Композиция для приготовления спортивного напитка "Утренний протеин с кофе"
COMPOSITION FOR PREPARING SPORTS DRINKS “MORNING PROTEIN WITH COFFEE”

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в рационе питания спортсменов в период ускоренного набора мышечной массы и обычными людьми при выполнении тяжелой физической работы для усиления белковой компоненты потребляемой ими пищи.
Протеины являются компонентами всех живых клеток, И они выполняют в организме целый ряд жизненно важных биологических функций. Особая роль протеинов для спортсменов заключается в том, что они необходимы для строительства мускулатуры, а также для того, чтобы восстанавливать мышечные волокна после тяжелых тренировочных и соревновательных нагрузок.
В процессе жизнедеятельности в результате естественных физиологических процессов протеины в организме подвергаются деструкции, вследствие чего они должны постоянно обновляться.
Протеин относится к наиболее ценным и часто дефицитным компонентам потребляемой пищи. Необходимая дневная норма приема протеинов, т.е. то их количество, которое требуется для поддержания нормального (здорового) состояния человека, по результатам проведенных научных исследований, составляет около 0,8 г на кг массы тела в сутки. Она отвечает потребностям 97,5% здоровых мужчин и женщин в возрасте от 19 лет и старше.
Это количество протеина является, однако, недостаточным для людей, которые активно вовлечены в занятия спортом, чтобы обеспечить эффективное наращивание безжировой массы тела и способствовать быстрому восстановлению мышечных волокон, повреждаемых при интенсивных физических упражнениях (Campbell В. et al. International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise // Journal of International Society of Sports Nutrition. - 2007. - №4. - P. 8-13).
Результаты, полученные путем изучения баланса азота в организме спортсменов высокого уровня, показывают, что для видов спорта, требующих активного развития выносливости, норму потребления протеина следует увеличивать до 1,1-1,5 г/кг массы тела в день; а для силовых видов - до 1,5-2,0 г/кг.
Удовлетворить потребность в таком количестве протеина только за счет обычных продуктов питания представляет собой непростую задачу. Это объясняется тем, что в 100 г говядины содержится, в среднем, около 18 г протеина, а в стакане молока его всего около 5-6 г.
Поэтому для поступления в организм необходимого количества протеина, составляющего, например, 150 г ежесуточно, необходимо будет потреблять около 800 г мяса ежедневно. Это естественно будет создавать большую нагрузку на органы пищеварения.
Необходимо также отметить, что вместе с протеином в составе потребляемого мяса в организм будет поступать во многих случаях избыточное для спортсменов и значительного числа обычных людей дополнительное количество содержащегося в мясе внутриклеточного жира.
Для помощи спортсменам в таких случаях целесообразно использовать концентрированные по отношению к протеину специализированные продукты спортивного питания. По сравнению с традиционными продуктами, протеины, используемые в составе таких композиций, характеризуются повышенной биологической ценностью.
Для увеличения скорости и полноты усвоения организмом протеины во многих случаях рекомендуется потреблять в жидком виде. С этой целью их включают в состав специальных протеиновых коктейлей или протеинсодержащих напитков.
Для достижения эффективного усвоения протеинов организмом и последующего использования для целей роста и восстановления мышечных тканей протеины целесообразно потреблять достаточно равномерно в течение всего суточного цикла питания.
В этих условиях необходимо обращать внимание не только на обеспечения высоких функциональных характеристик этих продуктов, но и на формирование у них привлекательных и разнообразных потребительских свойств. Желательным является также, чтобы потребление этих продуктов органично вписывалось в традиционный для человека режим питания, и не ломались при этом сложившиеся годами пищевые привычки.
Одним из важных требований, предъявляемых к пищевому рациону, является его вкусовое разнообразие, Выполнение этого условия требуется не только в соответствии с современными принципами рационального питания, но и является необходимым для удовлетворения гедонистических предпочтений потребителей (Штерман С.В. Учет гедонистических предпочтений при проектировании продуктов питания / С.В. Штерман и др. 4.1 // Пищевая промышленность. - 2017. - №6. - С. 57-61; Ч. II / Пищевая промышленность. - 2017. - №7. - С. 49-52).
Наличие такого разнообразия необходимо, например, для стимулирования аппетита у спортсменов, которым постоянно приходится принимать пищу в увеличенных объемах по сравнению с обычными людьми.
Одним из способов решения поставленной задачи при возникновении потребности в увеличении потребления протеина является включение в состав регулярного рациона питания протеинсодержащих напитков, содержащих кофе. Напитки на основе кофе и его компонентов пользуются большой популярностью среди широких слоев населения во всем мире.
Известны композиции для приготовления напитков, включающие функциональные компоненты - витамины, минеральные вещества, флавоноиды (US 5571441 А, опубл. 05.11.1996) или лекарственные средства (US 5674522 А, опубл. 07.10.1997), в состав которых для повышения их потребительской привлекательности включены растворимый натуральный кофе и/или дополнительное количество чистого кофеина.
Известна функциональная пищевая композиция на основе зерен кофе или молотого кофе с добавлением чистого кофеина и содержащая компоненты, способствующие снижению аппетита и/или выступающих в роли жиросжигателей (citrus aurantium. garcinia cambogia, экстракт каенского перца, экстракт зеленого чая, хром и др.), а также глютамин в количестве от 0,005 до 0,25%. (US 20080044522 А1, опубл. 21.02.2008).
Недостатком заявленной композиции является присутствие в ней только одной аминокислоты - глютамина, которая может быть использована при синтезе молекул протеина в организме, что снижает эффективность этого процесса, а также наличие компонентов с высокой физиологической активностью, которые могут вызывать аллергические или иные отрицательные реакции у ряда потребителей, и требовать поэтому специальных рекомендаций врачей для использования данной композиции.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является композиция для приготовления горячего питательного напитка, содержащая растворимый декофенизированный кофе и включающая протеин в количестве от 16 до 30% от общей калорийности продукта, углеводы от 40 до 75%, а также жиры от 15 до 33% (US 6036984 А, опубл. 14.03.2004)..
Предложенная композиция рекомендуется для приготовления напитка, используемого для пищевой поддержки пациентов в больничных условиях или пожилых людей, испытывающих трудности при приеме обычной пищи. Напиток может использоваться в качестве продукта, заменяющего обычный прием пищи.
Недостатком этой композиции при ее включении в рационе питания здоровых людей, активно занимающихся спортом, или являющихся сторонниками здорового образа жизни, является наличие в ее составе, помимо протеина, больших количеств углеводов и жиров. Следствием этого является ее высокая калорийность, которая может оказаться избыточной, и послужить причиной нежелательного увеличения жировой составляющей тела.
Задачей, на которую было направлено предложенное техническое решение, является создание композиции для приготовления низкокалорийного спортивного напитка с высокими потребительскими характеристиками, содержащего вместе с кофе, высококачественный протеин. Потребление данного напитка может быть элементом привычного режима питания человека.
Решение поставленной задачи достигается тем, что для приготовления спортивного напитка используется композиция, включающая концентрат сывороточного протеина, яичный протеин, заменитель сухих сливок, кофе натуральный растворимый, кофеин, камедь ксантановую, лецитин, сукралозу и ароматизаторы при следующем содержании исходных компонентов, мас. %: концентрат сывороточного белка - 30-50, яичный протеин - 5-16, заменитель сухих сливок - 16-26, кофе натуральный растворимый - 6-10, кофеин - 0,1-0,15, камедь ксантановая - 0,8-1,0, лецитин - 1,0-2,0, сукралоза - 0,1-0,12, ароматизаторы - 0,6-1,2.
Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является создание композиции для приготовления спортивного напитка, обеспечивающего вместе с тренировками, быстрое наращивание безжировой мышечной массы и ее эффективное восстановление после интенсивных физических нагрузок. Пониженная калорийность продукта устраняет возможность развития процессов ожирения при его регулярном использовании. Предложенный напиток обладает высокими потребительскими свойствами в отношении его внешнего вида, вкуса и аромата.
В качестве источника протеина в разработанной композиции используется сывороточный протеин, составляющий 20% всей протеиновой части молока. Технология мембранной фильтрации молочной сыворотки, являющейся побочным продуктом при получении сыра, позволяет получать сывороточный протеин высокой степени чистоты, в котором может присутствовать только относительно небольшое остаточное количество молочного жира и/или лактозы.
Благодаря этому протеин молочной сыворотки может использоваться в качестве эффективного средства для увеличения доли протеинов в пищевом рационе спортсменов и людей, занятых тяжелым физическим трудом.
Достоинством сывороточного протеина по сравнению с другими видами является его быстрая перевариваемость и высокая степень использования организмом для строительства новых белковых структур. К примеру, коэффициент его биологической ценности при потреблении в форме концентрата равен 104, для высокоочищенного продукта он составляет около 150, по сравнению со значением 100, принятым для яичного протеина. Для протеина говядины этот коэффициент равен 75.
В составе напитка «Утренний протеин с кофе» сывороточный протеин используется в виде его концентрата в количестве от 30 до 50 мас. %. При меньшем его содержании в предложенной композиции его биологическая активность для интенсификации процессов роста и восстановления мышечной массы снижается, а при большем количестве возникают трудности при приготовлении готового напитка и ухудшаются его органолептические характеристики.
В состав напитка «Утренний протеин с кофе» входит также яичный протеин. Его получают из белка яиц путем измельчения, удаления жира, сушки и превращения в порошок. При использовании такой технологии в яичном протеине полностью сохраняются все входящие в него исходные аминокислоты и микроэлементы, и вместе с этим обеспечивается надежная защита организма от отложения жира и холестерина.
Яичный протеин, как и сывороточный, содержит большое количество аминокислоты лейцина - 9%, которая стимулирует процессы синтеза собственного протеина в организме. В яичном протеине также много дефицитных серосодержащих аминокислот, которые содержатся только в небольших количествах в других традиционных продуктах питания.
Яичный протеин медленнее, чем сывороточный, усваивается организмом. Это позволяет обеспечить более длительное поступление входящих в его состав аминокислот в кровь, и добиться за счет этого ослабления катаболических процессов, приводящих при больших физических нагрузках к деструкции мышечных волокон.
Сочетание в составе напитка «Утренний протеин с кофе» двух видов протеинов - сывороточного и яичного - помогает в результате обеспечивать соблюдение баланса между процессами синтеза и расщепления белков в организме.
Яичный протеин, помимо этого, обладает высокими поверхностно-активными свойствами. Это позволяет в процессе приготовлении готового напитка «Утренний протеин с кофе» создавать на его поверхности красивую и прочную пенку, подобно образующейся в кофейном напитке типа «капучино». Эта пенка не дает аромату напитка быстро испаряться и помогает ему дольше сохранять тепло.
Содержание яичного протеина в композиции для приготовления напитка составляет 5,0-16,0 мас. %. При меньшем содержании эффективность его анаболического воздействия на мышечные ткани падает, а при большем - дальнейшего роста не происходит.
Для улучшения вкусовых характеристик и повышения питательной ценности напитка «Утренний протеин с кофе» в состав композиции включен заменитель сухих сливок на растительной основе. Этот продукт отличается приятным вкусом, обладает пониженной калорийностью и не содержит холестерина.
Его использование позволяет обеспечить привычный для многих потребителей мягкий вкус кофейного напитка. Сливки на растительной основе участвуют также в образовании стойкой пенки на его поверхности.
Входящие в состав этого продукта жирные кислоты со средней длиной молекулярной цепи, содержащей от 6 до 10 атомов углерода, легко абсорбируются в организме, быстро им усваиваются и используются преимущественно для производства энергии, необходимой также для синтеза протеина в организме. Поэтому они практически не входят в состав жировых отложений.
Содержание заменителя сухих сливок в композиции для приготовления напитка «Утренний протеин с кофе» находится в пределах от 16 до 26 мас. %. Повышение доли этого компонента приводит к увеличению калорийности готового напитка, что является нежелательным, а снижение - отрицательно отражается на его вкусовых характеристиках.
В состав композиции для приготовления напитка «Утренний протеин с кофе» входит натуральный растворимый кофе. Кофе является любимым напитком миллионов людей во всем мире. Для многих из них с аромата чашки кофе начинается каждое утро.
Одной из причин, способствующих популярности кофе, является высокое содержание в нем природного стимулятора - кофеина. При попадании его в организм он быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Повышение его уровня в крови отмечается через 15-30 минут после приема и достигает примерно через час своего пика.
Благодаря растворимости в материале клеточных мембран, кофеин способен преодолевать гемато-энцефалитический барьер между кровеносной системой и тканями мозга, в результате чего он способен оказывать существенное влияние на функционирование центральной нервной системы. Поступление кофеина в мозг позволяет человеку, в частности, быстрее пробуждаться после ночного сна и включаться в повседневный ритм жизни.
Содержание натурального растворимого кофе в композиции для приготовления напитка составляет 6-10 мас. %. Это обеспечивает готовому напитку его привычные для многих потребительские характеристики, включая кофейный вкус и аромат. Выход за указанные выше пределы оказывает на них отрицательное влияние.
В ходе технологических процессов получения растворимого кофе из обжаренных зерен значительная часть кофеина, содержащегося в исходном сырье, безвозвратно теряется. Для усиления стимулирующего эффекта напитка «Утренний протеин с кофе», предназначенного для потребления людьми, вовлеченными в занятия спортом, в состав композиции для приготовления напитка дополнительно входит чистый кофеин в количестве 0,1-0,15 мас. %, что соответствует содержанию 100-150 мг кофеина на 100 г исходной композиции.
Такое количество кофеина, с одной стороны, обеспечивает ощутимый бодрящий эффект от потребления приготовленного напитка, а с другой, не нарушает допустимых норм приема кофеина в составе продуктов питания.
Одним из наиболее популярных видов напитков на основе кофе является «капучино». В этом случае приготовленный кофейный напиток состоит из двух слоев, из которых нижний - содержит основную массу напитка, а второй - представляет собой специальным образом сформированную молочную пенку.
Для создания такого эффекта в состав композиции для приготовления напитка «Утренний протеин с кофе» включены компоненты, обладающие поверхностно-активными свойствами - ксантановая камедь (0,8-1,0 мас. %) и лецитин (0,8-2,0 мас. %). В указанных пределах содержания этих компонентов они позволяют создавать и поддерживать на поверхности напитка в стабильном состоянии пенку, образованную на основе его белковых компонентов.
Преимуществом напитка «Утренний протеин с кофе» является то, что он содержит в своем составе небольшое количество углеводов. В результате основным источником формирования его калорийности выступают содержащиеся в нем протеины.
Для создания ощущения сладости напитка «Утренний протеин с кофе» при достижении его низкой калорийности в состав исходной композиции включена сукралоза. Она является элементом группы высокоинтенсивных подсластителей.
Молекула сукралозы в организме человека не подвергается метаболизму, и потому обладает нулевой калорийностью. Благодаря отсутствию токсичности, канцерогенности, мутагенности и влияния на репродуктивную систему человека, сукралоза используется во многих видах пищевых продуктов в большинстве стран мира.
Содержание сукралозы в составе предложенной композиции для приготовления напитка «Утренний протеин с кофе» составляет 0,1-0,12 мас. %. Такое ее количество является, с одной стороны, необходимым для создания чувства сладости напитка, которое является привычным для большинства потребителей, а с другой стороны, вполне достаточно для этой цели.
Для повышения потребительской привлекательности напитка в состав композиции для его приготовления включены ароматизаторы типа «капучино», «сливки», «ванилин» производства компании Симрайз в количестве 0,6-1,2 мас. %. Использование этих ароматизаторов создает привычные домашние вкус и аромат приготовленного напитка «Утренний протеин с кофе». Это позволяет обеспечить, в частности, возможность его использования в качестве одного из элементов обычного завтрака.
Необходимо отметить, что после потребления напитка «Утренний протеин с кофе», помимо возникновения чувства бодрости и притока энергии, в плазме крови быстро повышается уровень аминокислот.
Мышечные клетки обладают высокой чувствительностью к изменению их содержания, и поэтому быстрое увеличение их концентрации вызывает мощную анаболическую реакцию. Систематическое использование напитка «Утренний протеин с кофе» облегчает задачу достижения быстрого роста и восстановления мышечных тканей при занятиях спортом и фитнесом.
Состав предложенной композиции для приготовления спортивного напитка «Утренний протеин с кофе», в целом, характеризуется синергетическим воздействием включенных в ее состав компонентов на функциональные и вкусовые свойства продукта. Высокие потребительские качества напитка «Утренний протеин с кофе» оказывают положительное влияние на лучшее усвоение содержащегося в нем протеина.
Для приготовления готового напитка «Утренний протеин с кофе» 40 г предложенной композиции вначале тщательно размешивают в небольшом количестве воды комнатной температуры, после этого добавляют ее остальное количество до общего объема в 250 мл.
Для приготовления горячего варианта напитка полученную смесь затем подогревают до нужной температуры. Для ускорения этого процесса могут применяться, в частности, бытовые микроволновые устройства.
Предложенная композиция может использоваться и для приготовления напитка «Утренний протеин с кофе», потребляемого в охлажденном виде. Для этого после размешивания исходной композиции и получения однородной смеси ее разбавление до нужного объема проводят с использованием предварительно охлажденной воды.
Приготовленные в горячем или холодном виде напитки «Утренний протеин с кофе» имеют вид и обладают вкусом обычного кофе вида «капучино».
Пример 1. Композиция для приготовления горячего спортивного напитка «Утренний протеин с кофе» имеет следующий состав компонентов, мас. %:
Концентрат сывороточного протеина
50,0
Яичный протеин
15,0
Заменитель сухих сливок
23,5
Кофе натуральный растворимый
8,0
Кофеин
0,1
Камедь ксантановая
1,0
Лецитин
1,1
Сукралоза
0,1
Ароматизатор «капучино» Симрайз
0,8
Ароматизатор «ванилин» Симрайз
0,4
Итого
100,0
Пример 2. Композиция для приготовлении охлажденного спортивного напитка «Утренний протеин с кофе» имеет следующий состав компонентов, мас. %:
Концентрат сывороточного протеина
45,0
Яичный протеин
15,4
Заменитель сухих сливок
25,5
Кофе натуральный растворимый
9,8
Кофеин
0,1
Камедь ксантановая
1,0
Лецитин
1,9
Сукралоза
0,1
Ароматизатор «сливки» Симрайз
0,6
Ароматизатор «ванилин» Симрайз
0,6
Итого
100,0
Напиток «Утренний протеин с кофе» позволяет потреблять дополнительное количество протеина, не нарушая сложившиеся традиционные пищевые привычки, и получать при этом положительные эмоции от его вкуса, аромата и воздушной пенки напитка.
Совмещать приятные ощущения от утреннего кофе с заботой о формировании своего здорового и красивого тела может стать вдвойне приятным для потребителя.