Кисломолочный продукт для спортивного питания

Введение. Для спортсменов всех возрастов необходимо питание, отличное от обычного рациона. Правильное питание – одна из основ общего успеха в любом виде спорта. Организм должен получать «качественную» энергию, чтобы направлять ее на физическое совершенствование. Поэтому необходимо разрабатывать новые спортивные специализированные продукты, которые имеют большое значение для здоровья и достижения вы- соких результатов. Следует отметить, что такие продукты должны быть легкоусвояемыми, не содержащими синтетических добавок.

Спортивные врачи и диетологи рекомендуют, чтобы ежедневный рацион спортсменов примерно на 20 % состоял из белков [21]. Причем количество животного белка у взрослых спортсменов должно быть не менее 60 %, а у юных спортсменов – 70 %, при этом 50 % животных белков должно поступать за счет потребления мяса, рыбы, яиц и 20 % – за счет молока и молочных продуктов [22].

Суточная потребность спортсменов в жирах в период проведения соревнований и усиленных тренировок составляет 1,5–2,4 г на 1 кг массы тела [23, 24]. Несмотря на то, что энергетическая ценность всех видов жиров одинаковая, усвояемость их существенно различается [4].

Энергетическая ценность пищевого рациона большинства людей, в том числе и спортсменов, обеспечивается главным образом углеводами [1, 11]. В настоящее время не вызывают сомнений факты повышения выносливости и физической работоспособности спортсменов при оптимизации углеводных запасов организма [2].

В результате исследований, проведенных во многих научно-исследовательских учреждениях страны, соотношение белков, жиров и углеводов в рационе спортсменов должно соответствовать 1,0 : 0,8 : 4,0 или составлять (в процентном выражении) по калорийности 15 :24 : 61 [9]. Для быстрого и полноценного восстановления сил спортсменов, постоянно испытывающих тяжелые нагрузки, необходимы витамины и активные ферменты, позволяющие качественно усвоить потребляемую пищу с максимальным эффектом.

Витамины – группа органических соединений, которые обладают выраженной биологической активностью [3]. При интенсивной тренировке, связанной с накоплением мышечной массы, организму требуется больше витамина B 6 [9, 24].

Специализированые пищевые продукты, используемые для питания спортсменов, – это продукты заданной пищевой и энергетической ценности и направленной эффективности. Они применяются для питания спортсменов во время многоразовых тренировок [14, 22–26].

Наилучшими источниками высококачественного белка для спортсменов являются яичные и молочные белки, этому свидетельствует анализ аминокислотного состава различных белковых продуктов по данным ФАО/ВОЗ [6]. Особый интерес представляют сывороточные белки, состоящие из нескольких белковых фракций. Самая крупная фракция – это бета-лактоглобулин.

Получение сывороточного белка сводится к выделению из сыворотки белковых фракций и их очистке от жиров, лактозы и других мо- лочных компонентов методом фильтрации. Рассматривая выбор сывороточного белка для производства специализированных продуктов с экономической точки зрения, оптимальным является концентрат сывороточных белков либо изолят сывороточного протеина.

Для получения изолята концентрат, прошедший ультрафильтрацию, пускают под меньшим давлением через более крупные поры фильтров керамики для микрофильтрации. Уходят мельчайшие клетки жира, лактоза и бактерии с минералами и витаминами. В данном случае преимущество – малая бактериальная обсемененность и отсутствие жира. Но в то же время отсутствие минеральных веществ, витаминов и пептидных включений в изоляте свидетельствует в пользу применения концентрата сывороточных белков.

В настоящей статье рассмотрена возможность использования в пищевых технологиях специализированных продуктов концентрата сывороточного белка, имеющего преимущество в сравнении с изолятом и гидролизатом. Он биологически более ценный для спортсмена, так как в его состав входят витамины, минеральные вещества и пептидные включения. За счет наличия пептидных связей концентрат сывороточных белков усваивается быстрее.

Особый интерес у спортсменов вызывает возможность с помощью некоторых нутриентов повышать работоспособность при физических нагрузках, связанных с аэробной выносливостью или силой [7, 8, 19–22].

Широкое распространение в области спорта получил креатин, который внесен в список препаратов, не запрещенных Международным антидопинговым центром.

Креатин – это незаменимое натуральное природное вещество, которое содержится в мышцах человека и животных и требуется для энергетического обмена, мышечного движения и человеческого существования [27].

Анализируя вышесказанное, считаем целесообразным использование препарата креатина в качестве корректора нутриентного состава молочных продуктов для спортивного питания. Как показал анализ рынка, ассортимент молочных продуктов для спортивного питания представлен в основном импортными производителями, что дает возможность для изучения и развития этого направления.

Целью наших исследований явилось изучение технологических факторов, выработка подходов к формированию качества и разработка специального продукта для спортивного питания, отвечающего следующим требованиям. Он должен быть кисломолочным, так как кисломолочные продукты отличаются высокой степенью усвояемости; функциональным, что обеспечивается использованием пробиотической и иммуностимулирующей микрофлоры; с низким содержанием липидов, так как они могут способствовать увеличению массы тела, которая у спортсменов строго регламентируется, но обогащенным белком и углеводами, необходимыми для наращивания мышечной массы спортсменов; специально предназначенным для лиц, испытывающих повышенные нагрузки при спортивной деятельности, в частности мышечной системы. Для этого необходим корректор химического состава продукта, обеспечивающий эргоген-ный эффект.

Материалы и методы исследований. Материалом исследований являлось молочное сырье: молоко обезжиренное и концентрат сывороточного белка, полученный микрофильтрацией молочной сыворотки.

Для проведения эксперимента использовались заквасочные культуры DELVO-YOG® DIRECT-SET, состоящие из штаммов Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus. В роли пробиотика использовались бифидобактерии (Bifidobacterium animalis), являющиеся представителями нормальной микрофлоры кишечника и выполняющие многочисленные функции в организме человека, что является важным фактором его защиты.

В качестве элемента спортивного питания для поддержания и наращивания мышечной массы применялся препарат креатина моногидрата Kreatine Powder (страна-производитель США). Креатин – метилгуанидинуксус-ная кислота (С 4 Н 9 О 2 N 3 ), мелкокристаллический белковый порошок белого цвета.

Фруктовые наполнители: «Зеленое яблоко» и «Черника» (производитель компания «Zuegg», Италия).

При выполнении исследований были использованы как стандартные, так и оригинальные методики исследований, в том числе органолептические, физико-химические, микробиологические, а также методы математического моделирования и математической обработки экспериментальных данных [5, 10, 12, 13, 17, 18].

Результаты исследований и их обсуждение. По содержанию аминокислотного состава обезжиренное молоко является продуктом высокой биологической ценности, единственной лимитирующей аминокислотой является метионин. Метионин – незаменимая кислота, помогающая переработке жиров, предотвращающая их отложение в печени и в стенках артерий. Метионин оказывает выраженное антиоксидантное действие, так как является хорошим источником серы, инактивирующей свободные радикалы.

С целью корректировки количественного и качественного аминокислотного состава выбран концентрат сывороточного белка, выработанный на основе мембранной фильтрации молочной сыворотки. Белковая добавка вносится в обезжиренное молоко перед пастеризацией до достижения массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка 12,5–13,0 %.

Анализ аминокислотного состава смеси обезжиренного молока и концентрата сывороточного белка показал высокую биологическую ценность. Отмечено отсутствие лимитирующих аминокислот.

В технологическом процессе разработки специализированного кисломолочного продукта для спортивного питания с пониженным содержанием жира были исследованы заквасочные культы DVS прямого внесения. Концентрированные культуры DVS обладают рядом преимуществ перед обычными заквасками: с DVS культурами у производственников отпадает необходимость в приготовлении промышленного стартера, постоянство состава (не нарушается соотношение между штаммами); простота в обращении; высокая активность; отсутствие риска загрязнения бактериофагом.

При выработке кисломолочного напитка для питания спортсменов были использованы закваски прямого внесения Delvo. К этой серии заквасок относятся термофильные молочнокислые стрептококки и лактобациллы (палочки): Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus.

Использование этих микроорганизмов в различных сочетаниях позволяет получать большое число видов кисломолочных продуктов: различных йогуртов, кисломолочного напитка «Снежок» и других кисломолочных напитков резервуарным и термостатным способом; производить продукты желаемого вкуса и консистенции. В роли пробиотика также использовались бифидобактерии (Bifidobacterium animalis), являющиеся представителями нормальной микрофлоры кишечника и выполняющие многочисленные функции в организме человека, что является важным фактором его защиты.

Установлены режим сквашивания молочной смеси – (39 ± 1) °С, продолжительность сквашивания – от 3 до 5 часов.

С целью придания кисломолочному продукту статуса продукта спортивного питания его обогащали не только пробиотиками, но и креатином. Креатин состоит на 70 % из кристаллической воды и 30 % различных аминокислот.

Рекомендации по приему креатина предусматривают его применение по 4–6 г два раза в день в начальный период (в течение недели) и по 1–2 г в последующие. Учитывая то, что взрослый спортсмен или спортсмен-подросток будет употреблять до 0,5 дм3 кисломолочного продукта, содержание креатина в этой дозе продукта должно составлять не более 2 г.

Отличительной особенностью разработанной технологии является то, что креатин вносится в сквашенную смесь в количестве 400 г / 100 дм3 при температуре (20 ± 2) °С. Температурный режим выбран с учетом избегания превращения креатина в креатинин, который образуется под воздействием высоких температур и является шлаком. Известно, то при поступлении креатинина в кровь не проявляется ожидаемого эффекта.

Изучение аминокислотного состава кисломолочного продукта показало, что введение в молочную основу креатина обогащает продукт аминокислотами. Данные исследований свидетельствуют, что соотношение лейцина к изолейцину составило 339 : 182 = 1,81, что свидетельствует о высокой биологической ценности белков разработанного продукта. Внесение креатина не повлияло на органолептические показатели. Готовый продукт имеет чистый кисломолочный вкус и запах, однородную, в меру вязкую, с ненарушенным сгустком консистенцию, молочно-белый равномерный по всей массе цвет.

При проведении микробиологических исследований было установлено, что в свежевы-работанном кисломолочном продукте и по окончании срока годности не были обнаружены бактерии группы кишечной палочки, патогенные микроорганизмы. Не отмечалось роста этих микроорганизмов в процессе всего срока хранения, что соответствует показателям безопасности по медико-биологическим требованиям Технических регламентов Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания» [15, 16].

Известно, что на сроки годности кисломолочных продуктов влияют многие факторы. Наличие в кисломолочных продуктах молочной и пропионовой кислот, антибиотиков, продуцируемых молочнокислыми и пропионовокислыми бактериями, влияет на развитие посторонней микрофлоры в продукте. Поэтому изучение изменения количества жизнеспособных клеток в продукте в процессе хранения является необходимым при установлении сроков их годности. Для установления срока годности разрабатываемого продукта кисломолочный продукт расфасован в потребительскую тару ПЭТ объемом 0,33 дм3 и помещен в камеру хранения. Температура в камере составляла (4 ± 2) °С.

В ходе исследований определены органолептические показатели, титруемая кислотность, количество жизнеспособных клеток пропионовокислых и молочнокислых бактерий. При хранении кисломолочного продукта специализированного назначения отмечено незначительное нарастание титруемой кислотности и снижение рН. По истечении четырнадцати суток титруемая кислотность соответствует требованию нормативной документации; количество жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры находится на высоком уровне. Количество жизнеспособных клеток составляет 4·107 КОЕ/г (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus) и 2·107 КОЕ/г (Bifidobacterium animalis).

В процессе выработки были протестированы фруктовые наполнители «Зеленое яблоко» и «Черника» (производитель компания «Zuegg», Италия). В ходе эксперимента были проанализированы образцы с разной дозой внесенной фруктовой добавки в кисломолочные продукты с использованием креатина.

По результатам комиссионной дегустации наиболее высокие органолептические показатели получены в образцах с внесенной дозой фруктовых наполнителей в количестве 10 % (см. рисунок). Для кисломолочных продуктов

Результаты оптимизации количества фруктовых наполнителей в составе рецептуры кисломолочного продукта для спортивного питания с учетом органолептических характеристик: «*» и «**» – соответственно количество фруктовых наполнителей «Зеленое яблоко» и «Черника» (производитель компания «Zuegg», Италия) (% от массы)

Optimization of the amount of fruit fillers in the fermented milk product for sports nutrition in terms of organoleptic characteristics: “*” and “**” – the amount of fruit fillers “Green apple” and “Blueberry”, produced by “Zuegg”, Italy

с использованием креатина подходят оба наполнителя – «Зеленое яблоко» и «Черника», но по вкусу и аромату лучшее сочетание было с последним наполнителем.

Выводы

• 1.    Результаты проведенных исследований по выявлению закономерности формирования качества кисломолочного продукта с совместным использованиям пробиотиков, креатина и натуральных фруктовых наполнителей были положены в основу разработки технологии производства продукта для спортивного питания.

• 2.    Преимущества разработанной технологии заключаются в получении кисломолочного продукта высокой пищевой ценности, обогащенного эссенциальными нутриентами и обладающего свойствами продукта для спортивного питания, повышении выхода продуктов за счет использования вторичного сырья и использовании серийно выпускаемого оборудования.

• 3.    Введение в практику питания спортсменов специализированных продуктов функционального назначения рассматривается с медицинской точки зрения как важное звено программы государственных мероприятий, направленных на формирование здорового образа жизни людей. С их помощью улучша-

• ется структура питания спортсменов, имеющих свои специфические потребности в пищевых веществах.

• 4.    Будущие исследования должны быть продолжены для выявления уровня приемлемости новых пищевых композиций. В целом, есть достаточно веские основания считать, что в ближайшие годы в области производства продуктов для спортивного питания, рассмотренное направление будет развиваться очень динамично.