СУХОЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ Российский патент 2012 года по МПК A23J3/08 A23J1/08 A23L2/39 

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается специализированного белково-углеводного продукта, предназначенного для непосредственного употребления в пищу при смешивании с водой в качестве дополнительного питания спортсменов.

Известны различные специализированные белково-углеводные продукты (патент RU 92001310 А, 27.03.1995; патент США US 6784209 B1, 31.08.2004; US 7037522 B2, 02.05.2006; US 0234626 A1, 25.11.2004).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сухой белково-углеводный продукт «Muscle XGF», производимый фирмой AST, США, содержащий смесь концентрата, изолята и гидролизата сывороточного белка, коровье молозиво, анаболический пептидный комплекс (глютаминовые пептиды, таурин, L-лейцин), подсолнечное масло, масло канола, льняное масло СLА (конъюгированная линолевая кислота), фруктозу, мальтодекстрин, микроизмельченный креатин моногидрат, лецитин, минеральные вещества (цинк, магний, фосфор, кальций, железо, цинк, медь), витамины (ниацинамид, пиридоксин гидрохлорид, цианокобаламин, d-кальция пантотенат, рибофлавин, биотин, фолиевая кислота) и ароматические добавки [1].

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 подсолнечное масло, масло канола, льняное масло СLА (конъюгированная линолевая кислота). Данные виды масел усваиваются несколько иначе, чем другие виды жиров, и оксидируются так же быстро, как и углеводы, обеспечивая сравнительно слабый синтез подкожного жира. К тому же входящие в продукт масла 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: применение повышенного количества жиров тормозит усвоение организмом белка и углеводов. В итоге ухудшается восстановление гликогена и синтез новых мышечных волокон.

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 содержатся в недостаточном количестве углеводы со средней длиной цепи, что заметно снижает скорость восстановления уровня гликогена в мышцах и печени.

В продукте в недостаточном количестве содержатся минеральные вещества (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 - жирорастворимые витамины и витамин С содержатся в недопустимо большом количестве, что негативно воздействует на течение анаболических и восстановительных процессов, а также может вызвать токсическое отравление.

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 продукт включает в себя сывороточные белки, яичный белок, молозиво сухое, аминокислоту L-глутамин, мальтодекстрин, фруктозу, комплекс растительных пищевых волокон, представляющий собой смесь гуммиарабика и фруктоолигосахаридов, взятых в соотношении по массе (30-70):(70-30), креатин моногидрат, витаминный и минеральный премиксы и ароматические добавки при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

Сывороточные белки 15÷20 Яичный белок 10÷12 Молозиво сухое 4÷7 Аминокислота L-глутамин 1÷5 Фруктоза 6÷10 Комплекс растительных пищевых волокон, 1÷5 представляющий собой смесь гуммиарабика и   фруктоолигосахаридов, взятых в соотношении   по массе (30-70):(70-30)   Креатин моногидрат 3÷5 Витаминный премикс 0,12÷0,15 Минеральный премикс 2,02÷2,05 Ароматические добавки 0,48÷0,62 Мальтодекстрин До 100

Продукт представляет собой порошок с содержанием влаги 3,0-7,0 мас.%.

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

- использование концентрата сывороточных белков с массовой долей белка не менее 75% или изолята сывороточных белков с массовой долей белка не менее 85%, в заявляемых количествах, содержащих повышенное количество максимально биодоступных сывороточных пептидов (β-лактоглобулина, α-лактальбумина, гликомакропептидов и иммуноглобулинов), позволяет достичь высокую биологическую ценность продукта и обеспечить повышенные потребности спортсменов в аминокислотах с разветвленной цепочкой;

- использование яичного белка с содержанием белка не менее 80% позволяет повысить биологическую ценность компонента ввиду высокого содержания в белке незаменимых аминокислот;

- введение в продукт молозива, содержащего в своем составе в повышенных количествах IGF-1 и IGF-2 - инсулиноподобные факторы роста и иммуноглобулин IgG, способствует наращиванию мышечной массы и укреплению иммунной системы организма;

- как оказалось, совместное с сывороточными белками использование молозива существенно повышает иммуномодулирующий эффект за счет комплементарного действия иммуноглобулинов разных классов;

- введенные в состав композиции мальтодекстрин и фруктоза обеспечивают организм спортсмена энергией в течение длительного времени, улучшают процесс восполнения гликогена и поддерживают стабильный уровень сахара в крови;

- 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 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, как оказалось, совместное применение сывороточного и яичного белка и комплекса растительных пищевых волокон (гуммиарабик и фруктоолигосахариды) позволяет добиться значительного синергетического жиромобилизирующего и анаболического эффекта данного продукта.

Наряду с вышесказанным комплексное воздействие продукта на организм спортсмена проявляется, как выяснилось в ходе проведенных клинических исследований, в снижении заболеваемости.

Содержание белка в продукте, представленного белками молочной сыворотки, яичным альбумином и сухим молозивом, составляет 10-30% по массе сухого продукта, что способствует формированию ощущения сытости, уменьшения калорийности потребляемой пищи, стимуляции сжигания жира и роста мышечной массы, сывороточный и яичный белок способствуют достижению и поддержанию «здорового» веса. Кроме того, белки коровьего молозива (иммуноглобулин IgG) способствуют оптимизации реакции на стресс и поддерживают 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.

В заявленном продукте углеводный компонент представлен мальтодекстрином и фруктозой - углеводами с высоким и низким гликемическим индексом соответственно. Применение мальтодекстрина и фруктозы в заявленном соотношении приводит к сглаженному и более продолжительному ответу со стороны глюкозы крови, увеличению уровня инсулина и, соответственно, увеличению роста мышечных волокон.

Для повышения биологической ценности и ускорения процессов энергообмена дополнительно в продукт включена аминокислота L-глутамин.

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 антисрессовым 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 перенапряжения. В заявляемом продукте L-глутамин содержится в количестве 1-5% 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 1-5% по массе сухого вещества. Включение в состав продукта растительных 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, растительные пищевые волокна улучшают усвоение витаминов и минералов в желудочно-кишечном тракте, а также оказывают нормализующий эффект на уровень сахара и холестерина в крови и снижают гликемический индекс продукта.

В то время как в прототипе полностью отсутствует большинство минеральных веществ, в заявляемом продукте содержание микро- и макроэлементов является оптимальным для восстановления гликогена, 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 премиксов 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 2008 году.

Заявляемая совокупность признаков позволяет получить специализированный белково-углеводный 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 премиксов и неожиданно выявленного их положительного влияния на снижение заболеваемости спортсмена при употреблении продукта заявляемого состава. Отклонение в меньшую или большую сторону от заявляемых значений приводит к ухудшению пищевой ценности заявляемого продукта, его сбалансированности и его качества, органолептических и функционально-профилактических свойств и снижает эффективность применения данного продукта спортсменами.

Специализированный белково-углеводный продукт получают сухим смешиванием компонентов в смесителях, применяемых в пищевой промышленности.

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

Сывороточные белки 17,6 Яичные белки 11,7 Молозиво сухое 4,996 Фруктоза 9,0 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 1,569 Креатин моногидрат 3,4 L-глутамин 1,5 Витамин A 0,0018 Витамин Е 0,016 Витамин D 0,000005 Витамин В₁ 0,0025 Витамин В₂ 0,002 Витамин В₆ 0,007 Витамин РР 0,012 Витамин В₅ 0,006 Витамин В₁₂ 0,000006 Витамин В₉ 0,0007 Витамин Н 0,00007 Витамин С 0,08 Кальций 0,69 Магний 0,515 Цинк 0,006 Железо 0,02 Йод 0,000075 Марганец 0,004 Фосфор 0,8 Медь 0,0005 Ароматические добавки 0,48 Мальтодекстрин 47,591344   100,00

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

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

Сывороточные белки 15,0 Яичные белки 10,0 Молозиво сухое 7,0 Фруктоза 10,0 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 5,0 Креатин моногидрат 5,0 L-глутамин 5,0 Витамин А 0,002 Витамин Е 0,016 Витамин D 0,000005 Витамин В₁ 0,003 Витамин В₂ 0,0025 Витамин В₆ 0,007 Витамин РР 0,03 Витамин В₅ 0,007 Витамин В₁₂ 0,000005 Витамин В₉ 0,0007 Витамин Н 0,00007 Витамин С 0,08 Кальций 0,7 Магний 0,5 Цинк 0,006 Железо 0,02 Йод 0,00007 Марганец 0,0036 Фосфор 0,8 Медь 0,0005 Ароматические добавки 0,62 Мальтодекстрин 40,20155   100,00

Комплекс пищевых волокон содержит гуммиарабик и фруктоолигосахариды, взятые в соотношении по массе 70:30.

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

Сывороточные белки 20,0 Яичные белки 12,0 Молозиво сухое 4,0 Фруктоза 6,0 Фруктоолигосахариды и гуммиарабик 1,0 Креатин моногидрат 3,0 L-глутамин 1,0 Витамин А 0,002 Витамин Е 0,014 Витамин D 0,000004 Витамин В₁ 0,001 Витамин В₂ 0,002 Витамин В₆ 0,0055 Витамин РР 0,014 Витамин В₅ 0,005 Витамин В₁₂ 0,000004 Витамин В₉ 0,0005 Витамин Н 0,00007 Витамин С 0,08 Кальций 0,7 Магний 0,5 Цинк 0,006 Железо 0,02 Йод 0,00003 Марганец 0,0035 Фосфор 0,79 Медь 0,0005 Ароматические добавки 0,62 Мальтодекстрин 50,235892   100,00

Комплекс пищевых волокон содержит гуммиарабик и фруктоолигосахариды, взятые в соотношении по массе 30:70.

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.

Усиление пищевой ценности продукта достигнуто благодаря сбалансированности по основным микро- и макронутриентам.

Оценка эффективности продукта проводилась во Всероссийском научно-исследовательском институте физической культуры и спорта [2]. Исследования проводили на контингенте испытуемых спортсменов-пауэрлифтеров из состава сборной команды Москвы по силовому троеборью. В исследованиях участвовало 2 группы спортсменов по 5 человек. Первая группа - опытная - в течение 20 дней дважды в сутки получала по одной порции (пять мерных ложек продукта, разведенного в воде/молоке) специализированного белково-углеводного продукта. Вторая - 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 белково-углеводного продукта обусловили прирост тестового показателя в среднем на 8,2%, тогда как у контрольной группы на 2,8%.

Курсовой прием спортсменами в течение 3 недель специализированного белково-углеводного продукта, 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, также усилением иммунной системы организма.

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 показатель;

- 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.

На заключительном предсоревновательном этапе подготовки заболеваемость спортсменов опытной группы оказалась существенно ниже по сравнению с контрольной группой (количество заболевших в контрольной группе составило 3 человека (ОРВИ), в то время как в опытной группе - 1 (нейродерматит)).

Спортсмены опытной группы отметили хорошую переносимость специализированного белково-углеводного продукта, отсутствие элементов усталости, бодрое активное состояние и желание тренироваться.

По результатам испытаний специализированный белково-углеводный продукт рекомендован к применению как дополнительный источник углеводов, белка и микронутриентов в рационе спортсменов силовых (бодибилдинг, тяжелая атлетика и др.) и скоростно-силовых видов 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 специализированных белково-углеводных продуктов для спортсменов и людей, ведущих активный образ жизни.

Источники информации

1. Product Guide «Muscle XGF», производимый фирмой AST, США, р.12-13 (прототип), рекламный проспект фирмы, 2009 г.

2. Отчет «Апробация сухого специализированного белково-углеводного продукта для питания спортсменов «Спортеин-Гейнер в структуре подготовки силовых видов спорта». ВНИИФК, 2009 г.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Продукт содержит сывороточные белки 15÷20, яичный белок 10÷12, молозиво сухое 4÷7, аминокислоту L-глутамин 1÷5, фруктозу 6÷10, комплекс растительных пищевых волокон, представляющий собой смесь гуммиарабика и фруктоолигосахаридов, взятых в соотношении по массе (30-70):(70-30) 1÷5, креатин моногидрат 3÷5, витаминный премикс 0,12÷0,15, минеральный премикс 2,02÷2,05, ароматические добавки 0,48÷0,62 и мальтодекстрин до 100. Соотношение исходных компонентов выражено в мас.%. Изобретение позволяет получить продукт с повышенной пищевой ценностью, с усиленными антикатаболическими, иммуномодулирующими, детоксикационными и жиромобилизирующими свойствами. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Сухой специализированный белково-углеводный продукт для питания спортсменов, характеризующийся тем, что он включает сывороточные белки, яичный белок, молозиво сухое, аминокислоту L-глутамин, мальтодекстрин, фруктозу, комплекс растительных пищевых волокон, представляющий собой смесь гуммиарабика и фруктоолигосахаридов, взятых в соотношении по массе (30-70):(70-30), креатин моногидрат, витаминный и минеральный премиксы и ароматические добавки при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:
сывороточные белки 15÷20 яичный белок 10÷12 молозиво сухое 4÷7 аминокислота L-глутамин 1÷5 фруктоза 6÷10 комплекс растительных пищевых волокон,   представляющий собой смесь гуммиарабика и   фруктоолигосахаридов, взятых в соотношении   по массе (30-70):(70-30) 1÷5 креатин моногидрат 3÷5 витаминный премикс 0,12÷0,15 минеральный премикс 2,02÷2,05 ароматические добавки 0,48÷0,62 мальтодекстрин до 100

2. Продукт по п.1, отличающийся тем, что в качестве сывороточных белков используют концентрат сывороточного белка с массовой долей белка не менее 75%.

3. Продукт по п.1, отличающийся тем, что в качестве сывороточных белков используют изолят сывороточного белка с массовой долей белка не менее 85%.

4. Продукт по п.1, отличающийся тем, что в качестве яичного белка используют яичный альбумин с содержанием белка не менее 80%.