поиску и ключевым словам было ных оценок и др. В качестве базового докумен- найдено 243 статьи, 6 аналитических докладов та использовалась Государственная программа в обзоре глобальных трендов развития цифро- развития сельского хозяйства и регулирования вой технологии и 3 учебных пособия. 92 статьи, 1 рынков сельскохозяйственной продукции, сырья учебное пособие и 3 аналитических обзора отбро- и продовольствия (далее – Госпрограмма). шены как не совсем релевантные и для анализа осталась 151 статья, 2 учебных пособия и 3 ана- Методы исследования литических обзора. Для успешной разработки и последующего ис- Следуя выделенным тематическим блокам, были пользования различных электронных платформ, описаны результаты исследования. систем и сервисов в области цифровизации сель- ского хозяйства использовались следующие на- Результаты и их обсуждение учные методы: анализ, обобщение, логическая интерпретация данных, экспертные оценки. География цифровизации Процедура исследования В 2020 г. цифровизацией было охвачено около 25% и анализ данных мировой экономики (Вартанова, 2018). В нашей стране этот процесс активизировался с утвержде- На первом этапе для анализа источников ис- ния в 2017 г. программы «Цифровая экономика следования в области цифровизации АПК, был Российской Федерации»3 (Бабкин, 2017; Капрано- проведен поиск релевантных источников в базе ва, 2018; Бабанов, 2017; Сударушкина, 2017). Для данных РИНЦ. На втором этапе исследования формирования представления о месте России в каждая статья была проанализирована с точ- рейтинге стран Центром компетенций АНО «Диа- ки зрения наличия в ней информации в обла- лог» разработан метод оценки готовности граждан сти цифрового сельского хозяйства. Данные по к цифровизации. По установленному им индек- каждой статье заносились в аналитическую таб- су Россия в 2021 г. занимала 27-е место, тогда как лицу: Китай, Швейцария и Австралия 28-е, 29-е и 30-е места соответственно. Лидером по топу 51 стра- Предмет Наименова- Автор Год, место ны (участницы ОЭСР, СНГ, БРИКС) в рейтинговой поиска ние источника и орган издания оценке явилась Япония, а США, Италия, Словения, заняли соответственно 24-ю, 25-ю и 26-ю пози- информации ции. Замыкающие места в рейтинге распреде- лились следующим образом: Узбекистан (47-е), Цифро- Факторы Баба- 2017 г. Индия (48-е), Киргизия (49-е). Таджикистан (50-е), визация и проблемы Туркмения (51-е) (Баранов, 218). Отставание на- сельского нов, В.Н. Известия Тульского шей страны по развитию и использованию циф- хозяйства развития ровых технологий от мировых лидеров (Япония, цифровой государственного Сингапур, Швеция, Норвегия, США, Швейцария, экономи- Великобритания и др.), как было отмечено в до- ки в России. университета. Эко- кладе Всемирного банка, обусловлено отсутствием нормативной базы для цифровизации, недостат- номические и юри- ками национальной рыночной среды для ведения бизнеса, слабой ориентацией на нововведения, дические науки, сравнительно низким уровнем использования 255-262 На третьем этапе исследования полученная в ре- зультате анализа источников таблица была проа- нализирована с позиции изучения потребностей 3 Росстат. Россия в цифрах. 2021: Крат.стат.сб. (2021). ХИ ПС №4 – 2021 148

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ данного инструмента отечественными предпри- Цифровые платформы ятиями и населением4. Особенно это ощутимо в сельском хозяйстве, несмотря на объективную Импульс созданию национальной цифровой плат- предрасположенность аграрного сектора эконо- формы был задан приказом Минсельхоза России в мики к широкому применению цифровых тех- 2020 г6. Одной из главных целей данного проекта нологий, в силу специфических особенностей ставилось достижение к 2024 г. за счёт внедрения отрасли: технологическое многообразие произ- цифровых технологий двукратного увеличения водств и культур; отличия и сложность процес- производительности сельскохозяйственных пред- сов, подлежащих цифровизации; участие в ряде приятий посредством цифровой трансформации технологических процессов живых организмов; АПК, обеспечения технологического прорыва в от- вероятность случайных изменений производ- расли. В основу цифровизации сельского хозяй- ственных параметров из-за связи режимов ра- ства могут быть положены концепции точного боты оборудования с растениями, животными и земледелия и умных ферм, технологии компью- людьми; случайный характер контролируемых терного зрения, автономные роботизированные параметров из-за их рассредоточения по боль- системы и искусственный интеллект7. Базой соз- шой площади и др. (Бьерне, 2018). дания цифровой платформы в отраслях сельского хозяйства явился ряд принципиальных установок, Позитивные сдвиги в области цифровизации направленных на повышение конкурентоспособ- начались после утверждения в 2017 г. програм- ности сельскохозяйственного производства, сни- мы «Цифровая экономика Российской Федера- жение затрат на приобретение сырья (вследствие ции» (Ткаченко, 2020). С этого момента вступает сокращения доли некачественного семенного в силу, разработанный Правительством РФ ряд материала, удобрений и пр.), а также обеспече- документов, регламентирующих процесс циф- ние всех участников агропропродовольственного ровизации экономики, а также трансформации бизнеса достоверной информацией о произво- к 2030 г. агропромышленного комплекса в еди- дителях, условиях хранения и транспортировки ную цифровую платформу, обеспечивающую продукции. Примером таких разработок является предоставление информации, услуг и сервисов. Информационно-аналитическая система управле- Для продовольственной безопасности страны, ния растениеводством. увеличения экспорта продукции АПК, развития растениеводства и животноводства, в том чис- Для определения основных экономических по- ле с внедрением инновационных технологий и казателей, характеризующих возможности цифровизации отрасли в Госпрограмме пред- сельского хозяйства инвестировать проекты циф- усмотрен раздел «Стратегические приоритеты в ровизации отрасли, были проведены анализ дан- сфере реализации государственной программы ных официальной статистики (Таблица 1) и опрос развития сельского хозяйства и регулирования экспертов8. рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия». Особое внимание отводит- По приведенным данным можно сделать вывод ся достоверности разрабатываемых прогнозов о высокой степени износа основных фондов в развития отрасли с учетом характерных для АПК АПК, обновление которых потребует значитель- рисков (технических, экономических, социаль- ных капиталовложений, а также о недостаточном ных, природно-климатических), а также росту количестве IT-специалистов, указывающем на не- инвестиций в основной капитал (на 70% в срав- обходимость расширения подготовки работни- нении с 2020 г.) за счет средств федерального ков данной категории. Несмотря на достаточно проекта «Стимулирование инвестиционной де- высокую рентабельность, сельскохозяйственные ятельности в агропромышленном комплексе»5. предприятия не в состоянии без поддержки госу- 4 Цифровые дивиденды. Обзор. Группа всемирного банка. 12 апреля, 2016, из https://documents1.worldbank.org/curated/ en/224721467988878739/pdf/102724-WDR-WDR2016Overview-RUSSIAN-WebRes-Box-394840B-OUO-9.pdf. 5 Постановление Правительства Российской Федерации от 2 сентября 2021 г. № 1474 «О внесении изменений в Государственную программу развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия и признании утратившими силу некоторых актов и отдельных положений некоторых актов Правительства Российской Феде- рации». Дата введения: с момента утверждения (2021). 6 Приказ Минсельхоза России от 25 февраля 2020 года N 84 «О создании национальной платформы «Цифровое сельское хозяй- ство». Дата введения: с момента утверждения (2020). 7 Программа «Цифровая экономика Российской Федерации» утв. распоряжением Правительством РФ от 28 июля 2017 г. № 1632 р. Дата введения: с момента утверждения (2017). 8 Россия в цифрах. 2021. ХИ ПС №4 – 2021 149

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ Таблица 1 Ключевые экономические показатели, характеризующие состояние сельского хозяйства в 2021 г.10 Показатели Единицы измерения Величины показателей Рентабельность производства (в среднем по отрасли) % 20 Число занятого населения в сельской местности (при стагна- Млн чел. 4.4 ции воспроизводства трудовых ресурсов на селе) Количество профессионально подготовленных работников Тыс. чел. Не более 500 Высокая степень износа основных фондов Лет Более 10 – срок службы сельскохозяйственной техники (470 тыс. единиц) Тыс. мото·ч Около 15 – пробег сельхозмашин Снижение рисков отклонений урожайности % Около 10 дарства осуществлять проекты такого масштаба9. пользующих цифровые технологии. (88 % отве- При этом необходимо учитывать, что величи- тов) (Труфляк, 2021). на валютной выручки, поступающей от аграрно- го сектора в бюджет РФ превышала аналогичный Наряду с этим было установлено, что для превали- показатель ВПК (Семин, 2019).1011 рующего большинства фермеров (82% респонден- тов) определяющее значение имел мониторинг Выявлению мотивов, указывающих на предраспо- цен на сельскохозяйственную продукцию; для ложенность к внедрению цифровых технологий в 56% – получение консалтинговых услуг; для сельском хозяйстве, способствовало исследова- 33% – доступность информации; для 30% – свя- ние, проведенное методом анкетирования в 2021 зи с другими представителями рынка (фермера- г. Центром прогнозирования и мониторинга Ку- ми, клиентами и пр.). банского ГАУ по цифровизации АПК, в котором приняли участие 102 эксперта12. Мы разделяем В Таблице 2 представлен прогноз ключевых по- мнение специалистов, считающих, что глобаль- казателей Министерства сельского хозяйства Рос- ная цифровизация национального сельского хо- сийской Федерации на 2030 г. (в сопоставимых зяйства находится на начальном уровне (83 % ценах), в разрезе целей, подлежащих достиже- ответов), и является важной причиной низкой нию в рамках II этапа Госпрограммы цифровиза- конкурентоспособности предприятий, не ис- ции АПК. Таблица 2 Прогноз ключевых целевых показателей Министерства сельского хозяйства РФ на 2030 г.11 Цели Ключевые целевые показатели Единицы Темп роста измерения показателя Цель 1 Индекс производства продукции сель- % 114,6 ского хозяйства (темп роста) Цель 2 Индекс производства пищевых продуктов (темп роста) % 114,7 Цель 3 Уровень среднемесячной начисленной заработ- Руб. 60857 ной платы работников сельского хозяйства (без субъ- ектов малого предпринимательства) Цель 4 Объем экспорта продукции агропромышленного комплекса млрд долл. США 47,1 9 8 трендов управления персоналом в 2021 году. Kickidler. 3 июня, 2021, из https://www.kickidler.com/ru/info/8-trendov-upravleniya- personalom-v-2021-godu.html. 10 Рентабельность сельхозорганизаций выросла в прошлом году до 23,4% - Минсельхоз. (2022, 11 февраля). Финмаркет. http:// www.finmarket.ru/news/5648380 11 Кулистикова, Т. (2021, 8 сентября). Правительство изменило госпрограмму развития сельского хозяйства. АвтоИнвестор. https://www.agroinvestor.ru/analytics/news/36614-pravitelstvo-izmenilo-gosprogrammu-razvitiya-selskogo-khozyaystva 12 Ильюшенков, Д. (2021, ноябрь 17). Правительство просят отменить госрегулирование цен на техосмотр. Ведомости. https:// www.vedomosti.ru/auto/articles/2021/11/16/896165-biznes-gosregulirovanie. ХИ ПС №4 – 2021 150

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ Для дальнейшего развития отрасли запланирова- Исследование показало отсутствие единства мне- но, что к 2024 г. Системы точного земледелия бу- дут использоваться на 25% российских полей, а ний среди стран-лидеров при выборе подхода к здоровье скота отслеживаться с помощью цифро- формированию «цифровой» экономики. Однако вых технологий на 25% ферм13. На основании тен- мнения ученых сходятся в том, что переходу на денции роста ключевых показателей, в том числе цифровизацию экономики должно предшество- средней заработной платы в 1,7 раза (Таблица 2), вать исследование готовности разных отраслей и можно предположить наличие перспектив повы- предприятий к данному процессу, включая оцен- шения мотивации работы в АПК, что важно для ку их технического и экономического состояния. последующей цифровизации сельского хозяйства Важность создания условий для перехода на циф- (Крюков, 2010; Лидин, 2012). Однако выполнению ровые технологии актуализирует тему настоящего Госпрограммы препятствует ряд факторов: огра- исследования. В целях повсеместного внедрения ниченные финансовые возможности сельхозпро- информационных технологий, развития инфра- изводителей; недостаток перерабатывающих структуры и полноценного обеспечения субъ- мощностей; технологическая зависимость расте- ектов экономической деятельности, создания ниеводства от импорта семенного материала, а условий для полного удовлетворения потребно- животноводства, ветеринарии, кормопроизвод- стей всех участников «цифровой» экономики по- ства – от племенной продукции (материала, ин- требуются достаточное финансирование и кадры гредиентов); дефицит высококвалифицированных соответствующей квалификации (Кешелава, 2017). кадров, в том числе IT-специалистов141516. Изучение вопросов по состоянию цифровизации АПК показало, что при постановке данной про- Проблему реализации проекта «Цифровое сель- блемы и доведении подлежащих решению, в этой ское хозяйство», наряду с финансированием, связи, задач до непосредственных исполнителей, следует решать в едином комплексе с целевой по-прежнему большинство вопросов остаются не- подпрограммой «Устойчивое развитие сельских достаточно проработанными и нереализованны- территорий», предусматривающей: обеспече- ми на практике, что подчеркивает актуальность ние комфортных условий жизнеобеспечения настоящего исследования. для граждан, проживающих в сельской местно- сти; создание на селе высокопроизводительных Цифровые технологии рабочих мест; стимулирование граждан для бо- лее активного участия в общественно значимых В России в последние годы наблюдается рост ис- проектах; формирование позитивного отноше- пользования цифровых технологий. Не вызывает ния к сельской местности и сельскому образу сомнения, что данный инструментарий создаст жизни и т д. предпосылки для ускоренного развития нацио- нального сельского хозяйства. Однако нужно учи- Цифровые технологии расширяют возможно- тывать, что использование информационных сти контроля полного цикла процессов растени- технологий в АПК – это не только применение еводства и животноводства, поскольку «умные» информационных технологий, но и обеспече- устройства способны измерять и передавать па- ние IT-специалистами (Бьерн, 2018; Добрынин, раметры почв, растений, микроклимата и т.д. Ана- 2016). Результаты анализа показали, что толь- лизу массива данных, поступающих с датчиков, ко 20 % товаропроизводителей региона готовы дронов и другой техники, будет способствовать к цифровизации своих бизнес-процессов, тог- использование специальных программ. С помо- да как у остальных (80 %) из-за низкого уровня щью мобильных или онлайн-приложений у фер- потенциала и технические возможности, необ- меров и агрономов появится возможность точно ходимые для цифровизации бизнес-процессов определять время, благоприятное для посадки и в АПК, ограничены. Они нуждаются в обучении сбора урожая, рассчитывать схемы внесения удо- и информационно-консультационной поддерж- брений, составлять прогнозы17. ке (Крюков, 2010; Маркова, 2018). По мере охва- та цифровыми технологиями разных процессов 13 Программа «Цифровая экономика Российской Федерации». 14 Поле возможностей: цифровые решения для сельского хозяйства. Ростех. 21 октября, 2020, из https://rostec.ru/news/pole- vozmozhnostey-tsifrovye-resheniya-dlya-selskogo-khozyaystva/ 15 8 трендов управления персоналом в 2021 году. 16 Чиж, Н. (2020, 12 марта). «Диджитал Агро»: «Цифровизация АПК имеет колоссальный потенциал». Диджитал Агро. https:// specagro.ru/news/202003/cifrovizaciya-apk-imeet-kolossalnyy-potencial. 17 «Умное фермерство»: Обзор ведущих производителей и технологий. Агроэкомиссия. 17 июня, 2020, из https://agriecomission. com/base/umnoe-fermerstvo-obzor-vedushchih-proizvoditelei-i-tehnologii ХИ ПС №4 – 2021 151