СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ БЕЛКОВЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ Российский патент 2009 года по МПК A23L1/30 A23L1/305 A23L1/302 A23L1/304 A23J3/04 

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается специализированного белкового продукта, предназначенного для непосредственного употребления в пищу, в качестве дополнительного питания спортсменов и людей, ведущих активный образ жизни.

Известны различные специализированные белковые продукты (патент RU 92001310 А, 27.03.1995; патент US 6784209 B1, 31.08.2004; US 7037522 В2, 02.05.2006; US 0234626 A1, 25.11.2004).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сухой белковый продукт «Methoxy-Pro» производимый фирмой Cytodyne Technologies, США [1], содержащий смесь концентрата и изолята сывороточного белка, анаболический пептидный комплекс (глютаминовые пептиды, таурин, L-лейцин, L-глицин, L-метионин, L-фенилаланин, L-гистидин, L-тирозин, L-изолейцин, L-валин), триглицериды со средней цепочкой, минеральные вещества (цинк, магний, фосфор, кальций), витамины (ниацинамид, пиридоксин гидрохлорид, цианокобаламин, d-кальция пантотенат, рибофлавин, биотин, фолиевая кислота), 5-метил-7-метокси-изофлавон, вкусовые и ароматические добавки.

Данный продукт предназначен для дополнительного питания спортсменов с целью наращивания мышечной массы, повышения энергопродукции и снижения последствий катаболических процессов, возникающих в результате физической нагрузки.

В состав данного продукта включены триглицериды со средней длиной цепи (МСТ). МСТ усваиваются несколько иначе, чем другие виды жиров, и оксидируются так же быстро, как и углеводы, обеспечивая сравнительно слабый синтез подкожного жира. К тому же МСТ быстро конвертируются в кетоны - побочные продукты метаболизма жиров, которые используются некоторыми тканями организма, в том числе и мышечными, для получения энергии. Однако есть и оборотная сторона: МСТ негативно влияют на людей, питающихся по низкожировой и низкоуглеводной диете, потому что организм предпочитает сжигать именно их, а не подкожные и висцеральные жиры. В итоге жиромобилизующие свойства этого продукта ослабляются.

Кроме того, повышенное содержание в продукте ароматических аминокислот и метионина также является нежелательным. Аминокислотный дисбаланс, возникающий при физической нагрузке, характеризуется повышением концентрации ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана) и снижением уровня аминокислот с разветвленной боковой цепью (валина, лейцина, изолейцина). Так как все эти аминокислоты конкурируют между собой за одни и те же транспортные системы, обладающие большим сродством к ароматическим аминокислотам, высокая концентрация последних в крови ведет к их избыточному поступлению в головной мозг, что вызывает образование так называемых ложных нейротрансмиттеров и замедление скорости передачи нервных импульсов. Подобные изменения являются причиной нервно-психических нарушений и заметного снижения интеллектуальных способностей спортсмена.

В продукте полностью отсутствует или содержится в недостаточном количестве большинство минеральных веществ (железо, марганец, кальций, медь). Это нежелательно, так как обмен микро- и макроэлементов в ходе физических нагрузок происходит более интенсивно и дефицит последних может привести к снижению физической работоспособности и замедлению мышечного роста.

Витаминный состав продукта разбалансирован - полностью отсутствуют жирорастворимые витамины и витамин С, что негативно воздействует на течение анаболических и восстановительных процессов, а также снижает пищевую ценность продукта.

Высокобелковая диета и интенсивные физические нагрузки сопровождаются избыточным образованием аммиака, который оказывает губительное воздействие на микрофлору кишечника и токсическое влияние на клетки мозга. А сильное напряжение брюшных мышц часто приводит к нарушению моторно-эвакуаторной функции кишечника, что также не регулируется употреблением данного продукта.

Вышеописанные процессы в целом оказывают стрессовое воздействие на весь организм спортсмена, вызывая в итоге существенное снижение его иммунитета.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение пищевой ценности продукта, усиление антикатаболических, иммуномодулирующих, детоксикационных и жиромобилизирующих свойств продукта.

Технический результат достигается тем, что специализированный белковый продукт включает концентрат и/или изолят сывороточных белков, аминокислоты L-глутамин, L-аргинин, комплекс растительных пищевых волокон - фруктоолигосахариды и гуммиарабик, витаминный и минеральный премиксы, вкусовые и ароматические добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Концентрат и/или изолят сывороточного белка 73÷80 L-глутамин 6÷8 L-аргинин 4÷5 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 6÷8 Витаминный премикс 0,12÷0,15 Минеральный премикс 2,02÷2,05 Вкусовые добавки 0,53÷0,57 Ароматические добавки 0,3÷6,2

Продукт может представлять собой порошок или гранулированный порошок с содержанием влаги 3,0-7,0 мас.%.

Заявленный технический результат основан на положительном комплексном синергетическом эффекте действия подобранных компонентов продукта, взятых в предложенном соотношении:

- использование концентрата и/или изолята с массовой долей белка не менее 80% в заявляемых количествах, содержащих повышенное количество максимально биодоступных сывороточных пептидов (β-лактоглобулина, α-лактальбумина, гликомакропептидов и иммуноглобулинов), позволяет достичь высокой биологической ценности продукта и обеспечить повышенные потребности спортсменов в аминокислотах с разветвленной цепочкой;

- введение в состав продукта L-аргинина усиливает детоксицирующий эффект продукта за счет активации орнитинового цикла синтеза мочевины, в результате которого связываются токсичные ионы аммония, которые образуются в результате физической нагрузки при катаболизме белков в печени;

- включение в состав продукта L-глутамина способствует значительным сдвигам адаптационно-приспособительных механизмов организма спортсмена, значительно усиливает функции иммунной системы и предотвращает развитие инфекционных заболеваний;

- введение в продукт комплекса растворимых растительных пищевых волокон, состоящих из гуммиарабика и фруктоолигосахаридов в предложенных соотношениях, позволяет оказывать выраженный пребиотический эффект на позитивную аутофлору кишечника человека;

- введение в продукт витаминов группы В, А, С, Е, а также минеральных элементов кальция, магния, цинка и фосфора позволяет нормализовать состояние белкового обмена и повысить пищевую ценность продукта.

Вместе с тем совместное применение сывороточного белка и комплекса растворимых пищевых волокон (гуммиарабик и фруктоолигосахариды) позволяет добиться синергетического жиромобилизирующего и анаболического эффекта данного продукта.

Содержание белка в продукте, представленного концентратом и/или изолятом белка молочной сыворотки, составляет 73-80% по массе сухого продукта. При помощи формирования ощущения сытости, уменьшения калорийности потребляемой пищи, стимуляции сжигания жира и роста мышечной массы изолят и/или концентрат сывороточного белка способствует достижению и поддержанию «здорового» веса. Кроме того, белки молочной сыворотки помогают оптимизировать реакцию на стресс и поддерживать здоровый уровень нейромедиаторов головного мозга, что особенно важно в период интенсивных физических нагрузок. Снижение содержания белка в продукте менее указанного диапазона приведет к тому, что спортсмены будут недостаточно обеспечены полноценным белком и аминокислотами с разветвленной цепочкой. При повышении содержания белка свыше заявляемого количества уменьшается квота других компонентов продукта, что приведет к снижению его функциональной направленности и сделает невозможным достижение заявленного технического результата.

Для повышения биологической ценности дополнительно к сывороточному белку в продукт включены аминокислоты L-аргинин и L-глютамин.

Применение L-аргинина в количестве 4-5% по массе сухого вещества стимулирует процессы поступления в кровоток инсулина, глюкагона и выброс гормона роста, таким образом способствуя увеличению мышечной массы, мобилизации подкожного жира и повышению физической активности. Кроме того, L-аргинин способствует снижению уровня ЛНП-холестерина в крови, улучшает коронарную микроциркуляцию, тем самым, во-первых, содействует снижению утомления, во-вторых, обеспечивает профилактику и лечение гипертонической болезни. Увеличение дозы аминокислоты сверх максимально заявляемых (указанных в формуле) значений может привести к расстройствам пищеварения и осмотической диарее, а снижение не оказывает выраженного анаболического действия.

Аминокислота L-глутамин, являясь условно незаменимой аминокислотой, при интенсивном метаболизме во время физической нагрузки значительно усиливает функции иммунной системы и предотвращает развитие инфекционных заболеваний; тормозит бактериальную транслокацию и транслокацию эндогенных токсинов путем стимулирования синтеза несекретируемого белка и поддержания числа кишечных клеток; является сильным антистрессовым фактором. Повышая уровень гамма-аминомасляной кислоты, которая необходима для стимулирования работы мозга и поддержания обмена веществ, происходящего в нем, L-глутамин активизирует умственную деятельность, помогает концентрировать внимание, улучшает память и настроение, предотвращает возникновение синдрома перетренированности и перенапрежения. В заявляемом продукте L-глутамин содержится в количестве 6-8% по массе сухого вещества. Увеличение содержания в продукте L-глутамина приводит к ухудшению вкуса продукта и делает его непригодным для приема в виде напитка, а его снижение не оказывает клинически значимого эффекта.

Заявляемый продукт в отличие от прототипа обогащен растворимыми пищевыми волокнами, состоящими из гуммиарабика и фруктоолигосахаридов, в количестве 6-8% по массе сухого вещества. Включение в состав продукта растворимых волокон в предложенном соотношении позволяет оказывать выраженный пребиотический эффект на позитивную аутофлору кишечника человека и улучшить функционирование желудочно-кишечного тракта и печени путем детоксикации аммиака и других азотистых шлаков, образующихся при высокобелковой диете и в результате тяжелых физических нагрузок. Кроме того, растворимые пищевые волокна улучшают усвоение витаминов и минералов в желудочно-кишечном тракте, а также оказывают нормализующий эффект на уровень сахара и холестерина в крови.

В то время как в прототипе полностью отсутствует большинство минеральных веществ, в заявляемом продукте содержание микро- и макроэлементов является оптимальным для синтеза белка и роста мышечной массы.

В противовес прототипу витаминный состав заявляемого продукта также сбалансирован. В заявляемый продукт внесены как водорастворимые, так и жирорастворимые витамины. При этом пропорции и количества вносимых в продукт витаминов рассчитывались исходя из изменений калорийности суточного рациона и изменения его отдельных компонентов, а именно с учетом того факта, что преимущественное влияние на белковый обмен оказывают витамины группы В, А, С, Е.

При разработке витаминного и минерального комплексов учитывалось также влияние различных витаминов и минеральных веществ на биологическую усвояемость друг друга - эффект синергизма и антагонизма. Поэтому при определении концентрации и пропорции вводимых в продукт витаминов и минеральных веществ максимально был достигнут эффект синергизма и сведены до минимума возможные негативные явления и последствия взаимодействия витаминов и минералов.

Препараты витаминов и минеральных солей внесены в количествах, обеспечивающих удовлетворение ежедневной порцией продукта от 30 до 80% суточной потребности спортсмена в микронутриентах и согласно «Рекомендуемым уровням потребления пищевых и биологически активных веществ», утвержденным Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2004 году.

Заявляемая совокупность признаков позволяет получить специализированный высокобелковый продукт с повышенной пищевой ценностью, а также позволяет придать продукту функционально-профилактическую направленность (в сравнении с прототипом) за счет оптимизации, в первую очередь, количественного и качественного состава белкового компонента, качественного состава витаминного и минерального комплекса, а также за счет включения в состав продукта комплекса растворимых пищевых волокон. Отклонение в меньшую или большую сторону от заявляемых значений приводит к ухудшению пищевой ценности заявляемого продукта, так и его качества, органолептических и функционально-профилактических свойств и снижает эффективность применения данного продукта спортсменами.

Специализированный белковый продукт получают сухим смешиванием компонентов в смесителях, применяемых в пищевой промышленности.

Пример 1. Для приготовления специализированного белкового продукта компоненты берутся в следующем соотношении по мас.%:

Концентрат сывороточного белка 78,78 L-глутамин 6,67 L-аргинин 4,75 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 6,67 Витамин А 0,001693 Витамин Е 0,01435 Витамин D 0,00000399 Витамин В1 0,00133 Витамин В2 0,001599 Витамин B6 0,00552 Витамин РР 0,01397 Витамин В5 0,005054 Витамин В12 0,000003725 Витамин В9 0,000489 Витамин Н 0,0000532 Витамин С 0,07905 Кальций 0,685 Магний 0,513 Цинк 0,00626 Железо 0,01896 Йод 0,00007484 Марганец 0,003514 Фосфор 0,7974 Медь 0,000494 Вкусовые добавки 0,55 Ароматические добавки 0,38 Вода остальное до 100

Комплекс пищевых волокон содержит гуммиарабик и фруктоолигосахариды, взятые в соотношении по массе 40:60.

Пример 2. Для приготовления специализированного белкового продукта компоненты берутся в следующем соотношении по мас.%:

Изолят сывороточного белка 73,15 L-глутамин 6,64 L-аргинин 4,70 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 6,64 Витамин А 0,001863 Витамин Е 0,016305 Витамин D 0,00000549 Витамин В1 0,00293 Витамин В2 0,002496 Витамин В6 0,00692 Витамин РР 0,02997 Витамин В5 0,006854 Витамин В12 0,000004965 Витамин В9 0,000719 Витамин Н 0,0000702 Витамин С 0,07955 Кальций 0,689 Магний 0,518 Цинк 0,00631 Железо 0,0211 Йод 0,00007689 Марганец 0,003612 Фосфор 0,8114 Медь 0,000501 Вкусовые добавки 0,55 Ароматические добавки 6,10 Вода остальное до 100

Комплекс пищевых волокон содержит гуммиарабик и фруктоолигосахариды, взятые в соотношении по массе 50:50.

Пример 3. Для приготовления специализированного белкового продукта компоненты берутся в следующем соотношении по мас.%:

Концентрат и изолят сывороточного белка 75 L-глутамин 6,69 L-аргинин 4,78 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 6,69 Витамин А 0,001793 Витамин Е 0,016205 Витамин D 0,00000489 Витамин В1 0,00253 Витамин В2 0,002186 Витамин В6 0,00692 Витамин РР 0,01197 Витамин В5 0,006054 Витамин В12 0,000005925 Витамин В9 0,000699 Витамин Н 0,0000692 Витамин С 0,07985 Кальций 0,687 Магний 0,515 Цинк 0,00628 Железо 0,02016 Йод 0,00007574 Марганец 0,003601 Фосфор 0,8064 Медь 0,000498 Вкусовые добавки 0,55 Ароматические добавки 4,05 Вода остальное до 100

Комплекс пищевых волокон содержит гуммиарабик и фруктоолигосахариды, взятые в соотношении по массе 60:40.

Сухой продукт, полученный согласно примерам 1-3, представляет собой мелкий сухой порошок (допускается наличие легко рассыпающихся при механическом воздействии комочков) белого цвета с различными оттенками и ароматом, определяемыми видом используемых вкусоароматических добавок. Продукт хорошо растворим в воде, в восстановленном виде представляет однородную жидкость без осадка.

Оценка эффективности продукта проводилась во Всероссийском научно-исследовательском институте физической культуры и спорта. Исследования проводили на контингенте испытуемых спортсменов-пауэрлифтеров из состава сборной команды России по тяжелой атлетике. В исследованиях участвовало 3 группы спортсменов по 9 человек. Первая группа - опытная - в течение 20 дней дважды в сутки получала по одной порции (одна мерная ложка продукта, разведенного в воде/молоке) специализированного белкового продукта без экдистерона. Вторая - опытная - принимала специализированный белковый продукт с добавлением экдистерона. Третья группа - контрольная - принимала плацебо по аналогичной схеме. В соответствии с условиями проведения эксперимента все испытуемые в начале и конце исследования (1-й и 20-й день) проходили комплексное тестирование (тест оценки показателей общей и специальной работоспособности - оценивали по результатам силового теста) и медицинское обследование (параклиническое и лабораторное). По окончании эксперимента испытуемые на основании дневников заполняли анкету субъективной самооценки состояния.

Медицинский контроль включал ежедневный мониторинг ЧСС (частота сердечных сокращений) и АД (артериальное давление) с параллельной субъективной оценкой самочувствия и врачебный контроль с калиперометрическим обследованием испытуемых (определение абсолютной и относительной величин мышечной и жировой массы тела и веса).

Биохимический контроль скорости восстановления включал измерения ряда биохимических показателей крови (уровень общего белка, AST, ALT, мочевины, холестерина, глюкозы, гемоглобина, кортизола) и мочи (тестостерон, метаболиты).

Анализ данных, полученных при тестировании общей работоспособности, показал, что тренировочные нагрузки с применением специализированного белкового продукта с экдистероном обусловили прирост тестового показателя в среднем на 8%, тогда как у спортсменов, принимающих продукт без экдистерона, - на 4%, а у контрольной группы - на 2%.

Курсовой прием спортсменами в течение 3-х недель специализированных белковых продуктов как с экдистероном, так и без, в отличие от контроля сопровождался положительной динамикой в изменениях состава тела испытуемых, которая выражалась в снижении массы жира и стабилизации мышечной массы тела с тенденцией к ее росту.

Характеризуя степень восстановления спортсменов-испытуемых по динамике соответствующих биохимических показателей в течение курсового приема исследуемого препарата, можно заключить следующее:

- уровень показателей метаболизма печени (AST, ALT) у спортсменов опытных групп изменялся лишь в пределах нормы, тогда как у спортсменов контрольной группы зарегистрировано увеличение уровня АSТ и ALT выше нормы;

- уровень холестерина у спортсменов опытных групп после курсового приема остался в пределах нормы, тогда как в контрольной группе наблюдалось увеличение данного показателя;

- уровень аммония и мочевины в крови у спортсменов опытных групп находился в норме, в то время как в контрольной группе значительно превышал физиологические показатели;

- каких-либо изменений со стороны уровня тестостерона не установлено;

- уровень кортизола у спортсменов контрольной группы в целом значительно превышал аналогичный показатель в опытных группах после окончания курса приема продукта. Это выражается в снижении уровня адаптации к нагрузкам и стрессовом состоянии спортсменов контрольной группы, принимавших плацебо.

Спортсмены опытных групп отметили хорошую переносимость специализированных белковых продуктов, отсутствие элементов усталости, бодрое, активное состояние и желание тренироваться.

Суммируя вышесказанное, специализированный белковый продукт можно рекомендовать к применению как дополнительный источник белка и микронутриентов в рационе спортсменов силовых (бодибилдинг, тяжелая атлетика и др.) и скоростно-силовых видах спорта (в том числе игровых) для быстрого набора сухой мышечной массы, ускорения процесса восстановления, сокращения сроков адаптации (как к физической нагрузке, так и к изменяющимся условиям среды), поддержки иммунитета и уменьшения жировой прослойки, увеличения взрывной силы мышц и выносливости, профилактики перенапряжений, повышения психической устойчивости и работоспособности. Продукт подходит для применения как в тренировочном, так и в соревновательном периодах подготовки спортсмена.

Создание данного продукта позволяет расширить ассортимент сухих специализированных белковых продуктов для спортсменов и людей, ведущих активный образ жизни.

Источники информации

1. Product Guide. Cytodyne Technologies, USA. «Methoxy-Pro», p.14, 15 (прототип).

Изобретение относится к специализированным белковым продуктам, которые могут быть использованы в качестве дополнительного питания спортсменов, а также людей, ведущих активный образ жизни. Специализированный белковый продукт содержит концентрат сывороточного белка, аминокислоты L-аргинин и L-глутамин, растительные пищевые волокна - фруктоолигосахариды и гуммиарабик, витаминный и минеральный премиксы, вкусовые и ароматические добавки при определенном соотношении. Полученный продукт имеет повышенную биологическую ценность. Изобретение позволяет значительно активизировать набор мышечной массы и процесс восстановления после физической нагрузки, сократить сроки адаптации (как к физической нагрузке, так и к изменяющимся условиям среды), поддержать иммунитет и уменьшить жировую прослойку, увеличить взрывную силу мышц и выносливость, повысить психическую устойчивость и работоспособность спортсменов. 2 з.п. ф-лы.

1. Специализированный белковый продукт для питания спортсменов и людей, ведущих активный образ жизни, включающий концентрат сывороточного белка, аминокислоты L-аргинин и L-глутамин, комплекс растительных пищевых волокон - фруктоолигосахариды и гуммиарабик, витаминный и минеральный премиксы, вкусовые и ароматические добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Концентрат сывороточных белков 73÷80 L-глутамин 6÷8 L-аргинин 4÷5 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 6÷8 Витаминный премикс 0,12÷0,15 Минеральный премикс 2,02÷2,05 Вкусовые добавки 0,53÷0,57 Ароматические добавки 0,3÷6,2

2. Продукт по п.1, отличающийся тем, что содержание в смеси гуммиарабика и фруктоолигосахаридов взяты в соотношении по массе (40-60):(60-40).

3. Продукт по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он представляет собой гранулированный порошок с содержанием влаги 3,0-7,0%.