Биотехнология продукта для спортивного питания

Основной белковой структурой для изготовления продуктов спортивного питания являются белки молока в различной форме белковой фракции – казеины и сывороточные белки. Именно молочный является наиболее сбалансированным видом белка по аминокислотному профилю и степени биологической ценности. Он равномерно переваривается и усваивается в течение длительного времени (до 6–7 ч), причем сначала низкомолекулярные белки сыворотки, затем высокомолекулярный казеин. Такое свойство молочного белка особенно важно при использовании в диетических целях и для восстановления мышц после физической нагрузки невысокой и средней интенсивности. Основным и главным различием этих фракций является скорость усвоения белка [2, 3].

Для производства продуктов на основе молочного белка используются следующие формы белковых соединений:

– концентраты сывороточных белков (50–90% белка в сухом продукте) – наиболее распространенная основа белковых продуктов спортивного питания;

– концентрированные гидролизаты сывороточных белков как источник свободных аминокислот и пептидов и др.

Цель и методика исследований

Цель экспериментально-аналитической работы – исследование процесса ферментации молочной нормализованной смеси с добавлением гидролизата сывороточных белков пробиотическими культурами закваски и разработка технологии ферментированного продукта для спортивного питания.

Использованы объекты:

– молоко-сырье не ниже 1-го сорта по ГОСТ Р 52054–2003;

– сухая молочная сыворотка по ГОСТ Р 53492–2009;

– культуры закваски Lactobacilus acidophilus, штамм La-5 (далее L. acidophilus), Bifidobacterium lactis штамм BB-12 (далее B. lactis), Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus (далее S. thermophilus) в иммобилизованном виде [1].

Применены стандартные методы исследования: активная кислотность – по ГОСТ 26781; микробиологические показатели – по ГОСТ Р 53430–2009, ГОСТ Р 52687–2006, ГОСТ 25102–90; органолептические показатели – по ГОСТ 2293.

Результаты исследований

В качестве основы продукта определено коровье молоко, нормализованное, с м. д. ж. 3,2%. Биологическую ценность нового продукта регулировали путем введения в смесь гидролизата белков сухой молочной сыворотки (СМС), восстановленной в обезжиренном молоке до массовой доли сухих веществ 50%. Для определения рационального показателя гидролизата белков СМС его количеством варьировали (мас. %): опыт 1 – 10; опыт 2 – 15; опыт 3 – 20.

Полученные опытные продукты ферментировали пробиотическим культурами Lacto-bacilus acidophilus, штамм La-5, Bifidobacterium lactis штамм BB-12, Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, иммобилизованными в смесь биополимеров (пектин и желатин); температура ферментации – 37–38ºС.

Химический состав опытных продуктов представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав опытных продуктов

Наименование образца	Массовая доля сухих веществ, %	В том числе, %
		жиры	белки	углеводы
Опыт 1	16,0 ± 0,1	2,9 ± 0,05	3,75 ± 0,10	8,50 ± 0,10
Опыт 2	18,0 ± 0,1	2,7 ± 0,05	4,00 ± 0,10	10,50 ± 0,05
Опыт 3	20,0 ± 0,1	2,6 ± 0,05	4,50 ± 0,10	12,10 ± 0,10

Процесс ферментации опытных продуктов контролировали по динамике активной кислотности (рис. 1).

Рис. 1. Динамика активной кислотности в процессе ферментации опытных продуктов

Анализ графических зависимостей и их математическая обработка позволили построить уравнения регрессии, характеризующие активность процесса ферментации. Результаты оценки микробиологических показателей ферментированных продуктов представлены на рис. 2.

Рис. 2 . Микробиологические показатели ферментированных опытных продуктов

Анализ данных, представленных на рис. 2, свидетельствует о повышении количества пробиотических микроорганизмов в ферментированных продуктах в зависимости от количества гидролизата белков СМС.

Органолептические и физико-химические показатели полученных образцов приведены в табл. 2.

Таблица 2 Органолептические показатели исследуемых образцов

Наименование показателя	Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный, с незначительным горьким послевкусием	Чистый, кисломолочный, с легким горьким послевкусием	Запах чистый, кисломолочный, выраженное горькое послевкусие
Консистенция	Однородная, пастообразная, незначительная мучнистость	Однородная, тягучая, незначительная мучнистость	Однородная, тягучая, мучнистая
Цвет	Белый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе	Белый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе	Светло-кремовый, равномерный по всей массе

Таблица 3

Аминокислотный состав продукта для спортивного питания

Наименование образца	Определяемый параметр	Массовая концентрация в пробе, мг/дм	Массовая доля аминокислот в образце продукта, мг/100 г	Погрешность результата измерений, мг/100 г продукта
Продукт для спортивного питания	Аргинин	1,146	59,53	23,81
	Лизин	6,180	321,04	109,15
	Тирозин	2,182	113,35	34,01
	Фенилаланин	3,515	182,60	54,78
	Гистидин	1,949	101,25	50,62
	Лейцин+ +Изолейцин	12,846	567,32	173,50
	Метионин	2,695	140,00	47,60
	Валин	5,221	271,22	108,49
	Пролин	7,558	302,62	102,08
	Треонин	4,701	244,21	97,68
	Серин	5,107	465,30	68,98
	Аланин	3,087	160,36	41,69
	Глицин	1,671	86,81	29,51
	Глутаминовая кислота	13,224	741,76	336,70
	Аспарагиновая кислота	3,717	226,60	94,64
	Цистин	14,059	794,91	447,45
	Триптофан	0,568	24,15	7,27
	Общее содержание	–	4503,03	–

На базе научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» исследован аминокислотный состав полученного продукта для спортивного питания (образец 3 с массовой долей гидролизата 20%), результаты представлены в табл. 3.

Анализ данных из табл. 3 свидетельствует о сбалансированности аминокислотного состава и биологической полноценности опытного ферментированного продукта. Разработана рецептура и технология для производства ферментированного пастообразного продукта, предназначенного для спортивного питания. В рецептуру продукта включены компоненты, нивелирующие горьковатый вкус, вызванный присутствием пептидов, мальтодекстрина и фруктозы. Также продукт обогащен витаминами А, С, Е и минералами Se, Zn. Новизна состава и технологии нового продукта отражена в заявке на изобретение № 2012143255 «Молочно-белковый продукт» (приоритет от 09.10.12 г.). Для производства нового продукта разработана техническая документация.

Выводы и рекомендации

• 1.    На основании анализа результатов процесса ферментации опытных продуктов определены его параметры: температура – 37–38ºС, время – 5–6 ч.

• 2.    Разработана рецептура и технология ферментированного продукта для спортивного питания.