автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка продуктов спортивного питания на основе молочной сыворотки

На правах рукописи

ПОЗНЯКОВСКИЙ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ПРОДУКТОВ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово-2012

3 МАЯ 1Ш

005016307

005016307

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники, доктор технических наук, профессор Остроумов Лев Александрович

Официальные оппоненты:

Мотовилов Константин Яковлевич, член-корреспондент

Россельхозакадемии, доктор биологических наук, профессор, «Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственного сырья» Россельхозакадемии, директор

Гаврилова Наталья Борисовна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина», проректор по научной работе

Ведущая организация: Научно-производственное объединение ЗАО «Аптайвитамины», г. Бийск

Защита состоится « » мая 2012 г. в -часов на заседании диссертационного Совета Д 212.089.01 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, тел./факс 8(3842)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом на сайте ВАК Минобрнауки РФ

(http://vak.ed.gov.ru/rn/dissertatiori) и КемТИПП (www.kemtipp.ru).

Автореферат разослан «АЗ» 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Потипаева Н.Н.

Зг

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современном спорте уровень физических и психологических нагрузок достиг предела физиологических возможностей организма человека. Для адекватной и эффективной реализации этих нагрузок важное значение имеет использование научно-обоснованных рационов, включающих специализированные продукты питания, в т. ч. биологически активные добавки к пище (БАД).

В настоящее время активно разрабатываются недопинговые препараты на основе природного, в т.ч. молочного сырья. Биологически активные вещества растительного и животного происхождения наиболее «мягко» и, вместе с тем, эффективно повышают работоспособность и ускоряют восстановление после нагрузок.

Наиболее востребованной становится сухая молочная сыворотка, которая содержит все основные компоненты молока, богата витаминами, минеральными солями, другими незаменимыми нутриентами, имеет высокую растворимость и энергетическую ценность. Важный вклад в становление и развитие рассматриваемого направления вносят отечественные ученые -академики Россельхозакадемии А.Г. Храмцов, В.Д. Харитонов, И.Ф. Горлов, профессора Л.А. Остроумов, И.А. Евдокимов, Р. Романаускас и др.

Широкое применение в питании спортсменов, наряду с продуктами переработки молока, получают различные витаминные, минеральные препараты и их премиксы, которые идентичны природным и соответствуют требованиям Государственной Фармакопеи РФ по показателям качества и безопасности (В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, В.А. Епифанов и др.)

Следует отметить, что ассортимент отечественных продуктов спортивного питания с использованием молочной сыворотки крайне недостаточен, требует новых разработок и оценок эффективности, что послужило целью и задачам настоящей работы.

Цель диссертационной работы — разработать технологию и новые формулы биологически активных добавок для питания спортсменов на основе молочной сыворотки.

Задачи исследований:

1. Изучить рынок продуктов спортивного питания.

2. Исследовать химический состав и свойства сухой молочной сыворотки, определить основные биологически активные вещества (БАВ) и их действующие начала, участвующие в обмене веществ при занятии спортом. Сформировать рецептурный состав БАД с использованием сухой молочной сыворотки.

3. Разработать технологию производства и формы выпуска БАД на основе молочной сыворотки.

4. Исследовать качественные характеристики БАД при храпении, определить регламентируемые показатели пищевой ценности, сроки и режимы хранения.

5. Дать оценку эффективности разработанной продукции в клинических испытаниях в качестве определяющего показателя их функциональной направленности.

6. Разработать и утвердить техническую документацию на новые виды БАД с организацией промышленного производства.

Научная новизна. Получены материалы, характеризующие рынок продуктов спортивного питания, свидетельствующие о необходимости разработки отечественной продукции, в т.ч. БАД к пище.

Определены химический состав и свойства сухой молочной сыворотки , а также основные БАВ и формулы, определяющие функциональную направленность разработанных БАД в виде таблетированных форм на основе молочной сыворотки: «Дискавери Сила», содержащей в формуле 1, на ряду с растительным сырьем, витамины А, Е, Бз, С, В6, Вь В2, В3, В5, В9, хром, в формуле 2 - ликопин, цинк, магний, полисахариды, схизандрин, танины; «Комплекс йохимбе плюс» - цинк и витамин Е; «Дискавери» - витамин С, селен, хром; «Лецитин» - фосфолипиды.

Установлены регламентируемые показатели их качества, сроки и режимы хранения.

Показана эффективность разработанных БАД в клинических испытаниях путем включения в рацион высококвалифицированных пловцов и спортсменов лыжного ориентирования.

Практическая значимость. Утверждена техническая документация ТИ и ТУ на новые виды БАД: 9197-015-12424308-09 - «Дискавери Сила»», 9379-03412424308-09 - «Комплекс йохимбе плюс»», 9397-015-12424308-10 -«Дискавери»», 9197-042-12424308-10 - «Лецитин»».

Рецептуры и технологии апробированы на предприятиях компании «АртЛайф», организовано промышленное производство разработанной продукции.

Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология молока и молочных продуктов», «Товароведение и управление качеством» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» при разработке учебно-методической литературы для студентов соответствующих специальностей.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на российских, международных научно-практических конференциях и конгрессах: «Товарный консалтинг и аудит качества: современные проблемы товароведения» (Екатеринбург, 2004), «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2004), «Актуальные проблемы коммерции и маркетинга в потребительской кооперации» (Новосибирск, 2004), «Состояние и перспективы развития регионального потребительского рынка» (Тюмень, 2005), «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2005), «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2005), «Технология и техника агропромышленного комплекса» (Улан-Удэ, 2005),

«Оптимальное питание-здоровье нации» (Москва, 2005), «Проблемы безопасности технологического процесса качества реализуемой продукции и биологически активных добавок» (Архангельск, 2005), «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2005), «Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири» (Кемерово, 2005), «Современные приоритеты питания пищевой промышленности и торговли» (Кемерово, 2006), «Пища, экология, качество» (Новосибирск, 2010), «Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году» (Кемерово, 2010), «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» (Москва, 2011), «Современная торговля: теория, практика, перспективы развития» (Москва, 2012).

Работа обсуждена на совместном заседании кафедр «Технология молока и молочных продуктов», «Товароведение и управление качеством» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» и рекомендована к защите.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 работы, отражающие ее основное содержание, 4 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Основной текст изложен на 153 страницах. Диссертация содержит 21 таблицу и 15 рисунков. Список использованной литературы включает 147 наименований, в т. ч. 17 иностранных источников.

СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами. Общая схема работы представлена на рисунке 1 и состоит из следующих этапов:

На первом проведены исследования рынка продуктов спортивного питания. Определена степень насыщенности рынка указанной продукцией, показана необходимость разработки отечественных продуктов с использованием молочной сыворотки.

На втором этапе разработана и дана характеристика БАД для коррекции рациона спортсменов. С этой целью обоснованы рецептуры с учетом направленного действия их компонентов и действующих начал на обменные процессы в организме спортсменов.

Апробированы технологии, определены режимы и параметры производства.

На следующем этапе исследованы показатели качества БАД, определены регламентируемые показатели пищевой ценности, характеризующие функциональную направленность специализированных продуктов. Установлены сроки и режимы хранения.

На пятом - дана оценка эффективности разработанной продукции в клинических испытаниях.

Рисунок 1 — Схема проведения исследований

На завершающем этапе разработана и утверждена техническая документация. Результаты работы внедрены в производство.

Аналитические исследования выполнены на базе аккредитованной испытательной лаборатории компании «АртЛайф» - филиала кафедры товароведения и управления качеством КемТИПП.

В качестве объектов на различных этапах работы использовались: ассортимент спортивной продукции в розничной торговле, исходное растительное и животное сырье, подсырная сыворотка, полученная распылительной сушкой (ЗАО «Барнаульский молочный комбинат»), препараты витаминов, минеральных веществ и их премиксы, образцы БАД,

предназначенные для коррекции спортивного питания. Все виды сырья и вспомогательных материалов, используемые в работе, разрешены к применению органами Роспотребнадзора.

Для решения поставленных задач использованы общепринятые и специальные методы исследования: социологические, органолептические, физико-химические, инструментальные, микробиологические, клинические, статистические.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Анализ рынка продуктов спортивного питания на примере г. Кемерово. Российский спортивный рынок считается одним из самых перспективных и динамично развивающихся, так как он тесно связан с возрастанием популярности активного образа жизни и доли населения, регулярно занимающихся физкультурой и спортом.

В г. Кемерово (2010 г.) насчитывается 4 розничных магазина спортивного питания, которые реализуют относительно широкий ассортимент продукции -порядка 595 разновидностей 33 торговых марок различных производителей.

Из данных рисунка 2 следует, что на рынке спортивного питания реализуется продукция, произведенная преимущественно в зарубежных странах (77 %), в основном США (60,2 % - 21 торговая марка: «Optimum», «Ultimate», «Universal» и др., соответственно 14,6, 7,7, 6,1 %).

В специализированных

магазинах реализуются, как правило, протеины (21,1 %), на втором месте — гейнеры (11,4 %), далее идут аминокислоты (10,9 %), креатин (8,4 %), витамины и минеральные вещества (6,7 %), энергетики (5,4 %), ВСАА (5,0 %), анаболические препараты и батончики (по 4,7 %), сжигатели жира (4,5 %), L-карнитин (3,4 %), для суставов (3,2%), напитки (3,1 %), гшотамин (2,5 %), окись азота Рисунок 2 - Структура ассортимента (2,4 %), ZMA и препараты, продукции спортивного питания, повышающие уровень тестостерона реализуемая на рынке г. Кемерово по (по 1,3 %). странам-производителям, % Можно отметить, что глютамины и ZMA представлены только американскими и немецкими производителями, окись азота - США (рис. 3).

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о необходимости расширения ассортимента продукции отечественного производства в связи с их незначительным количеством на рынке и востребованностью у потребителя.

Великоб

рита-ния; 0,3

Рисунок 3 - Структура ассортимента продукции спортивного питания, реализуемая на рынке г. Кемерово, в зависимости от видовой разновидности

Исследование химического состава и свойств сухой молочной сыворотки.

Молочная сыворотка содержит все основные компоненты молока, богата витаминами, минеральными солями и другими незаменимыми нутриентами, имеет высокую растворимость и энергетическую ценность.

Мировое производство сыворотки отличается постоянной тенденцией к росту и составляет в настоящее время около 200 млн. тонн.

Нами исследован состав и свойства сухой молочной сыворотки, полученной методом распылительной сушки (табл. 1,2).

Таблица 1 - Общий химический состав и свойства сухой подсырной сыворотки

_(п=5)_

Показатели Сухая сыворотка распылительной сушки

Массовая доля, %: сухих веществ 97,0±0,8

белка 12,3±0,74

жира 1,2*0,11

лактозы 69,0±1,3

золы 5,7±0,49

Кислотность после восст., °Т 42,0±1,1

Растворимость, мл сырого осадка 0,2±0,07

Размер частиц, мкм 23,0±0,8

□ США □ Великобритания И Германия □ Россия

9 Таблица 2 - Аминокислотный состав сухой подсырной сыворотки (усредненные данные из 3-х определений)

Аминокислота Содержшше в сыворотке, моль/г распылительной сушки

Аспарапгаовая кислота 53,1

Треонин-серин 45,6

Глутаминовая кислота 73,8

Пролин 11,2

Глицин 9,9

Алании 22,0

Цистин 21,1

Валин 1,5

Изолейцин 6,3

Фенилаланин 4,2

Тирозин зд

Лейцин 15,0

С учетом свойств и пищевой ценности сухой молочной сыворотки она может быть востребованным рецептурным компонентом специализированных продуктов питания в т. ч. БАД.

Разработка рецептурных формул и технологии производства БАД на основе молочной сыворотки для коррекции рациона и питательной поддержки спортсменов. Широкомасштабные исследования, проводимые за последние 30 лет, свидетельствуют о разбалансированности рациона современного человека по основным пищевым веществам и энергии. Этот фактор является постоянно действующим во все времена года, отрицательно сказывается на состоянии здоровья и работоспособности всех групп населения, в т. ч. людей, занимающихся спортом.

Решить эту проблему только за счет натуральных продуктов питания не представляется возможным. В этом случае специализированные пищевые продукты и БАД выступают как дополнительный к рациону фактор питания, обеспечивая наиболее эффективный и доступный путь коррекции обмена веществ при различного рода физических и эмоциональных нагрузках и, особенно, при занятиях спортом.

Немаловажное значение имеет научное обоснование как базового рациона, так и рецептуры специализированного продукта, исходя из особенностей обмена веществ, обусловленных спецификой спорта, уровнем квалификации, возрастом, полом, соревновательным периодом и т. д.

С учетом рассмотренных выше методологических принципов разработаны рецептуры новых таблетированных форм БАД «Дискавери Сила», «Комплекс йохимбе плюс», «Дискавери», «Лецитин» с использованием растительного сырья, функциональная направленность действующих начал которых сочетается с фармакологической характеристикой других биологически активных компонентов рецептуры и обеспечивает сипергическое влияние на обменные процессы в организме спортсменов.

Особое внимание уделено витаминам, макро- и микроэлементам. Витамины

играют важнейшую роль во многих процессах обмена, обеспечивающих физическую работоспособность. Так, например, в процессах энергообмена принимают участие витамины Вь В2, Вб, В|2, никотиновая кислота. Витамины-антиоксиданты: аскорбиновая кислота, токоферолы, каротиноиды нивелируют негативное действие свободных радикалов, содержание которых увеличивается при интенсивных мышечных нагрузках. Последнее приводит к мышечному утомлению, способствует поздним стадиям мышечных травм, возникновению других негативных явлений. Витамины антиоксидантного ряда относятся к неферментативному экзогенному виду защитных механизмов, другой вид защиты представлен эндогенными ферментативными антиоксидантами, такими как супероксиддисмутаза и каталаза.

Содержание в рационе спортсменов макро- и микроэлементов становится особенно важным при обильном потоотделении, когда из организма в буквальном смысле «вымываются» жизненно-важные нутриенты, в т. ч. минеральные вещества.

Установлено что селен, являясь необходимым компонентом фермента глютатионпероксидазы, участвует в процессах регуляции и распада гидроперекисей и может играть заметную роль в предотвращении повреждений, вызванных свободными радикалами и окислительным стрессом при мышечных нагрузках и истощающих упражнениях. Селен действует подобно витамину Е и его дефицит усугубляет недостаточность токоферолов в организме. Хроническое отсутствие селена в рационе приводит к мышечному недомоганию и слабости, значительному ограничению клеточных антиокислительных свойств. Марганец также участвует в регуляции метаболизма свободных радикалов, являясь важным компонентом митохондриалыюго металлофермента

супероксидцисмутазы.

Следует отметить, что наряду с питанием, контролирующим энергетическое обеспечение мышечной деятельности и функциональное состояние основных систем организма, решение проблемы повышения работоспособности спортсменов может зависеть от ряда других факторов:

• методики подготовки и техники выполнения физических нагрузок, характерных для данного вида спорта;

• тактики ведения спортивных состязаний;

• психологической подготовки и волевого настроя спортсмена.

Рецептурный состав БАД представляет собой многокомпонентную систему,

действующие начала которой обладают синергическими свойствами и обеспечивают функциональную направленность специализированного продукта.

Ниже представлен рецептурный состав БАД, кг/100 кг:

«Комплекс йохимбе плюс»: йохимбе, экстракт - 30, аира корень — 5, витамин Е - 2, гинкго билоба - 1, женьшень - 2, имбирь - 3, левзея корень - 20, маточкино молочко - 0,3, пантогематоген - 0,2, цинка оксид - 0,5, сухая по дсырная сыворотка — 36.

«Дискавери Сила». Таблетка №1: бромелайн — 9,375, натрия аскорбат -4,918, железа пирофосфат - 4,594, солянки холмовой экстракт - 3,125, папаин -3,125, цинка цитрат ЗН20 — 3,025, бора хелат (5%-в) - 2,5, кремния метасиликат —

2,368, растороппш пятнистой экстракт - 2,344, кверцетин - 1,875, рутин - 1,875, гинкго билоба экстракт - 1,25, гесперидин - 1,25, никотинамид - 1,25, токоферола ацетат 50% - 1,25, бета-каротин 20% - 0,547, ретинола ацетат 500МЕ/мг - 0,363, марганца сульфат Н20 - 0,3 88, дигидрокверцетин - 0,313, пантотенат кальция - 0,313, меди цитрат - 0,179, холекальциферол ЮОМЕ/мг -0,125, пиридоксина шдрохлорид - 0,125, рибофлавин - 0,1125, тиамина мононитрат - 0,094, коэюим <310 - 0,1, фолиевая кислота - 0,0125, хрома пиколинат - 0,025, калия йодат - 0,0163, натрия селенит - 0,0096, натрия молибдат 2Н20 - 0,007, аммония ванадат - 0,00575, биотин - 0,003, серебра сульфат — 0,0029, цианокобаламин - 0,000188, сухая подсырная сыворотка -53,1375. Таблетка №2\ магния оксид - 41,875, петрушки лист — 6,25, рейши гриб

- 6,25, копеечника чайного экстракт — 6,25, дамиана лист - 3,125, курильский чай экстракт - 3,125, лимонника китайского экстракт - 1,5625, цинка цитрат ЗН20 -1,075, ликопин 10% — 0,3125, сухая подсырная сыворотка-30,175.

«Дискавери»: натрия молибдат — 0,0008, натрия селенит - 0,005, кофермент <210 - 0,0085, хрома пиколинат - 0,01, пикногенол - 0,033, меди сульфат - 0,1, гистидин - 0,135, Ь-арппшн - 0,165, Ь-метионин - 0,175, Ь-глутаминовая кислота - 0,2, марганца сульфат - 0,2, Ь-глицин - 0,235, Ь-фенилаланин - 0,235, Ь-цистин - 0,235, геспередин - 0,25, кайенский перец - 0,3, Ь-серин - 0,3, Ь-аланин - 0,35, Ь-пролин - 0,35, Ь-треонин - 0,35, Ь-валин - 0,37, Ь-лейцин - 0,4, маитаке (гриб) - 0,4, пшеница (побеги) - 0,5, рутин - 0,5, морская капуста (слоевище) - 0,6, Ь-лизин — 0,6, цинка оксид - 0,6, аспарагиновая кислота - 0,775, лимон (биофлавоноиды) - 0,8, кошачий коготь (экстракт коры) - 0,8, парааминобензойная кислота - 0,8, панкреатин - 0,8, спирулина - 0,8, Ь-тирозин

- 0,83, дамиана — 1, люцерна (трава) - 1, малина (экстракт листьев) - 1, одуванчик (корень) — 1, готу кола (плоды) — 1,5, железа сульфат — 1,5, шюзитол — 1,5, папаин - 1,5, бромелайн — 1,6, горец птичий (трава) - 1,6, женьшень (корень)

- 1,6, липаза - 1,6, калия хлорид - 2, ДНКза - 1,1, РНКза - 1,1, лактобакгерии -2,5, холина битартрат - 2,5, крапива (лист) - 3,5, алое вера - 4, конский щавель (корень) - 5, магния оксид - 5, петрушка (лист) - 5, кальция карбонат - 6, премикс 730/4 - 15, сухая подсырная сыворотка — 17,7.

«Лецитин»: фосфолипиды.

Из представленных рецептурных данных следует, что сухая молочная сыворотка занимает значительную часть от общего количества рецептурных компонентов БАД, однако ее значение в формировании функциональной направленности разработанной продукции невелико, учитывая незначительное содержание в испытуемом объеме сыворотки биологически активных веществ. Вместе с тем она служит хорошим метаболическим фоном для проявления физиологической активности витаминов, минеральных веществ, других минорных соединений.

Целесообразность количественного и качественного состава рецептурных компонентов, их синергического влияния на обменные процессы в организме спортсменов подтверждены заключением экспертного Совета Института питания РАМН, подтверждающим соответствие показателей заявленным требованиям.

Разработка технологий производства таблетированных форм БАД. Для обеспечения качества и эффективности действия биологически активных компонентов входящих в состав БАД, разработана технология их производства в таблетированной форме. Принципиальная технологическая схема представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Принципиальная технологическая схема производства таблетированных форм БАД для спортивного питания

При производстве БАД «Лецитин» используется лецитин соевый гранулированный, где предусмотрена фасовка и упаковка в полимерные банки.

Разработанная технология БАД с использованием высокотехнологичного оборудования и щадящих технологических параметров является одним из факторов, формирующих качественные характеристики готовой продукции -высокие потребительские свойства и эффективность действующих начал компонентов рецептуры.

Исследование показателей качества БАД в процессе хранения. Для установления сроков годности, условий хранения и определения регламентируемых показателей качества БАД продукцию расфасовывали в герметичную упаковку — банки из полимерного материала емкостью 150 см3 по - 90 таблеток. Хранение осуществляли при температуре 20±2 °С и относительной влажности воздуха не более 75 % в течение 42 месяцев.

При хранении проводили оценку качества по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям.

О)

о

42 37 32 27 22 17 12

12 18 24 30 36 42 Срок хранения, мес.

■"Дискавери"

■ "Дискавери сила" (таблетки № 1)

«Дискавери сила» (таблетки X» 1): У=-0,2307х+39,148 Я2=0,9356 «Дикавери»: У=-0,1301х+14,189 К2=0,8146

Рисунок 5 - Изменение содержания витамина С в процессе хранения БАД «Дискавери» и «Дискавери Сила» (таблетки № 1)

Исследовали сохранность основных биологически активных компонентов БАД на примере лабильных нугриентов - витаминов С и Е (рисунки 5, 6).

я Показано, что потери

аскорбиновой кислоты в БАД «Дискавери» и «Дискавери Сила» (таблетки № 1), в течение 42 месяцев хранения составляют 56%.

Сохранность витамина Е в БАД «Комплекс йохимбе плюс» находится на уровне 95,6 %. Исследование токоферола связано с тем, что он является основным компонентом рецептуры наряду с растительным сырьем,

пантогематогеном, маточным молочком и сухой подсырной сыворотки.

Высокая стабильность

витаминов и других биологически активных веществ объясняется особенностью технологии

таблетированных форм и упаковкой продукции.

В процессе хранения не выявлено каких либо достоверных изменений по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям качества и безопасности, что позволило установить сроки хранения БАД: «Дискавери Сила» - 3 года, «Дискавери», «Комплекс йохимбе плюс» и «Лецитин» - 2 года при температуре 20+2 °С и относительной влажности воздуха не выше 75 %.

По результатам

исследований определены

регламентируемые показатели качества, в т. ч. пищевой ценности, выносимые в техническую документацию и на индивидуальную упаковку

продукта (таблицы 3-6).

6 12 18 24 30 36 42 Срок хранения, мес.

У=-0,0643х+10,7999 Я2=0,9729

Рисунок 6 - Изменение содержания витамина Е в процессе хранения БАД «Комплекс йохимбе плюс»

Таблица 3 — Регламентируемые показатели качества и пищевой ценности _БАД «Лецитин»____

Наименование показателя Значение показателя

Внешний вид Однородная, равномерно окрашенная сыпучая масса в виде гранул. Не допускаются слежавшиеся комочки и посторонние включения

Цвет Однородный желтый

Запах и вкус Нейтральный, с легким оттенком соевого масла

Кислотное число, мг КОН /г, не более 35

Перекисное число, моль активного кислорода /кг, не более 10

Пищевая ценность: Содержание фосфолипидов, %, не менее 93

Таблица 4 - Регламентируемые показатели качества и пищевой ценности БАД «Комплекс йохимбе плюс»

Наименование показателя Значение показателя

Внешний вид Таблетки овальной, правильной формы, с гладкой и однородной поверхностью. Не допускаются сколы, налипания и повреждения

Цвет Неоднородный, красно-коричневый

Залах и вкус Специфический, нейтральный на вкус

Средняя масса таблеток, г от 0,47 до 0,53

Распадаемостъ, мин, не более 30

Прочность на излом, Н, не менее 90

Прочность на истирание, %,не менее 97

Пищевая ценность: Содержание в 1 таблетке, мг, не менее: -цинк - витамин Е 2,0 10,0

Таблица 5 - Регламентируемые пс БАД« казатели качества и пищевой ценности Дискавери»

Наименование показателя Значение показателя

Внешний вид Таблетки овальной, правильной формы, с гладкой и однородной поверхностью. Не допускаются сколы, налипания и повреждения

Цвет Неоднородный, серо-зеленый

Запах и вкус Специфический, соответствует растительному сырью

Средняя масса таблеток, г от 0,47 до 0,53

Распадаемостъ, мин, не более 30

Прочность на излом, Н, не менее 90

Прочность на истирание, %, не менее 97

Пищевая ценность: Содержание в 1 таблетке, мг, не менее: - витамин С - селен -хром 12,5 12,5 42,0

Таблица 6 — Регламентируемые показатели качества и пищевой ценности _БАД «Дискавери Сила»_

Наименование показателя Значение показателя

1 2

Внешний вид: Таблетки овальной, правильной формы, с

гладкой и однородной поверхностью. Не

допускаются сколы, налипания и повреждения

Цвет:

- таблетки № 1 Неоднородный, желтый

- таблетки № 2 Неоднородный, бежево-серый

Запах и вкус Специфический, нейтральный на вкус

Средняя масса таблеток, г от 0,76 до 0,84

Распадаемость, мин, не более 30

Прочность на излом, Н, не менее 90

Прочность на истирание, % не менее 97

Протеолитическая активность, усл. Ед./г

(Р.Т..Р/г), не менее (в таблетке № 1) 3,0

Пищевая ценность:

Содержание в 1 таблетке № 1, мг:

- витамин А 0,5 (0,42-0,57)

- витамин Е 5 (4,2-5,7)

- витамин 1)3 0,0025 (0,0021-0,0028)

- витамин С 35 (30-40)

- витамин Вб (пиридоксин) 1 (0,85-1,15)

- витамин В] (тиамин) 0,75 (0,64-0,86)

- витамин Вг (рибофлавин) 0,9 (0,76-1,04)

- ниацин (витамин РР) 10(8,5-11,5)

- витамин Вз (пантотеновая кислота) 2,5 (2,1-2,8)

- фолиевая кислота (фолаты) 0,1 (0,08-0,12)

- хром 0,025 (0,021-0,028)

- селен 0,035 (0,029-0,04)

- медь 0,5 (0,42-0,57)

- марганец 1 (0,85-1,15)

- железо 7(5,9-8)

- цинк 7,5 (6,4-8,6)

-йод 0,075 (0,064-0,086)

- ваннадий, мкг 20(15-25)

- бор 1 (0,85-1,15)

- серебро, мкг 15 (10-20)

- кремний, 2,5 (2,1-2,8)

- молибден, мкг 22(18-33)

-рутин 15 (12-17,5)

- кверцитин 15 (12-17,5)

- гесперидин 10(8,5-11,5)

- флавонгликозиды 2,4 (2,1-2,8)

- КОЭНЗИМ (¿10 0,8 (0,5-1)

- флаволигнапы, в пересчете па

силибинин 5,0 (4,2-5,7)

- Р-каротин 0,87 (0,74-1,0)

Пищевая ценность:

Содержание в 1 таблетке № 2, мг:

Продолжение таблицы 6

1 2

-ликопин 0,25(0,21-0,29)

- цинк 2,5 (2,2-2,8)

-магний 200(180-220)

- полисахариды, не менее 9,5

- схизандрин, не менее 0,24

- танины, не менее 1,6

На разработанную продукцию получены санитарно-эпидемиологические заключения и свидетельства о государственной регистрации БАД Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Предприятия компании «АртЛайф», производящие БАД, сертифицированы в рамках требований международных стандартов серии ISO-9001 и правил GMP, что обеспечивает стабильность качества и конкурентоспособность продукции на рынке спортивных товаров.

Оценка эффективности БАД в клинических испытаниях. Клинические исследования являются одним из основных показателей, подтверждающих потребительские • свойства и функциональную направленность специализированных продуктов, в т.ч. БАД. Проведена апробация: БАД «Дискавери» и «Комплекс йохимбе плюс» в период базовой подготовки высококвалифицированных пловцов (исследования выполнены на базе Красноярского краевого врачебно-физкультурного диспансера, гл. врач В.Е. Тыченко), БАД «Дискавери Сила» и «Лецитин» в питании спортсменов лыжного ориентирования (на базе Центра спортивной медицины Санкт-Петербургского НИИ физической культуры, рук. P.P. Дондуковский).

Группа высококвалифицированных пловцов включала 18 человек (возраст 18,7±1,7 лет, рост 1,86±0,08 м, вес 74,6±5,7 кг, стаж 10,8±1,7 лет). Из них 10 человек составили экспериментальную группу, 8 - контрольную.

Спортсмены принимали комплекс БАД по следующей схеме: «Дискавери» - по 3 таблетке во время завтрака и обеда; «Комплекс йохимбе плюс» - по 1 таблетке также в это же время в течение 20 суток. Контрольная группа БАД не получала.

Обследуемые экспериментальной и контрольной групп были практически здоровы, тренировались в соответствии с единым планом и получали аналогичное базовое питание. Исследования проводились в весенний период года.

Для определения эффективности БАД изучали следующие показатели: уровень физической работоспособности с использованием компьютерного диагностического комплекса «АРТ-2», системы оценки параметров внешнего дыхания «BECKMEN» и «CORTEX», кардиомонитора POLAR ELECTRO «ACCUREX PLUS».

Спортсмены выполняли гребковые движения в следующих тестах: 10 гребков с максимальной интенсивностью (Т-10), 1 минуту, с соревновательной интенсивностью (Т-1) и ступенчатый тест - 10 раз по 1 минуте с возрастающей

мощностью. Изучались показатели мощности, частота сердечных сокращений, потребление кислорода, легочная вентиляция.

Основные отличия между экспериментальной и опытной группами пловцов отмечены в тестах Т-10 с максимальной интенсивностью и Т-1 с соревновательной. В экспериментальной группе среднецикловая мощность достоверно изменилась с 171±26,8 Вт (Т-10 ), измеренная до эксперимента, до 180,0±31,8 Вт - после окончания курса приема БАД (Р<0,05). В контрольной группе изменения были недостоверны: соответственно 148,3±40,8 и 146,43±28,1 Вт.

В тесте Т-1 среднецикловая мощность в экспериментальной группе составляла первоначально 134,5±20,3 Вт и достоверно изменилась после приема БАД до 139, 2±23,4 Вт (Р<0,05). В контрольной группе спортсменов показатели не изменились: соответственно 126,0±17,8 и 127,3±17,4 Вт.

Можно предположить, что прием БАД обеспечивает повышение мощности гребковых движений преимущественно за счет регуляции синтеза белка в мышечных тканях, а также креатина с использованием аминокислоты метионина, содержащегося в препарате «Дискавери», поскольку креатинфосфокиназный путь ресинтеза АТФ играет решающую роль в энергообеспечении кратковременной работы максимальной интенсивности.

Полученные данные свидетельствуют о целесообразности комплексного использования БАД «Дискавери» и «Комплекс йохимбе плюс» в период базовой подготовки высококвалифицированных спортсменов-пловцов для решения задач, поставленных в тренировочный период.

Подобранный качественный и количественный состав используемых БАД позволяет отказаться от дополнительного приема других витаминных и минеральных препаратов.

В эксперименте по оценке БАД «Дискавери Сила» и «Лецитин» участвовали 10 спортсменов лыжного ориентирования в период проведения учебно-тренировочного сбора по подготовке к чемпионату России и чемпионату мира: 5 кандидатов мастера спота, 4 мастера спорта и 1 мастер спорта международного класса.

Основная задача тренировочного периода заключалась в выводе спортсменов на уровень наивысшей спортивной формы к середине декабря и ее сохранении до середины марта.

В базовый рацион спортсменов включали лецитин по 1 чайной ложке 2 раза в день и «Дискавери Сила» по 1 таблетке 2 раза в день в течение 25 суток с 1 по 25 февраля.

Объем и качество выполняемой работы за этот период сравнивались с аналогичными показателями этих же спортсменов не получавших БАД с 1 по 25 января того же года.

У всех участников тренировки производилась коррекция объема выполняемой работы для обеспечения максимально тренировочного эффекта. Дозировка нагрузки определялась с помощью контроля электрокардиограммы.

Установлено, что дополнительный прием БАД обеспечивает достоверное повышение циклической нагрузки у спортсменов на 30 %. Средний показатель

объема лыжной нагрузки в январе составил за 25 дней 478 км, за аналогичный период в феврале 623 км.

Изменения качества работы выразилось в повышении процента высокоинтенсивного объема с 16 % (77 км) в январе до 33 % (204 км) - в феврале.

Установлено, что употребление БАД к дополнительному базовому питанию приводит к повышению. объема, интенсивности и времени тренировок.

Параллельно с контролем ЭКГ у спортсменов проводились биохимические и иммунологические анализы, среди которых каких либо отрицательных отклонений не выявлено.

Результаты проведенных исследований выразились не только в готовности спортсменов выполнять большой объем работы на тренировках, но и способствовали усилению эмоционального и волевого настроя в период соревнований. Об этом свидетельствуют результаты участников эксперимента на чемпионатах страны и мира по лыжному ориентированию, которые явились самыми высокими за все время их занятий спортом.

ВЫВОДЫ

1. Анализ рынка спортивного питания на примере г. Кемерово выявил наличие 600 разновидностей более 30 торговых марок, в основном зарубежных производителей - 77 % от общего объема реализуемой продукции. Результаты свидетельствуют о необходимости расширения ассортимента отечественных продуктов, в т. ч. на основе молочной сыворотки, оценки их качества и эффективности.

2. Исследован химический состав, свойства и аминокислотный пул сухой молочной сыворотки. Показано, что она содержит все основные компоненты молока, отличается высокими технологически свойствами и может служить потенциальным сырьем при разработке специализированных продуктов питания.

3. Дана характеристика действующих начал биологически активных веществ, участвующих в обмене веществ при занятии спортом. Сформирован компонентный состав новых формул БАД направленного функционального действия с использованием сухой молочной сыворотки, растительного сырья, макро- и микронутриентов.

4. Апробирована технология производства таблетированных форм БАД. Установлены регулируемые технологические параметры в качестве одних из факторов, формирующих качественные характеристики готового продукта: гранулирование при температуре не выше 40 °С, сушка гранул в течение 1,5-2 ч с температурой не более 60 °С, остаточная влажность 8-9 %.

5. Исследованы органолептические, физико-химические, микробиологические показатели качества и безопасности разработанных БАД при хранении: 42 месяца при температуре 20+2 °С и относительной влажности не более 75 %. На примере одних из лабильных нутриентов - витаминов С и Е

показана сохранность биологически активных компонентов рецептуры в процессе хранения которая находилась в среднем на уровне 95 %.

Установлены сроки хранения: БАД «Дискавери Сила» - 3 года, «Дискавери», «Комплекс йохимбе плюс» и «Лецитин» - 2 года при указанных выше параметрах.

6. Определены регламентируемые показатели качества, в т. ч. пищевая ценность специализированных формул БАД на основе молочной сыворотки, характеризующихся синергическим влиянием качественного и количественного состава рецептур на обменные процессы в организме спортсменов.

7. Проведены клинические испытания эффективности путем включения БАД «Дискавери» и «Комплекс йохимбе плюс» в рацион высококвалифицированных пловцов, «Дискавери Сила» и «Лецитин» -спортсменов лыжного ориентирования.

Полученные данные свидетельствуют, что использование БАД в питании спортсменов приводит к повышению интенсивности и объема выполняемой нагрузки, обеспечивая высокий конечный результат и сохранение здоровья.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Вековцев, A.A. Разработка, оценка качества и эффективности биологически активных добавок для спортивного питания / A.A. Вековцев, Д.В. Позняковский, А.Н. Австриевских // Известия вузов. Пищевая технология, 2007. -№ 2. - С. 107.

2. Латков, Н.Ю. Экспериментальное обоснование и практическая реализация рационов питания для спортсменов различной квалификации / Н.Ю. Латков, Д.В. Позняковский, А.Н. Австриевских // Техника и технология пищевых производств, 2010. — № 3. - С. 77-81.

3. Латков, Н.Ю. Специализированные продукты для питания спортсменов: товароведная характеристика, эффективность / Н.Ю. Латков, Д.В. Позняковский, А.Н. Австриевских // Товаровед продовольственных товаров. - 2011. - № 11. - С. 25-30

4. Остроумов, Л.А. Разработка технологии продуктов спортивного питания на основе молочной сыворотки / Л.А. Остроумов, Д.В, Позняковский, А.Г. Храмцов // Ползуновский вестник. - 2012. - № 2/2. - С. 181-187.

5. Позняковский, Д.В. Современные аспекты создания продуктов для питания спортсменов и их качественная характеристика // Товарный консалтинг и аудит качества: современные проблемы товароведения: Сб. матер. Веер, науч.-практ. конф. - Екатеринбург, 2004. - С. 58-59.

6. Позняковский, Д.В. Новые продукты спортивного питания и оценка их потребительских свойств / Д.В. Позняковский, А.Н. Австриевских // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке: Сб. матер. Межд. симпозиума.-Владивосток, 2004.-С. 167-168.

7. Позняковский, Д.В. Специализированные продукты для питания спортсменов: приоритеты создания новых форм, оценки качества и эффективности // Актуальные проблемы коммерции и маркетинга в

потребительской кооперации: Сб. матер, науч.-практ. конф. - Новосибирск, 2004.-С. 208.

8. Позняковский, Д.В. Разработка и товароведная оценка продуктов для специализированного питания спортсменов // Состояние и перспективы развития регионального потребительского рынка: Сб. науч. трудов Веер. науч.-практ. конф. - Тюмень, 2005. - С. 146-147.

9. Позняковский, Д.В. Методологические основы разработки рецептур и технологий продуктов спортивного питания // Пищевые продукты и здоровье человека: Сб. тез. докл. V региональной аспиранско-студенческой конф. КемТИПП. - Кемерово, 2005. - С. 39-40.

10. Позняковский, Д.В. Изучение клинической эффективности продуктов спортивного питания компании «АртЛайф» - как основного критерия их качества / Д.В. Позняковский, А.Н. Австриевских // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Матер, межд. науч.-практ. конф. - Омск, 2005. - С. 125-128.

11. Австриевских, М-А. Технологические и экономические аспекты производства продуктов специального назначения / М.А. Австриевских, Д.В. Позняковский, О.Ф. Еремина // Технология и техника агропромышленного комплекса: Матер. Веер, науч.-практ. конф. ВСГТУ. -Улан-Удэ, 2005. - С. 57-60.

12. Австриевских, А.Н. Биологически активные добавки к пище: новые технологии, значение в оптимизации питания / А.Н. Австриевских, A.A. Вековцев, Е.О. Ермолаева, Д.В. Позняковский // Оптимальное питание-здоровье нации: Матер. Vin Всерос. Конгресса. - Москва, 2005. - С. 5-7.

13. Австриевских, А.Н. Биологически активные добавки и обогащенные ими продукты питания: приоритеты производства и контроля качества /

A.Н. Австриевских, Д.В. Позняковский, Ю.Г. Гурьянов // Проблемы безопасности технологического процесса качества реализуемой продукции и биологически активных добавок: Матер. Веер, науч.-практ. конф. -Архангельск, 2005. - С. 7-8.

14. Вековцев, A.A. Обеспечение стабильности качества продукции компании «Арт Лайф» / A.A. Вековцев, Д.В. Позняковский, О.Ф. Еремина, Е.Л. Лазаревич // Актуальные проблемы технологии живых систем: Матер, межд. науч.-практ. конф. - Владивосток, 2005. - С. 185-188.

15. Позняковский, Д.В. Вопросы научного обоснования витаминного питания спортсменов: разработка изотонических и гипотонических напитков / Д.В. Позняковский, А.Н. Австриевских / Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири: Сб. матер, науч.-практ. конференции / КГСХИ. - Кемерово, 2005. - С. 213-214.

16. Позняковский, Д.В. Возможность применения продукции пантового мараловодства в спортивном питании П Современные приоритеты питания пищевой промышленности и торговли: Сб. науч. трудов / Под общ. ред.

B.М. Позняковского. - М.; Кемерово: «АСШ1: Кузбассвузиздат», 2006. -

C. 413-415.

17. Позняковский, Д.В. Приоритеты спортивного питания: натурные испытания в оценке эффективности БАД // Пища, экология, качество: Труды VII межд. науч.-практ. конф. - Новосибирск, 2010. - С. 200-202.

18. Позняковский, Д.В. Биохимические аспекты участия углеводсодержащих продуктов в повышении работоспособности спортсменов // Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году: Сб. материалов Всерос. конф. с элементами научной школы для молодежи. - Кемерово, 2010. - С. 17-18.

19. Латков, Н.Ю. Специализированные продукты в решении вопросов адекватного питания спортсменов / Н.Ю. Латков, Д.В. Позняковский, С.А Трубчанинов // Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества: Матер. I межд. конгресса. — Москва, 2011; часть 2. -С. 13-14.

20. Остроумов, Л.А. Использование молочной сыворотки в технологии производства специализированных продуктов питания / Л.А. Остроумов, Д.В. Позняковский, А.Г. Храмцов // Современная торговля: теория, практика, перспективы развития: Матер. 1-ой Росс, инновационной научно-практ. конф. -Москва, 2012.-С. 17-19.

21. Позняковский, Д.В. Молоко и молочные продукты в питании спортсменов / Д.В. Позняковский, Л.А. Остроумов // Современная торговля: теория, практика, перспективы развития: Матер. 1-ой Росс, инновационной научно-практ. конф. - Москва, 2012. - С. 54-57

22. Пат. 2352147 Российская Федерация. МПК A23L1/30; A23L1/302; A23L1/304. Биологически активная добавка (варианты) / A.A. Вековцев, А.Н. Австриевских, Д.В. Позняковский; Заявитель и патентообладатель ООО «АртЛайф». -№ 2007121946/13; заявл. 14.06.2007; опубл. 20.04.2009.

Подписано к печати 13.04.12 г. Формат 60x84/16. Тираж 80 экз. Объем 1,3 п.л. Заказ № 59. Отпечатано на ризографе. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 650056, г.Кемерово, 56, б-р Строителей, 47. Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа, 650010, г.Кемерово, 10, ул.Красноармейская, 52.

61 12-5/2410

ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

На правах рукописи

ПОЗНЯКОВСКИЙ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ПРОДУКТОВ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ

МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Остроумов Лев Александрович

Кемерово - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................... 4

Глава 1. Обзор литературы........................................................... 5

1.1. Молоко и продукты его переработки в питании спортсменов.......... 5

1.1.1. Молочная сыворотка - потенциальный компонент продуктов спортивного питания: химический состав, свойства, пищевая ценность, направления использования.......................................................... 6

1.2. Общие принципы построения питания спортсменов....................... 16

1.3. Биологически активные добавки к пище. Значение в питании

спортсменов............................................................................. 18

1.3.1. Витамины, минеральные вещества, другие биологически активные соединения, обеспечивающие функциональную направленность продуктов спортивного питания............................................................ 21

1.4. Оценка качества, безопасности и эффективности продуктов

спортивного питания.................................................................. 29

Заключение по литературному обзору. Цель и задачи работы................. 31

Глава 2. Организация, объекты и методы исследований.............................. 33

2.1. Организация эксперимента..................................................... 33

2.2. Объекты и материалы исследования.......................................... 34

2.3. Методы испытаний............................................................... 37

Глава 3. Анализ потребительского рынка специализированных продуктов, в т. ч. БАД для питания спортсменов............................... 50

3.1. Исследование рынка на примере г. Кемерово.............................. 50

3.2. Изучение потребительских мотиваций и предпочтений на продукты

спортивного питания.................................................................. 54

Глава 4. Разработка, оценка качества и эффективности новых формул БАД на основе молочной сыворотки в качестве дополнительного

фактора в питании спортсменов................................................................... 62

4.1. Обоснование к использованию БАД в спортивном питании............ 62

4.2. Рецептурный состав: характеристика компонентов и действующих начал..............................................................................................................................................................................64

4.3. Технология производства..............................................................................................................115

Глава 5. Исследование потребительских свойств БАД в процессе

хранения......................................................................................................................................................................119

5.1. Органолептическая оценка..........................................................................................................119

5.2. Физико-химические показатели................................................................................................120

5.3. Микробиологические, другие критерии безопасности........................................124

5.4. Определение регламентируемых показателей качества и пищевой ценности, режимов и сроков хранения........................................................................................127

5.5. Оценка эффективности разработанных БАД в составе рационов

спортивного питания........................................................................................................................................130

Выводы..........................................................................................................................................................................137

Список литературы..........................................................................................................................................139

Приложения...............................................................................................................154

ВВЕДЕНИЕ

В современном спорте уровень физических и психологических нагрузок достиг предела физиологических возможностей организма человека. Для адекватной и эффективной реализации этих нагрузок важное значение имеет использование научно-обоснованных рационов, включающих специализированные продукты питания, в т. ч. биологически активные добавки к пище.

Методология спортивной нутрициологии, сформулированная академиком A.A. Покровским, основана на изучении потребностей организма в основных пищевых веществах и энергии в зависимости от вида спорта квалификации, возраста пола, периода подготовки, др. факторов, соответствующем подборе продуктов и отдельных нутриентов с учетом механизма их действия на обменные процессы, что получило свое развитие в трудах профессора H.H. Яковлева [92, 130].

В настоящее время активно разрабатываются недопинговые препараты на основе природного сырья. Биологически активные вещества растительного и животного происхождения наиболее «мягко» и, вместе с тем, эффективно повышают работоспособность и ускоряют восстановление после нагрузок.

Широкое применение в питании спортсменов получили специализированные продукты питания, а также различные витаминные, минеральные препараты и их премиксы, которые идентичны природным и соответствуют требованиям Государственной Фармакопеи РФ по показателям качества и безопасности [64, 97, 100, 103, 114, 115, 129, 130, 134, 135].

Следует отметить, что ассортимент отечественных продуктов спортивного питания крайне недостаточен, требует новых разработок и оценок эффективности применения. Важное внимание уделяется вопросам учета индивидуальных особенностей организма спортсменов, возможности пищевой аллергии, биотрансформации и обмена отдельных нутриентов, минорных компонентов пищи и их комплексов.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Молоко и продукты его переработки в питании спортсменов

Молоко и продукты его переработки занимают одно из основных, традиционных мест в питании современного человека. Это и неудивительно, учитывая уникальность природного происхождения и назначения молока как «материнского» продукта, содержащего практически все жизненно-важные нутриен-ты и многие компоненты пищи, сбалансированные по количественному и качественному составу [15, 23, 134, 137].

В рамках спортивного питания особое значение приобретают молочные белки и различные препараты БАД на их основе, которые имеют высокую биологическую ценность и усвояемость, сравнимые с эталонным яичным белком.

Продукты спортивного питания должны содержать, наряду с белком, необходимый набор витаминов, минеральных веществ, других незаменимых макро- и микро нутриентов, что обеспечивает, в сочетании с методикой подготовки и базовым рационом, высокие результаты по следующим метаболическим направлениям:

- наращивание мышечной массы;

- увеличение силовых показателей и работоспособности;

- повышение выносливости;

- восстановление после интенсивных тренировок за счет усиления обмена веществ и стабилизации иммунной системы;

- отсутствие аллергических реакций и токсичности;

- сохранения здоровья.

В настоящее время разработано значительное количество рассматриваемых продуктов с использованием молочных, в т.ч. сывороточных белков, других ингредиентов переработки молока, наиболее известные примеры которых представлены ниже.

1.1.1. Молочная сыворотка - потенциальный компонент продуктов спортивного питания: химический состав, свойства, пищевая ценность,

направления использования

Совсем недавно молочная сыворотка расценивалась переработчиками как отходы производства, наносящие ущерб окружающей среде. Развитие производства многокомпонентных молочных продуктов массового потребления и специального назначения, в рецептуре которых используется молочная сыворотка, поставило ее в ряд полноценного молочного сырья [116-122].

В настоящее время переработка сыворотки находится на новом витке своего развития [123]. Утверждены государственные стандарты - ГОСТ Р 53438-2009 и ГОСТ Р 53492-2009, позволяющие, в определенной мере, стандартизировать производство сыворотки и ее качественные характеристики.

К основным продуктам из сыворотки относятся сухая сыворотка и сухой пермеат, деминерализованная сыворотка, безлактозная (низколактозная), концентраты сывороточных белков (КСБ), лактоза (рис. 1.1).

00/

•<9/0!. 20001, йИОг.

Г!йи,и>1.Ю 7КН.1 ~ Кцлюпш- ь

Рисунок 1.1 - Динамика переработки молочной сыворотки в Европе

В последние годы ситуация в области переработки сыворотки начала меняться в сторону увеличения доли продуктов пищевого назначения из молочной сыворотки (рис. 1.2).

Сухяяп.'ро; *> 1 * - рмеат В Деми ípaл^ «ем.,); 1 > м > м < „ые ¡г^ш

КОН1.» НфЯ'Ь 1 < <' м / I

Паке ^ >

Рисунок 1.2 - Основные продукты переработки сыворотки, %

Особое внимание уделяется вопросам разработки специализированных продуктов, в т.ч. для питания спортсменов.

Сухая сыворотка, вследствие ее пищевой ценности и технологических свойств, находит наибольшее применение в пищевой промышленности и общественном питании. Россия занимает 9-ое место среди стран мира по выработке сухой молочной сыворотки (рис. 1.3). [42].

Шй

LUUbJ

í2DOOt:

2005 г

¡_;) ФрёИфЯ Г 'Л-аша

Я СМ

|] Длфаля ! (¡рмьния Аргентина ( Нидерланды | Россия Ш Польша И Фииля^аля

2007 г.

2009 г

Рисунок 1.3 - Производство сухой молочной сыворотки в различных странах

мира

В качестве примера объемов переработки молока, выработки и направлений. В качестве примера объемов переработки молока, выработки и переработки сыворотки можно привести данные по Республике Беларусь (табл. 1.1, 1.2). Таблица 1.1 - Объемы переработки молока и выработки сыворотки, тыс. т

(оперативные данные Минсельхозпрода РБ)

Годы

Этап 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 (прогноз)

Молока на 3445 3849 4287 4463 4968 5554 5605 9000

переработку

вся сыворотка: 1024 1360 1491 1545 1862 1952 1885 2800

подсырная 588 729 859 937 1033 1072 1180 1800

творожная 162 285 342 354 475 451 455 600

казеиновая 274 346 290 254 354 429 250 400

переработано

сыворотки: тыс.т 77 151 220 402 465 510 774 2800

% 8 11 14,8 26 25 26 41 100

произведено 4,06 5,94 8,2 12,1 13,9 16,8 28,0 125,0

сухой сыво-

ротки

в пересчете

на жидкую: тыс. т 73 107 150 220 250 300 495 2300

% 7 8 10 14 13,5 15,5 26 82

Таблица 1.2 - Направления переработки сыворотки по состоянию на 2010 г.

Показатель Сухая Сгущен- КСБ- Альбуми- Напит- Молоч- Обогащен- Прочие

сыво- ная сыво- уф новый ки ный са- ная сыво- продук-

ротка ротка творог хар ротка ты

Количество

сыворотки на

производство: тыс. т 495 92,3 61,6 43 8,2 1,4 1,7 71

% 64,0 11,9 8,0 5,6 1,1 0,2 0,2 9Д

Сыворотка, являясь поточным продуктом переработки молока, отличается разбросом данных по содержанию основных и минорных компонентов, другим параметрам ее оценки.

Исходя из огромного ассортимента сыров, творога и казеинов насчитывается более 15000 видов молочной сыворотки [123]. На практике обычно ветре-

чаются две категории молочных сывороток: сладкая (побочный продукт сыроделия) и кислая (при производстве творога и казеина).

В процессе переработки молока в сыворотку переходит около половины сухих веществ молока. Состав молочной сыворотки зависит от многих факторов и колеблется в значительных пределах: подсырной - от вида вырабатываемого сыра и его жирности; творожной - способа производства творога и его жирности; казеиновой - от вида вырабатываемого казеина [123].

В таблице 1.3 представлены идентифицированные данные по составу молочной сыворотки в сравнение с цельным молоком.

Таблица 1.3 - Состав и свойства молочной сыворотки в сравнении с цельным

молоком

Содержание в 100 г

Компоненты продукта Степень перехода, %

сыворотка молоко

1 2 3 4

Сухое вещество, г 6,34 12,7 52,83

Белки, г 0,89 3,2 27,81

В том числе:

казеин 0,29 2,6 11,15

Сывороточные белки 0,36 0,6 60,00

Из них

Ангеогенина, мг/г 0,5-1,2 2,3 21,74-52,17

Лактоферрина 0,08 0,1 80

Жиры, г 0,36 3,6 10,00

В том числе:

триглицериды 0,35 3,5 10,00

фосфолипиды 0,003 0,03 10,00

холестерин 0,001 0,01 10,00

Углеводы, г 4,55 4,8 94,80

Органические кислоты, г:

лимонная 0,016 0,16 10,00

Минеральные вещества (зола), г 0,7 0,7 100

Аминокислоты, мг 873 3144 27,77

Незаменимые аминокислоты, мг; 384 1385 27,73

В том числе:

валин 53 191 27,75

изолейцин 52 189 27,51

лейцин 79 283 27,92

Продолжение таблицы 1.3

1 2 3 4

лизин 72 261 27,59

метионин 23 83 27,71

триптофан 14 501 2,79

треонин 42 153 27,45

фенилаланин 49 175 28,00

Заменимые аминокислоты, мг; 448 1759 25,47

В том числе:

аланин 27 98 27,55

аргинин 34 122 27,87

Аспаргиновая кислота 61 219 27,85

гистидин 25 90 27,78

Глутаминовая кислота 141 509 27,70

глицин 13 47 21,66

пролин 77 278 27,70

серин 52 186 27,96

тирозин 51 184 27,72

цистин 7,5 27 27,78

Макроэлементы, мг:

кальций 84 120 70,00

калий 102 146 69,86

магний 10 14 71,43

натрий 5 50 10,00

фосфор о Э 90 3,33

сера 2 29 6,90

хлор 77 110 70,00

Микроэлементы, мкг

Алюминий 35 50 70,00

Барий 7,4 10,5 70,48

Бор 21 30 70,00

Бром 14 20 70,00

Ванадий 10,8 15,4 70,13

Железо 47 67 70,15

Иод 6,3 9 70,00

Кадмий 1,3 1,8 72,22

Кобалдьт 0,6 0,8 75,00

Кремний 14,3 20,4 70,10

Литий 13 19 68,42

Марганец 4 6 66,67

Медь 8 12 66,67

Молибден 3,5 5 70,00

Никель 2 2,8 71,43

Селен 1,4 2 70,00

Серебро 2,4 3,5 68,57

Стронций 12 17 70,59

Сурьма 1,75 2,5 70,00

Фтор 14 20 70,00

Хром 1,4 2 70,00

Продолжение таблицы 1.3

1 2 3 4

Цинк 280 400 70,00

Витамины, мг

А 0,003 0,03 10,00

Е 0,03 0,09 33,33

С 1Д7 1,5 78,00

в6 0,07 0,05 140,0

В12, мкг 0,23 0,4 57,50

в2 0,14 0,15 93,33

В1 0,035 0,04 87,5

РР 0,05 од 50,0

Витаминоподобные вещества, мг

Холин 24 23,6 101,70

Ь-карнитин, мг/ЮОмл 30-50 30-50 100,0

Остеонин следы следы

Вода, г 93,66 87,3 107,28

Всего в молочной сыворотке обнаружено и описано более 250 соединений и около 100000 молекулярных структур, которые находятся в растворенном (наноуровень) и коллоидно-дисперсионном (кластеры) состояниях, а также в виде суспензии (казеиновая пыль) и эмульсии (молочный жир) [123].

Биологическая ценность молочной сыворотки обусловлена, в основном, сывороточными белками, которые оптимально сбалансированы по аминокислотному составу, особенно по серусодержащим аминокислотам, что создает хорошие возможности для регенерации белков печени, гемоглобина и белков плазмы крови. Немаловажное значение имеет значительное содержание лактозы, ее гидролиз в кишечнике ограничивает процессы брожения, нормализует жизнедеятельность полезной микрофлоры и предупреждает аутоинтоксикацию. Молочный жир сыворотки более диспергирован, чем в цельном молоке, а минеральные соли содержат «защитные» комплексы антиатеросклеротическо-го действия. Комплекс витаминов и ферментов дополняют достоинства биотехнологической системы молочной сыворотки.

Пищевая ценность характеризуется химическим составом и следующими основными факторами: хорошей усвояемостью, оптимальным соотноше-

нием питательных веществ, биологической и физиологической полноценностью, безвредностью.

С учетом вышеизложенного молочная сыворотка может претендовать на универсальное сельскохозяйственное сырье производства широкого спектра пищевых продуктов, в т. ч. для спортивного питания.

Среди белковых продуктов спортивного питания можно привести следующие примеры:

PROTEIN 80+WEIDER. Многокомпонентный протеин, включающий:

- молочный белок (казеин), обеспечивающий мускулатуру высококачественным белком в течение 7 часов;

- изолят молочного белка, который содержит более 90% протеина и незначительное количество жиров и углеводов;

- белок молочной сыворотки (whey), отличается быстрой усвояемостью, является источником а-глютамина;

- яичный белок (альбумин), содержащий серусодержащие аминокислоты, повышающие биологическую ценность продукта.

Пищевая ценность (одной порции - 30 г): белок, г - 34,6; углеводы, г -15,1; жиры, г - 5,6; витамин В6 (пиридоксин), мг- 0,7; кальций, мг- 726.

Аминокислотный состав, г/100 г: а-аланин - 3,3; а-метионин - 2,7; а-аргинин - 2,7; а-лизин - 7,8; а-аспаргиновая кислота - 7,7; а-фенилаланин -4,6; а-цистеин - 0,9; а-пролин - 8,7; а-глютаминовая кислота - 19,8; а-серин -5,5; а-глицин - 1,8; а-треонин - 4,7; а-гистидин - 2,6 а-триптофан - 1,4; а-изолейцин - 5,3; а-тирозин - 4,7; а-лейцин - 9,3; а-валин - 6,5.

Многокомпонентная белковая система имеет свои преимущества, поскольку каждый белок играет свою индивидуальную роль в «раскрутке» метаболического конвейера организма в периоды физических нагрузок и восстановления. Кроме основной, «анаболической» функции, сывороточный белок содержит пептиды: альфа-лактальбулин, бета-лактоглобулин, иммуноглобулины и лактоферрин, каждый из которых занимает свои позиции в слож-

ном биохимическом ансамбле. Например, лактоферрин осуществляет антиокислительное и противомикробное действие. В целом сывороточный белок способствует укреплению иммунитета, повышает уровень глютатиона - одного из главных антиоксидантов в организме.

Syn Trax Nectar. Сывороточный протеин без жиров и углеводов. В состав продукта входят ультро-фильтрованный неденатурированный изолят сывороточного белка (включающий бета-лактоглобулин, альфа-лактоальбумин, гли-комакропептиды, иммуноглобулин, сывороточный бычий альбумин, протеазу пептон, лактоферрин и лактопероксидазу), лимонная кислота, натуральные ароматизаторы, лецитин, ацесульфам калия, сукралоза, экстракт гардении.

В одной мерной ложке (-27 г) содержится: протеина, г - 23; кальция, мг - 160; фосфора, мг - 75; магния, мг - 20; натрия, мг - 60; калия, мг - 120; холестерина, мг - 25; калорийность, ккал - 90.

Pure Whey Protein. Высококачественный сывороточный белок. Богат разветвленными аминокислотами, окисляющимися непосредственно в мышцах, обеспечивая, тем самым, энергию для сокращения мышц. Способствует поддержке структуры работающих в сильном напряжении мышц, предотвращает разрушение мышечного бе�