Способ применения добавки из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae к пище в рационе питания спортсменов
METHOD FOR APPLICATION OF ADDITIVE FROM BAKERY YEAST SACCHAROMYCES CEREVISIAE TO FOOD IN RATION OF ATHLETES

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к области производства и применения пищевых и биологически активных добавок в качестве ингредиента пищевых продуктов в питании спортсменов.
Роль рациона питания для людей, занимающихся спортом имеет очень большое значение: как для достижения высоких результатов, так и для сохранения здоровья. Основное требование к рациону питания – его полноценность. Главная сложность - это обеспечение полноценными белками. Дело в том, что белки, аминокислоты, это не только строительный материал тела человека, но и ферменты, гормоны и т. д. На сегодняшний день вопрос о потребности организма человека, в том числе спортсменов, в белке довольно хорошо изучен, что нашло отражение в следующих источниках информации (Покровский А. А. Рекомендации по питанию спортсменов. М. Спорт. 1975. – 30 с.; В.А. Тутельян, М.М. Гапаров, А.К. Батурин, Д.Б. Никитюк, З.Г. Орджоникидзе, А.Л. Поздняков. О роли индивидуализации питания в спорте высших достижений. М. Вопросы питания. Том 80; Э.С. Токаев, Р.Ю. Мироедов, Е.А. Некрасов, И.С. Краснова, А.А. Хасанов, С.М. Ледовской, Влияние специализированных белковых пищевых продуктов на функциональное состояние спортсменов-единоборцев. М. Вопросы питания том 80 и другие).
Одним из ценных источников белка являются одноклеточные организмы, например, пекарские дрожжи. Хлебопекарные дрожжи, давно и постоянно используемые в хлебопечении, являются привычным для организма продуктом. Пищевые добавки на основе хлебопекарных дрожжей обладают широким спектром полезных свойств. Для них характерно отсутствие вредных для организма человека химических веществ, так как производство их не связано с применением посторонних и далеко не безвредных реагентов. К настоящему времени химический состав одноклеточных организмов достаточно хорошо изучен. В дрожжевых клетках содержатся белки, жиры, углеводы, витамины, ферменты, микроэлементы и т.д.
Основным показателем состава белка является именно аминокислотный состав макромолекул, включающий в себя все незаменимые и заменимые аминокислоты. Жиры дрожжей являются смесью истинных жиров (глицеридов жирных кислот) с фосфолипидами (лецитин, кефалин) и стеролами (эргостерол). Углеводы в дрожжах входят в состав протоплазмы и оболочки дрожжевых клеток и содержат полисахариды гликоген, маннан и глюкозан. Все дрожжи содержат провитамин D, витамины группы В: витамин В1 - тиамин; витамин В2 - рибофлавин; витамин В3 - пантотеновую кислоту; витамин В5 – РР - никотиновую кислоту; витамин В6 - пиридоксин и другие; витамин Н биотин; инозит; парааминобензойную кислоту; и другие ценные, с точки зрения питания человека, соединения.
Ещё в специальном издании «Опыт советской медицины в Великой Отечественной войне 1941-1945 г.г.» (М.: Медгиз, 1951) отражена медико-биологическая и клиническая целесообразность применения хлебопекарных дрожжей при лечении ряда заболеваний, а также с целью профилактики болезней. В частности, в томах 27 и 28 несколькими авторами даны лечебные и профилактические аспекты применения дрожжей (Э.М. Гельштейн, Ю.М. Гефтер, З.Л. Лурье, С.М. Рысс и др. Подготовлено к опубликованию на основании Постановления Совета Министров Союза ССР № 664 от 26 марта 1946 г.).
По вопросу использования дрожжевого белка до сих пор ведутся поиски и работы.
Из класса уровня техники известно Средство для повышения адаптируемости организма к экстремальным условиям (патент РФ № 2390271), содержащего дрожжи, которое может использоваться в медицине, диетическом и спортивном питании.
Дрожжи (Saccharomyceus cervaesae) в больших количествах нарабатываются в процессе производства пива и содержат все незаменимые и заменимые аминокислоты, некоторые микроэлементы, большое количество витаминов группы В (Табл. 1 и 2) [1, 9].
Таблица 1
Белковый и аминокислотный состав сухих пивных дрожжей
<b>Показатель</b>
<b>Содержание, %</b>
Протеин
34-45
Аминокислоты: %
Лизин
2,18
Гистидин
0,90
Аргинин
1,82
Аспарагиновая к-та
2,99
Треонин
1,54
Серин
1,65
Глутаминовая к-та
5,07
Пролин
1,47
Глицин
1,41
Аланин
2,27
Цистин
0,32
Валин
1,95
Метионин
0,55
Изолейцин
1,46
Лейцин
2,26
Тирозин
1,09
Фенилаланин
1,39
Таблица 2Витаминный и микроминеральный состав сухих пивных дрожжей
Витамины
мг/кг
В1 (тиамин)
8,2
В2 (рибофлавин)
120,4
В3 (пантотеновая к-та)
110,5
В4 (холин)
4250,0
В5 (никотиновая к-та)
370,7
В6 (свободный пиридоксин)
15,4
Н (биотин истинный)
0,75
Вс (фолиевая к-та)
14,2
В12 (кобаламин)
0,44
Инозин
1720,0
Микроэлементы
мкг/кг
Железо
1570,0
Цинк
210,1
Марганец
75,2
Медь
8,4
При всех ценных свойствах состава пивных дрожжей, данному средству присущи и недостатки, обусловленные непосредственным употреблением живых дрожжей в пищу; проблемы с перевариванием и усваиванием организмом дрожжей из-за прочной их клеточной стенки, при приеме дрожжей в значимых количествах часто нарушается баланс биоты, что приводит к аллергии, расстройствам пищеварения и т. д.
Также из уровня техники известен Зерновой батончик (патент РФ № 2468606), содержащий аминокислотный витаминно-минеральный комплекс, и способ его производства. В данном патенте предпринята попытка обойти эту проблему, используя автолизаты дрожжей.
Поставленную задачу решают использованием в предлагаемых для производства зернового батончика составах аминокислотного витаминно-минерального комплекса, содержащего автолизат пивных дрожжей (24-26 %),
Данному примеру свойственны следующие недостатки: автолизаты дрожжей как правило аллергенны, обладают недостаточной пищевой ценностью и не отличаются высокими вкусо-ароматическими характеристиками.
Более эффективен витаминно-аминокислотный концентрат из хлебопекарных дрожжей «Дрожжелизин», описанный в патенте РФ № 2109459, 30.12.1996.
Концентрат содержащий белки, в том числе свободные незаменимые и заменимые аминокислоты, такие как валин, глицин, лейцин и другие, углеводы, липиды, витамины группы В и микроэлементы, получаемый путем ферментного гидролиза белковых молекул клеток дрожжей при двухконтурном механическом перемешивании дрожжевого молока в среде разряженного воздуха с последующим отделением разрушенных оболочек клеток от внутреннего вещества и его сушки при следующем соотношении ингредиентов, масс. %:
Белки негидролизованные
10,3-23,5
Липиды
1,4-2,5
Углеводы
45,5-53,0
Микроэлементы
5,0-8,5
Свободные аминокислоты
13,545-39,688
в том числе:
Аспарагин
1,234-5,37
Треонин
0,416-2,12
Серин
0,189-1,68
Глутамин
0,545-1,18
Глицин
2,637-4,06
Аланин
2,126-3,04
Валин
0,993-2,105
Метионин
0,108-0,63
Изолейцин
0,56-1,53
Лейцин
0,886-5,38
Тирозин
0,433-1,15
Фенилаланин
0,434-2,01
Аргинин
1,118-1,75
Пролин
0,473-1,87
Примером применения указанного выше концентрата может служить: Смирнова С.А. Эффективность применения витаминно — аминокислотного концентрата «Дрожжелизин» у детей с йоддефицитными состояниями. Автореф., дис. канд. мед. наук -Иркутск, 2002. -23с.
Однако, использование известного концентрата, при всех его ценных качествах и положительном воздействии на иммунную систему человека, в качестве профилактического и лечебного средства, мешает недостаточно высокая степень гидролиза белка (до 76 %), ограниченный аминокислотный состав, наличие активных компонентов массой более 100 кДа и ферментов. Кроме того, продукты, полученные ферментным гидролизом, как и автолизаты, не отличаются высокими вкусовыми и ароматическими характеристиками.
Так как о результатах применения вышеназванных составов в рационах питания спортсменов ничего не известно, наиболее близким к предлагаемому изобретению по способу применения является патент РФ № 2156086 «Способ применения биологически активных добавок к пище в рационе питания спортсменов», который относится к области пищевой промышленности.
В процессе пиковых нагрузок в рацион питания спортсменов вводят в количестве 4 - 5 мг на 1 кг массы спортсмена препарат, содержащий адаптогены, детоксикант, поливитамины, микро- и макроэлементы. В качестве адаптогена используют сироп топинамбура. В качестве детоксиканта используют оболочки дрожжей сахаромицетов, обладающих электрокинетическим потенциалом от - 15 до - 75 мВ. При этом препарат содержит сироп топинамбура в количестве от 28,5 до 32,5 мас. %, а оболочки дрожжей - в количестве от 32,4 до 47,2 мас. %. А в качестве источника поливитаминов, а также микро- и макроэлементов используют овощи и фрукты в порошкообразной форме.
Недостатки прототипа – используются только полисахаридные оболочки и не используется наиболее ценный белок сырья. Полисахаридные оболочки сахаромицетов раздражая стенки тонкого кишечника являются сильным аллергеном (этим объясняется дозировка 4 – 5 мг на 1 кг массы тела) и низкая питательная ценность.
Настоящее изобретение направлено па повышение пищевой ценности рациона питания спортсменов.
Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в повышении биологической ценности питания спортсменов.
Техническим результатом является такая коррекция рациона питания с помощью белковой добавки гипоалергенной, которая обладает способностью: корректировать состояние иммунодефицита, увеличивает массу тела за счет мышечной, безжировой компоненты, улучшает гематологические и биохимические показатели крови у спортсменов, как в период подготовки, так и в период пиковых нагрузок на его организм, за счет оптимально подобранного соотношения компонентов и их свойств.
Указанный технический результат достигается использованием в рационе питании спортсменов в процессе подготовки и пиковых нагрузок белковой добавки гипоалергенной (не содержащей клеточных стенок дрожжей), производимой по специальной технологии из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, вводимой в рацион питания количестве 1-го и более грамм в сутки и содержащая белки и пептиды, доступные все главные незаменимые и заменимые аминокислоты, углеводы, липиды, витамины, микроэлементы, при этом не менее 98 % белков более чем на 78 % гидролизованы до структур массой от 1 до 100 кДа.
Указанный технический результат также достигается применением добавки из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae к пище в рационе питания спортсменов, заключающийся в том, что в рацион спортсмена в качестве добавки вводят в количестве 1 и более грамм/сутки добавку белковую гипоалергенную из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae. При этом добавку белковую гипоалергенную из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, которая не содержит клеточных стенок упомянутых хлебопекарных дрожжей, используют при условии, что не менее 98 % входящих в состав белков более, чем на 78 % гидролизованы до белковых структур массой от 1 до 100 кДа.
Дополнительная особенность заключается в том, что при необходимости, а такжев период соревнований количество добавки увеличивают до 15-35 и более грамм/сутки.
Аминокислотный состав добавки белковой гипоалергенной может быть следующим:
Белок 44.9-45.7 %,
в том числе % от общего белка:
аспарагиновая кислота
9,3-10,5
треонин
4,7-5,3
серии
5,8-6,5
глутаминовая кислота
19,7-21,67
глицин
4,9-5,6
аланин
7,7-8,6
валин
4,3-4,8
цистин
0,38-0,43
метионин
1,83-2,05
изолейцин
1,82-2,07
лейцин
9,7-10,8
тирозин
3,4-3,9
фенилаланин
4,7-5,3
триптофан
1,82-2,04
лизин
8,15-8,95
гистидин
1,8-2,02
аргинин
1.32-1.35
Степень гидролиза белка не менее 78 %
Жиры
2.8 %
Углеводы
45.5 %
Вода
4.5 %
Зола
остальное
Эффективность применения Добавки белковой гипоалергенной из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae может быть подтверждена следующим примером.
В исследовании принимали участие 30 спортсменов (единоборцы) в возрасте 16-18 лет (средний возраст 17±1,6 года) – учащихся одной из школы ГБОУ, занимающихся самбо в течение 6-7 лет. Уровень спортивного мастерства от 3-го до 1-го разряда. Все спортсмены занимаются в режиме 9 тренировок в неделю, по 1,5 часа. Исследование проводили в рамках 30-дневного подготовительного учебно-тренировочного цикла после получения информированного согласия на участие в исследовании.
Методом случайной выборки все обследованные были рандомизированны на 3 группы по 15 человек: группа контроля и 2 группы спортсменов, получавших добавку белковую гипоалергенной с разным количеством. Исследование проводилось в течении 4-х недель, в рамках повседневного учебно-тренировочного процесса спортсменов.
Схема применения белковой добавки гипоалергенной была следующая: для первой группы спортсменов 1 г после тренировки, один раз в день, семь дней в неделю и для второй группы спортсменов 5 г (столовая ложка) после тренировки, один раз в день, семь дней в неделю. В период соревнований количество добавки увеличивали до 15-35 и более грамм/сутки.
Тестируемый белковый продукт представляет собой пищевую добавку гипоалергенную, вырабатываемую из дрожжей хлебопекарных при помощи оригинальной технологии, без добавления в конечный продукт каких-либо активных, питательных веществ, витаминов и т.д. Пищевая добавка является источником полноценного белка и свободных аминокислот. В данном продукте белки представлены в основном свободными аминокислотами и пептидами. Одновременно содержатся все незаменимые и заменимые натуральные аминокислоты (L-аминокислоты). Состав: белок: не менее 35 %, жиры: не более 8,5 %, углеводы: не менее 44,2 %, энергетическая ценность: 393 ккал/100 гр.
Критерии включения: спортсмены мужского пола в возрасте от 14 до 19 лет, наличие ежедневной спортивной нагрузки, наличие подписанного информированного согласия.
Критерии исключения: Наличие хронической патологии со стороны желудочно-кишечного тракта, печени, почек, сердечно-сосудистой системы, бронхо-легочной системы, нейроэндокринной системы, ЦНС в стадии обострения, аномалии мышечной системы и системные заболевания соединительной ткани, острые инфекционные заболевания менее чем за 2 недели до начала исследования, психические, физические и прочие причины, не позволяющие добровольцу адекватно оценивать своё поведение и правильно выполнять условия протокола исследования.
Клинические, инструментальные и лабораторно-биохимические исследования были проведены перед- и по окончанию исследования.
Оценку состава тела проводили неинвазивным биоимпедансометрическим методом интегральной двухчастотной импедансометрии по стандартной методике на анализаторе «Диаманд-АСТ». Оценивали жировую, безжировую, активную клеточную, сухую массу и общую жидкость. Из антропометрических показателей оценивались вес и индекс массы тела.
Клинико-биохимические исследования были получены в процессе углубленного медицинского обследования спортсменов-единоборцев на базе Московского научно-практического центра спортивной медицины. В крови, взятой натощак из локтевой вены, определяли биохимические показатели: глюкозу, аспартатаминотрансферазу (АСТ), аланинаминотрансферазу (АЛТ), креатинин, мочевину, креатинфосфокиназу (КФК), КФК-МВ-фракцию, общий билирубин, прямой билирубин, железо сывороточное, общий белок, тестестерон; показатели гормонального профиля: тестостерон, кортизол, тироксин свободный (Т4), тиреотропный гормон (ТТГ), антитела к тиреопероксидазе (анти ТПО), пролактин. В крови взятой натощак из пальца определяли: лейкоциты, эритроциты, гемоглобин, гематокрит, тромбоциты.
Все полученные данные были обработаны статистически с использованием критерия Манна-Уитни и вычислением среднего значения (М) и стандартного отклонения (m). За достоверные изменения принимали уровень значимости р<0,05. Значения тестовых показателей подвергались статистической обработке.
Результаты проведенного исследования показали ряд достоверно значимых изменений в исследуемых показателях.
Изучение показателей общего анализа крови выявило уменьшение уровня лейкоцитов на 11,2 % (9,8 %) и увеличение эритроцитов 5,2 % (4,7 %), в исследуемой группе, по сравнению со второй (первой) группой контроля.
Показатели биохимии крови менялись следующим образом: происходило уменьшение уровня глюкозы на 11,1 % (10,1 %); снижение уровня АСТ и АЛТ на 18,7 % (17,6 %) и 22,3 % (21,1 %), соответственно; уменьшение уровня билирубина (общего и прямого) на 22,8 % (21,3 %) и 22,2 % (20,9 %), соответственно; снижение содержания мочевины на 4,7 % (4,0 %); снижение креатинфосфокиназы (КФК) на 30,4 % (28,9 %); увеличение уровня белка на 10,3 % (10,0 %) во второй (первой) исследуемой группе, по сравнению с группой контроля.
Кроме того, достоверные отличия отмечались по результатам биоимпедансометрии. Увеличение веса спортсменов составило 3,4 % (3,3 %). Увеличение безжировой массы составило 5,3 % (5,2 %). Увеличились также активная клеточная масса и сухая клеточная масса на 7,5 % (7,4 %) и 16 % (15,3 %), соответственно, во второй (первой) исследуемой группе, по сравнению с группой контроля.
Таким образом, применение в рационе спортсменов в период тренировок и период пиковых нагрузок Добавки белковой гипоалергенной из хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae позволяет улучшать спортивные результаты.