CC BY
38
УДК 637.138
Проектирование состава специализированного продукта для спортивного питания
Куренкова Людмила Александровна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии молока и молочных продуктов,
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Новокшанова Алла Львовна, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии молока и молочных продуктов
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Куренков Сергей Алексеевич, магистрант
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация. Наибольшей популярностью у спортсменов пользуются продукты белково-углеводного или углеводно-белкового состава, что объясняет актуальность их проектирования и внедрения. В статье рассмотрено проектирование состава специализированного продукта для спортивного питания на основе вторичного молочного сырья с использованием муки подсолнечника. Установлено, что внесение от 7,5 до 20 % муки подсолнечника в смесь обезжиренного молока и пахты значительно улучшит макро- и микронутриентный состав продукта.
Ключевые слова: обезжиренное молоко, пахта, мука подсолнечника, спортивное питание, макронутриенты, микронутриенты.
Стратегии в области социальной политики России активно продвигают принципы здорового образа жизни: рациональное питание, регулярные занятия физической культурой и спортом. В связи с этим возрастает актуальность создания специализированных пищевых продуктов для спортсменов [1, 2]. В настоящее время такие продукты производятся в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания». Данный документ определяет пищевую продукцию для питания спортсменов, как «специализированная пищевая продукция заданного химического состава, повышенной пищевой ценности и (или) направленной эффективности, состоящая из комплекса продуктов или представленная их отдельными видами, которая оказывает специфическое влияние на повышение адаптивных возможностей человека к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам» [3].
Учитывая особенности метаболизма человека при интенсивных физических нагрузках, определяющим является не только энергетическая составляющая, но и соотношение макронутриентов, главным образом, белков и углеводов.
Опрос целевой аудитории, анализ товаров, представленных в магазинах спортивного питания, выявили, что наибольшей популярностью у спортсменов пользуются продукты белково-углеводного или углеводно-белкового состава [4, 5].
С учётом изложенного, разработка углеводных и белковых продуктов для спортсменов - актуальное направление исследований в пищевых технологиях. В тоже время в молочной промышленности последних лет наблюдается недостаток сырья, поэтому комплексное использование молока и всех побочных продуктов, образующихся при переработке молока, сохраняет свою актуальность.
Важнейшие побочные молочные продукты - обезжиренное молоко и пахта, отличаются пониженным содержанием жира по сравнению с исходным молоком. Благодаря этому стоимость обезжиренного молока и пахты существенно ниже, чем стоимость цельного молока, что обусловливает экономическую целесообразность использования вторичного молочного сырья для производства низкокалорийных продуктов [6]. Однако относительно невысокое содержание белка и углеводов в обезжиренном молоке и пахте диктует необходимость поиска дополнительных источников этих макронутриентов, чтобы продукт, предназначенный спортсменам, способствовал повышению адаптивных возможностей к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам.
Увеличение содержания белков и углеводов в обезжиренном молоке и пахте достигают введением в молочное сырье дополнительных ингредиентов, разнообразие которых огромно. В случае разработки продукта для спортивного питания особое внимание следует обратить не только на количество белка, но и на содержание в сырье витаминов группы В и минеральных веществ, таких как магний, медь и селен.
Белок выполняет в организме строительную функцию, что способствует эффективному приросту мышечной массы.
Витамины группы В участвуют в нормализации энергетического обмена и функционировании нервной системы.
Магний и фосфор, поступающие в организм, способствуют поддержанию нормального состояния костной ткани и функционированию мышц, включая сердечную, что особенно важно для спортсменов, которые имеют высокие кардионагруз-
Минеральные вещества, такие как медь и селен, улучшают состояние соединительной ткани, нормализуют транспорт железа в организме и защищают клетки от окислительного повреждения.
Всеми указанными веществами богата мука подсолнечника, и возможность ее использования в качестве функционального и технологического ингредиента при производстве углеводно-белкового продукта рассмотрена в данной работе.
Сырьем для производства муки подсолнечника являются семена подсолнечника, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, жиро- и водорастворимые витамины, и такие минеральные элементы, как фосфор, медь, селен, марганец и другие [7]. Благодаря современной технологии производства мука подсолнечника сохраняет максимальное количество биологически ценных и активных веществ семян [8], является высокобелковым продуктом, что позволяет использовать ее для производства продуктов спортивного питания [9]. При общем содержании сухих веществ 92,53 % в муке подсолнечника более 50 % их приходится на белок. Ма-кронутриентный состав муки подсолнечника представлен на рисунке 1.
■ Белок яЖир ■ Уме веды Влага Рис. 1. Макронутриентный состав муки подсолнечника
Согласно априорной информации [10, 11], содержание муки в ферментированных молочно-зерновых продуктах варьируется от 1 до 50 %. Однако, с учетом значительного нарастания вязкости продуктов с добавлением более 20 % муки [12], целесообразно сократить исследуемый диапазон до предела 20 %. Для установления количества использования муки подсолнечника в рецептуре продукта для спортивного питания и придания ему функциональных свойств произведен расчет содержания указанных нутриентов в 100 г продукта с шагом массовой доли муки подсолнечника 2,5 %.
Таблица 1 - Пищевая и энергетическая ценность ферментированного молочного составного продукта для
спортивного питания
Массовая доля,% Энергетическая ценность
Мука подсолнечника Белок Жир Углеводы ккал кДж
0,0 2,8 0,43 4,47 33 238
Массовая доля,% Энергетическая ценность
Мука подсолнечника Белок Жир Углеводы ккал кДж
2,5 3,9 0,46 5,24 41 295
5,0 5,0 0,49 6,02 49 351
7,5 6,1 0,52 6,80 57 408
10,0 7,2 0,54 7,58 65 464
12,5 8,3 0,58 8,36 72 521
15,0 9,4 0,60 9,14 80 577
17,5 10,5 0,63 9,91 88 634
20,0 11,6 0,66 10,69 96 691
На основании данных, представленных в таблице 1, можно заключить, что ферментированный молочный составной продукт, произведенный по любой из предложенных рецептур с учетом макронутриентного состава, можно отнести к продуктам, соответствующим легкой формуле белкового профиля [5]. Для каждого варианта рецептуры соблюдается следующее количественное условие распределения макронутриентов: белок - от 1 до 10 %, жиры - от 0 до 2 %, углеводы - от 1 до 30 %. Энергетическая ценность 100 г продукта, произведенного по каждой из рецептур представлена в таблице 1.
С учетом массовой доли белка, содержащегося в каждой рецептуре, можно заключить, что продукты, содержащие от 2,5 до 20 % муки подсолнечника в составе, могут быть отнесены к продуктам с высоким содержанием белка, так как энергетическая ценность, обусловленная содержанием белка в продукте находится в диапазоне от 38,8 до 49,3 % от его общей энергетической ценности [13].
Анализ микронутриентного состава проектируемых смесей показал, что при разовой порции 100 г продукты, содержащие 7,5 % и более муки подсолнечника в составе, являются функциональными по содержанию различных витаминов и минеральных веществ. Особую ценность представляют витамины В1 и В5, входящие в состав пируватдегидрогеназного комплекса, активность которого чрезвычайно важна при высоких физических нагрузках. На рисунке 2 видно, что с добавлением 7,5 % муки подсолнечника и выше продукт становится функциональным в отношении тиамина (витамин В1), а в отношении ниацина (витамин В5) - начиная с 12,5 % муки подсолнечника.
щМ
Массовая доля м.уки подсолнечника в составе продукта,. % Рис. 2. Содержание витаминов В1 и В5 в проектируемом продукте
Введение в состав проектируемого продукта муки подсолнечника значительно повышает содержание таких макроэлементов, как магний и фосфор, и таких микроэлементов, как медь, селен и марганец. Сведения о количественном содержании макро- и микроэлементов представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Минеральная составляющая ферментированного молочного составного продукта для спортивного питания
Массовая доля муки подсолнечника в составе продукта, % Удовлетворение суточной потребности в нутриентах при употреблении 100 г продукта, %
медь селен фосфор магний марганец
0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0
2,5 4,3 2,1 2,2 2,2 2,5
5,0 8,5 4,2 4,3 4,3 5,0
7,5 12,8 6,2 6,5 6,5 7,5
10,0 17,0 8,3 8,6 8,7 10,0
12,5 21,3 10,4 10,8 10,8 12,5
15,0 25,5 12,5 12,9 13,0 15,0
17,5 30,0 14,6 15,1 15,1 17,5
20,0 34,0 16,6 17,2 17,3 20,0
В соответствии с действующей нормативной документацией, устанавливающей правила использования терминов в области функциональных пищевых продуктов, проектируемый продукт на основе молочного сырья и муки подсолнечника модно позиционировать как источник ряда макро- и микронутриентов. Сведения о виде функционального продукта в зависимости от степени удовлетворения суточной потребности в различных нутриентах представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Сведения функциональной значимости продукта в зависимости от степени удовлетворения суточной потребности
Массовая доля муки подсолнечника в составе продукта, % Вид функционального продукта
Источник нутриента С высоким содержанием нутриента
7,5 витамин В1 -
10,0 витамин В1 медь -
12,5 витамины В1 В5, медь -
15,0 витамин В5, медь, марганец витамин ßj
17,5 витамин В5, медь, марганец, фосфор, магний витамин ßj медь
20,0 витамин В5, медь, марганец, фосфор, магний, селен витамин ßj медь
Таким образом, проектирование рецептурных вариантов расчетным методом доказало целесообразность производства продукта, содержащего не менее 7,5 % муки подсолнечника для получения функционального продукта, являющегося источником витаминов и минеральных элементов для питания спортсменов.
Список литературы:
1. Анализ современных тенденций в области производства продуктов питания для людей, ведущих активный образ жизни (часть 1) / Л. Г. Елисеева, Н. А. Грибова, Л. В. Беркетова и др. // Пищевая промышленность. - 2017. - №
1. - С. 16-19.
2. Анализ современных тенденций в области производства продуктов питания для людей, ведущих активный образ жизни (часть 2) / Л. Г. Елисеева, Н. А. Грибова, Л. В. Беркетова и др. // Пищевая промышленность. - 2017. - №
2. - С. 11-15.
3. ТР ТС 027/2012 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания».
- URL: http://docs.cntd.ru/document/902352823
4. Анализ особенностей потребительского поведения и потребительских предпочтений на рынке спортивного питания. Часть I / С. В. Штерман [и др.] // Пищевая промышленность. - 2012. - №11. - URL: https://cyberleninka. ru/article/n/analiz-osobennostey-potrebitelskogo-povedeniya-i-potrebitelskih-predpochteniy-na-rynke-sportivnogo-pitaniya-chast-i (дата обращения: 20.10.2020).
5. Новокшанова, А. Л. Разработка научных принципов создания продуктов спортивного питания на основе молочного сырья: дис. ... д-ра техн. наук: 05.18.15 / Новокшанова Алла Львовна. - М., 2019. - 487 с.
6. Прошутинская, Ю. С. Технология продуктов из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки / Ю. С. Прошутинская // Молодежь и наука.
- Уральский государственный аграрный университет, 2019. - С. 34-38.
7. Наумова, Н. Л. Сравнительная оценка качества жареных семян подсолнечника разных предприятий-производителей / Н. Л. Наумова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотех-
нологии. - 2014. - №2. -С. 64-68. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ sravnitelnaya-otsenka-kachestva-zharenyh-semyan-podsolnechnika-raznyh-predpriyatiy-proizvoditeley (дата обращения 04.05.2020).
8. Кузьмина, С. С. Подсолнечная мука как источник повышения пищевой и энергетической ценности сдобного печенья / С. С. Кузьмина, В. А. Гайсина // Материалы XIV Международной научно-практической конференции / редакционная коллегия : В. П. Коцюба (ответственный редактор), Е. С. Дика-лова. - Барнаул: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2013. - С. 36-39.
9. ГОСТ 34006-2016. Продукция пищевая специализированная. Продукция пищевая для питания спортсменов. Термины и определения = Specialized foodstuffs. Food products for sportsmen>s nutrition. Terms and definitions : межгосударственный стандарт ГОСТ 34006-2016 : введен впервые : введен 2018-07-01 : издание официальное. - Текст: электронный / Техэксперт: информационно-справочная система / Консорциум «Кодекс» (дата обращения 25.03.2020).
10. Патент № 2687818 Российская Федерация, МПК51 А23С9/127 А23/С9/13 Способ производства ферментированного молочного продукта с мукой 6 № 2017109645/17 : заявл. 23.03.2017 : опубл. 24.09.2018, бюл. №10 / Федотова О.Б., Макаркин Д.В., Соколова О.В. ; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности» (ФГБНУ «ВНИМИ»).
11. Патент № 2292146 Российская Федерация, МПК51 А23/С9/13 Способ производства кисломолочного продукта с мукой из зародышей пшеницы «витазар» № 200511612/13/17 : заявл. 10.09.2005 : опубл. 27.01.2007, бюл. №3 / Тихомирова Н.А., Васильев В.В.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования 2 Московский государственный университет прикладной биотехнологии»
12. Zabegalova, G. The new functional product with buck-wheat/ G Zabegalova, L. Kurenkova, T. Burmagina // Journal of Hygienic Engineering and Design. -2019. - Vol. 29. - Р. 77-80.
13. ГОСТ Р 55577-2013 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности = Specialized and functional foodstuffs. Information about the distinctive signs and efficiency claims : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : введен впервые : введен 2015-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - М. : Стандар-тинформ, 2014. - 27 с.
References:
1. Eliseeva, L.G. Analysis of modern trends in the field of food production for people leading an active lifestyle (part 1). Pishchevaya promyshlennost'. [Food industry], 2017, no. 1, pp. 16-19. (in Russian)
2. Eliseeva, L.G. Analysis of modern trends in the field of food production for people leading an active lifestyle (part 2) Pishchevaya promyshlennost'. [Food industry], 2017,
no. 2, pp. 11-15. (in Russian)
3. TR CU 027/2012 Tekhnicheskij reglament Tamozhennogo soyuza "O bezopasnosti otdel'nyh vidov specializirovannoj pishchevoj produkcii, v tom chisle dieticheskogo lechebnogo i dieticheskogo profilakticheskogo pitaniya". [Technical Regulations of the Customs Union "On the safety of certain types of specialized food products, including dietary therapeutic and dietary preventive nutrition"]. Available at: http://docs.cntd. ru/document/902352823
4. Shterman S.V., Sidorenko M.Yu., Shterman V.S., Sviridov S.G. Analysis of the characteristics of consumer behavior and consumer preferences in the sports nutrition market. Part I Pishchevaya promyshlennost'. [Food industry], 2012, no. 11. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-osobennostey-potrebitelskogo-povedeniya-i-potrebitelskih-predpochteniy-na-rynke-sportivnogo-pitaniya-chast-i (date accessed: 20.10.2020).
5. Novokshanova, A.L. Razrabotka nauchnyh principov sozdaniya produktov sportivnogo pitaniya na osnove molochnogo syr'ya. Dis. dokt. tehn. nauk. [Development of scientific principles for the creation of sports nutrition products based on milk raw materials. D.Sc. Thesis], Moscow, 2019, 487 p. (in Russian)
6. Proshutinskaya, Yu.S. Technology of products from skim milk, buttermilk and milk whey. Molodezh' i nauka. [Youth and Science], Ural State Agrarian University, 2019, pp.34-38. (in Russian)
7. Naumova, NL Comparative assessment of the quality of fried sunflower seeds from different manufacturing enterprises. Vestnik YUzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pishchevye i biotekhnologii. [Bulletin of the South Ural State University. Series: Food and Biotechnology], 2014, no. 2, pp. 64-68. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnaya-otsenka-kachestva-zharenyh-semyan-podsolnechnika-raznyh-predpriyatiy-proizvoditeley (date of access: 04/05/2020).
8. Kuzmina, S.S. Sunflower flour as a source of increasing the food and energy value of butter biscuits. Materialy XIV Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. [Proceedings of the XIV International Scientific and Practical Conference], Barnaul: Altai State Technical University, 2013, pp. 36-39. (in Russian)
9. State Standard 34006-2016. Produkciya pishchevaya specializirovannaya. Produkciya pishchevaya dlya pitaniya sportsmenov. Terminy i opredeleniya = Specialized foodstuffs. Food products for sportsmen's nutrition. [Specialized food products. Food products for nutrition of athletes. Terms and definitions = Specialized foodstuffs. Food products for sportsmen's nutrition]. Consortium "Code" (date of treatment 03/25/2020). Available at: for authorized users.
10. Fedotova O.B., Makarkin D.V., Sokolova O.V. Sposob proizvodstva fermentirovannogo molochnogo produkta s mukoj. [Method for the production of fermented dairy product with flour 6 No. 2017109645/17]. Patent No. 2687818 Russian Federation, MPK51 A23C9 / 127 A23 / C9 / 13. Federal State Budgetary Scientific Institution «All-Russian Research Institute of the Dairy Industry» (FGBNU «VNIMI»).
11. Tikhomirova N.A., Vasiliev V.V. Sposob proizvodstva kislomolochnogo produkta s mukoj iz zarodyshej pshenicy "vitazar". [Method for the production of fermented milk product with flour from wheat germ "Vitazar" No. 200511612/13/17]. Patent No. 2292146 Russian Federation, MPK51 A23 / C9 / 13. State educational institution of higher professional education 2 Moscow State University of Applied Biotechnology ".
12. Zabegalova, G. The new functional product with buck-wheat/ G Zabegalova, L. Kurenkova, T. Burmagina // Journal of Hygienic Engineering and Design. - 2019. - Vol.
29. - P. 77-80. (in English)
13. State Standard R 55577-2013. Produkty pishchevye specializirovannye i funkcional'nye. Informaciya ob otlichitel'nyh priznakah i effektivnosti. [Specialized and functional food products. Characteristics and Efficiency Information]. Federal Agency for Technical Regulation and Metrology, Moscow: Standartinform, 2014, 27 p.
Designing the composition of a specialized product for
sports nutrition
Kurenkova Lyudmila Aleksandrovna, Candidate of Science (Technics), Associate Professor of Milk and Dairy Product Technology Chair
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshchagin
Novorshanova Alla L'vovna, Doctor of Science (Technics), Professor of Milk and Dairy Product Technology Chair
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshchagin
Kurenkov Sergey Alekseevich, Master Student
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshchagin
Abstract. The most popular among athletes are products of protein-carbohydrate or carbohydrate-protein composition, which explains the relevance of their design and implementation. The article considers the design of a specialized product for sports nutrition based on secondary dairy raw materials using sunflower flour. It was found that the application from 7.5 to 20 % of sunflower flour in a mixture of skim milk and buttermilk will significantly improve the macro- and micronutrient composition of the product.
Keywords: skim milk, buttermilk, sunflower flour, sports nutrition, macronutrients, micronutrients.
