Разработка напитков для спортивного питания, обогащенных функциональными ингредиентами

Глава 1. Аналитический обзор научно-технической литературы
В первой главе дана характеристика, классификация и результаты эффективно- сти применения спортивных напитков отечественного и зарубежного производства, представленных на отечественном потребительском рынке. Проведен анализ научно- технической литературы по использованию аминокислот, в частности, аминокислот с разветвленной углеродной цепью для коррекции метаболизма организма спортсменов, а также рассмотрены биологически активные вещества растений, как
перспективные
функциональные ингредиенты, используемые в рецептуре специализированных напит- ков для питания спортсменов. Показано, что особое внимание заслуживает включение веществ растительного происхождения антиоксидантной направленности в продукты
спортивного питания, так как состояние антиоксидантной системы организма является важным показателем здоровья и спортивной работоспособности, а окислительный стресс оказывает негативное влияние на процессы восстановления после физической нагрузки. Анализ литературных данных, приведенных в первой главе диссертации позволяет определить перспективность использования в специализированной пище- вой продукции для питания спортсменов аминокислот и растительных экстрактов в
качестве сырьевых компонентов.
Глава 2. Организация эксперимента, объекты и методы исследования
Экспериментальные исследования проведены в 2017–2020 гг. на кафедре вете- ринарно-санитарной экспертизы и товароведения ФГБОУ ВО «Южно-Уральский гос- ударственный аграрный университет». Общая схема исследований представлена на ри- сунке 1 и состоит из 4 взаимосвязанных этапов.
На первом этапе проанализирована отечественная и зарубежная научно-техни- ческая литература, посвященная составу, классификации и рекомендациям по приме- нению спортивных напитков; использованию АРУЦ в питании спортсменов, приве- дены характеристики растительных биологически активных веществ и способы их экс- трагирования.
Второй этап посвящен научному обоснованию возможности обогащения функ- циональными ингредиентами минеральной воды «Ардви» и ее использованию в про- изводстве напитков для питания спортсменов. Проведены органолептические исследо- вания, определен химический состав, микробиологические, радиологические и токси- кологические показатели, продукты миграции токсических веществ из потребитель- ской тары в минеральную воду, определены сроки годности.
На третьем этапе разработаны спортивные напитки путем обогащения мине- ральной воды «Ардви» сухим белковым напитком и БАД «Эрамин». Предварительно была разработана рецептура и технология белкового спортивного напитка, дана това- роведная оценка по органолептическим (внешний вид, цвет и вкус), физико-химиче- ским (массовая доля влаги, белка, жира, углеводов, перекисное число, индекс раство- римости, содержание АРУЦ), микробиологическим и токсикологическим показателям, установлены регламентируемые показатели качества, срок и режим хранения. Определена токсикологическая безопасность (острая и субхроническая токсичность) сухого спортивного напитка на беспородных белых мышах. Разработан спортивный напиток путем обогащения минеральной воды «Ардви» белковым сухим напитком для питания спортсменов. На третьем этапе проведены исследования по разработке спор- тивного напитка на основе минеральной воды «Ардви» путем обогащения функцио- нальным ингредиентом БАД к пище «Эрамин». Предварительно определены показа- тели качества растительного сырья (люцерна посевная): органолептические показа- тели, химический состав и безопасность. Усовершенствована технология БАД «Эра- мин» путем обработки растительного сырья сверхвысоким давлением при разных тех- нологических режимах (100, 150 и 200 МПа в течение 60 секунд), разработана рецеп- тура и технология, определены показатели качества и безопасности, установлены срок годности и режим хранения спортивного напитка.
Четвертый этап посвящен оценке эффективности напитков для питания спортс- менов на минеральной воде «Ардви», обогащенной напитком белковым сухим для пи- тания спортсменов и БАД «Эрамин». У лабораторных животных (белых крысах линии Wistar, справка Комитета по биоэтике Южно-Уральского государственного аграрного университета, протокол No4 от 8 июня 2017 года) определяли адаптационные показа- тели при плавательном стрессе (изменения во внутренних органах (тимус, селезенка, надпочечники), содержание плазменного кортизола, продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в крови, регенерирующую способность мышечной ткани; у спортсме- нов – клеточный состав крови, абсолютную и относительную физическую работоспо- собность, максимальное потребление кислорода, максимальную мощность, ЧСС, анаэ- робный порог, активность ферментов АСТ, АЛТ, КФК, антиоксидантную активность, активность каталазы и содержание ЦП.
Рисунок 1 – Общая схема исследований
Глава 3. Разработка и оценка качества напитков для питания спортсменов пу- тем обогащения функциональными ингредиентами минеральной воды «Ардви»
Проведены исследования по возможности использования минеральной воды «Ардви» скв. 998-ю участка «Бежин луг» пос. Касарги Сосновского района Челябин- ской области для производства спортивных напитков. Из результатов органолептиче- ских, физико-химических, микробиологических и радиологических исследований сле- дует, что минеральная вода «Ардви» в соответствии с Классификацией минеральных вод Минздрава России и принятой в ГОСТ Р 54316-2011, относится к пресным гидро- карбонатным кальциево-магниевым или натриево-кальциево-магниевым минеральным столовым водам. Установлено, что содержание в минеральной воде природной H2SiO3 составляет 20–40 мг/дм3, что позволяет ее рекомендовать для производства спортив- ных напитков, способствующих регенерации мышечной ткани.
Нами разработана рецептура белкового сухого концентрата (напитка) для пита- ния спортсменов (табл.1.), которая включает концентрат сывороточного белка, амино- кислоты с разветвленной углеродной цепью, ароматизаторы пищевые, лимонную и яб- лочную кислоты, цитрат и гидрокарбонат натрия. Согласно ГОСТ 34006-2016 «Про- дукция пищевая специализированная. Продукция пищевая для питания спортсменов. Термины и определения», аминокислоты с разветвленными боковыми цепями (ВСАА) или АРУЦ – это компонент специализированных продуктов для питания спортсменов, состоящий из трех незаменимых аминокислот – валина, лейцина, изолейцина.
По классификации, представленной в ГОСТе 34621-2019 «Продукция пищевая специализированная. Напитки белковые, белково-углеводные и углеводно-белковые сухие для питания спортсменов», с учетом рецептуры сухой концентрат (напиток) от- носится к напиткам: с включением свободных аминокислот не присутствующих в про- дуктах изначально.
В качестве функционального пищевого ингредиента – белка в напитке белковом сухом для питания спортсменов использован сывороточный протеин, полученный на специальной ультрафильтрационной установке лаборатории кафедры пищевой инже- нерии УрГЭУ. Определены параметры ультрафильтрации творожной сыворотки: u ≥ 4,0 м/с; Р = 0,25 МПа; t = 50±5°С, распылительной сушки: T=15–30 c, tвх = 140°С; tвых = 70–80°С, tпр.вых = 50–60°С, что позволяет достигнуть выхода концен- трат сывороточного белка не менее 80 %. Установлены рациональные пара- метры выделения лактозы на обратноосмотической установки: Р = 2–2,4 МПа (СВ-5–15 %); Р = 3,8–5 МПа (СВ = 15–22 %); t = 20±5 °С.
Для изготовления напитка белкового сухого для питания спортсменов в специ- альную емкость смесителя засыпают последовательно рецептурные компоненты: фруктозу, смесь аминокислот, лимонную кислоту, ароматизаторы (каждый в отдельно- сти), яблочную кислоту, цитрат натрия и гидрокарбонат натрия при постоянном поме- шивании с частотой вращения лопастей 2400–2500 оборотов в минуту. Смешивание рецептурных компонентов проводят при температуре 2–4 °С.
Напиток белковый сухой для питания спортсменов представляет собой мелкий порошок без посторонних включений с фруктовым вкусом и ароматом киви и кокоса.
В таблице 1 представлены физико-химические показатели и пищевая ценность напитка белкового сухого для питания спортсменов после производства.

Массовая доля влаги, %
Массовая доля общего белка в сухом веществе, % Массовая доля жира, %
Массовая доля углеводов, %
ПЧ, ммоль активного кислорода/кг жира
Индекс растворимости, см3 сырого остатка
Изолейцин % (мг)
6,4 72,3 12,4 8,9 0,1 0,04
24 (336)*
Не более 7,5
От 50,0 до 80 включ. Не более 20 включит. Не более 10
Не более 4
Не более 0,1
От 15,0 до 50,0 % включ.
Таблица 1 – Физико-химические показатели и пищевая ценность напитка белкового сухого для питания спортсменов после производства (разовая порция 55 г), (n=5)
Наименование показателя
Значение показа- теля
Норма по ГОСТ 36621-2019
Содержание БАВ, % от рекомендуемого уровня суточного потребления (РУСП)
Лейцин, % (мг)
48 (1310)*
Валин, % (мг)
Примечание: * Рекомендуемая суточная норма потребления по данным ВОЗ.
Из данных таблицы 1 видно, что количество АРУЦ в разовой порции сухого напитка после выработки обеспечивает от 24 до 48 % суточной потребности взрослого человека в указанных аминокислотах. По микробиологическим показателям напиток после производства соответствовали требованиям Технического регламента Таможен- ного союза ТР ТС 21/2011 «О безопасности пищевой продукции».
Определение срока годности напитка белкового сухого для питания спортсменов проводили согласно требованиям Методических указаний (МУК) 4.2.1847-04 Сани- тарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов. Предполагаемый срок годности разработанного напитка белко- вого сухого для питания спортсменов при хранении в вакуумной упаковке составляет 12 месяцев с даты изготовления, в связи с этим исследования проводили с периодич- ностью отобранных образцов 4 раза (после производства, через 3, 9, 12 и 14 месяцев хранения с учетом коэффициента резерва – 1,15. Установлено, что физико-химические и микробиологические показатели напитка белкового сухого для питания спортсменов в течение 14 месяцев хранения при температуре 25±2 °С и относительной влажности 75–85 % соответствовали требованиям ГОСТ 36621-2019 и ТР ТС 021/2011 «О безопас- ности пищевой продукции», содержание аминокислот достоверно не изменилось.
На основании проведенных исследований установлены регламентируемые пока- затели качества, срок годности и режимы хранения (табл. 2).
Таблица 2 – Регламентируемые показатели напитка белкового сухого для питания спортсменов
30 (546)*
Наименование показателя
Массовая доля влаги, %
Массовая доля общего белка, %
Массовая доля жира, %
Массовая доля углеводов, %
Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг жира Индекс растворимости, см3 сырого остатка Содержание АРУЦ, % от РУСП
Значение
Не более 7,0
От 50,0 до 80,0
Не более 20 включит. Не более 10,0
Не более 4,0
Не более 0,1
От 15,0 до 50,0 % включ.

Установлено, что употребление рекомендуемой разовой дозы нормы (55 г) обес- печивает от 24 до 48 % потребности в АРУЦ.
Разработаны рекомендации по употреблению напитка белкового сухого для пи- тания спортсменов. Перед употреблением рекомендуется 30–50 г напитка растворить в емкости с минеральной водой «Ардви» объемом 0,5 дм3 и употреблять до тренировки или во время тренировки в количестве 100–200 мл 2–3 раза, что обеспечит до 45 % суточной потребности организма спортсменов в кремнии и от 24 до 48 % в АРУЦ.
Разработка спортивного напитка, выработанного путем обогащения минераль- ной воды «Ардви» функциональным ингредиентом – БАД «Эрамин»
В результате проведенных исследований усовершенствована технология полу- чения БАД «Эрамин», позволяющая увеличить экстракцию биологически активных ве- ществ из растительного сырья (сухие измельченные листья люцерны посевной), в частности, биофлавоноидов, путем обработки растительного сы- рья высоким давлением. Технология получения БАД «Эрамин» следующая: обработка растительного сырья высоким давлением; внесение растительного сырья в смеситель, заливка раствором на дистиллированной воде с минеральными вещества: железо сер- нокислое 7-водное; цинк сернокислый 7-водный; марганец сернокислый 5-водный; медь сернокислая 5-водная; кобальт сернокислый 7-водный при соотношении расти- тельного сырья и раствора 1:6; экстрагирование при температуре 90–95 °С в течение 6 часов при постоянном перемешивании; перекачка экстракта из смесителя с помощью насоса в биореактор, разогрев реактора паром при давлении 5,4–5,9 105 Па до темпера- туры 90–95 °С в течение 90 минут; затем экстракт после центробежной очистки от взве- шенных частиц поступает из разности давления в выпарной аппарат; распылительная сушка экстракта.
Нами определены рациональные технологические режимы обработки сверхвы- соким давлением растительного сырья. Для эксперимента в камеру высокого давления помещали растительное сырье в герметичной вакуумной упаковке, затем заполняют рабочей жидкостью (питьевой водой) до отказа и герметично закрывают, задают необ- ходимое давление в рабочей камере. Контрольный образец (1-я группа) растительного сырья высоким давлением не обрабатывали, образцы растительного сырья 2-й группы обрабатывали давлением 100 МПа в течение 60 секунд, 3-й группы – 150 МПа в течение 60 секунд и 4-й группы – 200 МПа в течение 60 секунд.
На рисунке 2 представлено содержание биофлавоноидов и АОА растительного сырья при разных режимах обработки высоким давлением. Предварительная обработка растительного сырья высоким давлением достоверно (Р ≤ 0,01) увеличивает экстрак- цию биологически активных веществ (БАВ). В образцах растительного сырья, обрабо- танного высоким давлением содержание биофлавоноидов при втором технологиче- ском режиме выше, чем в контроле, на 41,3 %, третьем – 112,1 % и в четвертом – 151,5 %. Аналогичные изменения АОА отмечаются при указанных режимах обработки высоким давлением. В частности, наибольшая АОА – 18,9 моль экв./дм3 (148,7 %) от- мечается при предварительной обработке растительного сырья давлением 200 МПА в течение 60 секунд.
Проведены исследования микробиологических показателей обработанного вы- соким давлением растительного сырья в течение 12 месяцев хранения в вакуумной упа- ковке. КМАФАнМ в контрольных образцах экстрактов после 3, 6 и 12 месяцев хране- ния составляет 1×101, 15×102 и 20×105 КОЕ/г.

Наименование показателя
Массовая доля белка, %
Массовая доля жира, %
Массовая доля углеводов, %
Массовая доля клетчатки, %
Массовая доля общей золы, %
Массовая доля влаги, %
Биофлавоноиды в пересчете на лютеолин-7- гликозид, мг/г
Антиоксидантная активность, в лютеолин-7- гликозид, мг/г моль экв./дм3 Микроэлементы, мг/г,
Железо
Медь Цинк Марганец Кобальт
% от РСНП при условии
потребления 1 г БАД 12,3±0,6 –
6,9±0,4 – 42,1±3,7 – 23,6±2,3 – 11,2±2,1 – 27,5±2,6 –
165,0±2,3 30 18,2±1,3 28
6,24±0,01 63 0,045±0,001 40 0,31±0,01 38 0,11±0,02 65 0,37±0,02 10
180 160 140 120 100
80 60 40 20
1 режим (контроль)
2 ((100 МПа, 3 (150 МПа, 4 (200 МПа, 60 сек) 60 сек) 60 сек)
Биофлавоноиды в пересчете на лютеолин-7- гликозид, мг/г
Антиоксидантная активность, моль экв. /дм3
Рисунок 2 – Содержание биофлавоноидов и АОА растительного сырья при разных режимах обработки высоким давлением
В опытных образцах растительного сырья МАФАнМ не обнаружены на всем периоде хранения, что объясняется меха- низмом бактерицидного действия высо- кого давления (обработка растительного сырья давлением более 150 МПА разру- шает клеточную оболочку и органоиды микроорганизмов).
Следовательно, обработка расти- тельного сырья высоким давлением поз- воляет расширить возможности обеспече-
ния сохранности пищевой продукции и в некоторой степени является инновационной технологией.
В таблице 3 представлен химический состав и антиоксидантная активность (АОА) БАД «Эрамин» после выработки. Из данных таблицы 3 следует, что после вы- работки БАД «Эрамин» содержит в составе микроэлементы и биофлавоноиды, содер- жание которых обеспечивает 10 до 65% суточной нормы потребления при условии по- требления 1 г БАД в указанных биологически активных веществах.
Таблица 3 – Химический состав и АОА БАД «Эрамин» после выработки (Х±Sх; n=10)
Содержание
На основании проведенных исследований с учетом коэффициента резерва уста- новлены регламентируемые показатели качества БАД «Эрамин» сроки и режимы хра- нения: 12 мес. хранения при t от 0 до 25 °С, ОВВ ≤ 75 %.
Рецептура напитка на основе минеральной воды «Ардви» для спортсменов, обо- гащенного БАД «Эрамин» включает, кг: экстракт гибискуса -11,0; БАД «Эрамин» –
0,17; стевиозид – 0,14, сорбат калия – 0,23; сорбат натрия – 0,13; вода минеральная природная питьевая столовая «Ардви», дм3- до 1000.
Для приготовления напитка предварительно готовят купажный сироп путем вне- сения (при постоянном перемешивании) отдельных компонентов, предусмотренных рецептурой напитка. В специальную емкость вносят минеральную воду в количестве 20 % от общего объема, нагревают до температуры 50–60 °С и вносят водные растворы рецептурных ингредиентов при постоянном помешивании в следующей последова- тельности: раствор БАД «Эрамин», раствор подсластителя стевиозида, раствор краси- теля и ароматизатора (экстракт гибискуса), раствор консервантов, минеральную воду для расчетного объема, полученный раствор фильтруют и перекачивают в емкость для купажного сиропа. Приготовленный купажный сироп перед розливом выдерживают не менее получаса для достижения стабильности по органолептическим и физико-хими- ческим показателям. Непосредственно перед розливом готовят модельный напиток, для чего в лаборатории купажный сироп, предназначенный для розлива, и подготов- ленную воду доводят до температуры 20 °С и смешивают в соотношении, обеспечива- ющем рецептурные физико-химические показатели напитка. Полученный модельный напиток перемешивают и исследуют органолептические показатели (внешний вид, вкус, цвет и аромат) и титруемую кислотность на соответствие рецептурным значе- ниям. Полученное значение кислотности напитка является контрольным и использу- ется для запуска линии розлива.
В таблице 4 представлены физико-химические показатели качества разработан- ного напитка после выработки.
Таблица 4 – Физико-химические показатели напитка на основе минеральной воды «Ардви» для спортсменов, обогащенного БАД «Эрамин»
Наименование показателя
Биофлавоноиды в пересчете на лютеолин-7-гликозид, мг/г Антиоксидантная активность, моль экв./дм3
Микроэлементы, мг/г
Железо
Медь
Цинк
Марганец
Кобальт
SO42-
Сl-
Ca2+
Mg2+
(Na+K)+
Минерализация, г/дм3
Специфический компонент Н2SiО3, мг/дм3
Массовая доля сухих веществ, %
Осмоляльность, мОсм/кг
Кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм3 на 100 см3
Пищевая ценность (углеводы), г/100 см3
Энергетическая ценность (калорийность), кДж
ккал/100 см3
Содержание 150,0–160,0
15,0–18,0
5,5–6,2 0,38–0,41 4,2–4,5 1,1–1,3 3,5–3,6 70–90 100–140 70–120 60–100 60–90 0,6–1,2 40–60 11,7±0,2 297±8
6,1±0,3
8,0 35,0 10,0

Специфический компонент Н2SiО3, мг/дм3 Биофлавоноиды в пересчете на лютеолин- 7-гликозид, мг/100 см3
Микроэлементы, мг/100 см3
Железо Цинк Медь Марганец Кобальт
50–55 17 130–180 16
5,5–6,5 20 4,0–5,2 18 0,3–0,5 16 1,0–1,3 24 3,3–3,7 4
В случае несоответствия данных показателей необходимо провести корректи- ровку купажного сиропа. Для повышения микробиологической стойкости напитков ку- пажный сироп пастеризуют. Разработанный напиток представляет собой непрозрач- ную жидкость коричневого цвета с травянистым запахом.
Разработаны регламентируемые показатели качества напитка на основе мине- ральной воды «Ардви» для спортсменов, обогащенного БАД «Эрамин» (табл.5). Таблица 5 – Регламентируемые показатели напитка на основе минеральной воды «Ардви» для спортсменов, обогащенного БАД «Эрамин»
Наименование показателя
Характери- стика
% от суточной потребно- сти при употреблении 200 мл
Установлено, что все органолептические, физико-химические и микробиологи- ческие показатели напитка при хранении в полимерной таре вместимостью 0,5 и 1,5 дм3 в течение 14 месяцев при температуре 25±2 °С и относительной влажности 75–85 % не изменились, поэтому определен срок годности напитка – 12 месяцев при указан- ной выше параметрам температурно-влажностного режима.
Разработанный напиток соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и согласно ГОСТ 34006-2016, относится к изотоническим напиткам для питания спортсменов.
При употреблении рекомендуемой дозы (100 мл напитка) обеспечивается суточ- ная норма потребления железа на 20, цинка – 18, меди – 16, марганца – 24, кобальта – 4, кремния – 17 и флавоноидов– 16%.
Глава 4. Исследование физиологической эффективности напитка для питания спортсменов, полученного путем обогащения минеральной воды «Ардви» и бел- кового сухого напитка
Для эксперимента сформировали три рандмонизированные группы спортсме- нов-студентов Южно-Уральского государственного аграрного университета (1 кон- трольная, 2 контрольная и 3 основная) в возрасте от 18 от 22 лет по 16 человек в каждой. Спортсмены первой контрольной группы принимали плацебо (минеральную воду «Ардви» в количестве 1 литр в течение 21 дня), второй контрольной группы плацебо (напиток сухой белковый, растворенный в питьевой воде), футболисты третьей основ- ной группы – напиток сухой белковый, растворенный в минеральной воде «Арви» в количестве 1 литра ежедневно в течение 21 дня.
Установлено, что на фоне употребления разработанного напитка в течение 21 дня отмечается увеличение количества эритроцитов на 7,7%, лейкоцитов на 7,4%, сни- жение содержания лимфоцитов в крови на 18,6 % и увеличение сегментоядерных нейтрофилов на 13%, снижение СОЭ на 7,3 %, количество тромбоцитов возросло к концу эксперимента на 4,2 %.
В исследованиях физической рабо- тоспособности (рис. 3) до отказа установлено, что абсолютная и отно- сительная физическая работоспособ- ность на фоне употребления разра- ботанного напитка возросла на 24,9 и 9%, максимальное потребление кислорода возросло на 7,5%, макси- мальная мощность увеличилась 10,5 %.
Рисунок 3 – Физическая работоспо-
собность спортсменов на фоне упо- требления белкового сухого напитка, растворенного в минеральной воде «Арви»
У спортсменов основной группы отмечается лучшая переносимость физической нагрузки, что подтверждается нормотонической реакцией сердечно-сосудистой си- стемы, в контрольной группе отмечается гипертонический тип реакции на нагрузку.
При оценки эффективности напитка для питания спортсменов, полученного пу- тем обогащения минеральной воды «Ардви» БАД «Эрамин» на белых крысах дока- зано, что площадь раневой поверхности на фоне введения через зонд исследуемого напитка через 5, 10 и 14 суток была ниже на 24,4, 35,8 и 72,3 % в сравнении с контроль- ными животными.
Введение напитка, обогащенного БАД «Эрамин» стрессированным крысам по- вышает адаптационные возможности. На слизистой желудка отсутствует кровоизлия- ния, количество гормона стресса в плазме крови ниже на 31 %, продуктов перекисного окисления: маланогодиальдегида (МДА) на 18,2 и диеновых коньюгатов (ДК) на 33 %, не отмечается гипертрофия надпочечников.
В крови третьей основной группы спортсменов отмечается тенденция к увели- чению содержания эритроцитов при увеличении содержания концентрации гемогло- бина на 5,5 %, увеличение лейкоцитов на 5,3 %, тенденция к снижению лимфоцитов на 3,7 %. В результате исследований установлено повышение абсолютной физической ра- ботоспособности на 6,3 % при усилении относительной физической работоспособно- сти на 5,8 %. Максимальное потребление кислорода увеличилось на 14,0%, максималь- ная мощность на 7,5 %. На рисунке 4 представлена концентрация фермента каталаза (К) и белка церулоплазмина (ЦП). Употребление напитка повышает количество тесто- стерона на 12,7% при снижении плазменного кортизола на 11,5 %. Высокое содержание тестостерона в крови спортсменов третьей опытной группы свидетельствует о быстром восстановлении организма после тренировок, что согласуется с величиной индекса утомления 6,4, в то время как в контрольной 7,8 при норме от 5 до 8, увеличение уровня тестостерона на 12,7 %, отмечается увеличение АОА крови на 21,1, активности фер- мента каталазы на 17,5 %, ЦП на 15,2 %.
400
300
200
100
50 0
Абсолютная физическая работоспособность, Вт/кг
1 группа
Максимальная мощность, Вт
2 группа
Анаэробный порог, Вт
3 группа
Для оценки эффективности напитка для питания спортсменов на минеральной
воде, обогащенной БАД «Эрамин» сформировали три группы спортсменов-футболи- стов Южно-Уральского государственного аграрного университета по 10 в каждой в возрасте от 18 от 22 лет. Первая группа плацебо (минеральную воду «Ардви» в коли- честве 1 литр в течение 21 дня), второй контрольной группы плацебо (БАД «Эрамин», растворенная в питьевой воде), футболисты третьей основной группы – исследуемый напиток (минеральную воду «Арви», обогащенную БАД «Эрамин») в количестве 1
литра ежедневно в течение 21 дня.

КФК/АСТ – 10,3 при норме менее 10.
Рисунок 4 – Концентрация ферментов каталазы и церулоплазмина в крови спортсменов
Активность ферментов АСТ, АЛТ и КФК у спортсменов 3 группы ниже на 21,4, 21,3 и 61,2 %, по сравнению с пер- вой, соответственно. Коэффициент де Ритиса, свидетельствующей о возмож- ном повреждении мышечной ткани в пределах нормы – 1,33, отношение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
500
300
100
1 группа
K, нмоль Н2О2/мг белков
3 группа ЦП, мг %
2 группа
Обеспечение высокой работоспособности, ускорения восстановительных про- цессов, снижения утомляемости, дегидратации, повышение иммунитета и усиление адаптации к физическим нагрузкам спортсменов невозможны без включения в рацион специализированных напитков и продуктов, в том числе БАД к пище, содержащих ами- нокислоты, макро- и микроэлементы, биологически активные вещества с антиокси- дантной направленностью. В результате исследований разработан напиток для питания спортсменов, обогащенный белковым сухим напитком. На основе минеральной воды «Ардви», содержащей кремний, разработан напиток антиоксидантного действия, обо- гащенный БАД «Эрамин».
По результатам работы сделаны выводы.
1. Научно обоснована возможность обогащения функциональными ингредиен- тами минеральной воды «Ардви». Установлено, что минеральная вода «Ардви» отно- сится к IV группе «Гидрокарбонатных магниево-кальциевых (кальциево-магниевых)» пресных вод с содержанием биологически активного компонента – метакремниевой кислоты 24,7–69,0 мг/дм3, имеет удовлетворительные токсикологические, радиологи- ческие, санитарно-микробиологические и органолептические показатели, соответ- ствует требованиям ТР ТС 021/2011, ГОСТ Р 54316-20 и дальнейшего ее использования в производстве напитков для питания спортсменов.
1.1 Проведенные исследования органолептических и физико-химических пока- зателей, в том числе продуктов миграции токсичных веществ (ди (2-этилгексил) фта- лат, формальдегид, этилацетат и др.) из материала потребительской тары (ПЭТФ) вме- стимостью 0,5, 1,5 и 19 литров в минеральную воду при хранении в течение 15 месяцев при 3 температурных режимах (4, 22 и 37 °С) показали отсутствие статистически зна- чимых изменений нормируемых показателей в исследуемой воде.
1.2 Установлены регламентируемые показатели химического состава, срок год- ности и условия хранения минеральной воды «Ардви» в потребительской таре (ПЭТФ) вместимостью 0,5, 1,5 и 19 литров: 12 месяцев при температуре не более 25+2 °С.
2. Разработан напиток белковый сухой для питания спортсменов и обосновать возможность его использования в качестве функционального ингредиента для обога- щения минеральной воды «Ардви».
2.1 Разработана рецептура и технология белкового сухого напитка для питания спортсменов, обогащенного валином, лейцином и изолейцином. В качестве источника
белка использован 80 %-й сывороточный протеин, полученный путем переработки мо- лочной сыворотки методом микрофильтрации, ультрафильтрации (u ≥ 4,0 м/с; Р = 0,25 МПа; t = 50±5°С) и обратного осмоса творожной сыворотки, распылительной сушки (T=15–30 c, tвх = 140°С; tвых = 70–80°С, tпр.вых = 50–60°С), установлены ра- циональные параметры концентрирования лактозы на обратноосмотической установки: Р = 2–2,4 МПа (СВ-5–15 %); Р = 3,8–5 МПа (СВ = 15–22 %); t = 20±5 °С. Технология приготовления напитка включает: приемку сырья; последовательное смешивание рецептурных компонентов в универсальной синхронно-смесительной установке с частотой вращения лопастей 2400–2500 оборотов в минуту при темпера- туре 2–4 °С; упаковку, маркировку и передачу готовой продукции на склад; хранение и транспортировку.
2.2 Проведена товароведная оценка белкового сухого напитка для питания спортсменов. Напиток представляет собой мелкий порошок без посторонних включе- ний с фруктовым запахом, вкусом киви и кокоса. Физико-химические показатели и со- держание биологически активных веществ (лейцина, изолейцина и валина) соответ- ствуют требованиям ГОСТ 36621-2019, показатели безопасности – ТР ТС 21/2011 «О безопасности пищевой продукции».
2.3 Установлены регламентируемые показатели качества напитка: массовая доля влаги не более 7 %, массовая доля общего белка в сухом веществе от 50 до 80 %, мас- совая доля жира не более 20 %, массовая доля углеводов не более 10 %, перекисное число не более 4 ммоль активного кислорода/кг жира, индекс растворимости не более 1 см3 сырого остатка, содержание лейцина, изолейцина и валина в разовой порции от 15,0 до 50,0 % от рекомендуемого уровня суточного потребления, срок годности – 12 месяцев при температуре 25±2 °С и относительной влажности 75–85 %.
2.4 Разработаны рекомендации по употреблению напитка белкового сухого для питания спортсменов. Перед употреблением рекомендуется 30–50 г напитка раство- рить в емкости с минеральной водой «Ардви» объемом 0,5 дм3, и употреблять до тре- нировки или во время тренировки в количестве 100–200 мл 2–3 раза, что обеспечит до 45 % суточной потребности организма спортсменов в кремнии и от 24 до 48 % в АРУЦ.
3. Разработана технология БАД «Эрамин», включающая обработку раститель- ного сырья высоким давлением (200 МПа в течение 60 с), приготовление раствора из растительного сырья и дистиллированной воды (1:6), внесение микроэлементов, экс- трагирование при давлении 5,4–5,9 105 Па и температуре 90–95 °С в течение 90 минут и сушку. Доказано, что обработка растительного сырья давлением 200 МПа увеличи- вает экстракцию биофлавоноида лютеолин-7-гликозида на 151,5 %, АОА – 148,7 %, микроэлементов до 75,6 %. Установлены регламентируемые показатели качества экс- тракта люцерны, обогащенного микроэлементами, сроки и режимы хранения: 12 мес. хранения при t от 0 до 25 °С, ОВВ ≤ 75 %, употребление 1 г порошка БАД «Эрамин» в день обеспечивает 30 % суточной потребности в биофлавоноидах и от 10 до 73,2 % в минеральных веществах. Научно обоснована перспективность ее использования в ка- честве функционального ингредиента для обогащения антиоксидантами минеральной воды «Ардви».
4. Разработана рецептура спортивного напитка, обогащенного БАД «Эрамин», включающая экстракт гибискуса, стевиозид, сорбат калия, бензоат натрия, «Эрамин» и воду минеральную природную питьевую столовую «Ардви». Технология следующая: приемка сырья, подготовка воды, последовательное приготовление и внесение компо- нентов купажного сиропа, пастеризация купажного сиропа (при розливе напитка без
консервантов), приготовление напитка, розлив, укупорка, бракераж, маркировка, упа- ковка и передача готовой продукции на склад.
4.1 Дана товароведная оценка спортивного напитка, обогащенного БАД «Эра- мин». По органолептическим показателям напиток представляет собой непрозрачную жидкость коричневого цвета с травянистым запахом и вкусом. Установлены регламен- тируемые показатели качества, срок годности и режим хранения спортивного напитка: 12 месяцев при температуре 25±2 °С и относительной влажности 75–85 %. Установлена принадлежность напитка к изотоническим и соответствие требованиям ГОСТ Р 56543- 2015 «Напитки функциональные. Общие технические условия». При употреблении ре- комендуемой нормы (200 мл напитка) обеспечивается суточная норма железа на 20, цинка – 14, меди – 16, марганца – 24, кобальта – 4, кремния – 12 и флавоноидов– 10 %.
5. Проведена оценка эффективности напитков для питания спортсменов на ми- неральной воде «Ардви», обогащенной напитком белковым сухим для питания спортс- менов и БАД «Эрамин».
5.1 Доказано, что напиток для питания спортсменов полученный путем обога- щения минеральной воды «Ардви» напитком сухим белковым не обладает субхрони- ческой токсичностью, не вызывает патологических процессов во внутренних органах мышей и относиться согласно ГОСТ 12.1.007-76 к IV классу опасности (малоопасные вещества).
5.2 Установлено, что употребление напитка, полученного путем обогащения ми- неральной воды «Ардви» напитком сухим белковым спортсменами в количестве 1 литра ежедневно в течение 21 дня активизирует процесс эритропоэза, способствует опосредованному усилению клеточного иммунитета, повышает физическую работо- способность за счет максимального потребления кислорода спортсменами, возраста- ния максимальной мощности и нормотонической реакцией сердечно-сосудистой си- стемы на физическую нагрузку.
5.3 На лабораторных животных доказано, что введение напитка для питания спортсменов, обогащенного БАД «Эрамин» внутрь белым крысам увеличивает регене- рацию мышечной ткани до 72,3 %, усиливает адаптационные возможности при моде- лировании стресса (отсутствие кровоизлияний на слизистой оболочке желудка, коли- чество гормона стресса в плазме крови ниже на 31 %, продуктов перекисного окисле- ния: МДА на 18,2 и ДК на 33 %).
5.4 Доказано, что употребление напитка, обогащенного БАД «Эрамин» спортс- менами в количестве 200 мл ежедневно на протяжении 21 дня способствует о повыше- ние физической работоспособности и снижению утомляемости (увеличение уровня те- стостерона на 12,7 %, снижение плазменного кортизола на 11,5 %, увеличение АОА крови на 21,1, активности фермента каталазы на 17,5 %, содержание церуплазмина на 15,2 %, активность ферментов АСТ, АЛТ и КФК ниже на 21,4, 21,3 и 61,2 %, соответ- ственно). Коэффициент де Ритиса, свидетельствующей о возможном повреждении мы- шечной ткани в пределах нормы – 1,33, отношение КФК/АСТ – 10,3 при норме менее 10.