Специализированный белковый продукт для питания спортсменов
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.
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).
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%.
