Проектирование состава специализированного продукта для спортивного питания

Стратегии в области социальной политики России активно продвигают принципы здорового образа жизни: рациональное питание, регулярные занятия физической культурой и спортом. В связи с этим возрастает актуальность создания специализированных пищевых продуктов для спортсменов [1, 2]. В настоящее время такие продукты производятся в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания». Данный документ определяет пищевую продукцию для питания спортсменов, как «специализированная пищевая продукция заданного химического состава, повышенной пищевой ценности и (или) направленной эффективности, состоящая из комплекса продуктов или представленная их отдельными видами, которая оказывает специфическое влияние на повышение адаптивных возможностей человека к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам» [3].

Учитывая особенности метаболизма человека при интенсивных физических нагрузках, определяющим является не только энергетическая составляющая, но и соотношение макронутриентов, главным образом, белков и углеводов.

Опрос целевой аудитории, анализ товаров, представленных в магазинах спортивного питания, выявили, что наибольшей популярностью у спортсменов пользуются продукты белково-углеводного или углеводно-белкового состава [4, 5].

С учётом изложенного, разработка углеводных и белковых продуктов для спортсменов – актуальное направление исследований в пищевых технологиях. В тоже время в молочной промышленности последних лет наблюдается недостаток сырья, поэтому комплексное использование молока и всех побочных продуктов, образующихся при переработке молока, сохраняет свою актуальность.

Важнейшие побочные молочные продукты – обезжиренное молоко и пахта, отличаются пониженным содержанием жира по сравнению с исходным молоком. Благодаря этому стоимость обезжиренного молока и пахты существенно ниже, чем стоимость цельного молока, что обусловливает экономическую целесообразность использования вторичного молочного сырья для производства низкокалорийных продуктов [6]. Однако относительно невысокое содержание белка и углеводов в обезжиренном молоке и пахте диктует необходимость поиска дополнительных источников этих макронутриентов, чтобы продукт, предназначенный спортсменам, способствовал повышению адаптивных возможностей к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам.

Увеличение содержания белков и углеводов в обезжиренном молоке и пахте достигают введением в молочное сырье дополнительных ингредиентов, разнообразие которых огромно. В случае разработки продукта для спортивного питания особое внимание следует обратить не только на количество белка, но и на содержание в сырье витаминов группы В и минеральных веществ, таких как магний, медь и селен.

Белок выполняет в организме строительную функцию, что способствует эффективному приросту мышечной массы.

Витамины группы В участвуют в нормализации энергетического обмена и функционировании нервной системы.

Магний и фосфор, поступающие в организм, способствуют поддержанию нормального состояния костной ткани и функционированию мышц, включая сердечную, что особенно важно для спортсменов, которые имеют высокие кардионагрузки.

Минеральные вещества, такие как медь и селен, улучшают состояние соединительной ткани, нормализуют транспорт железа в организме и защищают клетки от окислительного повреждения.

Всеми указанными веществами богата мука подсолнечника, и возможность ее использования в качестве функционального и технологического ингредиента при производстве углеводно-белкового продукта рассмотрена в данной работе.

Сырьем для производства муки подсолнечника являются семена подсолнечника, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, жиро- и водорастворимые витамины, и такие минеральные элементы, как фосфор, медь, селен, марганец и другие [7]. Благодаря современной технологии производства мука подсолнечника сохраняет максимальное количество биологически ценных и активных веществ семян [8], является высокобелковым продуктом, что позволяет использовать ее для производства продуктов спортивного питания [9]. При общем содержании сухих веществ 92,53 % в муке подсолнечника более 50 % их приходится на белок. Макронутриентный состав муки подсолнечника представлен на рисунке 1 .

■ Белок иЖир ■ Угле воды и Влага

Рис. 1. Макронутриентный состав муки подсолнечника

Согласно априорной информации [10, 11], содержание муки в ферментированных молочно-зерновых продуктах варьируется от 1 до 50 %. Однако, с учетом значительного нарастания вязкости продуктов с добавлением более 20 % муки [12], целесообразно сократить исследуемый диапазон до предела 20 %. Для установления количества использования муки подсолнечника в рецептуре продукта для спортивного питания и придания ему функциональных свойств произведен расчет содержания указанных нутриентов в 100 г продукта с шагом массовой доли муки подсолнечника 2,5 %.

Таблица 1 – Пищевая и энергетическая ценность ферментированного молочного составного продукта для спортивного питания

Массовая доля, %				Энергетическая ценность
Мука подсолнечника	Белок	Жир	Углеводы	ккал	кДж
0,0	2,8	0,43	4,47	33	238

Массовая доля, %				Энергетическая ценность
Мука подсолнечника	Белок	Жир	Углеводы	ккал	кДж
2,5	3,9	0,46	5,24	41	295
5,0	5,0	0,49	6,02	49	351
7,5	6,1	0,52	6,80	57	408
10,0	7,2	0,54	7,58	65	464
12,5	8,3	0,58	8,36	72	521
15,0	9,4	0,60	9,14	80	577
17,5	10,5	0,63	9,91	88	634
20,0	11,6	0,66	10,69	96	691

На основании данных, представленных в таблице 1 , можно заключить, что ферментированный молочный составной продукт, произведенный по любой из предложенных рецептур с учетом макронутриентного состава, можно отнести к продуктам, соответствующим легкой формуле белкового профиля [5]. Для каждого варианта рецептуры соблюдается следующее количественное условие распределения макронутриентов: белок ‒ от 1 до 10 %, жиры ‒ от 0 до 2 %, углеводы ‒ от 1 до 30 %. Энергетическая ценность 100 г продукта, произведенного по каждой из рецептур представлена в таблице 1.

С учетом массовой доли белка, содержащегося в каждой рецептуре, можно заключить, что продукты, содержащие от 2,5 до 20 % муки подсолнечника в составе, могут быть отнесены к продуктам с высоким содержанием белка, так как энергетическая ценность, обусловленная содержанием белка в продукте находится в диапазоне от 38,8 до 49,3 % от его общей энергетической ценности [13].

Анализ микронутриентного состава проектируемых смесей показал, что при разовой порции 100 г продукты, содержащие 7,5 % и более муки подсолнечника в составе, являются функциональными по содержанию различных витаминов и минеральных веществ. Особую ценность представляют витамины В1 и В5, входящие в состав пируватдегидрогеназного комплекса, активность которого чрезвычайно важна при высоких физических нагрузках. На рисунке 2 видно, что с добавлением 7,5 % муки подсолнечника и выше продукт становится функциональным в отношении тиамина (витамин В1), а в отношении ниацина (витамин В5) ‒ начиная с 12,5 % муки подсолнечника.

■ витамин Bl ■ витамин В5

Рис. 2. Содержание витаминов В1 и В5 в проектируемом продукте

Введение в состав проектируемого продукта муки подсолнечника значительно повышает содержание таких макроэлементов, как магний и фосфор, и таких микроэлементов, как медь, селен и марганец. Сведения о количественном содержании макро- и микроэлементов представлены в таблице 2 .

Таблица 2 – Минеральная составляющая ферментированного молочного составного продукта для спортивного питания

Массовая доля муки подсолнечника в составе продукта, %	Удовлетворение суточной потребности в нутриентах при употреблении 100 г продукта, %
	медь	селен	фосфор	магний	марганец
0,0	0,0	0,0	0,1	0,0	0,0
2,5	4,3	2,1	2,2	2,2	2,5
5,0	8,5	4,2	4,3	4,3	5,0
7,5	12,8	6,2	6,5	6,5	7,5
10,0	17,0	8,3	8,6	8,7	10,0
12,5	21,3	10,4	10,8	10,8	12,5
15,0	25,5	12,5	12,9	13,0	15,0
17,5	30,0	14,6	15,1	15,1	17,5
20,0	34,0	16,6	17,2	17,3	20,0

В соответствии с действующей нормативной документацией, устанавливающей правила использования терминов в области функциональных пищевых продуктов, проектируемый продукт на основе молочного сырья и муки подсолнечника модно позиционировать как источник ряда макро- и микронутриентов. Сведения о виде функционального продукта в зависимости от степени удовлетворения суточной потребности в различных нутриентах представлены в таблице 3 .

Таблица 3 – Сведения функциональной значимости продукта в зависимости от степени удовлетворения суточной потребности

Массовая доля муки подсолнечника в составе продукта, %	Вид функционального продукта
	Источник нутриента	С высоким содержанием нутриента
7,5	витамин В1	-
10,0	витамин В1, медь	-
12,5	витамины В1, В5, медь	-
15,0	витамин В5, медь, марганец	витамин В1
17,5	витамин В5, медь, марганец, фосфор, магний	витамин В1, медь
20,0	витамин В5, медь, марганец, фосфор, магний, селен	витамин В1, медь

Таким образом, проектирование рецептурных вариантов расчетным методом доказало целесообразность производства продукта, содержащего не менее 7,5 % муки подсолнечника для получения функционального продукта, являющегося источником витаминов и минеральных элементов для питания спортсменов.