CC BY
340
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
Для корреспонденции
Петров Андрей Николаевич - академик РАН, доктор технических наук, директор ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования»
Адрес: 142703, Московская область, г. Видное, ул. Школьная, д. 78 Телефон: (495) 549-88-00 E-mail: vniitek@vniitek.ru
Евсюкова А.О., Петров А.Н.
Влияние углеводно-белкового фитолактатного напитка на физическую работоспособность и выносливость экспериментальных животных
Influence of the carbohydrate-protein phytolactate drink on the physical working capacity and endurance of experimental animals
Evsyukova A.O., Petrov A.N.
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования», Московская область, Видное ALL-Russian Scientific Research Institute of Technology of fonservation, Moscow Region, Vidnoe
В статье анализируется влияние нового углеводно-белкового фитолактатного напитка на физическую работоспособность и выносливость мышей линии BALB/c. Основную углеводную и белковую составляющую в новом продукте выполняют морковный сок и обезжиренное молоко. Представлены данные о технологии изготовления стерилизованного напитка. Исследование влияния молочно-морковного напитка на работоспособность и выносливость мышей линии BALB/c, проведенное в соответствии с тестом Порсолта (вынужденного плавания), выполнено на 34 мышах-самцах линии BALB/c с начальной массой тела 22-24 г. Основной группе животных (n=12) в течение 28 дней ежедневно вводили молочно-морковный напиток per os в объеме 0,8 мл (32 мл на 1 кг массы тела), в контрольных группах вводили морковный сок или дистиллированную воду per os в том же объеме. Показано, что введение напитка повышает физическую работоспособность лабораторных животных, что подтверждено повышением продолжительности плавания мышей на 34,6% (р<0,05). При этом введение мышам чистого морковного сока, на основе которого был создан напиток, также повышало физическую работоспособность по сравнению с животными контрольной группы, получавшими per os аналогичный объем воды, на 17,8% (р<0,05), однако продолжительность плавания мышей этой группы была короче по сравнению с тем же показателем у мышей, которым вводили исследуемый напиток (р<0,05).
Ключевые слова: спортивные напитки, физическая работоспособность, тест вынужденного плавания, мыши
The study analyzes the effect of a new carbohydrate-protein phyto-lactate drink on the physical performance and endurance of BALB/c mice. The main carbohydrate and protein
Для цитирования: Евсюкова АО., Петров АН. Влияние углеводно-белкового фитолактатного напитка на физическую работоспособность и выносливость экспериментальных животных // Вопр. питания. 2017. Т. 86. № 6. С. 90-93. Статья поступила в редакцию 24.07.2017. Принята в печать 07.11.2017.
For citation: Evsyukova A.O., Petrov A.N. Influence of the carbohydrate-protein phytolactate drink on the physical working capacity and endurance of experimental animals. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (6): 90-3. (in Russian) Received 24.07.2017. Accepted for publication 07.11.2017.
component in the new product was carrot juice and skim milk. Data on the technology of manufacturing a sterilized beverage have been presented. The study of the influence of the milk-carrot drink on the performance and endurance, carried out in accordance with the Porsolt test («forced swimming»), was performed on 34 male BALB/c mice, with initial bode weight 22-24 g. An experimental group of animals (n=12) was injected daily with a milk-carrot drink per os in a volume of 0.8 ml (32 ml/kg of body weight) for 28 days, carrot juice or distilled water in the same volume were administered per os in the control groups. It was shown that the introduction of the drink improved the physical working capacity of laboratory animals, confirmed by an increase in the duration of swimming of mice by 34.6% (p<0.05). At the same time, the introduction of pure carrot juice to mice on the basis of which the milk-carrot drink was created also increased physical working capacity, compared to the control group, who received per os a similar volume of water by 17.8% (p<0.05). However, the duration of swimming of the mice of this group was shorter in comparison with the same index in mice injected with the drink (p<0.05). Keywords: sports drinks, working capacity, test of forced swimming, mice
В последнее время потребность в углеводно-белковых специализированных продуктах для питания спортсменов имеет тенденцию к росту. Такие продукты предназначены для повышения выносливости, восстановления организма спортсмена во время и после интенсивных физических нагрузок [1]. Они компенсируют потери жидкости, минеральных веществ, способствуют восстановлению мышечной ткани спортсмена, интенсифицируют энергетический обмен и синтез белка в организме. Такие продукты отличает определенный состав нутриентов, прежде всего соотношение углеводов с различной длиной цепи, наличие полноценных белков, витаминов, минеральных веществ.
Адекватное и своевременное поступление углеводов является одним из ключевых факторов для восстановления гликогена, работы мышц и печени [1, 2]. Комплекс углеводов, в состав которого включены моно-, олиго-и полисахариды, позволяет обеспечивать не только энергией организм спортсмена, но и программирует интенсивный подъем и столь же быстрое снижение уровня глюкозы в крови.
Среди специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов важное место занимают спортивные напитки. Роль жидкости в рационе спортсменов огромна, поскольку вода является участником накопления в мышцах гликогена (гликоген на 3/4 состоит из воды), помимо того вода участвует в регуляции температуры тела. В зависимости от возраста, температуры, климата, состояния здоровья и физической активности суточная потребность спортсмена в свободной жидкости может колебаться от 1,5-2 до (в отдельных случаях) 5-6 л/сут. Известно, что при интенсивных физических нагрузках потребность в углеводах возрастет до 5-8 г на 1 кг массы тела [3], и их использование во время физических нагрузок значительно повышает спортивную работоспособность [4, 5]. Углеводы значительно различаются и по скорости, и по степени окисления [6, 7]. В связи с этим целесообразно использовать эти различия и разрабатывать комбинированные углеводсодер-жащие напитки для разных периодов тренировочного, соревновательного и восстановительного этапов.
Исходя из имеющихся на сегодня научно обоснованных предпосылок разработан новый отечественный фитолактатный стерилизованный напиток, в котором основную углеводную и белковую нагрузку выполняют морковный сок и обезжиренное молоко.
Цель настоящей работы - экспериментальное исследование влияния нового продукта на физическую работоспособность и выносливость лабораторных животных.
Материал и методы
Для приготовления спортивного углеводно-белкового напитка использовали стерилизованный морковный сок и обезжиренное молоко, пастеризованное при температуре 77±2 °С и охлажденное до 6±2 °С. Сухой витаминный премикс, соли-стабилизаторы и корректоры (указанные ниже) восстанавливали в пастеризованном обезжиренном молоке. С целью сбалансирования солевого состава и повышения термоустойчивости мо-лочно-морковной смеси применяли следующие соли-стабилизаторы или их смеси: натрий фосфорнокислый двузамещенный, натрий лимоннокислый трехзаме-щенный, 2- или 4-компонентные фосфорно-цитратные смеси солей-стабилизаторов. Соль-стабилизатор выбирали в зависимости от состава и качества молока. Окончательно массовую долю вносимой соли-стабилизатора определяли по результатам стерилизации образцов с различными массовыми долями соли. На основании полученных результатов рассчитывают общую массу соли, которую необходимо внести. Массовая доля соли-стабилизатора при выработке продукта составляла не более 0,4% от массы готового продукта. Соли-стабилизаторы в виде 10-25% раствора вносили в обезжиренное молоко перед стерилизацией. Для равномерного распределения компонентов в объеме молока смесь интенсивно перемешивали с использованием мешалки рециркуляционного контура: резервуар-насос-резервуар. В подготовленную смесь вносили морковный сок. Напиток стерилизовали в
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
потоке при температуре 125±5 °С с выдержкой 5 с, с последующим снижением температуры до 20 °С и асептическим фасованием продукта. На 1 л напитка добавляли 180 мг витаминного премикса, содержащего витамины Е, С и 8 витаминов группы В.
По физико-химическим показателям стерилизованный молочно-морковный напиток соответствовал нижеследующим требованиям (табл. 1).
Оценку влияния молочно-морковного напитка на работоспособность и выносливость мышей проводили классическим методом - с использованием теста Пор-солта (вынужденного плавания) [8]. Так называемый тест вынужденного плавания представляет собой комбинированный жесткий вид стресса, сочетающий физический и эмоциональный компоненты [9]. Уровень воды в сосуде для плавания мышей диаметром 20 см составлял 15 см, температура воды 23-24 °С. Оценка влияния напитка на скорость развития утомления (степень физической работоспособности) исследована по продолжительности времени плавания животного. Животные плавали до полного утомления, о чем судили по погружению животного на дно цилиндра. В этот момент
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя животных контрольной 2-й группы согласно и-критерию Вилкоксона-Манна-Уитни.
животное быстро извлекали из воды и осуществляли забор крови для биохимических и иммунологических исследований.
Исследование выполнено на 34 мышах-самцах линии BALB/c с исходной массой тела 22-24 г, разделенных на 3 группы: основной группе животных (п=12) в течение 28 дней ежедневно вводили молочно-морковный напиток per os в объеме 0,8 мл (32 мл/кг массы). Животным контрольной 1-й группы (положительный контроль) в течение 28 дней ежедневно вводили морковный сок per os в том же объеме, как и в основной группе; животным контрольной 2-й группы (отрицательный контроль) - воду.
Животных содержали в стандартных условиях вивария на общевиварном рационе. Исследования проводили в соответствии с правилами лабораторной практики (приказы Минздравсоцразвития России № 708н от 23.08.2010 «Об утверждении правил лабораторной практики» и № 48 от 23.01.1985 «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных», этических норм, изложенных в Правилах лабораторной практики (GLP), Хельсинкской декларации и Директивах Европейского сообщества 86/609EEC (2000).
Результаты и обсуждение
Исследование показало (см. табл. 2), что у животных основной группы, получавших в течение 28 дней молочно-морковный напиток, повысилась физическая работоспособность. Так, продолжительность плавания в тесте статистически значимо увеличилась на 34,6%. При этом введение мышам чистого морковного сока, на основе которого был создан молочно-морковный напиток, также повышало физическую работоспособность по сравнению с животными контрольной группы, получавшими per os аналогичный объем воды, на 17,8%. Однако продолжительность плавания мышей была значимо короче по сравнению с тем же показателем у мышей, которым вводили исследованный напиток (р<0,05).
Таким образом, молочно-морковный напиток при дополнительном введении в рацион экспериментальных животных проявляет выраженную способность повышать физическую работоспособность и выносливость лабораторных животных к экстремальной физической нагрузке.
Полученные данные свидетельствуют о том, что разработанные технологические подходы по созданию новых комбинированных овощных соков с компонентами молока могут быть перспективны для разработки специализированных напитков для питания спортсменов. Исследованный молочно-морковный напиток может быть использован спортсменами различных видов спорта, особенно при тренировках длительной продолжительности и интенсивности. Оптимальным является его потребление в дотренировочный и восстановительные периоды в спортивных специализациях, требующих выносливости.
Таблица 1. Содержание компонентов в молочно-морковном напитке
Показатель Содержание
в 1 л продукта
Массовая доля жира, %, не более 0,5
Массовая доля белка, %, не менее 2
В том числе:
казеина, %, не менее 1,6
сывороточных белков %, не менее 0,4
Массовая доля сухих веществ, %, не менее 8,5
Массовая доля углеводов, %, не менее 8,5
Витамины, мг/л
• Витамин В9 (фолиевая кислота) 0,396
• Витамин В! (тиамин) 1,17
• Витамин В12 (цианокобаламин) 1,65
• Витамин В2 (рибофлавин) 1,89
• Витамин В3 (ниацин) 17
• Витамин В5 (пантотеновая кислота) 1,0
• Витамин В6 (пиридоксин) 2,17
• Витамин Н (биотин) 0,149
• Витамин С 41
• Витамин Е 9,9
• р-Каротин 1,0
рН, не более 6,8
Энергетическая ценность, ккал 43,6
Таблица 2. Влияние молочно-морковного напитка на физическую работоспособность в тесте вынужденного плавания
Группа животных Длительность плавания, с
Основная группа (напиток, п=12) 302,1 ±11,4*
Контрольная 1-я группа (морковный сок, п=12) 264,4±16,2*
Контрольная 2-я группа (вода, п=10) 224,5±13,8
Сведения об авторах
Евсюкова Александра Олеговна - научный сотрудник лаборатории технологии консервирования ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования» (Московская область, Видное) E-mail: alexlabell92@mail.ru
Петров Андрей Николаевич - академик РАН, доктор технических наук, директор ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования» (Московская область, Видное) E-mail: vniitek@vniitek.ru
Литература
1. Пшендин А.И. Рациональное питание спортсменов. СПб. : Гиорд, 6. 2000. 234 с.
2. Лавриненко С.В., Выборная К.В., Кобелькова И.В., Соколов А.И., Жукова Л.А., Клочкова С.В. и др. Использование специализированных продуктов для питания спортсменов в подготовитель- 7. ном периоде спортивного цикла // Вопр. питания. 2017. Т. 86,
№ 4. С. 99-103.
3. Ханферьян Р.А. Специализированные спортивные и тонизирую- 8. щие напитки: фармакология основных компонентов и безопасность // Спортивная медицина: наука и практика. 2016. Т. 6, № 4.
С. 61-66.
4. Coyle E.F., Coggan A.R., Hemmert M.K., Ivy J.L. Muscle glycogen 9. utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate // J. Appl. Physiol. 1986. Vol. 61. P. 165-172.
5. Bonfanti N., Jimenez-Saiz S.L. Nutritional recommendations for 10. sport team athletes // Sports Nutr. Ther. 2016. Vol. 1. Article ID e102. URL: http://dx.doi.org/10.4172/snt.1000e102.
Jeukendrup A., Brouns F., Wagenmakers A.J., Saris W.H. Carbohydrate-electrolyte feedings improve 1 h time trial cycling performance // Int. J. Sports Med. 1997. Vol. 18. P. 125-129. doi: 10.1055/s-2007-972607.
Jeukendrup A.E. Carbohydrate intake during exercise and performance // Nutrition. 2004. Vol. 20. P. 669-677. URL: 10.1016/ j.nut.2004.04.017.
Jeukendrup A.E., Jentjens R. Oxidation of carbohydrate feedings during prolonged exercise: current thoughts, guidelines and directions for future research // Sports Med. 2000. Vol. 29. P. 407-424. doi: 10.2165/00007256-200029060-00004. Porsolt R.D., Bertin A. Behavioral despair in mice: A primary screening test for antidepressants // Arch. Int. Pharmacodyn. 1977. Vol. 229. P. 327-336.
Каркищенко В.Н., Каркищенко Н.Н. Методы доклинических исследований в спортивной фармакологии // Спортивная медицина. 2013. № 1. С. 7-17.
References
Pshendin A.I. Rational nutrition of athletes. Saint Petersburg: GIORD, 2000: 234 p. (in Russian)
Lavrynenko S.V., Vybornaya K.V., Kobelkova I.V., Sokolov A.I., Zhukova L.A., Klochkova S.V., et al. The feasibility of specialized products for nutrition of sportsmen in the preparatory period of the sports cycle. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (4): 99-103. (in Russian)
Khanferyan R.A. Specialized sports and tonic drinks: pharmacology of major components and its safety. Sportivnaya meditsina: nauka i praktika [Sports Medicine: Science and Practice]. 2016; 6 (4): 61-6. (in Russian)
Coyle E.F., Coggan A.R., Hemmert M.K., Ivy J.L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl. Physiol. 1986; 61: 165-72.
Bonfanti N., Jimenez-Saiz S.L. Nutritional recommendations for sport team athletes. Sports Nutr Ther. 2016; 1: 102. URL: http: //dx.doi.org/10.4172/snt.1000e102.
6. Jeukendrup A., Brouns F., Wagenmakers A.J., Saris W.H. Carbohydrate-electrolyte feedings improve 1 h time trial cycling performance. Int J Sports Med. 1997; 18: 125-9. doi: 10.1055 / s-2007-972607.
7. Jeukendrup A.E. Carbohydrate intake during exercise and performance. Nutrition. 2004; 20: 669-77. doi: 10.1016 / J. Nut. 2004.04.017.
8. Jeukendrup A.E., Jentjens R. Oxidation of carbohydrate feedings during prolonged exercise: current thoughts, guidelines and directions for future research. Sports Med. 2000; 29 : 407-24. doi 10.2165/00007256-200029060-00004.
9. Porsolt R.D., Bertin A. Behavioral despair in mice: A primary screening test for antidepressants. Arch Int Pharmacodyn. 1977; 229: 327-36.
10. Karkishchenko V.N., Karkishchenko N.N. Methods of preclinical
research in sports pharmacology. Sportivnaya meditsina [Sports Medicine]. 2013; (1): 7-17. (in Russian)
2
5.
