Композиция для повышения работоспособности и физической выносливости
COMPOSITION FOR INCREASING OPERABILITY AND PHYSICAL DURABILITY

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности, и может быть использовано для приготовления энергетического продукта, в частности композиции функционального назначения, повышающей работоспособность и физическую выносливость, необходимую, например, для лиц, специализирующихся в силовых видах спорта или занятых тяжелым физическим трудом.
Уровень техники
На сегодняшний день известны состав и способ производства леденцовой карамели, содержащей сахар-песок в количестве 33,7-63,2 мас. %, патоку - 64,20-33,9 мас. %, ароматизатор - 1,6 мас. %, лимонную кислоту - 0,3-0,8 мас. % и кофеин-гуарану - таурин-смесь - 0,2-0,5 мас. %, обеспечивающий повышение тонуса организма тем людям, кто очень устал, но должен продолжать находиться в бодром состоянии духа и тела (RU 2434529, 27.11.2011, формула изобретения). Недостатками указанного состава является его невысокая эффективность при использовании в процессе выполнения тяжелой физической работы и высокое содержание сахара.
Известна также композиция для повышения работоспособности спортсменов, содержащая прополис, экстракт корней и корневищ солодки, экстракт корней элеутерококка, экстракт корня женьшеня, экстракт кожуры апельсина, нативное маточное молочко, L-карнитин, витамин В5, витамин В12, инозитол, магния глюконат, цинка глюконат, таурин- фруктозу, калия сорбат, натрия бензоат, ацетилсульфат калия, натрия цикломат, натрия сахарин, ароматизатор и воду в определенном соотношении компонентов,  мас. % (RU 2473359, 27.01.2013, формула изобретения). Недостатком указанного сбора является то, что набор средств для изготовления довольно обширен, что усложняет его производство.
Известна композиция, повышающая работоспособность и обладающая адаптогенным, ранозаживляющим, противовоспалительным действием, содержащая пчелиное маточное молочко, прополис, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сироп фруктозы и глюкозы, взятые в равных соотношениях, экстракт цветочной пыльцы, токоферола ацетат (витамин Е), консервант, подсластитель, воду при определенном соотношении,  мас. % (RU 2473357, 27.01.2013, формула изобретения). Недостатком композиции является повышенная чувствительность к препаратам на основе цветочной пыльцы.
Известно средство для повышения работоспособности у спортсменов, включающее экстракт элеутерококка, экстракт солодкового корня сухой, экстракт шиповника сухой, эстифан, силимар, настойку прополиса и мед, а в качестве экстракта элеутерококка экстракт элеутерококка сухой при определенных соотношениях компонентов,  мас. % (RU 2104013, 10.02.1998, формула изобретения). Недостатками средства являются невысокая эффективность и неудобная для использования форма.
Наиболее близким техническим решением является композиция в виде биологически активной добавки к пище, содержащая сухое обезжиренное молоко (СОМ), или концентрат структурирующий пищевой, или концентрат натурального казеина (КНК), витамин А, витамин Е, тиамина хлорид (В1), рибофлавин (В2), пиридоксина гидрохлорид (В6), фолиевую кислоту (Вс), цианкоболамин (В12), никотинамид (РР), аскорбиновую кислоту (С), рутин (Р), марганец сернокислый 5-водный (MnSO4⋅5H2O), меди сульфат 5-водный (CuSO4⋅5H2O), цинка сульфат (ZnSO4), липоевую и янтарную кислоты, витамин D, кальция пантентонат (В3), мослецитин, железо сернокислое 7-водное (FeSO4⋅7H2O), кобальт сернокислый 7-водный (CoSO4⋅7H2O), иодид калия (KJ), кальция фосфат 2-водный (СаНРO4⋅2Н2O), магний фосфорнокислый 2-замещенный 3-водный (MgHPO4⋅3H2O), обеспечивающей повышение неспецифической резистентности к воздействию ионизирующих излучений, усиление эффективности действия существующих радиопротекторов и поддержание высокой физической и умственной работоспособности (RU 2164764, 27.01.2013 формула изобретения). Однако данная композиция является недостаточно эффективной для лиц, специализирующихся в силовых видах спорта или занятых тяжелым физическим трудом, а набор средств для изготовления довольно обширен, что усложняет его производство.
Сущность изобретения
Технический результат заявленной композиции заключается в расширении ассортимента средств, обладающих хорошими вкусовыми качествами, удобной формой для приема, а также обеспечивающей высокую работоспособность и физическую выносливость за счет приема комплекса активных веществ, оптимально подобранных и в количестве, достаточном для достижения максимального эффекта.
Технический результат достигается тем, что создана композиция для повышения работоспособности и физической выносливости и содержащая массы шоколадные производства фирмы "Barry Callebaul Belgium nv", Витамин E (токоферол ацетат), Витамин A (ретинола ацетат или ретинола пальмитат) и янтарную кислоту, при этом она дополнительно содержит сухой экстракт гуараны и при следующем соотношении компонентов, мас. %: Витамин E - 0,1-0,25; Витамин А - 0.009-0,02; сухой экстракт гуараны 4,0-6,0, янтарная кислота - 0,3-0,5; шоколадная масса - остальное.
Подробное описание осуществления изобретения
Для создания заявленной композиции, вначале проводят подготовку сырья, в качестве которого предпочтительно используют: Витамин E (1 мг токоферол ацетата эквивалентно 1МЕ Витамина Е), Витамин A (ретинола ацетат - 1,5 млн МЕ/г или ретинола пальмитат - 1,7 млн МЕ/г), кислота янтарная пищевая Е363, сухой экстракт гуараны с содержанием кофеина - 15-20%, который получают из высушенных плодов Paullinia cupana (Mar(/) Ducke (син. Paullinia sorbilis), семейство Sapindaceae, при этом плоды и семена экстрагируют водой с последующим очищением, концентрированием и высушиванием полученного густого экстракта. При производстве энергетического шоколада, содержащего предпочтительно какао тертое, сахар, масло какао, эмульгатор: соевый лицетин, например, фирмы "Barry Callebaul Belgium nv", предусмотрено ступенчатое циркуляционное темперирование шоколадной массы. В шоколадную массу с температурой 50°C и вязкостью 12 Па*с, постепенно добавляют компоненты: Витамин A и E, янтарную кислоту, сухой экстракт гуараны и перемешивают с шоколадной массой в течение 5-6 минут. После добавления всех компонентов производят еще одно перемешивание в течение 10 минут до достижения однородной консистенции массы.
Далее массу подают на темперирование, которое проводят в две стадии, на первой стадии массу с температурой 50-55°C охлаждают и подвергают кристаллизации до температуры 27°C, а на второй - подогревают охлажденную массу до температуры 30-32°C. После этого смесь поступает в отливочную головку, из которой ее дозируют в предварительно подогретые формы для отливки шоколадной массы, выполненные из поликарбоната. Температура форм составляет 25-28°C.
Использование форм из поликарбоната обеспечивает высокие антиадгезионные свойства отлитой массы, сниженное количество брака и возвратных отходов при производстве шоколада.
После заполнения массой формы поступают на вибротранспортер для равномерного распределения массы по форме и удаления из нее пузырьков воздуха. С вибротранспортера формы с шоколадной массой поступают в охлаждающий шкаф, где они охлаждаются в течение 30 мин при температуре 14-16°C. Далее формы достают из охлаждающего шкафа, переворачивают и готовые шоколадные плитки извлекают из форм. Затем плитки поступают на завертку и уже завернутые упаковывают в короба.
Примеры конкретного осуществления способа
Пример 1
Готовят образец композиции №1. В шоколадную массу с температурой 55°C и вязкостью 12 Па*с постепенно добавляют компоненты: Витамин Е 0,1 мас. %, Витамин А 0,009 мас. %, янтарную кислоту 0,3 мас. %, сухой экстракт гуараны (порошок) 4,0 мас. % и перемешивают с шоколадной массой, взятой 95,6 мас. %, в течение 5-6 минут. После добавления всех компонентов производят еще одно перемешивание в течение 10 минут до достижения однородной консистенции массы.
Далее массу подают на темперирование, которое проводят в две стадии. На первой стадии массу с температурой 50-55°C охлаждают и подвергают кристаллизации до температуры 27°C, а на второй - подогревают охлажденную массу до температуры 30-32°C. После этого смесь поступает в отливочную головку, из которой ее дозируют в предварительно подогретые формы для отливки шоколадной массы, выполненные из поликарбоната. Температура форм составляет 25-28°C.
Пример 2
Готовят образец композиции №2. В шоколадную массу с температурой 55°C и вязкостью 12 Па*с постепенно добавляют компоненты: Витамин Е 0,15 мас. %, Витамин А 0,01 мас. %, янтарну кислоту 0,5 мас. %, сухой экстракт гуараны (порошок) 5,0 мас. % и перемешивают с шоколадной массой, взятой 94,34 мас. %, в течение 5-6 минут. После добавления всех компонентов производят еще одно перемешивание в течение 10 минут до достижения однородной консистенции массы.
Далее массу подают на темперирование, которое проводят в две стадии. На первой стадии массу с температурой 50-55°C охлаждают и подвергают кристаллизации до температуры 27°C, а на второй - подогревают охлажденную массу до температуры 30-32°C. После этого смесь поступает в отливочную головку, из которой ее дозируют в предварительно подогретые формы для отливки шоколадной массы, выполненные из поликарбоната. Температура форм составляет 25-28°C.
Пример 3
Готовят образец композиции №3. В шоколадную массу с температурой 55°C и вязкостью 12 Па*с постепенно добавляют компоненты: Витамин Е 0,25 мас. %, Витамин А 0,02 мас. %, янтарную кислоту 0,5 мас. %, сухой экстракт гуараны (порошок) 6,0 мас. % и перемешивают с шоколадной массой, взятой 93,23 мас. %, в течение 5-6 минут. После добавления всех компонентов производят еще одно перемешивание в течение 10 минут до достижения однородной консистенции массы.
Далее массу подают на темперирование, которое проводят в две стадии. На первой стадии массу с температурой 50-55°C охлаждают и подвергают кристаллизации до температуры 27°C, а на второй - подогревают охлажденную массу до температуры 30-32°C. После этого смесь поступает в отливочную головку, из которой ее дозируют в предварительно подогретые формы для отливки шоколадной массы, выполненные из поликарбоната. Температура форм составляет 25-28°C.
В настоящем исследовании представлены результаты изучения влияния трех образцов комплекса на основе шоколада в дозе 4-6 г/кг при однократном и субхроническом внутригастральном введении на физическую работоспособность мышей. В исследованиях использованы самцы аутбредных половозрелых белых мышей массой 22-25 г на начало эксперимента. В экспериментальные группы были отобраны животные без признаков отклонений внешнего вида. Группы сформированы методом случайного отбора с использованием массы тела в качестве ведущего признака (разброс по исходной массе между и внутри групп не превышал ±10%).
Методика эксперимента
Плавание является тяжелой физической динамической нагрузкой. Для оценки влияния заявленной композиции на физическую работоспособность использовали тест плавания с дополнительной нагрузкой, который проводился согласно методическим рекомендациям по доклиническому изучению лекарственных средств с ноотропным типом действия (Т.А. Воронина, Р.У. Островская, Т.Л. Гарибова, Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств, Ч. 1, Москва, Гриф и К, 2012, стр. 276-296).
Плавание осуществлялось в сосудах с предварительно отстоянной (для уменьшения содержания растворенного газа) водой с температурой 24-27°C (конкретный диапазон указан в каждом тесте). Животное по одному помещают в цилиндр с водой, диаметром не менее 18 см, высотой не менее 40 см, т.е. достаточного размера для того, чтобы мыши в нем могли свободно плавать. Плавание осуществляется с грузом, прикрепляемым к корню хвоста животного, равным 8% от его веса тела. Животные плавали с грузом до утомления. Показателем физического утомления животного являлось его нахождение под водой свыше 10 секунд. В этот момент животное быстро извлекалось из воды. Эффективность заявленной композиции оценивали по увеличению длительности плавания опытных групп животных по сравнению с контрольными группами.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью статистических пакетов "BioStat" для Windows, пакета Exel. Рассчитывали средние показатели и стандартную ошибку среднего (Mean±SEM), а также медиану и квартили. Нормальность распределения проверяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Достоверность различий рассчитывали, используя непараметрический анализ для независимых переменных (U-тест Манна-Уитни).
Было проведено несколько серий экспериментов. Для этого приготовлено три образца заявленной композиции, образец, содержащий шоколад без добавок, образец, содержащий 10% сливки, используемый в качестве интактного контроля, и образец, содержащий препарат милдронат, для сравнения с заявленной композицией.
Однократное введение композиции проводили за 40-50 минут до эксперимента внутригастрально.
Курсовое введение композиции осуществляли в течение 5 дней внутригастрально, с последним введением за 40-50 минут до тестирования. Все вещества вводили в объеме 0,1 мл на 10 г веса животного.
В первом исследовании при субхроническом введении образцов в течение 5 дней использовали следующие серии экспериментов:
1. Интактный контроль - 10% сливки в эквивалентном объеме, внутригастрально - 9 мышей.
2. Шоколад без добавок в дозе 5 г/кг веса животного, внутригастрально - 9 мышей.
3. Образец композиции №1 в дозе 5 г/кг веса животного, внутригастрально - 9 мышей.
4. Образец композиции №3 в дозе 5 г/кг веса животного, внутригастрально - 9 мышей.
Результаты эксперимента
Изучение влияния контрольного образца, образца шоколада без добавок, а также образцов композиции №1 и №3 при их субхроническом интрагастральном введении на физическую выносливость и работоспособность белых беспородных мышей-самцов в тесте плавания с нагрузкой показано в таблице 1.
* - p<0.05 достоверность значений по критерию Манна-Уитни относительно контрольной группы животных.
Как видно из таблицы, субхроническое интрагастральное введение шоколада без добавок по сравнению с контролем приводит к повышению физической выносливости и работоспособности животных. Так, средняя длительность плавания мышей с грузом, получавших субхронически шоколад без добавок в дозе 5 г/кг, недостоверно, но увеличивалась на 16,1% по сравнению с контрольной группой животных, получавших 10% сливки. Добавление к шоколаду комплекса ингредиентов, состоящего из Витамина A и E, янтарной кислоты и сухого экстракта гуараны в мас. %, указанных в образце композиции №1, - приводило к достоверному увеличению продолжительности плавания мышей с нагрузкой на 34,4% по сравнению с контрольной группой. При субхроническом введении композиции №3 - с увеличенным содержанием Витамина A и E, янтарной кислоты, сухого экстракта гуараны - отмечалось достоверное повышение времени плавания мышей на 42,1% по сравнению с контрольной группой.
Таким образом, на основании проведенной серии исследований по изучению действия образцов композиции №1, №3 и шоколада без добавок на поведение животных в тесте плавания с нагрузкой выявлено положительное влияние на физическую выносливость и работоспособность мышей как самого шоколада, так и комплекса ингредиентов на основе шоколада, достигавшее уровня значимости при увеличении концентрации добавок в комплексе ингредиентов образца композиция №3. Что касается введения образца композиции №1, то несмотря на то, что она и приводит к увеличению продолжительности работоспособности и выносливости мышей, но ее активность все-таки является недостаточной.
А увеличение количественных значений ингредиентов в пробе №3 приводит к изменению вкуса композиционной массы в худшую сторону в связи с тем, что янтарная кислота и экстракт гуараны при увеличении дозировки добавляют очень кислый и горький привкус.
Во втором исследовании при однократном и субхроническом введении образцов в течение 4 дней использовали следующие серии экспериментов:
1. Интактный контроль - 10% сливки в эквивалентном объеме, внутригастрально - 9 мышей.
2. Шоколад без добавок в дозе 5 г/кг веса животного, внутригастрально - 9 мышей.
5. Образец композиции №2 в дозе 5 г/кг веса животного, внутригастрально - 9 мышей.
6. Образец с препаратом сравнения милдронат (лекарственная форма: раствор для парабульбарного и внутривенного введения; серия 560814) вводили внутрибрюшинно (внб) в дозе 100 мг/кг в сроки, тождественные со сроками введения в опытных группах - 8 мышей.
Изучение влияния образца композиции №2 в сравнении с контролем и милдронатом при их однократном и субхроническом введении на физическую выносливость и работоспособность белых беспородных мышей-самцов в тесте плавания с нагрузкой показано в таблице 2.
* - p<0.05 достоверность значений по критерию Манна-Уитни относительно контрольной группы животных.
Как следует из результатов, представленных в таблице 2, в группе животных, получавших шоколад без добавок однократно, отмечалась тенденция к повышению длительности плавания на 25,6% по сравнению с данными контрольной группы животных. Однократное введение комплекса ингредиентов, состоящего из Витамина A и E, янтарной кислоты и сухого экстракта гуараны в мас. %, указанных в образце композиции №2 в дозе 5 мг/кг, вызывало достоверное повышение уровня физической выносливости и работоспособности, что выражалось в увеличении продолжительности плавания на 55,2% по сравнению с контрольными значениями. Однократное введение милдроната также достоверно повышало длительность плавания с нагрузкой на 57,3% по отношению к группе контроля.
Эффективность образца композиции №2 в дозе 5 мг/кг была сравнима с активностью препарата сравнения (милдронат 100 мг/кг, однократно, внб).
При субхроническом введении (4 дня) образца шоколада без добавок животным время их плавания до полного утомления было на 29,7% недостоверно больше, чем в контроле. Усиление физической выносливости и работоспособности на фоне субхронического введения образца композиции №2 в дозе 5 г/кг выразилось в увеличении продолжительности плавания на 52,8% по сравнению с контролем. Субхроническое введение милдроната достоверно повышало длительность плавания с нагрузкой на 55,2% по отношению к группе контроля. При этом эффективность образца композиции №2 (5 г/кг, субхронически, внутрь) была сравнима с активностью препарата сравнения (милдронат 100 мг/кг, субхронически, внб).
Таким образом, при сравнении оцениваемых в тесте плавания с нагрузкой показателей после однократного и повторного введения веществ во всех опытных группах отмечалось увеличение абсолютных показателей продолжительности плавания, как при однократном, так и при повторном введении. В частности, в условиях методики оценки физической выносливости и работоспособности - плавание с грузом до полного отказа выявлен выраженный эффект образца композиции №2 (5 г/кг) как при однократном, так и повторном введении, достоверно практически не отличающийся по эффективности от препарата сравнения (милдронат, 100 мг/кг). Исследования показали, что образец композиции №3 в дозе 5 г/кг при субхроническом внутригастральном введении мышам достоверно увеличивает физическую выносливость и работоспособность животных в тесте плавания с нагрузкой, но не выше, чем в образце композиции №2. Образец композиции №2 в дозе 5 г/кг при однократном и субхроническом внутригастральном введении мышам достоверно увеличивает физическую выносливость и работоспособность животных в тесте плавания с нагрузкой и сопоставим с эффектом препарата сравнения милдронатом в дозе 100 мг/кг. Таким образом, заявленная композиция обладает хорошими вкусовыми качествами, имеет удобную форму для приема, а также обеспечивает в течение короткого времени повышение работоспособности и физической выносливости за счет приема комплекса активных веществ, оптимально подобранных и в количестве, достаточном для достижения максимального эффекта.