Безалкогольный напиток для профилактики и комплексного лечения посттравматических остеоартритов в профессиональном и любительском спорте

Введение. Разработка спортивных напитков, обогащенных биологически активными ингредиентами и их комплексами, представляется важной с научной и практической точек зрения, учитывая необходимость расшифровки механизмов нутриентно-метаболиче-ской поддержки в спорте высших достижений и у лиц, ведущих активный образ жизни. Особую актуальность этот вектор нутрициологии приобретает для коррекции обменных нарушений при травматизме связочно-суставного аппарата, учитывая его распространенность, проблему профилактики и комплексной терапии. При этом необходимо уделять внимание культуре питания, базовому рациону, микробиому и персонализации питания с учетом генетического паспорта [1, 4, 6].

Материалы и методы. В качестве материалов использовано растительное сырье, премикс 124-19, содержащий кальций и глю-козамин, лабораторные и опытные образцы спортивного напитка. Для оценки эффектив- ности и функциональной направленности хондопротекторов сформирована группа больных с остеопорозом коленного сустава в количестве 511 человек.

Качество и безопасность разработанной продукции исследовали с применением общедоступных и специальных методов исследований: органолептические показатели – визуальным методом; микробиологические: КМАФАнМ – ГОСТ 10444.15-94; E. Coli – ГОСТ 30726-2001; дрожжи и плесени – ГОСТ 10444.12-88; патогенные, в том числе сальмонеллы, БГКП (колиформы) – ГОСТ Р 52814-2007; тяжелые металлы – атомно-абсорбционным; кальций – инверсионным вольтамперометрическим; глюкозамин – высокоэффективной жидкостной хроматографией.

Результаты. Научно обоснован качественный и количественный состав рецептуры спортивного напитка с направленными функциональными свойствами (табл. 1), исходя из биохимической и фармакологической характеристики исходных ингредиентов [1 – 3].

Основными рецептурными компонентами, определяющими функциональную направленность напитка, являются концентрированные основы «Аромат элеутерококка», «Аромат женьшеня с травами» и премикс 124-19.

Концентрированная основа «Аромат элеутерококка» включает подобранные экспериментальным путем соотношения растительных ингредиентов, мас.,%: элеутерококк (корень) – 65,0; боярышник (плоды) – 15,0; шиповник (плоды) – 15,0; крапива (трава) – 5,0. Концентрированная основа «Аромат женьшеня с травами» – женьшень (корень) – 32,0; череда (трава) – 28,0; хмель (шишки) – 13,0; рябина красная (плоды) – 19,0; крапива (лист) – 4,0; имбирь (корень) – 4,0. Новизна рецептурной формулы подтверждена патентом Российской Федерации [5].

Элеутерококк колючий (корень и корневище) Rhizoma et radix Eleutherococc. Биологически активные вещества, содержащиеся в корневище и корнях элеутерококка (Eleuthe-rococcus senticocus), относятся к группе фе-нилпропаноидных соединений. Типичным их представителем является глюкозид синапо-вого спирта – элеутерозид В. Другой по значимости БАВ, определяющий фармакологическую направленность элеутерококка, – ли-ганан элеутерозид (дигликозид сирингаре-зинола).

При идентификации и стандартизации элеутерококка и продуктов на его основе регистрируются сопутствующие соединения, относящиеся к кумаринам: 7-О-глюкозид изофраксидина (элеутерозид В 1 ) и его агликоновая форма – изофраксидин. Из других эле-утерозидов идентифицированы даукостерин (элеутерозид А) и этилгалактозид (элеутеро-зид С), относящиеся к углеводам.

Из сопуствующих веществ зарегистрированы полисахариды, хлорогеновая кислота, липиды, этиловый эфир кофейной кислоты, смолы, конифериновый альдегид, эфирное масло, протокатеховая кислота и ее глюкозид, камеди дубильные, пектиновые, антоциановые и лигнановые соединения.

Фармакологическая характеристика БАВ элеутерококка (сырья и субстанций) определяет его основные функциональные свойства – адаптогенные, иммуномодулирующие, общеукрепляющие, стимулирующие ЦНС.

Специализированные продукты и БАД на основе элеутерококка направлены на реализацию следующих биохимических и физиологических эффектов:

– повышение умственной и физической работоспособности. При этом стимулирующее действие (как и в случае с женьшенем) сочетается с тонизирующим;

– общеукрепляющее действие. Реализуется через улучшение показателей жизнедеятельности – содержание гемоглобина в крови, жизненная емкость легких, физическая сила и др., что имеет практическое приложение после перенесенных заболеваний и травм;

– повышение сопротивляемости организма к неблагоприятным факторам внешней и внутренней среды.

Женьшень (корень) – Panax ginseng C.A. Mey. Является источником сапонинов, относящихся к группе тритерпеноидов стероидного происхождения.

Идентифицированы 7 доминирующих сапонинов, обозначаемых латинскими буквами A, B, C, D, E, F и G.

В нашей стране сапонины получили название панаксозидов, в Японии – гинзено-зидов. Все они обладают индивидуальными функциональными свойствами и вместе с тем проявляют синергическую направленность в отношении фармакологического действия женьшеня: адаптогенного, иммуномодулирующего, общетонизирующего и стимулирующего ЦНС.

Таблица 1

Table 1

Рецептура напитка, кг/166,67 дм3 сиропа или 1000 дм3 готового напитка

(«Ягодное ассорти с таежными травами»)

Beverage formulation, kg/166.67 dm3 of syrup or 1000 dm3 of the finished beverage

(“Berries with taiga herbs”)

Сырьевые ингредиенты Raw materials	Содержание сырья в напитке Content in the beverage	Массовая доля, % Weight content, %	Содержание сухих веществ в сырье Solids content
Для приготовления сиропа / For syrup
Сахар / Sugar	4,20	99,85	4,19
Сироп глюкозно-фруктозный MFx42,1 Glucose-fructose syrup MFx42,1	57,0	70,00	39,90
Сукралоза (Е955) к.сл 600 Sucralose (E955) 600	0,047	99,9	39,9
Стевиозид Red-A 40 % к.сл 300 Stevioside Red-A 40% 300	0,04	99,9	0,04
Сахарный колер IV / Caramel color IV	4,0	70,0	2,8
Регулятор кислотности – лимонная кислота (Е 330) Acidity regulator – Citric Acid (E330)	1,4-а*	90,97	1,27
Основа Д.В. «Аромат элеутерококка» – сухой Eleutherococcus flavor – dry	0,20	40,0	0,08
Основа Д.В. «Аромат женьшень с травами» – сухой Ginseng with herbs flavor – dry	0,10	60,0	0,06
Ароматизатор натуральный «Травяной ликер Карлсбадский» № 5.80755 Carlsbad Herbal Liqueur № 5.80755 natural flavor	0,03	–	–
Ароматизатор натуральный «Глинтвейн» № 2.07972 Mulled wine № 2.07972 natural flavor	0,08	–	–
Ароматизатор натуральный «Земляника» ЕТ402103 Strawberry ET402103 natural flavor	0,6	–	–
Ароматизатор натуральный «Лесные ягоды» № 2.01406 Wild berries № 2.01406 natural flavor	0,10	–	–
Премикс 124-19 / Premix 124-19	1,5	–	–
Велькорин / Velcorin	0,25	–	–
Вода питьевая / Drinking water	До 166,67 дм3 / Up to 166.67 dm3
Для приготовления напитка / For the beverage
Двуокись углерода / Carbon dioxide	От 4,15 / From 4.15
Вода / Water	До 1000,0 дм3 / Up to 1000.0 dm3
Итого сухих веществ в напитке Total solids in the beverage			47,99
Прирост сухих веществ за счет 100 % инверсии сахарозы Solids increase due to 100% sucrose inversion			0,22
Всего сухих веществ в полностью инвертированном напитке Total solids in a fully inverted beverage			48,21

Таблица 2

Table 2

Ингредиентный состав премикса 124-19

Ingredient composition of premix 124-19

Наименование компонентов Component	Содержание, г/1000 г Content, g/1000 g	Содержание, мг/1500 г Content, mg/1500 g	% от РСП в 1500 мг (в 1 л обогащенного продукта) % of RDC in 1500 mg (in 1 liter of enriched product)
Аквамин Солюбл / Aquamin Soluble Кальций / Calcium	833,33 100	1250 150	15*
Глюкозамина сульфат / Glucosamine sulfate Глюкозамин / Glucosamine	116,7 70	175 105	15
Вспомогательные вещества / Processing aids
Мальтодекстрин / Maltodextrin	50	75
Итого / Total	1000	1500

Примечание. РСП – рекомендуемый суточный уровень потребления согласно нормам ЕврАзЭС (введены решением Комиссии Таможенного союза от 07.04.2011 № 622); *рекомендуемый уровень потребления согласно нормам ТР ТС 022/2011 (приложение № 2).

Note. RDC is recommended daily consumption in accordance with EurAsEC standards (introduced by decision of the Customs Union Commission dated April 7, 2011 No 622); * The recommended level of consumption according to the standards of ТР ТС 022/2011 (Appendix No 2).

Общехимический состав корней женьшеня представлен белками, пектиновыми веществами и крахмалом, содержание которых достигает соответственно 18, 23, 20 %. В незначительных количествах встречаются ди- и моносахара, липиды, фитостерины, аскорбиновая кислота, тиамин и рибофлавин. Из минеральных веществ преобладает марганец, обнаружены кремний, калий, алюминий, кальций, железо и магний. Эфирное масло, обуславливающее специфический запах корней, находится на уровне 0,05–0,25 %.

Накопленный опыт китайской народной медицины на протяжении 5000 лет и результаты доказательных современных исследований свидетельствуют о способности женьшеня повышать защитные силы организма и уровень физической активности, сопротивляемость к стрессовым ситуациям и негативным воздействиям внешней и внутренней среды. Различные препараты женьшеня, в том числе БАД, успешно применяются при физическом и умственном переутомлении, для повышения работоспособности, после нервных и психологических нагрузок.

Другие компоненты концентрированных основ являются синергистами элеутерококка и женьшеня в отношении заявленных характеристик.

Премикс 124-19 разработан и производится компанией «АртЛайф» (г. Томск). В состав премикса входит Аквамин Солюбл (Aquamin

Soluble) – источник кальция и глюкозамин в виде глюкозамина сульфата (табл. 2).

Аквамин Солюбл – натуральный продукт морского происхождения, представляющий порошок сухих известняковых водорослей, добываемых в чистых водах со дна Северной Атлантики. Цвет порошка серовато-белый, без запаха, вкус слегка кислый/терпкий, растворим в водных системах при pH 3,0–6,0, влажность не более 6 %, размер частиц – 500 мкм.

Изучен химический состав премикса, безопасность и пищевая ценность. Ниже приводятся усредненные данные из 6 определений с учетом наличия незначительных сезонных колебаний. Содержание кальция и магния составляет соответственно, %, не менее 12 и 1. Показатели безопасности, мг/кг, не более: свинец – 0,5; мышьяк – 1; кадмий – 0,5; сумма тяжелых металлов – 10. Общее микробное число – 5,000, дрожжи и плесень – 100 ОМ 4/г, не более, У-колиформы и Сальмонелла отсутствуют 81 и 25 г соответственно. Пищевая ценность, %, не более: белки – 1; жиры – 0,5; углеводы – 1%; зола – 35. Энергетическая ценность – 300 кКалл/100 г.

Продукт соответствует требованиям сертификации: ISO 9001:2008; «общепринятого как безопасный» (GRAS-GRN 000028); здоровья Европейского Союза; Кошер; Халяль; статус без ГМО и аллергенов. Разрешен для вегетарианцев и веганов.

Глюкозамина сульфат – специфический компонент суставных тканей (хондропротектор). Его выбор как фактора нутриетивно-метаболической поддержки посттравматического состояния связочного-суставного аппарата является патогенетически обоснованным и соответствует Консунсусему МОК [10].

Фармаконутриент глюкозамин в виде глюкозамина-6-фосфата занимает ключевые позиции в обменных процессах хрящевой ткани и реализует свои свойства по следующим основным направлениям:

– регуляция образования хондроцитами протеоггликанов;

– ингибирование ферментов, вызывающих деструкцию хрящевой ткани;

– блокирование лизосомальных ферментов и образования супероксидных радикалов;

– участие в процессах включения кальция в костную ткань и синтеза хондроитинсульфата путем фиксации серы;

– предотвращение нежелательных последствий токсичного влияния на хрящевую ткань нестероидных противовоспалительных препаратов и глюкокортикоидов.

Технологический процесс производства осуществляется согласно ГОСТ 28188-14, на основании ТИ 9185-37881001-01-17, разработанной ООО «НВК «Ниагара», и состоит из следующих основных этапов:

– подготовка воды, которая по своим качественным характеристикам должна соответствовать требованиям нормативных и технических документов;

– приготовление сахарного сиропа. Сироп стерилизуют 87,5 ± 2,5 °С в течение 30 минут во избежание карамелизации сахара и появления нежелательных изменений (пожелтение, потемнение). Массовая доля сухих веществ составляет 66 ± 1 %;

– приготовление купажного сиропа на подсластителях или сахарном сиропе. Включает процесс последовательного перемешивания компонентов рецептуры. При розливе пастеризованных напитков купажный сироп пастеризуют, используют в течение суток, с консервантами – не более чем через 40 часов со дня изготовления;

– миксирование. Напиток готовят путем смешивания купажного сиропа с водой в соотношении 1:5. Напитки могут быть газированные или негазированные, с консервантами или без. На этом этапе вносится обогащающая добавка.

Разработана новая технология получения растительных экстрактов, используемых в рецептуре напитка. Инновационность технологии заключается в эффективности экстракции биологически активных веществ (БАВ) путем обработки сырья высоким давлением (100 МПА) в течение 60 с, с последующей – 200 МПА (600 с). Установлено, что увеличивается не только выход БАВ, но и микробиологическая безопасность экстракта [8].

Проведены исследования органолептических и физико-химических характеристик купажного сиропа и готового напитка. Готовый напиток обладает освежающим кислосладковатым вкусом с приятной остротой спелой лесной вишни и ярко-выраженной хвойной ноткой послевкусия. Отмечается гармоничный нежный травяной аромат, что обусловлено использованием натуральных ароматизаторов с ароматом лесных ягод, земляники, глинтвейна и травяного ликера, а также концентрированных основ элеутерококка и женьшеня, содержащих экстрактивные вещества корня элеутерококка, плодов боярышника и шиповника, крапивы, корня женьшеня, травы череды, шишек хмеля, плодов красной рябины, корня имбиря. Вкусоароматический профиль напитка улучшается благодаря фруктозе, входящей в состав сахаросодержащего компонента – подсластителя. Профиль сладости глюкозо-фруктового сиропа способствует усилению вкуса и аромата.

Цвет напитка приятный коричневый, свойственный используемому сырью. Органолептические показатели оценены дегустационной комиссией на «отлично»; баллы: цвет и внешний вид – 6,21; аромат и вкус – 11,77; прозрачность – 6,19; сумма баллов – 24,18. Все входящие в состав напитка ингредиенты подобраны индивидуально, экспериментальным путем и гармонично сочетаются между собой, придавая напитку не только органолептические достоинства, но и направленные функциональные свойства. Показано, что любые отступления от заявленного соотношения ингредиентов (качественного и количественного) приводят к диссгармонизации органолептики и потере функциональной направленности напитка.

Использование в рецептуре уже готовых ингредиентов и их комплексов значительно снижает трудоемкость и длительность изготовления напитка. Введение в состав консер-

Механизм участия кальция и глюкозаминсульфата в коррекции обменных нарушений при остеоартритах Calcium and glucosamine sulfate activity for correcting metabolic disorders in osteoarthritis

вантов позволяет продлить срок годности до 12 месяцев без ухудшения показателей качества и безопасности.

Сироп представляет собой непрозрачную вязкую жидкость, без посторонних включений, допускается опалесценция и незначительный осадок, обусловленные особенностями используемого сырья. Цвет от коричневого до темно-коричневого. Вкус кисло-сладкий, характерный для композиции. Аромат выраженный соответствующим ароматам компонентов рецептуры. Посторонний привкус и запах не допускаются.

Определены регламентируемые физикохимические показатели сиропа и готового напитка. Купажный сироп: массовая доля сухих веществ, %: в свежеприготовленном сиропе – 26,2 ± 1, после 100 % инверсии сахарозы – 26,2 ± 1; кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм3 на 100 см3 – 15,0 ± 1. Напиток: массовая доля сухих веществ, % в свежеприготовленном напитке – 4,8 ± 0,2, после 100 % инверсии сахарозы – 5,0 ± 0,2; кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм3 на 100 см3 – 2,5 ± 0,3; массовая доля двуокиси углерода, % сильногазированный, более – 0,40, среднегазированный, более – 0,30; пищевая ценность (углеводы), г/100 см3 – 4,5; энергетическая ценность (калорийность), ккал (кДж)/ 100 см3 – 18,5 (75).

Изучены показатели безопасности по окончании 15 месяцев хранения напитка при температуре от 0 до 25 °С и относительной влажности, не превышающей 85 %. По результатам микробиологических исследований и содержания токсических элементов установлено соответствие критериев безопасности требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 (прил. 3, раздел 8), что позволило установить срок реализации – 1 год при вышеуказанных условиях с «запасом прочности» – 3 месяца.

В одном стакане напитка (250 см3) содержится 375 мл премикса, обладающего синергическими свойствами с другими компонентами рецептуры. Рекомендуется в количестве 1–2 стаканов в день для профилактики и комплексного лечения посттравматических остеоартритов в профессиональном и любительском спорте.

Механизм участия кальция и глюкозами-на в посттравматическом восстановлении структуры и функции хрящевой ткани показан на рисунке.

Эффективность кальция и хондопротек-торов показана в клинических исследованиях путем их включения в комплексную программу поддержки связочно-суставного аппарата у спортсменов и физкультурников [9], а также в рацион пациентов с остеопорозом коленного сустава [7].

Заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют об эффективности использования спортивного напитка в коррекции обменных нарушений у спортсменов при посттравматических остеоартритах. На новый продукт разработан проект техни- ческой документации. Рецептура и технология апробированы в условиях производства на предприятиях компании ООО «НВК «Ниагара» (г. Челябинск).