Результат интеллектуальной деятельности: Состав для высокопротеиновой каши быстрого приготовления

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству продуктов быстрого приготовления, не требующих варки.

Многие люди в последнее время из-за постоянной занятости предпочитают тратить как можно меньше времени на приготовление еды. В эту группу продуктов питания попадают и каши, о пользе потребления которых всем хорошо известно с раннего детства.

Но варить кашу или не хочется, или на это попросту нет времени, так как для ее приготовления по классическим рецептам может требоваться более 3-4 часов (Книга о вкусной и здоровой пище. М: Пищепромиздат, 1952. - 400 с. [стр. 238 и др.]).

В связи с этим в последние годы популярностью у населения стали пользоваться каши т.н. быстрого приготовления. Для того, чтобы их приготовить достаточно залить горячей водой или молоком смесь на основе предварительно подготовленных зерновых круп (овсяной, гречневой, пшеничной, рисовой и т.п.), и уже через несколько минут можно приступать к завтраку или ужину.

Такая быстрота приготовления каши обеспечивается применением специальных технологий для обработки входящих в их состав зерновых компонентов. Для получения каши в этом случае используются не цельные зерна круп, а продукты, произведенные на их основе путем, например, гидротермальной обработки, или же хлопья, как результат их механического расплющивания.

Благодаря такой предварительной модификации крупы приобретают повышенную способность впитывать влагу, и за счет этого быстро развариваться.

Ценность каши, как продукта питания, который может быть приготовлен на основе различных крупяных культур, объясняется тем, что в состав каш входят высокомолекулярные углеводы, отличающиеся низким значением гликемического индекса и соответственно характеризующиеся длительным периодом их усвоения.

Это обеспечивает достижение протяженного по времени состояния пищевого насыщения после их потребления. Кроме того, каши содержат важные для организма пищевые волокна, ряд минеральных веществ, некоторые витамины и относительно небольшое количество жиров.

С позиций современной теории рационального питания, к числу основных недостатков каш следует отнести низкое содержание в них протеинов, являющихся одним из незаменимых компонентов питания человека (Методические рекомендации Роспотребнадзора MP 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации»).

Потребление протеинов должно составлять от 65 до 117 г в сутки для мужчин и от 58 до 87 г в сутки для женщин Для спортсменов и людей, испытывающих большие физические нагрузки, нормы потребления протеинов могут быть еще выше (R. Jager et al. International society of sports nutrition position stand: protein and exercise // Journal of International Society of Sports Nutrition. - 2017. - v. 14: 20 (25 pp.).

Недостаточное потребление протеинов может приводить к появлению быстрого чувства усталости уже при сравнительно небольших физических нагрузках, потере мышечной массы и возникновению различных заболеваний.

Содержание протеинов в зерновых продуктах, являющихся основным компонентом каш, относительно невелико и составляет 10,1% для овса, 11,3% для гречихи, 6„6% для риса и т.п. Таким образом, при потреблении порции каши, масса которой в сухом виде составляет 40 г, в организм будет поступать не более 4 г протеинов, что соответствует не более 2-3% от рекомендуемой суточной нормы.

Это диктует необходимость повышения питательной ценности каш путем их дополнительного обогащения высоко концентрированными по отношению к протеину компонентами.

Известен продукт, содержащий гречневую крупу, L-карнитин, тиамин, креатин, лизин и питьевую воду при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %: гречневая крупа - 5-70, тиамин - 5-60, креатин - 5-60, L-карнитин - 5-60, лизин - 5-60, питьевая вода - остальное (патент RU 2594782).

Недостатком изобретения является то, что заявленный продукт обогащен только одной из двадцати аминокислот, входящих в состав протеинов человека - лизином, что не позволяет при его использовании оказывать эффективное воздействие на рост и восстановление мышечной массы.

Известен состав сухой зерно-молочной каши быстрого приготовления, содержащий молочный продукт, в качестве которого используют сухое цельное молоко в количестве 20-27%, муку, обработанную методом экструзии, в количестве 53,5-63,5%, сахарозу в количестве 9-11%, в качестве источника пищевых волокон в котором используют фруктовую добавку в количестве 3-14% и в качестве дополнительного источника витаминов, макро- и микроэлементов используют витаминно-минеральный премикс с комплексом водо- и жирорастворимых витаминов в количестве 0,6% (патент RU 2626534).

Недостатком заявленного состава является использование для повышения пищевой ценности каши в качестве источника протеинов сухого цельного молока, который содержит не менее 26% жира, от 26 до 30% молочного сахара (лактозы) и 34% белка в пересчете на сухой обезжиренный остаток (ГОСТ Р 52791-2007. Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия (с Изменением N 1)).

Наличие большого количества жира в каше повышает риск набора избыточной массы тела при ее потреблении. Содержащаяся в продукте лактоза может приводить к вздутию живота и диарее у значительной части людей, обладающих пониженным содержанием фермента лактазы, необходимой для правильного переваривания молочного сахара в организме.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является состав каш быстрого приготовления, содержащий зерновые хлопья, белковый материал, растительный комплекс и вкусовые добавки. В качестве зерновых хлопьев используются пшенные и рисовые хлопья, а в качестве растительного комплекса - смесь, включающую муку льняную, порошок моркови, кусочки сушеной тыквы и петрушку сушеную. В качестве белкового материала и вкусовой добавки применяют соответственно молочный белок и соль поваренную. При этом компоненты используют при следующем их соотношении, мас. %: пшенные хлопья 32,0-36,0, рисовые хлопья 32,0-36,0, мука льняная 7,0-12,0, порошок моркови 5,0-7,0, петрушка сушеная 0,5, молочный белок 6,3-7,0 и соль поваренная 1,2 (патент RU 2562221).

Недостатком изобретения является низкое содержание в предложенном продукте белковой составляющей, а также использование в качестве белковой основы протеинов молока. В их состав входит только относительно небольшое количество быстро усвояемых протеинов, в связи с тем, что их основным компонентом является казеин, для полного переваривания которого требуется не менее 6-7 часов.

Это приводит к замедлению поступления в организм необходимых для роста и восстановления мышечных тканей аминокислот, что не позволяет в полной мере использовать возможности тонких гормональных механизмов анаболизма, присутствующих в мышечных волокнах.

Кроме того, молочный белок, не прошедший достаточно высокую очистку, может сохранять в своем составе заметное остаточное количество жира и молочного сахара, потребление которых может быть нежелательным для целого ряда потребителей, например тех, которые активно контролируют массу своего тела или не обладают необходимой толерантностью к лактозе.

Задачей, на которую было направлено предложенное техническое решение, является создание состава для каши быстрого приготовления, содержащей повышенное количество высококачественных протеинов, обладающей высокими потребительскими характеристиками.

Поступление протеинов в составе каш, традиционно потребляемых утром и вечером, в которых протеины присутствуют обычно в весьма ограниченном количестве, позволяет увеличить общий объем потребления протеинов в течение суток, а также сделать более равномерным по времени их поступление в организм.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для высокопротеиновой каши используется состав, характеризующийся тем, что он содержит смесь, включающую зерновую крупу быстрого приготовления или зерновые хлопья, концентрат сывороточного протеина, концентрат молочного протеина, инулин, изомальтулозу, камедь ксантановую, хлорид калия, сукралозу, ароматизатор и пищевой краситель при следующем содержании исходных компонентов, мас. %: зерновая крупа быстрого приготовления или зерновые хлопья - 30-45, концентрат сывороточного протеина - 12-20, концентрат молочного протеина - 8-14, инулин - 10-20, изомальтулоза - 8-16, камедь ксантановая - 0,6-0,8, хлорид калия - 1,2-1,6, сукралоза - 0,06-0,08, ароматизатор 1,4-1,8, пищевой краситель - 0,05-0,1.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является создание состава для высокопротеиновой каши быстрого приготовления, обеспечивающего обогащение суточного рациона питания важной протеиновой компонентой. Особый интерес предложенный продукт может представлять для спортсменов, потребность в протеине у которых существенно выше, чем у обычных людей.

Потребление высокопротеиновых каш быстрого приготовления создает возможность в сочетании с тренировками достичь ускоренного роста безжировой мышечной массы, а также обеспечить условия для ее быстрого и эффективного восстановления после интенсивных физических нагрузок. Предложенный продукт обладает высокими потребительскими свойствами в отношении его внешнего вида, вкуса и аромата.

Для получения высокопротеиновой каши быстрого приготовления могут быть использованы зерновые крупы быстрого приготовления или зерновые хлопья.

Для предварительной подготовки круп наиболее часто применяется технология пропаривания или длительного томления с последующей сушкой, а также плющения, дополняемого тонким измельчением продукта (Зерновые завтраки / под ред. Роберта Б. Фаста и Элвуда Д. Колдуэлла; пер. с англ. яз. 2-го изд. под общ. ред. В.С. Иунихиной, В.С. Крауса. - Санкт-Петербург: Профессия, 2007. - 527 с.).

Количество зернового компонента в предлагаемом составе высокопротеиновой каши быстрого приготовления составляет 30-45 мас. %. Дальнейшее увеличение его доли будет связано с сокращением протеиновой составляющей каши, что является нежелательным, так как это будет отрицательно отражаться на ее питательных свойствах, а меньшее - иметь своим результатом заметное ухудшение ее вкусового восприятия.

Без протеина (белка) нет жизни - эту истину вспоминают при каждом описании живой материи, так как протеины являются обязательным компонентом всех живых клеток. Пятая часть тела человека по массе состоит из протеинов. Половина общего количества протеинов входит в состав мышц, 20% - костей и хрящей, 10% - кожи и т.д.

В процессе жизнедеятельности протеины в организме расходуются, в связи с чем они должны постоянно пополняться. Около половины протеинов мышечной ткани человека обновляется, например, каждые 150 дней.

Потребность в протеине - это то его количество, которое обеспечивает все запросы организма, необходимые для нормального протекания физиологических процессов.

Удовлетворить такую потребность за счет только обычных продуктов питания часто представляет собой сложную задачу, так как достичь потребления протеинов, составляющего, например, 2 г/кг массы тела или 150-160 граммов протеина в день, что является типичным для атлетов многих видов спорта, оказывается совсем не так просто.

Это объясняется тем, что в 100 граммах говядины содержится, в среднем, всего лишь около 18 граммов белка, в стакане молока его 5,8 граммов. Кроме того, вместе с пищевым протеином в большинстве случаев в организм будет поступать избыточное для многих людей количество жира.

В связи с этим, в помощь спортсменам и людям, испытывающим повышенную потребность в протеинах, связанную, например, с необходимостью восстановления организма после болезни, поставленной перед собой задачей развития силового потенциала, совершенствования состава тела и т.п., в рацион питания дополнительно могут включаться специально разработанные высоко концентрированные по отношению к протеину продукты.

Сывороточный протеин является водорастворимой составляющей протеинов молока. Аминокислотный состав сывороточного протеина наиболее близок к составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной углеродной цепью (лейцина, изолейцина и валина), так называемая группа ВСАА, превосходят все остальные протеины животного и растительного происхождения.

Сывороточный протеин относится к группе т.н. «быстрых» протеинов, так как обладает повышенной скоростью усвоения по сравнению с другими видами пищевых белков.

После потребления сывороточного протеина концентрация аминокислот и пептидов в токе крови резко возрастает уже в течение первого часа после приема. Кроме того, примерно 14% белков в составе этого протеина находятся в виде продуктов их гидролиза, т.е. индивидуальных аминокислот или низкомолекулярных фрагментов - олигопептидов. Последние являются стимуляторами пищеварения и участвуют в синтезе многих жизненно важных биологически активных соединений.

В состав высокопротеиновой каши быстрого приготовления сывороточный протеин входит в количестве 12-20 мас. %. При меньшем количестве его положительное воздействие на организм снижается, а при большем - нарушается однородность и необходимые реологические характеристики готового продукта.

Компонентом молочного протеина, представляющим его высокомолекулярную фракцию, является казеин. Доля казеина в составе протеинов молока составляет около 80%. Казеин относится к группе «медленных» протеинов, так как продукты его усвоения попадают в мышцы и другие органы тела с достаточно длительной задержкой.

Это объясняется тем, что при поступлении казеина в желудок он вначале створаживается и превращается в сгусток, который затем переваривается длительное время, обуславливая сравнительно низкий темп усвоения продуктов расщепления этого протеина. Суммарное время переваривания казеина составляет около 6-7 часов. В результате этого достигается устойчивое в течение длительного периода времени поступление аминокислот в кровь.

Доля молочного протеина в составе высокопротеиновой каши быстрого приготовления составляет 8-14 мас. %. Снижение количества молочного протеина в заявленном составе отрицательно влияет на достижение чувства пищевого насыщения после потребления каши, а его увеличение ухудшает эффект физиологического воздействия продукта на организм.

В состав предложенного продукта входит инулин, выполняющий задачу источника пищевых волокон и пребиотика.

Потребление пищевых волокон за счет улучшения процессов пищеварения и комплекса других факторов положительно сказывается на общем физическом и ментальном состоянии человека. Часть пищевых волокон, к которым относится и инулин, могут выступать также в качестве компонентов питательных сред, обеспечивающих развитие здоровой микробиоты человека.

Инулин относится к высокомолекулярным полисахаридам, образованных на основе молекул фруктозы. Инулин не переваривается пищеварительными ферментами человека, и при попадании в пищеварительный тракт он проходит через желудок и тонкий кишечник в неизменном виде.

В толстом кишечнике инулин избирательно стимулирует рост и жизненную активность лакто- и бифидобактерий, которые в норме должны преобладать над другими видами микроорганизмов. Инулин также качественно выводит из организма шлаки, снижает уровень холестерина, обладает укрепляющим действием на иммунитет.

Содержание инулина в составе высокопротеиновой каши быстрого приготовления составляет 10-20 мас. %. При меньшем содержании инулина его физиологическое действие снижается, а при большем - прохождение через желудочно-кишечный тракт значительных по объему неперевариваемых пищевых масс, образованных при участии инулина, может приводить к возникновению чувства пищевого дискомфорта.

В состав заявленного продукта включен углевод - изомальтулоза. Молекула этого дисахарида является изомером сахарозы и, аналогично сахарозе, состоит из глюкозы и фруктозы. Отличительной чертой изомальтулозы является то, что в ее молекуле эти простые сахара соединены между собой иной, нежели чем у сахарозы, химической связью.

Сладость изомальтулозы характеризуется мягким приятным вкусом, без посторонних оттенков и послевкусия. Она меньше, чем у сахарозы, и составляет 0,4-0,5 от ее сладости.

Главным достоинством изомальтулозы, как продукта питания, является постепенное и более медленное усвоение ее организмом по сравнению с сахарозой. Протяженный интервал полного усвоения изомальтулозы, при той же калорийности, что и у сахарозы, является особенно ценным для людей, не имеющих возможности полноценно питаться в течение дня, а также для тех, кто испытывает длительные физические нагрузки.

Несомненным достоинством изомальтулозы является то, что ее прием не оказывает негативного влияния, вызываемого резким повышением уровня глюкозы и инсулина в крови, как это происходит в случае потребления обычного сахара.

В состав заявленного продукта изомальтулоза входит в количестве 8-16 мас. %. Нижний предел содержания изомальтулозы обеспечивает приятный гармоничный вкус каши, а превышение указанного предела приводит к повышению содержания ее углеводной компоненты и в результате этого к нежелательному росту калорийности продукта.

Ксантановая камедь является природным высокомолекулярным полисахаридом. Она хорошо растворима в молоке, горячей и холодной воде. Это позволяет при использовании ксантановой камеди в качестве загустителя сформировать при приготовлении каши однородную и стабильную по вязкости структуру.

В состав предлагаемого продукта ксантановая камедь входит в количестве от 0,6 до 0,8 мас. %. Проведенные испытания показали, что такой интервал ее содержания позволяет обеспечить наиболее приемлемые для потребителей характеристики готового продукта.

В заявленном продукте в качестве заменителя соли используется хлорид калия. Калий необходим в организме для поддержания водно-солевого баланса, регулирования деятельности сердца и почек и стабилизации кровяного давления. Кроме того, калий улучшает работоспособность, повышает остроту мышления, поддерживает нормальное состояние нервных тканей.

Содержание хлорида калия в продукте составляет 1,2-1,6 мас. %. Этот интервал его концентрации является оптимальным, так как при меньшем количестве возникает ощущение недостаточной солености продукта, а при большем - вкусовые качества продукта заметно ухудшаются.

Для обеспечения гармоничности сладкого вкуса и формирования приятного аромата продукта, а также с целью создания его привлекательного зрительного образа в состав продукта включены сукралоза, а также ароматизаторы и пищевые красители.

На основании результатов проведенных дегустационных исследований были установлены оптимальные интервалы их содержания в продукте: сукралозы - 0,06-0,08, ароматизаторов - 1,4-1,8 и пищевых красителей - 0,05-0,1 мас. %.

Достоинством предложенного состава для высокопротеиновой каши быстрого приготовления является то, что она может использоваться в рамках традиционного рациона питания и, в особенности, потребляться за завтраком.

После попадания каши в желудок в плазме крови начинает быстро повышаться уровень содержания аминокислот. Мышечные клетки человека обладают высокой чувствительностью к изменению их содержания, и поэтому быстрое увеличение их концентрации вызывает мощную анаболическую реакцию. Регулярное потребление высокопротеиновой каши заметно облегчает задачу достижения быстрого роста и восстановления мышечных тканей при занятиях спортом и фитнесом. Оно сопровождается дополнительно возникновением чувства бодрости и притока энергии.

Предложенный состав для высокопротеиновой каши быстрого приготовления, в целом, характеризуется, синергетическим действием включенных в ее состав ингредиентов на функциональные и вкусовые свойства продукта. Его высокие потребительские качества способствуют лучшему усвоению содержащегося в нем протеина.

Подготовленный путем смешения исходных ингредиентов состав для высокопротеиновой каши быстрого приготовления расфасовывается далее в водонепроницаемые пакетики массой 40,0 г.

Для получения готовой каши содержимое пакетика заливают 200-300 мл горячей воды с температурой не выше 60°С или молоком той же температуры. Полученную смесь тщательно перемешивают, закрывают крышкой и дают настояться до готовности в течение 5 минут.

При использовании бытовой микроволновой установки содержимое пакетика заливают 200-300 мл кипяченой воды или молоком и оставляют в СВЧ-поле в течение 1-2 минут (при мощности установки около 600 Вт).

Превышение указанного выше верхнего предела температуры воды или молока или же соответственно времени нахождения в СВЧ-установке является нежелательным, так как это может приводить к свертыванию протеина, входящего в состав для приготовления каши. Это будет сопровождаться заметным ухудшением ее вкуса и других потребительских характеристик.

Пример 1. Состав для получения густой высокопротеиновой каши быстрого приготовления со вкусом «малина со сливками», характеризуется следующим сочетанием компонентов, мас. %:

Для приготовления густой высокопротеиновой каши содержимое пакетика с 40 г сухого состава каши, смешивают с 200 мл горячей питьевой воды, имеющей температуру 60°С, и закрывают крышкой. Время контакта состава с горячей водой составляет 5 минут.

Пример 2. Состав для получения жидкой высокопротеиновой каши быстрого приготовления со вкусом «сливочный домашний сыр» характеризуется следующим сочетанием компонентов, мас. %:

Для приготовления готовой каши с жидкой консистенцией с использованием СВЧ-установки содержимое пакетика с 40 г сухого состава каши, смешивают с 300 мл питьевой воды комнатной температуры и помещают далее в СВЧ-установку. Время пребывания смеси в СВЧ-поле составляет 2 минуты.