The interaction of estrogen receptor alpha (ERα) with various metabolites—both endogenous and exogenous, such as those present in food products, as well as gut microbiota-derived metabolites—plays a critical role in modulating the hormonal balance in the human body. In this study, we evaluated a suite of 27 machine learning models and, following systematic optimization and rigorous performance comparison, identified linear discriminant analysis (LDA) as the most effective predictive approach. A meticulously curated dataset comprising 75 molecular descriptors derived from compounds with known ERα activity was assembled, enabling the model to achieve an accuracy of 89.4% and an F1 score of 0.93, thereby demonstrating high predictive efficacy. Feature importance analysis revealed that both topological and physicochemical descriptors—most notably FractionCSP3 and AromaticProportion—play pivotal roles in the potential binding to ERα. Subsequently, the model was applied to chemicals commonly encountered in food products, such as indole and various phenolic compounds, indicating that approximately 70% of these substances exhibit activity toward ERα. Moreover, our findings suggest that food processing conditions, including fermentation, thermal treatment, and storage parameters, can significantly influence the formation of these active metabolites. These results underscore the promising potential of integrating predictive modeling into food technology and highlight the need for further experimental validation and model refinement to support innovative strategies for developing healthier and more sustainable food products.

Исследование влияния употребления обогащенного бислицинатом цинка мармелада на профилактику сахарного диабета 2-го типа у людей с полиморфизмами гена SLC30A8

В связи с развитием тренда на здоровое питание актуально обогащение пищевых продуктов, в частности кондитерских изделий, биологически значимыми элементами. Перспективным функциональным ингредиентом для профилактики метаболических заболеваний является цинк и его хелатные формы. В то же время производители пищевых продуктов могут сталкиваться с технологическими трудностями, связанными с обеспечением надлежащих потребительских характеристик обогащенных изделий. Нами исследовано влияние бисглицината цинка (Zn(C2H4NO2)2) на прочность мармелада. Объектами исследования были образцы мармелада: 1 – с внесением Zn(C2H4NO2)2; 2 – с внесением Zn(C2H4NO2)2 + замена воды на вишневый сок. Контролем был мармелад из пищевого агара, изготовленный по классической рецептуре без внесения Zn(C2H4NO2)2. Установлено, что внесение цинка в хелатной форме укрепляет структуру агара за счет взаимодействия цинка с его полярными группами. Средняя прочность контрольного образца мармелада составила 6,7 Н, образца 1 – 7,3 Н (увеличение на 9%), образца 2 – 8,8 Н (увеличение на 31%). Проведенный корреляционный анализ свидетельствует о влиянии цинка на прочность мармелада (r = 0,9497, p < 0,05, R2 = 0,9019). Также выявлена значительная корреляционная зависимость между структурными характеристиками мармелада и количеством вносимого вишневого сока при замене воды (r = 0,9857, p < 0,05, R2 = 0,9716), что позволяет предположить возникновение синергетического эффекта между компонентами сока и Zn(C2H4NO2)2, вследствие которого повышается стабильность структуры. Результаты исследования демонстрируют возможность использования хелатных форм цинка для производства мармелада на основе агара с улучшенными структурными характеристиками и повышенной пищевой ценностью. With the growing trend toward healthy eating, fortifying foods, particularly confectionery, with biologically significant elements is becoming increasingly important. Zinc and its chelated forms are promising functional ingredients for the prevention of metabolic diseases. However, food manufacturers may face technological challenges in ensuring the proper consumer characteristics of fortified products. We studied the effect of zinc bisglycinate (Zn(C2H4NO2)2) on the strength of marmalade. The study subjects were marmalade samples: 1 – with the addition of Zn(C2H4NO2)2; 2 – with the addition of Zn(C2H4NO2)2 + + replacement of water with cherry juice. The control sample was food agar marmalade, prepared according to the classic recipe without the addition of Zn(C2H4NO2)2. It was found that the addition of chelated zinc strengthens the agar structure due to the interaction of zinc with its polar groups. The average strength of the control marmalade sample was 6,7 N, sample 1 – 7,3 N (an increase of 9%), and sample 2 – 8,8 N (an increase of 31%). The conducted correlation analysis indicates the influence of zinc on the strength of the marmalade (r = 0,9497, p < 0,05, R2 = 0,9019). A significant correlation was also found between the structural characteristics of the marmalade and the amount of cherry juice added when replacing water (r = 0,9857, p < 0,05, R2 = 0,9716), which suggests the occurrence of a synergistic effect between the components of the juice and Zn(C2H4NO2)2, due to which the stability of the structure increases. The results of the study demonstrate the possibility of using chelated forms of zinc for the production of agar-based marmalade with improved structural characteristics and increased nutritional value.

В настоящее время в пищевой промышленности отсутствует стандартизированная методика оценки прочности мармелада на приборе «Структурометр СТ-2», что существенно ограничивает возможности объективного контроля качества как в производственных условиях, так и в научных исследованиях. Нами проведен сравнительный анализ четырех типов инденторов («Блюма», «Нож № 1», «Конус 60», «Цилиндр Ø3») с оценкой воспроизводимости результатов (коэффициент вариации СV). Установлено, что индентор «Цилиндр Ø3» демонстрирует оптимальное сочетание воспроизводимости (CV = 9,3%) и способности дифференцированно оценивать прочность слоев мармелада. Выполнена математическая интерпретация кривых нагружения с выделением стадий деформации: упругой (линейная зависимость F = 0,802h + 0,093, R2 = 0,997), пластической (полином F = 0,021Δh2 – 0,395Δh + 4,997) и разрушения. Полученные регрессионные модели количественно описывают структурно-механические свойства мармелада, в частности жесткость поверхностного слоя (тангенс угла наклона 0,802 Н/мм). Разработанная методика апробирована на мармеладе с модифицированным составом и представляет практическую ценность для стандартизации контроля структурно-механических показателей мармелада. Currently, the food industry lacks a standardized method for assessing the strength of marmalade using the «Strukturometr ST-2» device, which significantly limits the possibilities of objective quality control in both industrial settings and scientific research. We conducted a comparative analysis of four types of indenters («Blyuma», «Knife № 1», «Cone 60», and «Cylinder Ø3») and evaluated result reproducibility (coefficient of variation, CV). It was found that the «Cylinder Ø3» indenter demonstrates an optimal combination of reproducibility (CV = 9,3 %) and the ability to differentially assess the strength of marmalade layers. Mathematical interpretation of the loading curves was performed, identifying the stages of deformation: elastic (linear dependence F = 0,802h + 0,093, R² = 0,997), plastic (polynomial F = 0,021Δh² − 0,395Δh + 4,997), and failure. The obtained regression models quantitatively describe the structural and mechanical properties of marmalade, in particular, the stiffness of the surface layer (tangent of the slope angle 0,802 N/mm). The developed method was tested on marmalade with a modified composition and is of practical value for standardizing the control of structural and mechanical parameters of marmalade.