Подготовка теоретической и экспериментальной базы для создания спортивного напитка с регидрационным и хондропротекторным действием

Другая сторона занятий спортом или тяжелым физическим трудом – большие нагрузки на суставы. В составе соединительной ткани, хрящей, костей, связок, сухожилий, суставных поверхностей есть разные хондропротекторы. По своему строению – это гетерополисахариды. Важнейшим представителем гетерополисахаридов является хондроитинсульфат, образованный остатками глюкуроновой кислоты и N-ацетилгалактозамина. Положительное действие хондропротекторов на функциональную активность опорно-двигательного аппарата доказано в клинических исследованиях, в связи с чем в составе специализированных пищевых продуктов для спортсменов рекомендуемый уровень потребления хондроитинсульфата для взрослых составляет 600 мг/сутки [3].

Проблемы, связанные с разрушением суставного аппарата, в отличие от регидратации организма, проявляются у спортсменов не в ходе соревнований или тренировок, а в более отдаленный период и решаются медикаментозными методами. Перечень натуральных продуктов, содержащих хондропротекторы в нужном количестве, достаточно ограничен [3], поэтому разработка специализированных продуктов с хондропротекторным действием представляется перспективным направлением.

Цель данного исследования – подготовка теоретической и экспериментальной базы для разработки рецептуры спортивного напитка, обладающего регидрацион-ными и хондропротекторными свойствами. В таком случае используется отличительная особенность регидрационных напитков – периодичность использования. В сравнении с другими пищевыми продуктами напитки для устранения обезвоживания рекомендуется употреблять не от случая к случаю, не в отдельные периоды тренировочного макроцикла, а регулярно в ходе обычных тренировок. Причем количество регидрационного напитка составляет в среднем 1,0-1,5 л в сутки, в зависимости от интенсивности и продолжительности нагрузки и массы спортсмена [4, 5, 6, 7].

Основные ингредиенты напитков для устранения обезвоживания, углеводный и солевой, являются низкомолекулярными соединениями, и вносят самый большой вклад в показатель осмотической концентрации. Следовательно, ключевая задача при расширении и улучшении формулы традиционных регидрационных напитков – повышение пищевой ценности и придание функциональных свойств, не выходя за рекомендуемые пределы осмоляльности.

В предыдущих исследованиях нами установлено, что до 1/3 основы регидра-ционного напитка может составлять молочная сыворотка, которая значительно улучшает общую пищевую и биологическую ценность продукта [7].

Материалы и методы

В данной работе кроме сыворотки использовали другой вид молочного сырья – пермеат, получаемый при промышленной ультрафильтрации обезжиренного молока. Также объектами исследования служили водные растворы хондроитинсульфата.

Физико-химические характеристики пермеата и сыворотки изучали общепринятыми стандартными методами. Для исследования минеральной составляющей использовали спектрофотометрический метод. Осмотическую концентрацию пермеата определяли с помощью криоскопа-осмометра [2].

Результаты и обсуждение

Показатели, характеризующие пищевую ценность сыворотки и пермеата, отличаются незначительно, за исключением содержания лактозы. Как видно из т аблицы , массовая доля молочного сахара в пермеате (4,93-4,95 %) выше, чем в сыворотке – 3,99-4,23 %. Такая разница объясняется техологией получения этих видов вторичного молочного сырья.

Творожная сыворотка – фильтрат, получаемый при термо-кислотной коагуляции казеина, содержащий не только низкомолекулярные растворимые соединения молока, но и сывороточные белки, находящиеся в коллоидной форме. Цель ультрафильтрации – концентрирование белка молока баромембранными методами. В этом случае достигается более полное разделение компонентов и пермеат содержит вещества преимущественно находящиеся в виде истинного раствора.

Таблица 1. Физико-химические показатели молочного сырья

По полученным данным выявлена существенная разница в содержании минеральных элементов в пермеате и творожной сыворотке, что также вызвано отличием технологии их получения. При этом результаты исследований минерального состава пермеата и творожной сыворотки хорошо согласуются с литературными данными о различных формах присутствия минеральных элементов в молочном сырье [9, 10]. Такие комплексообразователи, как кальций и магний, на 66 и 33 %, соответственно, связаны с белками молока и преимущественно остаются в их составе при разделении фаз. В тоже время калий и натрий максимально концентрируются в пермеате, поскольку более 90 % их общего количества находится в ионизированной форме и в виде истинно растворимых соединений.

С одной стороны, это сказывается на повышенной осмотической концентрации пермеата по сравнению с сывороткой. С другой стороны, повышенное содержание натрия в пермеате дает основание достигать нужной концентрации натрия в реги-драционном напитке при меньшем введении соли.

Установлено, что осмотическая концентрация и сывортки, и пермеата равная, соответственно 350-389 и 540-550 ммоль/кг Н2О, слишком высока и не позволит использовать их в качестве готовых напитков для устранения обезвоживания. Однако введением этих видов молочного сырья можно значительно улучшить пищевую ценность регидрационных напитков.

Исследование водных растворов хондроитинсульфата показало, что даже в количествах, соответствующих верхнему допустимому уровню потребления – 1,2 г, их осмотические концентрации менее 40 ммоль/л Н₂О. На основании полученных данных с вероятностью не менее 95 % получена математическая модель зависимости осмоляльности раствора хондроитинсульфата от его концентрации, которая является функциональной прямолинейной зависимостью с коэффициентом корреляции 0,998. Графическое изображение модели представлено на рисунке .

Рисунок. Зависимость осмотической концентрации от содержания хондроитинсульфата в водном растворе

Как следует из полученных данных, хондроитинсульфат, являясь биополимером, вносит незначительный вклад в показатель осмоляльности. Это хорошее основание использования хондроитинсульфата в совокупности с другими необходимыми ингредиентами рецептуры, не выходя за рекомендуемые пределы осмоляльности.

Таким образом, в данной работе подготовлены теоретические и экспериментальные предпосылки для разработки рецептуры и технологии функционального пищевого продукта для спортсменов с регидрационным и хондропротекторным действием.