Подбор ингредиентного состава сухой смеси для коктейля для спортивного питания

Полноценное спортивное питание можно обеспечить только за счет комбинированного рациона, в состав которого входят как специализированные продукты и добавки, так и обычные продукты [1]. В последнее время заметна тенденция к расширению ассортимента специализированных пищевых продуктов, максимально адаптированных к продуктам массового потребления. Кроме того, потребители, не являющиеся профессиональными спортсменами, благодаря программам государственной политики в области здорового образа жизни, стали обращать значительно большее внимание на состав приобретаемых продуктов, отдавая предпочтение низкожирным продуктам, богатым белком [2, 3].

В настоящее время рынок спортивного питания динамично развивается, постоянно удивляя потребителей новыми видами продуктов, расширяются вкусовые линейки уже существующих продуктов [4]. По данным [5], в 2020 году спрос на продукты для спортивного питания возрастал, особенно активный рост отмечался в сегменте протеинов. Следует отметить, что рост наблюдался не только в части добавок, таких как сывороточные белки, изоляты соевого белка и т. п., но и в части продуктов, рекомендуемых для похудения либо набора мышечной массы. Значительным спросом пользуются сухие смеси для коктейля. Они содержат большое количество белка, просты в употреблении, подходят в качестве правильного перекуса и имеют приемлемую цену.

Анализ ассортимента сухих смесей для приготовления коктейлей показал, что все представленные продукты содержат в своем составе сахара и/или подсластители и/или сахарозаменители, ароматизаторы натуральные или идентичные натуральным. Исходя из всего вышеизложенного, можно сделать вывод что все представленные продукты позиционируются как десертные и ориентированы на любителей сладких фруктово-ягодных вкусов.

С целью установления целесообразности разработки новой рецептуры сухой смеси для коктейля для спортивного питания было проведено анкетирование людей, посещающих спортивные клубы г. Вологды. Всего в опросе приняло участие 70 человек, среди них профессиональные спортсмены, посетители тренажерного зала, девушки, занимающиеся фитнесом и танцами. Возраст респондентов составил от 19 до 46 лет. Все опрошенные стараются питаться правильно, 86% из них употребляют в пищу специализированные добавки в виде изолятов соевого белка и протеинов молочной сыворотки. На вопрос «Употребляете ли Вы протеиновые коктейли?» 70 % респондентов дали утвердительный ответ. Наиболее востребованными оказались коктейли со вкусом клубники (41 % респондентов), лесных ягод (19,5 % респондентов) и ванили (15%). В ходе опроса было установлено, что многие из опрошенных хотели бы приобрести коктейли с овощными и иными несладкими вкусами (20 % респондентов). Таким образом, разработка сухой смеси для коктейля для спортивного питания является актуальной.

Цель исследования ‒ подбор и обоснование ингредиентов для производства сухой смеси для коктейля для спортивного питания с альтернативным наполнителем.

Материалы и методы

Объектами исследования являются сухое обезжиренное молоко, концентраты сывороточных белков, изолят соевого белка, спирулина.

Предметами исследования стали аминокислотный состав объектов исследования, биологическая ценность различных вариантов смесей, произведенных из них.

Для оценки качества белковых компонентов смеси на основе имеющихся литературных данных [6, 7, 8] были выбраны критерии оценки. В работе рассчитаны и оценены такие показатели, как коэффициент сбалансированности аминокислотного состава (КСАС), коэффициент разбалансированности аминокислотного состава (КРАС), показатель «сопоставимой избыточности» (σ), индекс незаменимых аминокислот (ИНАК).

Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава численно характеризует сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме, рассчитывается по формуле (1):

IU = С ■ ^у1 y^r где Cmin - минимальный скор незаменимых аминокислот, %; Ai – массовая доля i-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка; Ayi – массовая доля i-й незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка.

Коэффициент разбалансированности аминокислотного скора

(КРАС) показывает среднюю величину избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо незаменимой аминокислоты (избыточное количество незаменимых аминокислот, которое не используется на пластические нужды). КРАС рассчитывается по формуле (2):

КРАС = 5^1^£

n

где ΔРАС – различие аминокислотного скора аминокислоты, который определяется по формуле (3):

APAC = Cf - C^;

min

где C _i – избыток скора i-ой незаменимой аминокислоты, %.

Коэффициент сопоставимой избыточности (σ) характеризует суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых (из-за несбалансированности аминокислотного состава) на анаболические цели, в таком количестве белка оцениваемого продукта, которое по содержанию потенциально утилизируемых незаменимых аминокислот эквивалентно их количеству в 100 г эталонного белка. Рассчитывается по формуле (4):

S(^t ^min^yi)

rniv)

где C _min ‒ минимальный скор незаменимых аминокислот, %; A _i – массовая доля i-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка; A _yi – массовая доля i-й незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка.

Результаты и обсуждения

В качестве контрольного образца выбран изолят соевого белка. Выбор объясняется широким распространением данного продукта в качестве дополнительного источника белка, довольно высокая биологическая ценность белков сои [9], относительная низкая стоимость, широкий ассортимент коктейлей, произведенных на основе соевого белка [10‒13].

При составлении смесей использовались такие ингредиенты, как сухое обезжиренное молоко, концентрат сывороточных белков, изолят соевого белка, спирулина.

Сухое обезжиренное молоко содержит в своем составе 34% белков, большая часть из которых приходится на казеин, характеризующийся медленным расщеплением и всасыванием [14]. Казеин имеет достаточно сбалансированный аминокислотный состав, но уступает по этому показателю сывороточным белкам [15, 16, 17]. Помимо белков в состав обезжиренного молока входит молочный жир и лактоза. Наличие этих компонентов позволит получить продукт, содержащий жиры и углеводы без дополнительного введения их в состав.

В качестве наполнителя для коктейля была выбрана спирулина. Спирулина – род цианобактерий класса Cyanophyceae (синезеленых водорослей). Спирулина является источником белка, его содержание достигает 50‒70%, порядка 15‒20 % в составе спирулины составляют углеводы [18]. Отличительной особенностью белков, входящих в состав спирулины, является отсутствие в их структуре целлюлозных стенок, благодаря чему они усваиваются на 83‒90 % [19]. В спирулине содержатся 18 различных аминокислот, включая все незаменимые аминокислоты, а также сульфолипиды, витамины и минералы, включая витамины группы В и витамин К, кальций, железо, магний, селен, марганец, калий и цинк, йод, гамма-линоленовую кислоту (важна для сердца и суставов), антиоксидант хлорофилл и каротиноиды, металлотионеиновые соединения (белки в сочетании с металлами, связывающими тяжелые радиоактивные изотопы) и фитопигментный фикоцианин [20]. Спирулина в 100 г содержит 158,7 % от суточной потребности витамина В1, 203,9 % ‒ витамина В2, 158,3 % железа и 610 % меди [21].

Количественные характеристики биологической ценности выбранных белковых ингредиентов представлены на рисунке .

С.8

0,6

0,4

0,2

О

■ КСАС

■ КРАС

■ ИНАК спи рулинэ сухое обезжиренное концентрат сшворотэтнви изолятсоевого белка молоко              белков

Рисунок 1 — Характеристика биологической ценности выбранных белковых ингредиентов

Как следует из данных диаграммы, наиболее сбалансированным является белок спирулины и сухого обезжиренного молока. Таким образом выбранные ингредиенты могут дополнять друг друга и формировать полноценную белковую основу.

Аминокислотный состав рассмотренных компонентов представлен в таблице 1 .

Таблица 1 – Аминокислотный состав компонентов сухой смеси для коктейля

Аминокислота	Содержание аминокислоты, г/100 г продукта Изолят     Сухое      Концентрат Спирулина соевого обезжиренное сывороточных белка     молоко     белков (80)
Триптофан	1,16	0,371	1,3	0,929
Треонин	3,137	1,188	5,2	2,97
Изолейцин	4,253	1,592	4,6	3,209
Лейцин	6,783	2,578	7,8	4,947
Лизин	5,327	2,087	7	3,025
Метионин    + Цистин	2,176	0,903	1,7	1,811
Фенилаланин + Тирозин	7,813	2,542	4,7	5,361
Валин	4,098	1,762	4,4	3,512

На основании данных, представленных в таблице, были рассчитаны показатели биологической ценности смесей, произведенных с использованием указанных компонентов. В рецептурах № 1‒3 сухое молоко, концентрат сывороточных белков и изолят соевых белков взяты в соотношении 1:1:1 и процент внесения спирулины варьировался в диапазоне от 1 до 3 %. В вариантах рецептур № 4‒6 сухое молоко, концентрат сывороточных белков и изолят соевых белков взяты в соотношении 2:1:1. В вариантах рецептур № 7‒9 сухое молоко, концентрат сывороточных белков и изолят соевых белков взяты в соотношении 1:2:1. В вариантах рецептур № 10‒12 сухое молоко, концентрат сывороточных белков и изолят соевых белков взяты в соотношении1:1:2.Вовсехблокахрецептурпроцентвнесенияспирулины варьировался в диапазоне от 1 до 3 %. Верхний предел внесения спирулины связан с ее органолептическими характеристиками: при внесении большего количества продукт приобретает резкий неприятный запах, что не соответствует ожидаемому результату. Результаты расчета представлены в таблице 2 .

Таблица 2 – Показатели биологической ценности для различных вариантов рецептур

Показатель	Рецептура №
	1	2	3	4	5	6
КСАС	0,807	0,807	0,806	0,791	0,791	0,790
КРАС	0,193	0,193	0,194	0,209	0,209	0,210
σ	8,610	8,628	8,680	9,501	9,538	9,592
ИНАК	1,242	1,242	1,243	1,225	1,228	1,228

Показатель	Рецептура №
	7	8	9	10	11	12
КСАС	0,897	0,895	0,893	0,750	0,749	0,748
КРАС	0,103	0,105	0,107	0,250	0,251	0,252
σ	4,112	4,218	4,323	12,024	12,039	12,136
ИНАК	1,228	1,229	1,230	1,267	1,267	1,268

На основании данных, представленных в таблице, можно сделать вывод, что наилучшей сбалансированностью из рассмотренных вариантов обладает рецептура № 7. Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава (КСАС) предложенного варианта выше, чем у изолята соевого белка на 28,2 %, а коэффициент разбалансированности составляет 0,103, что на 65,5 % ниже, чем у изолята соевого белка, что означает наличие незначительного количества незаменимых аминокислот, которые не будут использованы на анаболические цели. Низкое значение коэффициента разбалансированности свидетельствует об эффективности применения разработанной сухой смеси для коктейля в целях наращивания мускулатуры.

Показатель «сопоставимой избыточности» в образце продукта № 7 составляет 4,112, что практически в 5 раз ниже, чем у изолята соевого белка, что также подтверждает высокий процент аминокислот, используемых организмом.

Заключение

На основании всего вышеизложенного, целесообразно продолжить разработку сухой смеси для коктейля для спортивного питания, выбрав за основу соотношение между сухим обезжиренным молоком, концентратом сывороточных белков и изолятом соевого белка 1:2:1. Выбранное соотношение позволит получить продукт с высокой биологической ценностью, а кроме того, даст возможность отнести его к молочным составным продуктам.

Использование в составе рецептуры спирулины позволит придать проектируемому продукту оригинальные вкус и запах, что будет соответствовать запросу потребителей. Принимая во внимание значительное содержание в спирулине витаминов и минералов, можно предположить, что ее введение в состав продукта позволит повысить содержание витаминов В1 и В2, а также меди и железа.

Следующим этапом работы станет установление дозы спирулины для придания желательных органолептических характеристик продукту.