ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ "МИОАКТИВ-СПОРТ" ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ИНТЕНСИВНЫМ ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
"MIOACTIVE-SPORT" FOOD PRODUCT FOR ALIMENTATION OF PEOPLE EXPERIENCING INTENSIVE PHYSICAL STRAIN

Изобретение относится к пищевой промышленности, а точнее к производству и использованию биологически активных добавок, и, в частности, пищевых продуктов на основе белково-аминокислотных модулей, и может быть использовано как в качестве специализированных добавок к функциональным продуктам питания, так и в качестве самостоятельного полноценного продукта питания.
Известно большое количество различных композиций, содержащих биологически активные добавки (БАД) специфического воздействия на функции (производимая работа) отдельных органов и организма в целом [1-3].
Такие композиции содержат БАД, направленные на решение частных задач, и, как правило, представляют собой пищевой продукт (носитель), различные витаминные, минеральные (микроэлементы) добавки и собственно БАД (как единичные, так и комплексные, особенно если они произведены, например, из растительного сырья), а также при необходимости набор стабилизирующих и консервирующих компонентов. Основной тенденцией, характерной для рассматриваемых композиций, является максимальное использование БАД природного происхождения, в частности растительных и животных экстрактов.
Так, в частности, известен белково-пептидный модуль, представляющий собой смесь белкового гидролизата протеинсодержащих отходов производства продукции сельскохозяйственных животных (аминокислоты 5-15, пептиды не выше 3000 Да 55-70, полипептиды выше 3000 Да 15-35) и концентратови/или изолятов белков сыворотки молока, белков сыворотки/или плазмы крови, гемоглобина крови и концентратов и/или изолятов белков бобовых [4].
Недостатком указанного белково-пептидного модуля, несмотря на положительные показатели аминокислотного скора, является ограниченность регуляторного воздействия на организм, поскольку указанный модуль фактически несет только одну функциональную нагрузку - снабжение организма нормативными белками и таким же набором аминокислот.
Известна также комплексная добавка с биологически активными свойствами, включающая белки молочной сыворотки и гидролизаты мясных белков, гемоглобин крови сельскохозяйственных животных, йодированные белки сыворотки молока, кальциевый обогатитель и пищевые волокна [5].
Указанный белково-пептидный комплекс тем не менее обладает невысокой эффективностью, поскольку его компоненты, в общем, несущественно участвуют в регулировании биохимических процессов, происходящих в организме.
Наиболее близким к заявляемому пищевому продукту по составу и достигаемому техническому результату является специализированный белковый продукт для питания спортсменов и людей, ведущих активный образ жизни, содержащий концентрат сывороточного белка, L-аргинин и L-глутамин, комплекс растительных пищевых волокон и гуммиарабик, а также витаминный и минеральный премиксы и вкусовые и ароматические добавки [6].
Основным недостатком указанного белкового продукта является узкий диапазон избирательного воздействия на протекание различных биохимических процессов в организме (например, устойчивость организма к высоким физическим нагрузкам в условиях гипоксии).
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является повышение биологической и пищевой ценности пищевого продукта и расширение диапазона эффективного воздействия его на организм за счет введения БАДов, запускающих и промотирующих механизмы естественного саморегулирования биохимических процессов, протекающих в организме.
Поставленный технический результат достигается тем, что заявляемый пищевой продукт (ПП) на основе белков, пищевых растительных волокон, витаминного и минерального премиксов в качестве белков включает смесь пептидов гидролизата мозга КРС с молекулярной массой 0,2-10,0 кДа, гидролизатов белков сыворотки молока и белков сыворотки молока, дополнительно включает гемоглобин и сухой концентрат куриного бульона, среднецепочечные триглицериды, линолевую кислоту, лецитин, янтарную и фумаровую кислоты, аскорбиновую кислоту, инулин, лактит и стевиозид, в качестве витаминного премикса - комплекс витаминов В, растворимые и нерастворимые пищевые волокна - топинамбур пищевой сушеный, йодированные молочные белки, и в качестве минерального премикса - биогенный кальций при следующим соотношением компонентов (масс.%):
пептиды гидролизата головного мозга КРС
с молекулярной массой 0,2-10 кДа
0,5-10,0
белки сыворотки молока
5,0-30,0
гидролизаты белков сыворотки молока
5,0-20,0
гемоглобин
0,5-5,0
сухой концентрат куриного бульона
1,0-5,0
среднецепочечные триглицериды
1,0-10,0
линолевая кислота
1,0-10,0
лецитин
0,5-5,0
янтарная кислота
0,05-0,5
фумаровая кислота
0,025-0,25
инулин
1,0-10,0
лактит
1,0-10,0
стевиозид
0,01-0,1
комплекс витаминов В
0,01-0,1
топинамбур пищевой сушеный
1,0-10,0
аскорбиновая кислота
0,05-0,5
йодированные молочные белки
0,002-0,015
биогенный кальций
0,5-5,0
Заявляемый ПП может быть использован как в качестве специализированных добавок к функциональным продуктам питания, так и в качестве самостоятельного полноценного продукта питания, и, соответственно, дополнительно может включать функциональные добавки и носители, например шоколадную массу, молоко, в т.ч. сухое, различные орехи, выпечку кондитерскую и др. С учетом состава заявляемый пищевой продукт может выпускаться в форме порошка, пластичного изделия произвольной формы, таблеток и иных твердых или текучих материальных объектов.
При разработке состава заявляемого ПП принимались во внимание следующие функциональные и технические характеристики используемых компонентов:
Белки молочной сыворотки (Syntrax, США), гидролизаты белков молочной сыворотки, белки плазмы крови («Белкотон Плазма, Дания), и низкомолекулярные (0,2-10,0 кДа) пептиды экстракта гидролизованного мозга крупного рогатого скота и свиней (КРС) обогащают рацион полноценными животными белками, корректируют белковый обмен при заболеваниях ЖКТ, обеспечивают полноценный аминокислотный состав.
Пищевые растительные волокна, растворимые и нерастворимые топинамбур пищевой сушеный («Рязанские просторы»), фибрегам (CNI, Франция), микроклетчатка («Биома», Россия) - промотируют профилактику и лечение дисбактериозов, повышение неспецифической резистентности организма, улучшение обмена веществ, нормализацию микробиоценоза ЖКТ.
Янтарная кислота («Bicamber», Франция) - способствует профилактике явления гипоксии особенно при высоких физических нагрузках, способствует оксигенации тканей. Сама янтарная кислота нормализует работу нервной системы, кроме того, она нейтрализует большое число ядов в организме.
+
Биойод («Биойод», Россия) (встроенный в молекулу тирозина или гистидина одновалентный йод J) оптимизирует основной обмен в организме.
Комплекс витаминов В - смесь витаминов группы В на основе препаратов «Супрадин» или «Нутрилит» в соотношениях и количестве, соответствующих «Рекомендациям уровня потребления пищевых и биологически активных веществ», утвержденным Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека - способствует активизации протекания биохимических процессов в организме. Особенно при значительных физических нагрузках.
Биогенный кальций («Фарм-Группа», Россия) - нормализует возбудимость нервной системы, способствует улучшению работы сердечной и скелетных мышц, обеспечивает нормальный уровень функционирования адаптационно-защитных систем организма.
Фумаровая кислота (ГОСТ Р 53045-2008) в сочетании с лецитином («Таам Тева», Израиль) - противодействует стрессам на клеточном уровне за счет экстренного синтеза АТФ, способствует нормализации обмена липидов, нормализации процессов тканевого дыхания, промотирует усвоение витаминов и образование эритроцитов и гемоглобина.
Аскорбиновая кислота (ГОСТ 4815-76) регулирует отдельные фазы белкового обмена, нормализует уровень белков крови, укрепляет защитные силы организма, снижает утомляемость и повышает физическую активность.
7
15
9
19
Среднецепочечные триглицериды (каприловой и каприновой кислот CHCOOH и СНСООН соответственно) (Cognis, ФРГ) являются незаменимыми источниками энергии в мышцах, печени, мозге за счет прямого поступления их в кровеносное русло и практически мгновенного метаболизирования.
Мясные гидролизаты (в данном случае концентрат куриного бульона) богаты также ценнейшими микроэлементами: железом, магнием, фосфором, цинком. Гемовое железо улучшает состав крови и оксигенацию тканей, в первую очередь головного мозга, что повышает работоспособность и отдаляет наступление утомления. Магний отвечает за нормальную работу нервных клеток, помогает справиться с усталостью, снимает раздражительность, улучшает сон. Фосфор укрепляет опорно-двигательную систему и зубы. Цинк полезен для работы мозга. Все это улучшает эмоциональный настрой и повышают работоспособность человека в целом.
Следует отметить, что входящие в состав заявляемого ПП компоненты прошли испытания и разрешены и рекомендованы к использованию НИИ питания РАМН, Научным центром здоровья детей РАМН, НИИ мясной промышленности РАСХН и, кроме того, они являются веществами природного происхождения (животное и растительное сырье) и не содержат синтетических и токсических веществ, гормонов, канцерогенов и других вредных примесей.
Исследования показали, что выход за заявленные сбалансированные количества и соотношения основных активных компонентов в сторону уменьшения, или увеличения, или исключения их из рецептуры приводит к ухудшению свойств ПП или не улучшает ожидаемый эффект.
Предлагаемый к использованию в настоящем изобретении белково-пептидный комплекс обеспечивает полноценный аминокислотный состав, превышающий рекомендуемый ФАО/ВОЗ «идеальный» для человека аминокислотный скор, а биологическая ценность указанного белково-пептидного комплекса превышает аминокислотный скор идеального белка ФАО/ВОЗ (см. Таблицу 1).
Таблица 1
Показатель
Норма ФАО/ВОЗ
Заявл. ППКол-во в 100 г
% СП
Белки, г
75
24
32
- лизин
4,1
1,8
44
- метионин + цистин
2,6
0,7
27
- треонин
3
1
33
- лейцин
5,3
2,1
40
- изолейцин
3
1,2
40
фенилаланин + тирозин
4,5
1,4
31
- валин
3,8
1,3
34
- триптофан
0,75
0,4
53
Жиры, г
83
2,0
2,4
Лецитин, г
7,0
1,2
17
Углеводы, г
365
17,0
4,7
Лактулоза, г
2
2,0
50
Пищевые волокна, г
30
20
67
- в том числе нерастворимые
20
14
70
- в том числе растворимые инулин
10
11
110
Витамин С, мг
70
200
286
Содержание кальция, мг
1000
1200
120
Содержание магния, мг
400
400
100
Содержание железа, мг
10-14
8
57-80
- в том числе гемовое железо, мг
2-4
4
50-100
Содержание цинка, мг
15
10
70
Содержание йода, мкг
150
200
133
Заявляемый ПП может быть приготовлен смешением компонентов с последовательным введением БАД (с учетом их растворимости, способности равномерного распределения в объеме ПП и т.п.). В зависимости от формы выпуска, т.е. в качестве самостоятельного полноценного продукта питания или в качестве пищевой добавки ПП выпускают в виде таблеток, порошков, формованных изделий, напитков, молочных смесей, каш, супов быстрого приготовления и др. подобных изделий.
Для лучшего понимания изобретение может быть проиллюстрировано, но не исчерпано, следующими примерами его конкретного состава и функциональных возможностей.
Пример 1
ПП готовят последовательным смешиванием расчетных количеств компонентов: в смеситель объемом 5 л, оборудованный мешалкой заливают 1,0 л воды питьевой и, при постоянном перемешивании, последовательно загружают 20,0 г янтарной кислоты, 8,0 г фумаровой кислоты, 374,0 г инулина, 380,0 г лактита, 4,0 г стевиозида, 4,0 г комплекса витаминов В, 20,0 г аскорбиновой кислоты, 0,6 г йодированных молочных белков, 40,4 г обогатителя минерального кальциевого, 360,0 г среднецепочечных триглицеридов, 400,0 г линолевой кислоты, 200,0 г лецитина, 140,0 г пептидов гидролизата головного мозга КРС, 960,0 г белков сыворотки молока, 570,0 г гидролизатов белков сыворотки молока, 123,0 г гемоглобина, 200,0 г сухого концентрата куриного бульона и 196,0 г топинамбура пищевого сушеного. Перемешивание ведут до получения однородной массы. Получают (в пересчете на сухой продукт) 4000 г ПП, содержащего (г/100 г): 3,5 пептидов гидролизата головного мозга КРС; 24,0 белков сыворотки молока; 14,25 гидролизатов белков сыворотки молока; 3,075 гемоглобина; 5,0 сухого концентрата куриного бульона; 9,0 среднецепочечных триглицеридов; 10,0 линолевой кислоты; 5,0 лецитина; 0,5 янтарной кислоты; 0,2 фумаровой кислоты; 9,35 инулина; 9,5 лактита; 0,1 стевиозида; 0,1 комплекса витаминов В; 4,9 топинамбура пищевого сушеного; 0,5 аскорбиновой кислоты, 0,015 йодированных молочных белков и 1,01 биогенного кальция.
Примеры 2-5
ПП готовят, как в Примере 1, за исключением того, что изменяют соотношение компонентов или их состав. Составы ПП по Примерам 2-5 представлены в Таблице 2.
Примечание: Пример 5 являет собой ПП сравнительный, поскольку в нем отсутствуют наиболее активные компоненты, а содержание некоторых выходит за заявленные пределы.
Пример 6 (сравнительный по прототипу).
1
Смешивают 77,6 г концентрата сывороточных белков (Протемикс), 7,6 г L-глутамина (VP-Laboratory), 4,5 г L-аргинина (Twinlab), 7,0 г фруктоолигосахаридов (Duphalac, Дания), 1,0 г гуммиарабика («CNI», Франция), 0,15 г витамина B, 0,15 г рибофлавина и 2,0 обогатителя минерального кальциевого.
Испытания заявляемого ПП проводят методом биологического тестирования в лаборатории биомедицины НЦБТ РАМН на лабораторных беспородных белых мышах. Проведены сравнительные испытания эффективности заявляемого ПП, белкового продукта по прототипу и обычного рациона питания вышеупомянутых лабораторных мышей. [7]
Сопротивляемость организма действию предельных мышечных нагрузок исследовали на модели принудительного плавания подопытных животных с грузом 10% от массы тела до полного утомления. Подопытных животных разделили на 5 групп по 20 особей (без различия полов) и скармливали им исследуемые пищевые продукты в соответствии с Таблицей 3.
ПП скармливали ежедневно в течение 10 дней.
Таблица 3
Группа 1
Группа 2
Группа 3
Группа 4
Группа 5
ПП по Примеру 2 (Табл.3)
ПП по Примеру 3 (Табл.3)
ПП по Примеру 5 (Табл.3)
ПП по прототипу (Пример 6)
Обычный рацион
Результаты биологического тестирования представлены в Таблице 4.
Таблица 4
Влияние ПП на продолжительность жизни мышей; принудительное плавание, Первое плавание/второе плавание; секунды
Группа 1
Группа 2
Группа 3
Группа 4
Группа 5
1-е сутки
137±4/238±7
141±5/243±6
112±5/134±5
115±5/135±5
87±3/120±5
2-е сутки
165±5/259±6
170±5/262±5
118±6/141±7
116±5/140±6
95±6/125±5
3-е сутки
210±6/269±5
192±5/287±4
114±4/124±5
111±6/133±7
84±7/110±4
4-е сутки
147±4/213±4
132±5/223±7
105±5/120±8
104±6/118±6
68±6/102±8
5-е сутки
123±7/168±7
127±5/155±6
81±5/104±6
81±5/102±4
55±5/90±5
Клинические испытания заявляемого ПП, с согласия этической комиссии, были проведены на добровольцах (спортсмены пловцы-подводники и велосипедисты) в возрасте от 18 до 30 лет - 64 человека.
Испытывали рецептуры ПП по Примерам 2, 4 и 5 (Табл. 3), по сравнительному Примеру 6 и обычное питание. Курсовой прием ПП составлял 30 г дважды в день в течение 3-х месяцев. Регистрировали изменение общей физической работоспособности после трехмесячного курса приема заявляемого пищевого продукта в условиях, имитирующих гипоксию. Результаты испытаний приведены в Таблице 5.
Таблица 5
Группа испытуемых (по 8 чел.)
Физическая работоспособность (% от исходного)
Примечание: Потребляемый ПП
1. Пловцы-подводники (50 м)
109±1
ПП по Примеру 2 (Табл. 3)
2. Пловцы-подводники (50 м)
109±1
ПП по Примеру 4 (Табл. 3)
3. Пловцы-подводники (50 м)
103±1
ПП по Примеру 5 (Табл. 3)
4. Пловцы-подводники (50 м)
103±1
ПП по Примеру 6 (сравнительный)
Велосипедисты 1
109±1
ПП по Примеру 2 (Табл. 3)
Велосипедисты 2
109±1
ПП по Примеру 4 (Табл. 3)
Велосипедисты 3
102±1
ПП по Примеру 5 (Табл. 3)
Велосипедисты 4
103±1
ПП по Примеру 6 (сравнительный)
В Таблице 6 представлены результаты исследования влияния ПП на переносимость предельных физических нагрузок спортсменами, в частности на работоспособность велосипедистов («до отказа»).
Таблица 6
Велосипедисты. Влияние ПП на переносимость предельных физических нагрузок; Пройденное «расстояние» на велотренажере (%). Исходное состояние - 100%.
Группа 1 (Пример 2, Табл.3)
Группа 2 (Пример 4, Табл.3)
Группа 3 (Пример 5, Табл.3)
Группа 4 (Пример 6, Табл.3)
Группа 5 (Обычное питание)
4-я неделя
108±2,5
109±2,0
102±2,5
103±2,5
102±2,0
8-я неделя
112±3,5
112±4,0
102±2,0
104±2,0
103±3,5
10-я неделя
116±2,5
116±4,5
103±1,5
105±1,0
104±1,5
12-я неделя
118±4
119±4
104±3,0
106±1,0
104±2,5
15-я неделя
118±1,5
120±4,5
104±2,5
106±2,0
105±2,0
Как видно из описания, приведенных примеров эффективности заявляемого ПП в сравнении с ПП по прототипу и ПП обычного рациона (в исследованиях на лабораторных животных), а также натурных испытаниях на добровольцах по функциональным показателям заявляемый ПП обладает высокой биологической активностью, существенно проявляющейся в повышении сопротивляемости организма высоким физическим нагрузкам как в обычных условиях, так и в условиях гипоксии.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. RU 2377929 С1, МКИ A23L 1/30, 2010 г.
2. RU 2378940 C2, МКИ A23L 1/30, 2010 г.
3. RU 380984 С1, МКИ A23L 1/30, 2010 г.
4. RU 2388350, МКИ A23L 1/30, 2010 г.
5. RU 2356246 C2, МКИ A23L 1/30, 2009 г.
6. RU 2375923, МКИ A23L 1/30, 2010 г. - прототип
7. Международные рекомендации по проведению медико-биологических исследований с использованием животных.
Хроника ВОЗ, 1985, т.39, №3,3-96.