Результат интеллектуальной деятельности: Функциональный пищевой продукт "Амино Джем"

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для использования в качестве продукта функционального питания для улучшения состояния кожи, профилактики травм и реабилитации суставов, сухожилий, связок, хрящей и других соединительных тканей человека, а также в качестве дополнения к основному рациону для питания спортсменов в период интенсивных тренировок и соревнований.

Для развития физической силы спортсмены уделяют пристальное внимание росту мышечной массы. При этом необходимость и важность одновременного повышения прочности костей, суставов, сухожилий, хрящей и других соединительных тканей человека может выпадать из поля зрения.

Развитие только мышечной системы в результате интенсивных скоростно-силовых упражнений может, однако, приводить к возникновению дисбаланса между силой мышц и прочностью сухожилий и других соединительных тканей. В результате в точках прикрепления связок к костям может начаться воспалительный процесс.

Следствием этого будет истончение хрящевых тканей, потеря эластичности суставов и связок и повышенная травматичность. Этот процесс будет протекать вначале медленно и относительно незаметно, но затем станет проявляться все чаще и чаще, и не только во время физических упражнений.

Одним из основных структурных компонентов, участвующих в формировании скелета человека, т.е. его костей, сухожилий и связок, является белок коллаген. Коллаген - самый распространенный белок в организме человека, и его доля составляет около 30% в общем количестве белков. Связки соединяют кости скелета друг с другом, а сухожилия прикрепляют мышцы к костям.

Коллаген относится к фибриллярным, т.е. имеющим нитевидное строение белкам, и в основном обеспечивает прочность и эластичность соединительных тканей в организме человека. Коллаген формирует основу дермы, среднего и основного слоя кожи человека, которая обеспечивает ей необходимую толщину, прочность и эластичность. Он входит также в состав синовиальной (внутрисуставной) жидкости, которая уменьшает трение в движущихся элементах суставов.

В обычных условиях коллаген постоянно расходуется, но и синтезируется организмом, и количества синтезированного организмом коллагена оказывается вполне достаточным для удовлетворения потребностей обычного человека. Однако для спортсменов, чье тело часто испытывает экстремальные нагрузки, его может уже не хватать.

Дряблость кожи и уменьшение гибкости и подвижности в суставах с возрастом является следствием недостатка коллагена и замедленной скорости его регенерации в соединительных тканях. С возрастом коллаген расходуется, но полностью не возмещается.

Одним из важных условий поддержания кожи, суставов и связок в нормальном здоровом состоянии является своевременная профилактика, направленная на предотвращение негативного воздействия факторов окружающей среды, чрезмерной физической нагрузки или же, наоборот, ее длительного отсутствия на опорно-двигательный аппарат.

Среди наиболее эффективных профилактических мер при этом является периодический прием функциональных продуктов, способствующих укреплению и восстановлению здорового состояния кожи, суставов и связок.

Известны различные продукты для профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата человека (патенты RU 2021812, 2254862, 2360665).

Известен специализированный пищевой продукт - биологически активная добавка к пище «Коллаген», изготовленная «Меdех d.o.o.», Linhartova cesta 49 А, 1000 Ljubljana (Словения) (свидетельство о государственной регистрации № RU 77.99.11.003.Е.011723.12.14 от 05.12.2014), рекомендуемая для реализации населению в качестве дополнения к основному пищевому рациону. Продукт изготавливается в виде порошка массой 150 г в качестве источника глицина, пролина, содержащего оксипролин и белок.

Продукт рекомендуется использовать в количестве 10 г в день во время еды, смешивая его с соком, йогуртом, какао, молоком, чаем или водой.

Недостатком продукта является низкая биодоступность, содержащегося в нем коллагена, так как природный коллаген, извлекаемый из исходного сырья различного происхождения, медленно и только в небольшой степени усваивается в организме человека. При этом в силу больших размеров его молекулы, он не может непосредственно попадать в кровь и достигать, таким образом, зоны кожных покровов или суставов человека.

Известна биологически активная добавка к пище «Коллаген бьюти лайн» (COLLAGEN BEAUTY Line) (коллаген с ароматом грейпфрута), изготовленный «Laboratoire PYC Inc.», Les Pleiades 3, Bat В - 320 Avenue d’Archimede - 13857 Aix en Provence (Франция) (свидетельство о государственной регистрации № RU 77.99.88.003.Е.005655.04.15 от 15.04.2015).

Продукт изготавливается в виде порошка, расфасованного в пакетики саше массой 6 г, для его использования в качестве источника аминокислот (глицина, пролина), и содержащего аланин, аргинин и треонин. При приеме продукта один пакетик саше (6 г) высыпается в 200 мл воды и тщательно перемешивается.

Недостатком заявленного продукта является низкая эффективность, достигаемая его применением, вызванная недостаточно высокой биологической доступностью продукта. К его недостаткам следует также отнести затруднения, связанные с его практическим использованием, в результате необходимости располагать источником чистой питьевой воды в месте потребления, требования наличия устройства для перемешивания, достаточная длительность этой процедуры для получения однородной суспензии и низкие общие потребительские характеристики продукта.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является биологическая добавка к пище на основе денатурированного коллагена (патент RU 2489906). Заявленный продукт содержит следующие компоненты, в мг, в расчете на общее количество 6000 мг:

В качестве наполнителя предложено использовать рисовую, гречневую или овсяную муку.

Заявленная биологически активная добавка может быть произведена в виде порошка, или таблеток, или капсул, или киселя или холодца или «батончиков».

Недостатком данного изобретения является невысокая биологическая активность предложенного продукта, обусловленная тем, что денатурированный коллаген, обладая большей усвояемостью в организме по сравнению с природным коллагеном, тем не менее, усваивается только частично после длительного нахождения в желудочно-кишечном тракте и требует больших энергетических затрат на его переваривание. Продукт также отличается низкими вкусо-ароматическими и другими потребительскими свойствами.

Задачей изобретения является создание функционального пищевого продукта, потребление которого способствует улучшению состояния кожи и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата человека, обеспечивающего направленное противовоспалительное и регенерирующее воздействие на состояние кожи, суставы и связки, и обладающего привлекательными сенсорными характеристиками.

Поставленная задача достигается тем, что функциональный пищевой продукт «Амино джем», включает гидролизат коллагена, аминокислоты группы ВСАА (лейцин, изолейцин, валин), витамин С, L-карнитин, инулин, эритритол, сукралозу, агар-агар, лимонную кислоту, пищевой краситель, ароматизатор, сорбат калия и воду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:

Функциональный пищевой продукт в предпочтительном варианте содержит волокна цитрусовые растворимые в количестве, не превышающем 1,6 мас. %.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является получение функционального продукта для улучшения состояния кожи, профилактики и снижения риска возникновения травм и воспалительных заболеваний опорно-двигательного аппарата, а также ускорение его восстановления после больших по объему и интенсивных физических нагрузок.

Продукт «Амино Джем» приготавливается в виде джема и характеризуется высокими потребительскими характеристиками.

Полученный результат достигается за счет научно обоснованного подбора компонентов продукта и установления оптимального соотношения между ними, с позиций обеспечения наибольшего функционального воздействия на организм человека с максимальным удовлетворением его потребительских предпочтений.

Включение в состав продукта «Амино Джем» гидролизата коллагена в количестве 18,0-22,0 мас. % обусловлено тем, что химический состав гидролизата коллагена является таким, что он содержит практически полный набор строительных элементов, необходимый для формирования кожи, суставов и связок.

Использование в продукте коллагена в форме его гидролизата, полученного путем ферментативной обработки коллагена, присутствующего в природном сырье, позволяет достичь наиболее высокой биодоступности и скорости усвоения уникальных аминокислотных компонентов коллагена. Это обусловлено тем, что в процессе ферментативного гидролиза происходит разрушение молекулярных связей в цепочке коллагена и распад ее, помимо свободных аминокислот, дополнительно на множество легко перевариваемых фрагментов - олигопептидов.

Олигопептиды могут также непосредственно поступать в кровь через стенки кишечника и обладают стимулирующим воздействием на клетки организма, которые вырабатывают коллаген (фибропласты), заставляя их работать интенсивнее и активнее делиться.

Проведенные исследования показали, что включение дополнительного количества свободных аминокислот и олигопептидов, входящих в состав гидролизатов коллагена, в пищевой рацион человека, статистически достоверно улучшает состояние кожи, снижает риск получения травм мышц, сухожилий, хрящей и связок во время интенсивных тренировок и при выполнении больших физических усилий.

Особую роль прием гидролизатов коллагена играет в предотвращении и снижении интенсивности болевых ощущений в суставах и связках во время и после больших физических нагрузок.

Прием гидролизатов коллагена, благодаря тому, что коллаген является базовым элементом в составе кожи, положительно сказывается на ее нормальном увлажнении и общем состоянии. Влияние неблагоприятных факторов окружающей среды или интенсивные тренировки спортсменов могут оказывать отрицательное влияние на кожу человека в результате потери влаги.

Важной причиной положительного влияния дополнительного приема гидролизатов коллагена на организм человека является усиление в нем процесса синтеза собственного коллагена.

В группу незаменимых входят аминокислоты с разветвленной углеродной цепью (т.н. группа ВСАА), в которую входят лейцин, изолейцин и валин.

Эти аминокислоты не синтезируются в организме человека, в связи с чем, их необходимо обязательно получать с пищей. В случае же, если количество этих аминокислот в пище будет недостаточным, то развитие и нормальное функционирование организма будет значительно нарушаться.

В результате исследований было установлено, что мышечные белки человека состоят почти на треть из аминокислот с разветвленной углеродной цепью. В связи с этим, аминокислоты группы ВСАА способны оказывать значительное влияние на увеличение физических возможностей человека, обладая при этом общеукрепляющим и восстанавливающим воздействием на работу всего организма.

Аминокислоты ВСАА реализуют свойства природного и безопасного анаболического средства, т.е. являются веществами, значительно усиливающими процесс синтеза белка и мышечных тканей в организме. При приеме дополнительных количеств аминокислот ВСАА организм естественным образом переключается в анаболическое состояние и начинает интенсифицировать процесс синтеза белка.

В состав продукта «Амино Джем» аминокислоты лейцин, изолейцин, валин входят в общем количестве 1,0-1,2 мас. %. Меньшее их содержание снижает функциональные характеристики продукта, а большее - отрицательно сказывается на его вкусо-ароматических характеристиках.

Синтез коллагена в организме - сложный многостадийный ферментативный процесс, который должен быть обеспечен достаточным количеством витаминов и минеральных веществ. Этот процесс не отличается высокой скоростью, в связи с чем, заживление травм соединительных тканей и хрящей, особенно у взрослых людей, протекает всегда достаточно медленно.

Одним из ключевых участников этого процесса является витамин С - аскорбиновая кислота, присутствующий в продукте «Амино джем» в количестве 0,16-0,18 мас. %, т.е. 160-180 мг на 100 г продукта. При дефиците витамина С в организме человека может происходить образование аномального коллагена - более рыхлого.

Присутствующая в продукте «Амино Джем» аскорбиновая кислота при потреблении джема в количестве 50 г/сутки, обеспечивает от 90 до 100% адекватной нормы потребления витамина С.

Процесс синтеза коллагена, ввиду его сложности и наличия нескольких этапов, требует значительных затрат внутриклеточной биоэнергии. В связи с этим, проблема энергетического обеспечения этого процесса требует к себе особого внимания.

С целью интенсификации процесса генерации биоэнергии в организме в состав продукта «Амино Джем» включен такой компонент, как Z-карнитин.

Одной из важнейших функций Z-карнитина в организме является его участие в процессах жирового обмена, в том числе явлениях, связанных с внутриклеточной генерацией биоэнергии за счет окисления жирных кислот в специализированных клеточных структурах - митохондриях клеток.

Было установлено, что ключевым компонентом для повышения эффективности деятельности митохондрий и производства достаточного количества биоэнергии является L-карнитин.

В случае недостатка L-карнитина в организме жирные кислоты, нуждающиеся в транспортировке в митохондрии для их «сгорания» и выработки биоэнергии, могут вновь связываться с имеющимися молекулами глицерина с образованием молекул жиров, откладываемых в организме в виде подкожных жировых отложений.

С увеличением внутриклеточного содержания Z-карнитина доля жирных кислот в общем потоке клеточного «топлива» возрастает, т.е. меньшее их количество остается неиспользованным. Далее, при соблюдении некоторых ограничений в диете и определенной физической нагрузке, организм, кроме жира, поступающего с пищей, начинает использовать для выработки энергии уже имеющиеся в организме жировые отложения.

Содержание L-карнитина в заявленном продукте составляет 0,3-0,4% или 300-400 мг на 100 г продукта, что составляет 75-100% от рекомендуемой суточной нормы его потребления.

Процесс переваривания гидролизатов коллагена обеспечивается не только ферментами, содержащимися в желудочном соке, но и бактериальными ферментами, вырабатываемыми микроорганизмами, функционирующими в толстом кишечнике.

С целью нормализации деятельности желудочно-кишечного тракта и повышения эффективности усвоения гидролизатов коллагена в организме в состав продукта входит такой компонент, как инулин.

Инулин является фруктоолигосахаридом (полимером фруктозы) - природным соединением, которое подобно крахмалу, является запасным углеводом и встречается во многих видах растений.

Инулин входит в группу пребиотиков, т.е. таких компонентов пищи, которые не перевариваются и не усваиваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, но ферментируются микрофлорой толстого кишечника человека. Их функция заключается в благоприятном воздействии на организм человека в результате избирательной стимуляции роста и повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника.

Инулин может также рассматриваться в качестве дополнительного элемента защиты организма, так как он, не полностью усвоенный в желудке и тонком кишечнике, выводит из организма в сорбированном виде большое количество нежелательных для организма компонентов. Он препятствует размножению патогенных микроорганизмов.

Инулин позволяет нормализовать у людей, испытывающих повышенные физические нагрузки, основные функции желудочно-кишечного тракта и адаптирует организм к повышенным физическим нагрузкам.

В состав продукта «Амино Джем» инулин входит в количестве 2,8-3,0 г на 100 г продукта, что отвечает 30% рекомендуемой суточной нормы его потребления. При большем содержании инулина в продукте «Амино Джем» происходит ухудшение его вкусовых характеристик.

Волокна цитрусовые растворимые, которые в предпочтительном варианте входят в состав продукта «Амино Джем», также как и инулин, участвуют в создании условий для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, функционирующих в различных отделах кишечного тракта человека.

Вместе с этим, включение цитрусовых волокон в состав «Амино Джема» благоприятно отражается на его вкусе, создавая, в целом, привлекательную и оригинальную картину его общего сенсорного восприятия.

Содержание цитрусовых волокон в составе продукта по желанию потребителей может изменяться в интервале от 0 до 1,6 мас. %.

Для создания устойчивой студнеобразной структуры «Амино Джема» в его состав входит природный полисахарид - агар-агар, добываемый из морских водорослей. Включение агар-агара объясняется тем, что гидролизаты коллагена, в отличие от его денатурированных форм типа желатина, не обладают достаточно выраженными структурообразующими свойствами.

Присутствие в составе продукта 1,2-1,4 мас. % агар-агара позволяет получить устойчивую структуру джема, сохраняющуюся при его длительном хранении, при соблюдении его высоких вкусовых характеристик. Снижение количества агар-агара ниже заявленного интервала уменьшает структурную прочность джема, а увеличение его количества неблагоприятно отражается на вкусовом восприятии его текстуры.

В состав «Амино Джем», наряду с компонентами, определяющими его функциональную направленность, включены ингредиенты, основная роль которых заключается в формировании вкусо-ароматических характеристик, отвечающих предпочтениям потребителей.

В качестве основного подслащивающего вещества в продукте «Амино джем» используется сахарозаменитель природного происхождения - эритритол, иногда называемый еще «дынным сахаром», так как он в заметных количествах присутствует в составе дынь. По своему химическому строению эритритол является аналогом глицерина, но в отличие от него, имеет углеродную цепь, состоящую не из трех, а из четырех атомов углерода. Набор вкусовых характеристик эритритола очень близок к сахарозе, но в отличие от нее, он имеет нулевую калорийность.

Эритритол обладает статусом полной пищевой безопасности и на его использование не существует каких-либо ограничений. В продукте «Амино Джем» эритритол присутствует в количестве 3,0-4,0 мас. %., что обеспечивает продукту мягкий, сладкий вкус с «холодноватым» оттенком.

Сукралоза в количестве 0,010-0,012 мас. %, т.е. 10-12 мг на 100 г продукта, также принимает участие в формировании сладкого вкуса «Амино Джема», не повышая его калорийность.

При комбинировании эритритола с интенсивным подсластителем сукралозой достигается синергизм их действия, когда сладость получаемой смеси оказывается выше суммы, составляющих ее компонентов.

Достоинством продукта «Амино Джем» является то, что сахарозаменитетеь и подсластитель, а также другие его компоненты не вносят своего вклада в калорийность продукта, и она практически полностью определяется присутствием в продукте его белковой составляющей, т.е. наличием аминокислот и олигопептидов, входящих в состав гидролизата коллагена. В связи с этим «Амино Джем» может использоваться диабетиками.

Лимонная кислота в количестве 1,6-1,8 мас. % позволяет стабилизировать кислотно-основные свойства отдельных компонентов, входящих в состав «Амино Джема», и создать необходимое значение рН продукта в наиболее предпочтительном для потребителей интервале его значений.

С целью создания наиболее благоприятного впечатления от внешнего вида продукта, его цвет спроектирован в соответствии с выявленными пожеланиями потребителей в диапазоне от розового до красного. Для этого используются пищевые красители - экстракт черной моркови и бета-каротин, общее количество которых в продукте составляет 0,08-0,10 мас. %.

Используемые в составе продукта различные виды вкусо-ароматических добавок в количестве 0,3-0,4 мас. % позволяют создавать продукту разнообразный аромат: клюквы, клубники, киви, апельсина, лесных ягод.

Для обеспечения длительного срока хранения «Амино Джема» в его состав включен консервант - сорбат калия в количестве 0,08-0,10 мас. %.

Состав разработанного функционального продукта «Амино Джем» характеризуется взаимным положительным влиянием присутствующих в нем компонентов и отсутствием побочных негативных последствий при его систематическом использовании широким кругом потребителей.

Продукт «Амино Джем» получают предварительным замачиванием расчетного количества агар-агара в воде в течение 1-2 часов, при этом используют около половины от ее общего количества. Остальные компоненты тщательно перемешивают, постепенно разбавляя водой получившуюся массу.

Набухший агар-агар нагревают и доводят до медленного кипения в течение 10 мин. Затем к нему добавляют подготовленную смесь, все компоненты далее тщательно перемешивают, кипятят в течение еще 10 мин, фильтруют, остужают до температуры 55-60 градусов Цельсия и далее разливают в предварительно подготовленные формы. Окончательная готовность продукта «Амино Джем» достигается в течение 60-90 мин после его разливки в формы.

Пример 1. Функциональный пищевой продукт для улучшения состояния кожи, укрепления и профилактики травм опорно-двигательного аппарата «Амино Джем» имеет следующий состав, мас. %:

Пример 2. Функциональный пищевой продукт для улучшения состояния кожи, укрепления и профилактики травм опорно-двигательного аппарата «Амино Джем» имеет следующий состав, мас. %:

Пример 3. Функциональный пищевой продукт для улучшения состояния кожи, укрепления и профилактики травм опорно-двигательного аппарата «Амино Джем» имеет следующий состав, мас. %:

Разработанный функциональный пищевой продукт «Амино Джем» может быть рекомендован в качестве профилактического средства для улучшения состояния кожи, укрепления и предотвращения заболеваний суставов и связок и реабилитации этих структурных элементов опорно-двигательного аппарата после тяжелых физических нагрузок и перенесенных травм. Продукт целесообразно использовать для питания спортсменов в период интенсивных тренировок в дополнение к основному рациону.