Разработка продуктов спортивного питания на основе молочной сыворотки

На правах рукописи

Позняковский ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

Разработка ПРОДУКТОВ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

05.18.04 – Технология мясных,

молочных и рыбных продуктов и холодильных

производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Кемерово-2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники,

доктор технических наук, профессор

Остроумов Лев Александрович

Официальные оппоненты:

Мотовилов Константин Яковлевич, доктор биологических наук, профессор, Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии, директор;

Гаврилова Наталья Борисовна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина», проректор по научной работе

Ведущая организация: Научно-производственное объединение ЗАО «Алтайвитамины», г. Бийск

Защита состоится « 24 » мая 2012 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.089.01 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, тел./факс 8(3842)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом на сайте ВАК Минобрнауки РФ ( http://vak.ed.gov.ru /ru/dissertation) и КемТИПП (www.kemtipp.ru).

Автореферат разослан «___» _________ 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Потипаева Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современном спорте уровень физических и психологических нагрузок достиг предела физиологических возможностей организма человека. Для адекватной и эффективной реализации этих нагрузок важное значение имеет использование научно-обоснованных рационов, включающих специализированные продукты питания, в т. ч. биологически активные добавки к пище (БАД).

В настоящее время активно разрабатываются недопинговые препараты на основе природного, в т.ч. молочного сырья. Биологически активные вещества растительного и животного происхождения наиболее «мягко» и, вместе с тем, эффективно повышают работоспособность и ускоряют восстановление после нагрузок.

Наиболее востребованной становится сухая молочная сыворотка, которая содержит все основные компоненты молока, богата витаминами, минеральными солями, другими незаменимыми нутриентами, имеет высокую растворимость и энергетическую ценность. Важный вклад в становление и развитие рассматриваемого направления вносят отечественные ученые – академики Россельхозакадемии А.Г. Храмцов, В.Д. Харитонов, И.Ф. Горлов, профессора Л.А. Остроумов, И.А. Евдокимов, Р. Романаускас и др.

Широкое применение в питании спортсменов, наряду с продуктами переработки молока, получают различные витаминные, минеральные препараты и их премиксы, которые идентичны природным и соответствуют требованиям Государственной Фармакопеи РФ по показателям качества и безопасности (В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, В.А. Епифанов и др.)

Следует отметить, что ассортимент отечественных продуктов спортивного питания с использованием молочной сыворотки крайне недостаточен, требует новых разработок и оценок эффективности, что послужило целью и задачам настоящей работы.

Цель диссертационной работы – разработать технологию и новые формулы биологически активных добавок для питания спортсменов на основе молочной сыворотки.

Задачи исследований:

1. Изучить рынок продуктов спортивного питания.
2. Исследовать химический состав и свойства сухой молочной сыворотки, определить основные биологически активные вещества (БАВ) и их действующие начала, участвующие в обмене веществ при занятии спортом. Сформировать рецептурный состав БАД с использованием сухой молочной сыворотки.
3. Разработать технологию производства и формы выпуска БАД на основе молочной сыворотки.
4. Исследовать качественные характеристики БАД при хранении, определить регламентируемые показатели пищевой ценности, сроки и режимы хранения.
5. Дать оценку эффективности разработанной продукции в клинических испытаниях в качестве определяющего показателя их функциональной направленности.
6. Разработать и утвердить техническую документацию на новые виды БАД с организацией промышленного производства.

Научная новизна. Получены материалы, характеризующие рынок продуктов спортивного питания, свидетельствующие о необходимости разработки отечественной продукции, в т.ч. БАД к пище.

Определены химический состав и свойства сухой молочной сыворотки, а также основные БАВ и формулы, определяющие функциональную направленность разработанных БАД в виде таблетированных форм на основе молочной сыворотки: «Дискавери Сила», содержащей в формуле 1, на ряду с растительным сырьем, витамины А, Е, D3, С, В6, В1, В2, В3, В5, В9, хром, в формуле 2 – ликопин, цинк, магний, полисахариды, схизандрин, танины; «Комплекс йохимбе плюс» – цинк и витамин Е; «Дискавери» – витамин С, селен, хром; «Лецитин» – фосфолипиды.

Установлены регламентируемые показатели их качества, сроки и режимы хранения.

Показана эффективность разработанных БАД в клинических испытаниях путем включения в рацион высококвалифицированных пловцов и спортсменов лыжного ориентирования.

Практическая значимость. Утверждена техническая документация ТИ и ТУ на новые виды БАД: 9197-015-12424308-09 – «Дискавери Сила»», 9379-034-12424308-09 – «Комплекс йохимбе плюс»», 9397-015-12424308-10 – «Дискавери»», 9197-042-12424308-10 – «Лецитин»».

Рецептуры и технологии апробированы на предприятиях компании «АртЛайф», организовано промышленное производство разработанной продукции.

Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология молока и молочных продуктов», «Товароведение и управление качеством» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» при разработке учебно-методической литературы для студентов соответствующих специальностей.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на российских, международных научно-практических конференциях и конгрессах: «Товарный консалтинг и аудит качества: современные проблемы товароведения» (Екатеринбург, 2004), «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2004), «Актуальные проблемы коммерции и маркетинга в потребительской кооперации» (Новосибирск, 2004), «Состояние и перспективы развития регионального потребительского рынка» (Тюмень, 2005), «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2005), «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2005), «Технология и техника агропромышленного комплекса» (Улан-Удэ, 2005), «Оптимальное питание-здоровье нации» (Москва, 2005), «Проблемы безопасности технологического процесса качества реализуемой продукции и биологически активных добавок» (Архангельск, 2005), «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2005), «Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири» (Кемерово, 2005), «Современные приоритеты питания пищевой промышленности и торговли» (Кемерово, 2006), «Пища, экология, качество» (Новосибирск, 2010), «Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году» (Кемерово, 2010), «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» (Москва, 2011), «Современная торговля: теория, практика, перспективы развития» (Москва, 2012).

Работа обсуждена на совместном заседании кафедр «Технология молока и молочных продуктов», «Товароведение и управление качеством» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» и рекомендована к защите.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 работы, отражающие ее основное содержание, 4 – в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Основной текст изложен на 153 страницах. Диссертация содержит 21 таблицу и 15 рисунков. Список использованной литературы включает 147 наименований, в т. ч. 17 иностранных источников.

СХЕМА проведения ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами. Общая схема работы представлена на рисунке 1 и состоит из следующих этапов:

На первом проведены исследования рынка продуктов спортивного питания. Определена степень насыщенности рынка указанной продукцией, показана необходимость разработки отечественных продуктов с использованием молочной сыворотки.

На втором этапе разработана и дана характеристика БАД для коррекции рациона спортсменов. С этой целью обоснованы рецептуры с учетом направленного действия их компонентов и действующих начал на обменные процессы в организме спортсменов.

Апробированы технологии, определены режимы и параметры производства.

На следующем этапе исследованы показатели качества БАД, определены регламентируемые показатели пищевой ценности, характеризующие функциональную направленность специализированных продуктов. Установлены сроки и режимы хранения.

На пятом – дана оценка эффективности разработанной продукции в клинических испытаниях.

Рисунок 1 – Схема проведения исследований

На завершающем этапе разработана и утверждена техническая документация. Результаты работы внедрены в производство.

Аналитические исследования выполнены на базе аккредитованной испытательной лаборатории компании «АртЛайф» – филиала кафедры товароведения и управления качеством КемТИПП.

В качестве объектов на различных этапах работы использовались: ассортимент спортивной продукции в розничной торговле, исходное растительное и животное сырье, подсырная сыворотка, полученная распылительной сушкой (ЗАО «Барнаульский молочный комбинат»), препараты витаминов, минеральных веществ и их премиксы, образцы БАД, предназначенные для коррекции спортивного питания. Все виды сырья и вспомогательных материалов, используемые в работе, разрешены к применению органами Роспотребнадзора.

Для решения поставленных задач использованы общепринятые и специальные методы исследования: социологические, органолептические, физико-химические, инструментальные, микробиологические, клинические, статистические.

Экспериментальная часть

Анализ рынка продуктов спортивного питания на примере г. Кемерово. Российский спортивный рынок считается одним из самых перспективных и динамично развивающихся, так как он тесно связан с возрастанием популярности активного образа жизни и доли населения, регулярно занимающихся физкультурой и спортом.

В г. Кемерово (2010 г.) насчитывается 4 розничных магазина спортивного питания, которые реализуют относительно широкий ассортимент продукции – порядка 595 разновидностей 33 торговых марок различных производителей.

Из данных рисунка 2 следует, что на рынке спортивного питания реализуется продукция, произведенная преимущественно в зарубежных странах (77 %), в основном США (60,2 % - 21 торговая марка: «Optimum», «Ultimate», «Universal» и др., соответственно 14,6, 7,7, 6,1 %).

	В специализированных магазинах реализуются, как правило, протеины (21,1 %), на втором месте – гейнеры (11,4 %), далее идут аминокислоты (10,9 %), креатин (8,4 %), витамины и минеральные вещества (6,7 %), энергетики (5,4 %), ВСАА (5,0 %), анаболические препараты и батончики (по 4,7 %), сжигатели жира (4,5 %), L-карнитин (3,4 %), для суставов (3,2 %), напитки (3,1 %), глютамин (2,5 %), окись азота (2,4 %), ZMA и препараты, повышающие уровень тестостерона (по 1,3 %).
Рисунок 2 – Структура ассортимента продукции спортивного питания, реализуемая на рынке г. Кемерово по странам-производителям, %
Можно отметить, что глютамины и ZMA представлены только американскими и немецкими производителями, окись азота – США (рис. 3). Результаты проведенных исследований свидетельствуют о необходимости расширения ассортимента продукции отечественного производства в связи с их незначительным количеством на рынке и востребованностью у потребителя.

Рисунок 3 – Структура ассортимента продукции спортивного питания, реализуемая на рынке г. Кемерово, в зависимости от видовой разновидности

Исследование химического состава и свойств сухой молочной сыворотки.

Молочная сыворотка содержит все основные компоненты молока, богата витаминами, минеральными солями и другими незаменимыми нутриентами, имеет высокую растворимость и энергетическую ценность.

Мировое производство сыворотки отличается постоянной тенденцией к росту и составляет в настоящее время около 200 млн. тонн.

Нами исследован состав и свойства сухой молочной сыворотки, полученной методом распылительной сушки (табл. 1, 2).

Таблица 1 – Общий химический состав и свойства сухой подсырной сыворотки (n=5)

Показатели	Сухая сыворотка распылительной сушки
Массовая доля, %: сухих веществ	97,0±0,8
белка	12,3±0,74
жира	1,2±0,11
лактозы	69,0±1,3
золы	5,7±0,49
Кислотность после восст., Т	42,0±1,1
Растворимость, мл сырого осадка	0,2±0,07
Размер частиц, мкм	23,0±0,8

Таблица 2 – Аминокислотный состав сухой подсырной сыворотки

(усредненные данные из 3-х определений)

Аминокислота	Содержание в сыворотке, моль/г распылительной сушки
Аспарагиновая кислота	53,1
Треонин-серин	45,6
Глутаминовая кислота	73,8
Пролин	11,2
Глицин	9,9
Аланин	22,0
Цистин	21,1
Валин	1,5
Изолейцин	6,3
Фенилаланин	4,2
Тирозин	3,1
Лейцин	15,0