Способ производства сывороточного напитка для спортивного питания
METHOD FOR PRODUCING WHEY-BASED BEVERAGE FOR SPORTS NUTRITION

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к производству сывороточных напитков для спортивного питания.
Известен молочный стерилизованный продукт «Спортивный», содержащий: молоко сухое обезжиренное - 10,0-12,0, концентрат сывороточных белков - 1,83-2,85, гидролизат сывороточных белков - 0,8-0,85, масло соевое - 1,2-1,58, мальтодекстрин - 1,77-2,55, фруктово-ягодный сироп - 6,2-7,0, минеральные вещества, витамины и воду. (RU №2440003, МПК A23C 9/20, A23C 23/00 19.10.2010)
Недостатком данного продукта является отсутствие креатин моногидрата и микроорганизмов, поэтому он не сможет в полной мере удовлетворить потребность спортсменов, которые нацелены на увеличение мышечной массы и выносливости во время тренировки.
Известна композиция для приготовления спортивного напитка «Утренний протеин с кофе», которая включает мас. %: концентрат сывороточного белка - 30-50, яичный белок - 6-16, заменитель сухих сливок на растительной основе - 16-26, кофе натуральный растворимый - 6-10, кофеин - 0,10-0,15, камедь ксантановая - 0,8-1,0, лецитин - 1,0-2,0, сукралоза - 0,06-0,12, ароматизаторы - 0,6-1,2. (RU 2662774, МПК A23L 2/385, A23L 2/66, 06.10.2017)
Известна композиция «Cухая смесь для приготовления напитка», которая включает 16,5-18,5 масс.% сыворотки подсырной, 4,8-6,0 масс.% молочного белка, порошки грибов майтаке и рейши каждого по 5,5-6,8 масс.% , 2,5-3,1 масс.% порошка спирулины, 21,5-23,0 масс.% какао-пудры, 20 масс.% фруктозы и 20 масс.% глюкозы. (RU 2579215, МПК A23L 2/39, 14.04.2015)
Недостатком этих продуктов является то, что в них сывороточный протеин находится не в гидролизованном состоянии, что не позволяет ему быстро и полноценно усваиваться в организме по сравнению с гидролизованном сывороточным протеином.
Наиболее близким по техническому исполнению к предлогаемому является способ производства глюкозо-галактозного сиропа, выбранный в качестве прототипа предусматривающий следующие операции: приемку молочной сыворотки, ее сепарирование, пастеризацию, охлаждение, ультрафильтрацию и электрохимическую активацию фильтрата до достижения рН 4,3-5,7. Проводят гидролиз лактозы путем внесения ферментного препарата и термостатирование в течение 3-3,5 часов при температуре 43-54°С до достижения степени гидролиза 50-90% от исходной концентрации лактозы. После чего проводят сгущение и инактивацию фермента в вакуум-выпарной установке (ВВУ) до массовой доли сухих веществ не менее 60%. (RU 2353657, МПК C13K 5/00 A23C 21/00 29.10.2007)
Недостатком данного способа является, отсутствие в рецептуре креатина моногидрата, который необходим спортсменам, а также отсутствие вкусоароматических наполнителей, что плохо сказывается на органолептических свойствах продукта. Еще после сгущения в ВВУ, продукт получается густой консистенцией и не подходит для того, чтобы быть использованным как напиток.
Сущность предлагаемого способа получения сывороточного напитка для спортивного питания в использовании электрохимической активации сыворотки который вместе с протеолитическими ферментами, улучшает аминокислотный состав сыворотки, а также использования креатина моногидрата, который может увеличить его доступность в мышцы и замедлить скорость истощения фосфокреатина и обеспечить быстрей синтез во время восстановления после тренировки, тем самым повышая работоспособность.
Технический результат изобретения заключается в получении сывороточного напитка для спортивного питания с высоким содержание аминокислот, за счет электрохимической активации сыворотки и содержанием креатина моногидрата. Для этого были отработаны оптимальные технологические параметры производства данного напитка.
Технический результат достигается тем, что в способе производства сывороточного напитка для спортивного питания, включает этапы: приемка подсырной сыворотки, сепарирование, ультрафильтрация, электрохимическая активация, пастеризация, охлаждение, внесение фермента и гидролиз, так же отличается от прототипа тем, что электрохимическая активация проводится до рН 9.0, в продукт вносится закваска, а также в состав спортивного напитка входит креатин моногидрат и глюкозно-фруктозный сироп.
Предлагается способ производства сывороточного напитка для спортивного питания, предусматривающий электрохимическую активацию сыворотки до pH 9. Гидролиз сыворотки производится в течение 14 часов. Сквашивание напитка в течение 6 часов. По окончании сквашивания вносятся креатин моногидрат, вкусоароматические наполнители и глюкозно-фруктозный сироп.
На предварительном этапе была определена целесообразность электрохимический активация, для этого был проведен аминокислотный анализ сыворотки с электрохимической активации и без электрохимической активации (таблица 1). Аминокислотный анализ проводился на базе НИЛ «Нанобиотехнологии и Биофизики» ЦБИ СКФУ.
Таблица 1
Аминокислоты
Без электрохимической активации
С электрохимической активации
ng/ml
804,045
34431,672
473,938
13521,474
0
120667,789
Аспарагиновая кислота
1243,581
6332,713
1109,134
57356,32
Гидроксилизин
0
765,151
25864,072
27717,675
Глицин
788,36
1972,041
Глутаминовая кислота
24566,335
68859,489
275,374
40991,632
1174,268
127825,352
1434,328
93009,389
0
10441,493
237,701
3278,481
1968,927
50063,085
Треонин
462,903
28049,341
0
176466,39
982,279
50700,051
Цистеин
0
7779,539
На основании проведенных исследований установлено, что лучше использовать фермент после электрохимической активации.
По предлагаемому изобретению в технологии производства используется креатин моногидрат. Креатин – это незаменимое натуральное природное вещество (метил-гуанидоуксусная кислота), которое содержится в мышечной и нервной ткани человека и требуется для энергетического обмена, мышечного движения и человеческого существования. Креатин моногидрат нужен для быстрого роста мышечной массы, силы, выносливости. Этот эффект, вероятно, связан с тем, что креатин является осмотически активным веществом, что способствует увеличению задержки воды внутри клеток. Моногидрат креатина связывается с водой по мере того как абсорбируется в мышечные клетки. Поскольку большее количество креатина запасается, большее количество воды привлекается в мышечную клетку. Это объясняет гидратирующее влияние креатина на мышечную клетку, которая приблизительно на 75% состоит из воды. Но приобретенный вес частично теряется после прекращения приема креатина. Многочисленные исследования показали, что креатин снижает утомляемость и улучшает умственную работоспособность. Это связано с тем, что креатин играет ключевую роль в гомеостазе энергии мозга, будучи временным и пространственным буфером для цитозольного и митохондриальных бассейнов, аденозинтрифосфата и его регулятора, аденозиндифосфата.
Способ производства данного напитка осуществляется следующим способом.
Проводят приемку подсырной сыворотки, сепарирование и ультрафильтрацию сыворотки, далее проводится электрохимическая активация сыворотки до pH 9. Далее сыворотку пастеризуют и охлаждают до температуры 38-40°С и вносят фермент. Фермент вносят в количестве 0,1 % от общей массы сыворотки, в качестве фермента может быть взят панкреатин. Гидролиз сыворотки производится в течение 14 часов, по окончании гидролиза, смесь пастеризуют в течение 30 минут, при температуре t = 65 – 68°С. Смесь охлаждают до температуры внесения закваски t = 38 – 40°С. Охлажденная до температуры заквашивания (38 – 40°С) смесь подается в резервуар. Закваска, содержащая микроорганизмы Lactococcus lactis, Streptococcus thermоphilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Propionibacterium freudenreichii ssp. Shermanii, вносится в количестве 5 % от массы смеси. Сквашивание напитков производится в течение 6 часов. По окончании сквашивания вносятся в соответствии с рецептурой креатин моногидрат, вкусоароматические наполнители и глюкозно-фруктозный сироп. Перемешивание заканчивают через 15 минут после заполнения резервуара. По окончании созревания спортивный напиток охлаждают до температуры 10 ± 2°С. Перед началом розлива продукт перемешивают.
В результате получают спортивный напиток, обогащенный креатином моногидратом.
Пример 1
С целью обеспечения оптимального качества спортивного питания необходимо тщательно контролировать поступающее сырье. Подсырную сыворотку принимают по массе и количеству, установленному лабораторией предприятия.
Сепарирование проводится в сепараторах-молокоочистителях или в сеператорах-нормализаторах. Ультрафильтрацию проводят в промышленных установках для ультрафильтрации.
Электрохимическая активация проходит в течение 30-45 минут. Проводится с целью обеспечения рН=9.0 для ферментного препарата.
Пастеризация сыворотки проводится в режиме, соответствующем выбору «барьерных технологий» для спортивных напитков: температура пастеризации исходного сыворотки должна составлять 65 - 68°С с выдержкой 30 мин. Смесь охлаждают до температуры внесения фермента (38 - 40°С).
Фермент для спортивного питания вносят в количестве 0,1 % от общей массы сыворотки. Гидролиз сыворотки производится в течение 14 часов. Смесь сквашивают до кислотности 75 - 80°Т.
По окончании гидролиза сыворотки, смесь пастеризуют в течение 30 минут, с температурой t = 65 - 68°С. Смесь охлаждают до температуры внесения закваски t = 38 - 40°С.
Lactococcus lactis, Streptococcus thermоphilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Propionibacterium freudenreichii ssp. Shermanii
Охлажденная до температуры заквашивания (38 – 40°С) смесь подается в резервуар для спортивных напитков с охлаждающей рубашкой, снабженных специальными мешалками, необходимыми для равномерного перемешивания подготовленного сыворотки с закваской и другими компонентами. Закваска, содержащая , вносится в количестве 5 % от массы смеси. Перемешивание заканчивают через 15 минут после заполнения резервуара. Сквашивание напитков производится в течение 6 часов. Смесь сквашивают до кислотности 75 – 80°Т. Креатин моногидрат вносится в количестве 2 %, глюкозно-фруктозный сироп в количестве 7 % от массы смеси. В качестве вкусоароматический наполнителя вносится ароматизатор манго. По окончании созревания спортивный напиток охлаждают до температуры 10 ± 2°С. Перед началом розлива продукт перемешивают.
Преимуществом данного способа является, оптимальное количество креатина моногидрата и глюкозно-фруктозного сиропа, с невысокой себестоимостью данного напитка, приятным сладким ароматом, с нотками кислинки и сладким привкусом, к недостаткам следует отнести, что для некоторых людей этот напиток может показаться слишком сладким.
Пример 2
То же, что в примере 1. Глюкозно-фруктозный сироп в количестве 6 %, а также используется другая закваска, используется с микроорганизмом Lactobacillus acidophilus. В качестве вкусоароматический наполнителя вносится ароматизатор мандарин.
По сравнению с примером 1 преимуществом данного способа является другой приятный кисло-сладкий аромат и вкус напитка, уменьшение расхода глюкозно-фруктозного сиропа и, следовательно, уменьшение себестоимости продукта, к недостаткам следует отнести кисловатый вкус напитка.
Пример 3
То же, что в примере 1. Креатин моногидрат вносится в количестве 3 %, глюкозно-фруктозный сироп в количестве 8 %.
По сравнению с примером 1 и 2 преимуществом данного способа является большее количество креатина моногидрата и глюкозно-фруктозного сиропа, что увеличивает полезное действие во время тренировки, а к недостаткам увеличение стоимости производства данного спортивного напитка и увеличение кретина моногидрата, несколько повышает рН сыворотки.