Пищевая биоинформационная матрица как мультионтологическая архитектура формального представления пищевых объектов

<jats:p>На сегодняшний день в пищевой промышленности одновременно развиваются традиционные (классическая рецептура), биотехнологические (ферментация) и гибридные способы получения пищевых объектов. Один и тот же объект на разных этапах жизненного цикла может выступать продуктом, ингредиентом, сырьем для дальнейшей переработки или образцом, подлежащим лабораторной проверке. В стандартных форматах рыночного функционирования использование триады «наименование – состав – потребительские характеристики» представляется вполне достаточным для развития ассортимента и поддержания контроля качества пищевой продукции. Вместе с тем с учетом глобальных изменений в питании, альтернативных технологических решений и появлением на рынке множества продукции принципиально новой формы и состава этого недостаточно для определения происхождения продукта, его технологических особенностей, нормируемых измеряемых параметров и допустимых способов использования. В данной работе были отобраны и проанализированы 4 класса систем описания пищевых объектов: классификационные онтологии, базы данных состава, системы прослеживаемости и инструменты лабораторных измерений. Сравнение по 20 критериям показало, что каждый из 4 рассмотренных классов систем специализируется на отдельном аспекте пищевого объекта: терминологическом, компонентном, логистическом или аналитическом. Переход от этих данных к аутентификации и описанию состояния конкретного образца пищевого продукта в рассмотренных системах не представлен как самостоятельная архитектурная логика. Для описания такого перехода предложена концепция пищевых биоинформационных матриц (ПБМ) как мультионтологической архитектуры формального представления пищевых объектов. Она включает взаимосвязанные контуры идентификации, описания, измерения и верификации, а также производственный слой, фиксирующий происхождение и технологическое преобразования объекта в форме графовой модели. Операционным инструментом ПБМ служит сигнатура, представляющая собой связанный профиль, объединяющий атрибуты, методы измерений, условия валидации и вариации состава. Такой подход позволяет обеспечивать однозначную аутентификацию даже при смене технологических режимов или рецептурных решений. Кроме того, ПБМ создает прямую основу для построения интеллектуальных систем поддержки решений в области пищевого контроля, нормативного регулирования и технической экспертизы.</jats:p> <jats:p>Currently, the food industry is witnessing the simultaneous development of traditional (classical formulation), biotechnological (fermentation), and hybrid methods for producing food objects. The same object, at different stages of its life cycle, can act as a finished product, an ingredient, a raw material for further processing, or a sample subject to laboratory testing. Within standard market functioning frameworks, the use of the triad «name – composition – consumer characteristics» appears to be quite sufficient for assortment development and maintaining quality control of food products. However, given global changes in nutrition, alternative technological solutions, and the emergence on the market of many products with fundamentally new forms and compositions, this approach is insufficient for determining the product's origin, its technological features, standardized measurable parameters, and permitted methods of use. In this work, four classes of systems for describing food objects were selected and analyzed: classification ontologies, composition databases, traceability systems, and laboratory measurement tools. A comparison based on 20 criteria showed that each of the four considered classes of systems specializes in a separate aspect of a food object: terminological, compositional, logistical, or analytical. The transition from these data to the authentication and description of the state of a specific food product sample is not presented as an independent architectural logic in the systems under consideration. To describe such a transition, the concept of Food Bioinformation Matrices (FBM) is proposed as a multi-ontological architecture for the formal representation of food objects. It includes interconnected loops of identification, description, measurement, and verification, as well as a production layer that records the origin and technological transformations of the object in the form of a graph model. The operational instrument of the FBM is a signature, which is a linked profile combining attributes, measurement methods, validation conditions, and compositional variations. This approach enables unambiguous authentication even when technological regimes or formulation solutions change. Furthermore, the FBM provides a direct foundation for building intelligent decision support systems in the areas of food control, regulatory compliance, and technical expertise.</jats:p>