Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературных данных по проблеме «Состояние и перспективы развития технологии специализированных продуктов питания» 10
1.1 Состояние производства специализированных продуктов питания в России 10
1.2 Компоненты, используемые при корректировке состава продуктов для специализированного питания спортсменов 16
1.3 Функциональные ингредиенты, формирующие пробиотические свойства в специальных продуктах питания 27
1.4 Технологии продуктов для спортивного питания и перспективы их развития 30
1.5 Заключение по главе 1.
Цель и задачи исследований 39
Глава 2 Методология и методы исследований 43
2.1 Постановка экспериментальных исследований 43
2.2 Объекты и методы исследований 46
2.2.1 Физико-химические методы и органолептические показатели 47
2.2.2 Микробиологические методы 50
2.2.3 Реологические методы 50
2.2.4 Биохимические методы 51
2.2.5 Методы математического анализа
Глава 3 Результаты исследований и их анализ 54
3.1 Обоснование проектных требований к новому продукту с позиций его направленного действия на категорию лиц, регулярно занимающихся фитнесом и спортом 54
3.2 Исследование процесса восстановления сухой молочной сыворотки 58
3.3 Изучение гидролиза белков восстановленной молочной сыворотки 61
3.4 Математическое моделирование комплекса показателей для оптимизации параметров гидролиза белков молочной сыворотки 72
3.5 Исследование биологической ценности гидролизата белков ВМС с массовой долей сухих веществ 50 % и разработка технологической схемы производства биоактивного компонента 80
3.6 Планирование рациональной рецептуры продукта, с учтом выполнения обоснованных проектных требований 85
3.7 Исследование процесса ферментации поликомпонентной смеси пробиотическими культурами иммобилизованными в гель биополимеров 87
3.8 Определение витаминно-минерального комплекса для восполнения энергетических и физических затрат молодых спортсменов 97
3.9 Определение срока годности, пищевой, биологической и энергетической ценности биопродукта для спортивного питания 102
Глава 4 Практическая реализация результатов исследований 108
4.1 Разработка технологии и нормативной документации производства биоактивной добавки – гидролизата сыворотки молочной сухой 108
4.2 Разработка технологии и нормативной документации производства биопродукта для спортивного питания 111
4.3 Применение принципов ХАССП при разработке технологии производства биопродукта для питания спортсменов 113
4.4 Расчт основных (прямых) затрат на производство биопродукта для спортивного питания 121
4.5 Промышленная апробация результатов экспериментальных исследований разработки технологии нового продукта 123
Заключение 124
Список литературы 127
- Компоненты, используемые при корректировке состава продуктов для специализированного питания спортсменов
- Физико-химические методы и органолептические показатели
- Математическое моделирование комплекса показателей для оптимизации параметров гидролиза белков молочной сыворотки
- Разработка технологии и нормативной документации производства биопродукта для спортивного питания
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время, как в Российской Федерации, так и во всем мире наблюдается интенсивное развитие профессионального и любительского спорта. Проводятся научные исследования, направленные на разработку технологии продуктов для питания спортсменов, изучение влияния отдельных продуктов и веществ на физическую подготовленность и получение высоких результатов спортсменами.
Продукты для спортивного питания относятся к специальным или функциональным продуктам, индустрия производства которых активно и динамично развивается в мире.
Они представляют собой вещества с научно обоснованным и точно выверенным составом, произведенные при соблюдении всех современных производственных технологий и норм, на новейшем оборудовании. Основой большинства продуктов для спортивного питания является белок, преимущественно молока в различной форме белковой фракции, как наиболее сбалансированные по аминокислотному профилю и степени биологической ценности. Особо ценными биологическими свойствами обладают сывороточные белки. Они содержат оптимальный набор жизненно необходимых аминокислот и с точки зрения физиологии питания приближаются к аминокислотной шкале «идеального» белка. Для ускорения обмена веществ в организме необходимо, чтобы белки поступали в виде пептидов и аминокислот. Одним из способов получения короткоцепочных пептидов и свободных аминокислот является ферментативный гидролиз: частичный или полный. В процессе гидролиза большие белковые молекулы делятся на отдельные мелкие фрагменты, что позволяет им быстрее и легче усваивается в пищеварительном тракте.
Степень разработанности темы. Теоретические и практические положения создания функциональных продуктов, предназначенных для специального (здорового) питания разработаны в научных трудах фундаментального и прикладного характера отечественных и зарубежных учёных: Н.Н. Липатова (мл), И.А. Рогова, В.Д. Харитонова, А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, А.А. Покровского, Л.А. Остроумова, Н.И. Дунченко, В.И. Ганиной, Н.А. Тихомировой, А.Ю. Просекова, И.А. Смирновой, Л.М. Захаровой, И.С. Хамагаевой, А.А. Майорова, В.И. Круглик, М.Г. Курбановой, М.Б. Данилова, Г.Б. Гаврилова, Н.Б. Гавриловой и других.
В рамках проведённых исследований в стране разработываются технологии продуктов функционального питания, необходимые для обеспечения потребности организма спортсменов в энергии, основных питательных веществах и специальных направлений его деятельности, в частности, достижения высоких спортивных результатов.
В связи с этим, исследования направленные на разработку технологии специальных продуктов для питания спортсменов, являются актуальными.
Цель работы и задачи исследований. Цель диссертационной работы – исследование и разработка технологии биопродукта для спортивного питания. Для достижения поставленной цели определены следующие научные задачи:
на основании изучения научно-технической литературы обосновать проектные требования к компонентному составу биопродукта для спортивного питания;
исследовать процесс гидролиза белков сыворотки молочной сухой протеолитическими ферментами;
изучить закономерности биотрансформации сывороточных белков. Провести математическое моделирование комплекса экспериментальных показателей;
определить биологическую ценность белкового гидролизата и разработать технологическую схему получения биоактивного компонента;
подобрать специальные и функциональные компоненты корригирующие состав биопродукта;
исследовать процесс ферментации поликомпонентной смеси пробиотическими культурами, иммобилизованными в гель биополимеров;
определить срок годности, пищевую, биологическую, энергетическую ценность нового биопродукта;
разработать технологию и нормативную документацию (СТО) для производства биоактивного компонента и биопродукта, провести их промышленную апробацию.
Научная новизна работы. Обоснованы проектные требования к составу биопродукта для спортивного питания и компоненты его корригирующие. Исследован процесс неполного ферментативного гидролиза белков в концентратах сыворотки молочной. Определены основные закономерности биотрансформации сывороточных белков в процессе ферментативного гидролиза. Разработаны математические модели, построены поверхности отклика зависимости степени гидролиза сывороточных белков от концентрации фермента и продолжительности гидролиза, на основании которых оптимизированы параметры процесса гидролиза. Определена биологическая ценность гидролизата сывороточных белков, разработана технология производства биоактивного компонента. Оптимизирована рецептура биопродукта для спортивного питания. Исследован процесс ферментации поликомпонентной смеси, композицией культур Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus иммобилизованных в гель биополимеров. Определен срок годности, пищевая, биологическая и энергетическая ценность биопродукта.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основании аналитических и экспериментальных результатов исследований разработаны технологии гидролизата сыворотки молочной сухой (СТО 23818594-006-2013) и биопродукта для спортивного питания (СТО 23818594-007-2013) для его производства. Проведена промышленная апробация технологии на молочном предприятии ООО «Сибиряк» (Омская область). Новизна технологии биопродукта отражена в заявке на получение патента РФ № 2012143255 «Молочно-белковый продукт» (Решение о выдачи патента от 01.10.2013 г.).
Методические и практические стороны научной работы внедрены в образовательный процесс обучения бакалавров и магистров по направлениям подготовки 260200 «Продукты питания животного происхождения».
Методология и методы исследования. При выполнении научной работы использован комплекс общепринятых и стандартных методов исследований: физико-химических, микробиологических, биохимических, структурно-механических, органолептических. Результаты исследований обработаны методами статистического анализа и математического моделирования.
Основные положения, выносимые на защиту:
основные закономерности биотрансформации белков сыворотки молочной во время гидролиза и разработка технологической схемы производства биоактивного компонента;
результаты процесса ферментации поликомпонентной смеси пробиотическими культурами;
технология биопродукта для спортивного питания.
Достоверность результатов подтверждается пятикратной повторностью экспериментальных исследований и хорошей воспроизводимостью данных, полученных с использованием стандартных и общепринятых методов исследований и научных приборов.
Качество и безопасность биопродукта для спортивного питания в соответствии с требованиями ФЗ № 88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» определены в научно-образовательном центре ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».
Апробация результатов. Основные положения и результаты исследований были предметом докладов и обсуждений на международных конференциях и форумах различного уровня, в том числе: втором международном научно-техническом форуме «Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2013); VIII специализированном конгрессе «Молочная промышленность Сибири» (Барнаул, 2012); Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития индустрии питания и гостеприимства» (Омск, 2012); Международной научно-практической конференции «Пищевая и перерабатывающая промышленность Казахстана: современное состояние и перспективы развития» (РК, Семей, 2013).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, основной части включающей 4 главы, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 145 страницах, содержит 49 таблиц, 31 рисунок, 190 литературных источников и приложения.
Компоненты, используемые при корректировке состава продуктов для специализированного питания спортсменов
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о необходимости расширения ассортимента продукции отечественного производства в связи с их незначительным количеством на рынке и востребованностью у потребителя.
Специалистами НИИ питания РАМН опубликованы классификация и характеристика специализированных продуктов для питания спортсменов [18]. Специализированные пищевые продукты, используемые для питания спортсменов, – это продукты заданной пищевой и энергетической ценности и направленной эффективности, состоящие из набора нутриентов или представленные их отдельными видами, которые оказывают специфическое влияние на повышение адаптивных возможностей человека к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам, способствуя достижению высоких результатов. Специализированные пищевые продукты предназначены для питания спортсменов, представляющих различные виды спорта (циклические, скоростно-силовые, игровые, сложнокоординаци-онные, сложнотехнические, спортивные единоборства). Эти продукты используются как пищевые модули в зависимости от характера физической нагрузки и вида спорта с учетом фактического потребления пищевых веществ и суточных энерготрат. Они применяются для питания спортсменов во время многоразовых тренировок, в процессе соревнований, восстановительном периоде, для регуляции массы тела и водно-солевого обмена, увеличения кратности питания во время соревнований и усиленных продолжительных тренировок, снижения объема суточных рационов в дни соревнований [39, 71]. Несомненными достоинствами специализированных продуктов питания для спортсменов являются высокая пищевая плотность, гомогенность, разнообразие удобных форм для хранения и транспортирования, высокие органолептические и гигиенические качества. Это позволяет с успехом использовать их в практике питания спортсменов и лиц, активно занимающихся физическими упражнениями в оздоровительных целях. При этом количество энергии, получаемой за счет применения продуктов спортивного питания, не должно превышать 5-10 % общей калорийности рациона, а применение в больших количествах не должно быть длительным [39, 143].
В научной литературе и на сайтах компаний-изготовителей приводятся различные классификации специализированных продуктов для питания спортсменов. Чаще всего их группируют по химическому составу или целевому назначению. По составу продукты делят на белковые, белково-углеводные, углеводно-минеральные, витаминно-минеральные и биологически активные добавки. По назначению выделяют продукты для корректировки массы тела, развития мышечной массы, ускорения процессов восстановления организма, предохранения суставов и связок, регуляции водно-солевого обмена и т.д. [134].
В соответствии с рекомендациями Научного комитета по питанию Европейской комиссии от 2001 г. (Scientific Committee on Food of European Commission), все продукты для питания спортсменов условно разделены на 4 категории: - категория А – богатые углеводами энергетические пищевые продукты; - категория В – углеводно-электролитные растворы; - категория С – белки и белковые компоненты; - категория D – биологически активные добавки к пище (эссенциальные нут-риенты, прочие компоненты пищи).
Э.С. Токаев и И.А. Бастриков особо отмечают роль специализированных белково-углеводных продуктов питания для спортсменов [160]. Такие пищевые продукты обладают рядом особенностей. Их производят из комплекса углеводов с разной длиной цепи, белкового сырья, они могут содержать среднецепочечные триглицериды, богаты различными микронутриентами (витаминными, минераль 15 ными веществами), которые стимулируют энергетический обмен и синтез белка в организме. Ассортимент белково-углеводных продуктов, используемых в питании спортсменов, с каждым годом расширяется [8, 16, 17].
В настоящее время наилучшими источниками высококачественного белка для спортсменов считаются молочные белки, состоящие из казеина (85 %) и сывороточных белков (15 %). Они перевариваются и усваиваются равномерно: сначала – низкомолекулярные белки сыворотки, затем – высокомолекулярный казеин. Такое свойство молочного белка особенно важно при его использовании в диетических целях и для восстановления мышц после физической нагрузки различной интенсивности [16, 37].
Белки молочной сыворотки (лактальбумин, лактоглобулин и иммуноглобулин) имеют наивысшие среди цельных белков скорость расщепления и степень усвояемости. Особую ценность представляют биологически активные низкомолекулярные микрофракции сывороточных беков – гликомакропептиды, составляющие 20 % сывороточных белков. Они снижают риск возникновения вирусных инфекций, улучшают пищеварение, усвоение белка и кальция, способствуют развитию нормальной микрофлоры кишечника [8, 37].
В.А. Тутельян с соавторами считают, что необходима организация индивидуализации питания в спорте высших достижений. Например, анализ пищевого статуса гимнастов сборной России выявил близкие, хотя и менее выраженные, нарушения. Так, калорийность рациона этой группы спортсменов составляет в среднем 2688,7 ккал (от 1984 до 3535) при рекомендациях 2800-3500 ккал. Доля жира в рационе по калорийности равнялась в среднем 41,2 % (от 30,6 до 48,3 % индивидуально) при рекомендации менее 30 %, углеводов – 43,7 % (от 36,8 до 57,2 %) при рекомендации 53-55 %. Доля белка в среднем была в пределах 15 % (12-19 % индивидуально), хотя по рекомендации она должна быть не менее 16-17 %.
Физико-химические методы и органолептические показатели
В основе создания специализированных продуктов питания для спортсменов положены медико-биологические аспекты, направленные на защиту здоровья, восстановления его организма после физических нагрузок при тренировках или соревнованиях, а также на укрепление отдельных сторон организма спортсмена для получения высоких результатов.
За исключением наследственности и адаптации к физическим нагрузкам при тренировках или соревнованиях, ни один фактор не оказывает столь сильного влияния на спортивный результат, как питание. Эффективность развития силовых и скоростно-силовых качеств спортсменов связана с активизацией синтеза тканевых белков в работающих мышцах и восполнения уровня гликогена в мышцах и печени. Содержание гликогена в мышцах при интенсивных упражнениях можно снизить менее чем за 1 ч, но восстановить его до прежнего уровня за счет повседневной пищи удается лишь за несколько дней [8, 143]. Помимо этого, традиционное повседневное питание не обеспечивает поступление в организм достаточного количества легкоусвояемых белков, особенно незаменимых аминокислот, а также не гарантирует необходимое их соотношение. Поэтому восстановление уровня гликогена и усиление работы мышц поддерживается дополнительным поступлением в организм спортсмена углеводов и белков, что чаще достигается включением в рацион питания специализированных белково-углеводных пищевых смесей, характеризующихся повышенной биологической ценностью [134, 190].
Такие пищевые продукты обладают рядом особенностей. Они содержат комплекс углеводов, белков с разной длиной цепи, среднецепочечные триглице-риды, различные микронутриенты (витамины, минеральные вещества), которые стимулируют энергетический обмен и синтез белка в организме. Ассортимент белково-углеводных продуктов, используемых в питании спортсменов, с каждым годом расширяется [8, 11, 16, 17].
Для лучшего обеспечения организма аминокислотами до, во время и после тренировок в состав специализированных белково-углеводных продуктов, предназначенных для питания спортсменов, рекомендуется включать концентраты, изоляты и гидролизаты сывороточного белка. Во многих указанных продуктах (в частности «Complete Gainer Power» от ISS и «Pro Complex Gainer» от Optimum Nutrition) белок, входящий в их состав, частично разложен на соединения длинно-и короткоцепочечных аминокислот.
Углеводный комплекс в специализированных белково-углеводных пищевых смесях, используемых для питания спортсменов (в частности «Anator P70» от Muscletech, «Muscle Supergainer» от Multipower Sportsfood и др.), представлен несколькими видами углеводов – мальтодекстрином, полимерами глюкозы, фрукто 18 зы. Разная скорость усвоения углеводов способствует обеспечению организма спортсмена энергией в течение длительного времени, улучшает процесс восполнения гликогена и поддерживает стабильный уровень сахара в крови.
Кроме белков и углеводов особое значение имеет витаминно-минеральный комплекс, который регулирует обмен веществ в организме спортсмена [108].
Минерально-витаминные комплексы составляются из различного набора ингредиентов, в зависимости от направленного действия продукта, БАД, напитка и т.д. преимущественное значение имеют Ca, Mg, Zn, Cu, Mn, Se, Cr и Mo, которые рекомендуется употреблять в составе углеводно-электролитных напитков [113].
Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами осуществляется строго на научной основе [156].
При корректировке питания юных спортсменов специалисты и учные рекомендуют учитывать следующие принципы: - соответствие энергетической ценности рациона среднесуточным энерготратам, зависящим от возраста, пола, характера и интенсивности физических нагрузок; - сбалансированность рациона по основным пищевым веществам (белки, жиры, углеводы), а также по витаминам и минеральным веществам; - выбор адекватных форм питания (продуктов, пищевых веществ и их комбинаций), обеспечивающих различную направленность рационов (белковая, углеводная, белково-углеводная) в зависимости от конкретных задач, длительности, объемов и интенсивности физической нагрузки; - распределение рациона в течение дня, четко согласованное с режимом и характером тренировок и соревнований [176].
Для корректировки углеводов необходимо сочетать глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтодекстрин, мд, фрукты, пищевые волокна и др. Для оптимизации питания спортсменов разработана система «Нутритест-спорт» для диагностики состояния организма и уточнения его потребностей в корректирующих элементах питания [164]. Пищевые продукты являются основными поставщиками в организм целого ряда биологически активных веществ, прежде всего витаминов, минеральных веществ, флавоноидов. Недостаточное их поступление в организм человека в настоящее время объясняется как использованием некоторых современных методов переработки и хранения пищевых продуктов, так и увлечением многочисленными «модными» диетами, что еще больше усугубляет указанный выше дефицит. На помощь приходят биологически активные добавки к пище (БАД), использование которых позволяет восполнить недостаток биологически активных веществ в организме. БАД – это композиции натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона отдельными биологически активными веществами и их комплексами. В их состав входят: биофлавоноиды, дубильные вещества (танины, танниды), целлюлоза, коллаген, пектиновые вещества и др. [13, 81, 162].
Изучены биологически активные вещества растительного происхождения, определены пищевые источники, биодоступность флаванонов и указаны виды растений, цитрусовых фруктов, пряностей, приправ, а также мд и прополис, которые содержат флаваноны и могут использоваться для корректировки состава продуктов питания [163].
Математическое моделирование комплекса показателей для оптимизации параметров гидролиза белков молочной сыворотки
Условные обозначения используемые на рисунке 3.18: Хi – масса i-го ингредиента; Жi – массовая доля жира в i-ом ингредиенте; Бi – массовая доля белка в i-ом ингредиенте; Уi – массовая доля углеводов в i-ом ингредиенте; Вi – массовая доля влаги в i-ом ингредиенте; n – количество ингредиентов; – интервал приращения; ж, б, у, в – массовая доля жира, белка, углеводов и воды в продукте; Цi – стоимость ингредиентов в рецептуре конструируемого продукта, руб/кг; Ц – себестоимость сконструированного продукта, руб/100 кг. Результаты полученных расчтов приведены в таблице 3.21. Таблица 3.21 – Оптимизированная рецептура компонентного состава нового продукта (100 кг)
В соответствии с ФЗ № 88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» [165] нормативное понятие «биопродукт» связано с использованием в технологии его производства живых культур (пробиотиков) в сочетании с пре-биотиками.
Продукты, предназначенные для спортивного питания должны не только снабжать организм специальным набором пищевых веществ, но и легко усваиваться организмом и восстанавливать его функции, утраченные во время повышенных физических нагрузках.
На кафедре технологии и оборудования пищевых производств ФГБОУ ВПО ОмГАУ проводятся исследования по разработке различных методов повышения активности пробиотических культур и поддержании данной активности до завершения срока годности биопродуктов. Среди таких методов следует выделить иммобилизацию и микрокапсулирование [27, 34, 72]. В продолжение решения данной проблемы в качестве защиты и поддержания активности живых культур во время всего периода годности биопродукта выбран метод иммобилизации активированных культур в смесь натуральных биополимеров.
В качестве живых культур для ферментации поликомпонентной смеси подобрана микрофлора живых культур LAT PB AC, в состав которой входят Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus. Эта комбинация штаммов является заквасочной культурой для производства биопродуктов с заданным составом, плотным сгустком и выразительным вкусом. Оптимальный диапазон температур жизнедеятельности культур 37-38 С.
В основу постановки эксперимента по иммобилизации пробиотических культур положены рекомендации авторов технологии (СТО 97887659-002-2010) [27, 72, 73].
В качестве носителя (подложки) для иммобилизации выбрана смесь пектина (ГОСТ 29186-91) и желатина (ГОСТ 11293-89), характеристики которых приведена в таблице 3.22.
Пектин – полисахарид растительного происхождения, содержит пищевые волокна, которые стимулируют рост бифидобактерий в молочной среде. Желатин – полидесперсная смесь полипептидов с различной молекулярной массой, образуемая из коллагена, т.е. белок животного происхождения.
Включение живых клеток микроорганизмов в гели биополимеров требует мягких условий процесса иммобилизации. Носитель (подложка) должен представлять собой систему открытых пор с оптимальными условиями для газообмена. Учитывая данные факты, выбрана смесь пектина и желатина, как 2 : 1, раство-рнная в 0,9 % растворе NaCl. Температура раствора смеси биополимеров 35-40 С, концентрация (20±0,5) %.
Для достижения высокой степени жизнеспособности клеток пробиотиче-ских микроорганизмов, в качестве пребиотического вещества изучен продукт пчеловодства «Маточное молочко», которое содержит все вещества, необходимые для развития и жизнедеятельности живого организма: незаменимые кислоты (аргинин, гистидин, валин, метианин, триптофан и др.), также содержит биологически активные вещества (ацетилхолин, холинэстеразу и др.); витамины В1 В2, В3, В6, В12, Вс, С, Н, РР, Е; фолиевую кислоту, никотиновую кислоту, биотин и др.
Для исследования степени влияния на жизнедеятельность живых клеток пробиотических микроорганизмов был поставлен эксперимент в соответствии со схемой, приведнной на рисунке 3.19.
Разработка технологии и нормативной документации производства биопродукта для спортивного питания
Цель государственной политики в области здорового питания состоит в сохранении и укреплении здоровья населения, профилактике различных заболеваний. Одним из важных направлений здорового питания является специализированное, предназначенное для спортсменов. Достижение этой цели связано с проведением аналитических и экспериментальных исследований по выбору и разработке подбора компонентов, корригирующих состав продуктов, модификацию их различными методами, в числе которых полный и частичный гидролиз белков.
Все пищевые вещества должны легко усваиваться организмом, в связи, с чем особое значение приобретает обогащение продукта пробиотиками и пребиотика-ми.
Анализ результатов аналитических и экспериментальных исследований позволяет считать, что все поставленные в работе задачи полностью решены и цель диссертационной работы достигнута.
Выводы и рекомендации:
1. Изучение научно-технической литературы и патентной информации позволило спроектировать требования к компонентному составу биопродукта для спортивного питания и определить корригирующие его компоненты.
2. Исследован процесс неполного гидролиза белков в концентратах сыворотки молочной с массовой долей сухих веществ (30,0±1,0) %, в том числе белка 4,90 %; (40,0±1,0) %, в том числе белка 5,51 %; (50,0±1,0) %, в том числе белка 6,72 %, протеолитическим ферментом «Панкреатин-ЛекТ», в состав которого входят липаза, трипсин, химотрипсин, альфа-амилаза. В результате экспериментального исследования динамики общего и аминного азота определена максимальная степень неполного гидролиза белков в концентратах сыворотки молочной: 30,0 % -ном, активная кислотность (рН) 6,50 ед. рН – (39,2±0,5) %; 40 % 125 ном, активная кислотность 6,38 ед. рН – (42,5±0,5) %; 50 % -ном, активная кислотность 6,28 ед. рН – (45,1±0,5) %.
3. Установлены закономерности биотрансформации сывороточных белков в процессе ферментативного гидролиза. Разработаны математические модели, построены поверхности отклика зависимости степени гидролиза сывороточных белков от концентрации фермента и продолжительности гидролиза, на основании которых оптимизированы его параметры: температура (50±2) С; продолжительность 4,0-4,5 ч, степень гидролиза (45,1±0,5), массовая концентрация протеоли-тического фермента 0,9 %.
4. Определена биологическая ценность гидролизата с массовой концентрации сухих веществ (50±1,0) % в котором количество свободных аминокислот составило 8619,8 мг/100 г продукта, установлено наличие пептидов с молекулярной массой 5-20 кД и предложена схема производства гидролизата в качестве биоактивного компонента продукта для спортивного питания.
5. Подобраны компоненты, корригирующие состав нового продукта: гидро-лизат сывороточных белков, фруктоза, мальтодекстрин и витаминно-минеральный комплекс. Оптимизирована рецептура продукта, с учтом основных элементов питания спортсменов.
6. Исследован процесс ферментации поликомпонентной смеси, составленной в соответствии с рецептурой продукта, композицией культур Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Streptococcus thermophi lus, Lactobacillus acidophilus иммобилизованными в гель биополимеров (пектин и желатин, как 2 : 1, с добавлением маточного молочка в качестве пребиотика). На основании анализа комплекса микробиологических, биохимических, структурно механических показателей определена рекомендуемое количество закваски в им мобилизированной форме, которая позволяет гарантировать в продукте объм пробиотической микрофлоры, не менее 1108 КОЕ/г. 126
7. Установлен срок годности биопродукта при температуре (4±2) С – 10 суток, пищевая, биологическая (массовая концентрация аминокислот 4503 мг/100 г продукта) и энергетическая ценность (446 кДж/106,5ккал).
8. Разработаны технология и нормативная документация производства гид-ролизата сыворотки молочной сухой – биоактивного компонента (СТО 23818594-006-2013) и биопродукта для спортивного питания (СТО 23818594-007-2013). Проведена их промышленная апробация.
