КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 23-26-00214

НазваниеСоздание специализированного пищевого продукта для питания спортсменов тренирующих силовую выносливость из мяса птицы и яиц направленной метаболической активности с повышенным содержанием белка

РуководительКлименкова Анастасия Юрьевна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный центр "Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства", Московская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2024 г. 

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-302 - Функциональные и специализированные пищевые продукты

Ключевые словакомплексная технология, специализированные пищевые продукты для питания спортсменов, коагулированный яичный белок, мясо птицы, направленная метаболическая активность, эссенциальные элементы, пищевая ценность, безопасность, техническая документация

Код ГРНТИ65.59.29

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Многочисленные исследования свидетельствуют, что для поддержания жизнеспособности организма на высоком уровне, восстановления многих химических веществ, вступивших в метаболизм во время тренировки, спортсменам необходимо оптимизированное под спортивные задачи питание. Питание – это главный и естественный компонент, обеспечивающий выносливость человека, эффективность выполняемой им физической работы, нормальное протекание обменных процессов и функционирование органов и систем организма, поддержание общего здоровья. При этом основные пищевые вещества, макро-, микроэлементы, витамины, минорные биологически активные вещества должны находиться в определенном соотношении, которое должно соответствовать не только энерготратам, но целям, стоящим перед спортсменом в определенном виде спорта. Данный проект направлен на создание новых специализированных пищевых продуктов из мяса птицы и яиц высокой пищевой и биологической ценности, направленной метаболической активности для введения в рацион питания спортсменов видов спорта, основным качеством в которых является силовая выносливость (триатлон, единоборства), с целью оптимизации их пищевого статуса, повышения адаптационного потенциала к высоким физическим и психоэмоциональным нагрузкам. Для этого будут разработаны медико-биологические требования к специализированному пищевому продукту из мяса птицы и яиц направленной метаболической активности с повышенным содержанием белка для питания спортсменов, занимающихся видами спорта, основным качеством в которых является силовая выносливость. Будет использован комплексный подход, который обеспечит обогащение яйце- и мясопродуктов в ходе технологического процесса получения специализированных пищевых продуктов эссенциальными элементами. В результате будет разработан продукт из мяса птицы и яиц: фаршевый продукт в индивидуальной упаковке, готовый к употреблению. В процессе составления рецептуры продукт будет обогащен сухим коагулированным яичным белком, кальцием, йодом. В опытах in vivo с использованием растущих крыс линии Вистар будет дана оценка биологической и пищевой ценности специализированного пищевого продукта и его эффективности в отношении показателей силы и выносливости у лабораторных животных. Научную новизну проекта определяет предлагаемый комплексный подход, обеспечивающий высокое содержание полноценного белка, обогащение эссенциальными нутриентами пищевого продукта, способствующий высокой сохранности вводимых микро- и макронутриентов. Критериям научной новизны отвечает состав разрабатываемого продукта из мяса птицы и яиц, обладающий сниженной потенциальной аллергенностью за счет снижения исходной антигенности белков яйца и обогащенный высокоусвояемыми органическими формами эссенциальных минеральных веществ: йодом, кальцием, доказанная эффективность и безопасность на лабораторных животных. Актуальность планируемого исследования непосредственно связана с проблемой импортозамещения и определяется необходимостью наличия ассортимента в нашей стране пищевых специализированных продуктов для питания спортсменов, создаваемых отечественной промышленностью. Широкомасштабный выпуск таких продуктов, отвечающих требованиям высокой пищевой и биологической ценности, предполагает применение соответствующего современного технологического подхода, осуществляющего обогащение специализированного пищевого продукта эссенциальными микронутриентами, связанными белком.

Ожидаемые результаты
На первом этапе будут разработаны медико-биологические требования к специализированному пищевому продукту из мяса птицы и яиц направленной метаболической активности с повышенным содержанием белка для питания спортсменов, занимающихся видами спорта, основным качеством в которых является силовая выносливость. Для получения такого продукта будет использован комплексный подход, который обеспечит обогащение яйце- и мясопродуктов в ходе технологического процесса получения специализированных пищевых продуктов эссенциальными элементами. Переработка яиц будет направлена на получение коагулированного яичного белка и включать следующие этапы: - этап кислотно-солевого гидролиза белка, проводимого путем снижения рН яичной массы раствором органической кислоты с солью и кратковременного теплового нагрева до температуры коагуляции путем введения пара в продукт. На этом же этапе в реакционную смесь будут введены эссенциальные микро- и макроэлементы, которые будут связываться с белком яичной массы, что способствует улучшению их сохранности и усвоению; - сублимационную сушку коагулированного яичного белка, что позволит обеспечить в продукте повышенное содержание полноценного белка без ухудшения его качества и снижения усвояемости. Будет осуществлен анализ химического состава продуктов переработки яиц и получаемого специального продукта. Будут изучены зависимости сохранности обогащающих эссенциальных микро- и макроэлементов, и определен необходимый уровень их внесения. Исследование состава высушенного коагулированного яичного белка обеспечит решение задачи по определению уровня его введения, исходя из потребности конечного потребителя в белке и необходимой консистенции конечного продукта, а также его органолептических свойств. На следующем этапе работы будет разработан продукт из мяса птицы и яиц: фаршевый продукт в индивидуальной упаковке, готовый к употреблению. В процессе составления рецептуры продукт будет обогащен сухим коагулированным яичным белком, кальцием, йодом. В опытах in vivo с использованием растущих крыс линии Вистар будет дана оценка биологической и пищевой ценности специализированного пищевого продукта и его эффективности в отношении показателей силы и выносливости у лабораторных животных. Будет проведена органолептическая оценка разработанного продукта, анализ физико-химических показателей, включающих состав, содержание микро-макроэлементов и показателей безопасности. На заключительном этапе будет выработана опытная партия специализированного пищевого продукта из мяса птицы и яиц: фаршевый продукт в индивидуальной упаковке готовый к употреблению. Будет разработана рецептура принципиально нового специализированного пищевого продукта (с заданными свойствами) для коррекции пищевого статуса и адаптационного потенциала спортсменов на тренировочном этапе спортивной подготовки путем направленного воздействия на метаболические процессы обмена белка, кальция и йода в организме. Способ производства специализированного продукта для питания спортсменов будет запатентован. Потребление разработанного специализированного пищевого продукта будет способствовать специфическому влиянию на повышение адаптивных возможностей спортсменов к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам, улучшению их спортивных результатов, а также снижению у них риска развития алиментарно зависимых заболеваний и травмирования. Полученный специализированный продукт может быть внедрен в рационы питания в организованных коллективах (только училищ Олимпийского резерва и школ детско-юношеского спорта в Российской Федерации более 1200), а так же при персонализации рациона питания спортсменов . Предлагаемая работа будет соответствовать мировому уровню исследований, так как применяемые технологии разработки специализированного пищевого продукта для питания спортсменов и, в частности, яйцепродуктов, предусматривают обогащение функциональными ингредиентами на стадиях переработки яиц и составления рецептуры, а также гидролиз сырья, обеспечивающий снижение аллергенности продукта. При этом технологические параметры процесса будут обеспечивать оптимизацию функциональных свойств.

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
1. В ходе выполнения работы было разработано медико-биологическое обоснование (МБО) состава специализированных продуктов из мяса птицы и яиц для питания спортсменов тренирующих силовую выносливость. В соответствии с МБО предлагается обогащение полуфабриката мясояичного витамином D, макроэлементами (Са, Mg) и микроэлементами (Fe, I) до следующего суммарного содержания в продукте с учетом их нативного количества в сырьевых компонентах: белок не менее 21% от энергетической ценности, кальций 150-500 мг, магний 60-200 мг, железо 5-9 мг, йод 22,5-75 мкг, витамин D 1,5-5 мкг в 100 г продукта соответственно. 2. Были выработаны образцы сухого коагулированного яичного белка (СКЯБ) двумя методами сушки: сублимационной и конвекционной. 3. Исследование физико-химических показателей СКЯБ высушенного разными методами показало различие данных продуктов в части состава (в большей степени по содержанию массовой доли влаги), а также степени восстановления. СКЯБ сублимационной сушки содержал 2,4% влаги, 79,7% белка. СКЯБ конвекционной сушки содержал 4,5% влаги, 78,4% белка. После обводнения массовая доля белка у СКЯБ сублимационной сушки составила - 14,75%, а у СКЯБ конвективной сушки - 14.29%. Исследовали степень восстановления сухого коагулированного яичного белка при разных соотношениях СКЯБ:вода. Выявлено, что СКЯБ сублимационной сушки восстанавливается существенно лучше, чем СКЯБ конвективной сушки (степень восстановления у СКЯБ сублимационной сушки в среднем на 10% выше, чем у СКЯБ конвекционной сушки при тех же условиях). Была проведена органолептическая оценка образцов сухого коагулированного яичного белка, высушенного разными способами. Установлено, что у образцов восстановленного белка, высушенного методом конвективной сушки ощущалась крупитчатость, он более плотный, оценка составляла 4,0 балла по сравнению с 4,8 баллами для белка, высушенного методом сублимации. Применение СКЯБ конвективной сушки имеет те же перспективы использования в качестве обогащающего компонента, как и применение СКЯБ сублимационной сушки и вполне подходит при производстве продуктов средней ценовой категории. 4. Были выработаны фаршевые композиции с соотношением мясо: коагулированный яичный белок 4:1, 3:1, 2:1, 1,5:1, 1:1. На первых этапах в качестве мяса выступало кусковое мясо цыплят-бройлеров, однако для увеличения массовой доли белка и снижения массовой доли жира было принято решение об использовании мяса грудки с кожей. Так как внесение коагулированного яичного белка позволяет повысить сочность продукта за счет повышения водосвязывающей способности фарша органолептические показатели продукта будут на хорошем уровне. В выработанных композициях определяли органолептические показатели и состав. Лучшими по органолептическим и физико-химическим характеристикам приняты композиции с соотношением мясо: коагулированный яичный белок равные 2:1, 1,5:1 и 1:1. В данных композициях массовая доля белка составила 20,2, 20,4,20,8% соответственно. Массовая доля жира не превышала 1,5-2,0%. Органолептическая оценка подтвердила сбалансированность вкусо-ароматических показателей. На основании проведенных исследований была обоснована рецептура разрабатываемого продукта (мясо-яичного рулетика с овощной начинкой): мясо грудки цыплят-бройлеров с кожей - 50%, коагулированный яичный белок - 30%, овощная начинка - 10%, сухие компоненты - 9%, специи - 1%. В предварительный вид рецептуры могут быть внесены изменения основываясь на продолжающихся исследованиях. 5. Применительно к технологии мясо-яичного продукта разработано два способа введения сухого коагулированного яичного белка: внесение в яичную смесь при коагуляции, внесение в фаршевую композицию в сухом или обводненном виде. Внесение сухого коагулированного яичного белка в яичную смесь перед коагуляцией позволяет повысит выход готового продукта на 10-30% по сравнению со стандартной технологией. Внесение СКЯБ позволяет повысить массовую долю белка в продукте вне зависимости от способа сушки: массовая доля белка при внесении 5 % СКЯБ составила - 15,4-15,6% (против 13,2% в коагулированном яичном белке без обогащения), при внесении 10% СКЯБ - 18,5%, при внесении 15% - 21,8%. Внесение СКЯБ непосредственно в фаршевую композицию возможно как в обводненном, так и в сухом виде с внесением необходимого количества воды для восстановления. Для исследований брали соотношение СКЯБ:вода равное 1:4,5. При разработке композиции данного продукта принято решение об использовании мясо-яичного фарша с соотношением мясо:коагулированный яичный белок 2-1,5:1. СКЯБ выступает в данном случае как дополнительный компонент обогащающий композицию полноценным белком. Соответственно были выработаны образцы с внесение 5-15% СКЯБ. Органолептическая оценка данных образцов показала, что вносимый СКЯБ сублимационной сушки легко восстанавливается в фаршевой композиции при наличии необходимого количества воды. Было принято решение об использовании СКЯБ в качестве обогащающего компонента при коагуляции яичного белка в количестве 15% и внесении его в сухом виде в количестве 5-10% непосредственно в фаршевую композицию в зависимости от состава полуфабриката. 6. В качестве обогащающих компонентов были выбраны: минеральный кальциевый обогатитель из скорлупы яиц (для обогащения полуфабриката кальцием), порошок сухой морской капусты "Ламинар", морская капуста (для обогащения йодом), сухая кровь (для обогащения железом и белком) и лактат магния (для обогащения продукта магнием) в качестве замены поваренной соли. Содержание кальция в коагулированном яичном белке при внесении минерально-кальциевого обогатителя в количестве 1,0, 1,5, 2,0 % составило 650,4, 709,5, 944,3 мг/100 г , соответственно. Органолептическая оценка не выявила изменения вкусовых характеристик продукта. Ощущение крупитчатости , характерной для продукта, обогащенного кальцием, отсутствовало. При обогащении коагулированного яичного белка порошком морской капусты "Ламинар" в количестве 0,5, 1,0, 1,5, 2,0% к массе исходного белка, уровень йода составил 0,8. 1,03, 1,43, 1,52 мг/100 г, соответственно. Сухую кровь и лактат магния было принято решение вводить непосредственно в фаршевую композицию на этапе составления рецептуры. Сухую кровь вводили в количестве 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 %, что позволило обогатить продукт железом до 2,38, 3,23, 4,05, 4,94, 5,8 мг/100 г, соответственно. Однако, вводимая сухая кровь оказывает существенное влияние на органолептические показатели продукта. Лактат магния вносили в количестве 0,2% в качестве замены поваренной соли. Данное количество не оказывает существенного влияния на вкусовые характеристики продукта. Основываясь на проведенных исследованиях в рецептуру коагулированного яичного белка планируется вводить 2,0% минерально-кальциевого обогатителя из скорлупы яиц и 1,0% порошка морской капусты "Ламинар", непосредственно в фаршевую композицию планируется ввести 1,8% сухой крови и 0,2 % лактата магния. 7. 28.11.2023 г в рамках 3-й Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение технологического развития и повышения конкурентоспособности в пищевой и перерабатывающей промышленности» прозвучал устный доклад на тему «Перспективы разработки мясо-яичных продуктов для питания спортсменов». Конференция проходила в онлайн режиме. 8. Публикация статей в журналах, индексируемых в Russian Science Citation Index, в РИНЦ Подготовлены и переданы на публикацию 2 статьи в журналы "Птица и птицепродукты", «Мясная индустрия» индексируемых в Russian Science Citation Index. Подготовлены 2 статьи для публикации в сборниках работ Международных научно-практических конференциях

 

Публикации

1. Клименкова А.Ю., Стефанова И.Л. Перспективы использования коагулированного яичного белка при создании продуктов для питания спортсменов Научное обеспечение технологического развития и повышения конкурентоспособности в пищевой и перерабатывающей промышленности: 3-я междунар. науч.-практ. конф. 28-29 ноября 2023 г, Кубанский филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, - (год публикации - 2023)

2. Клименкова А.Ю., Стефанова И.Л. Разработка мясо-яичного продукта для питания спортсменов Мясная индустрия, - (год публикации - 2024)

3. Клименкова А.Ю., Стефанова И.Л., Михайленко И.Г. Характеристика сухого коагулированного яичного белка при разном способе сушки для использования в специализированном питании Птица и птицепродукты, - (год публикации - 2024)

4. Стефанова И.Л.,Борисова В.Л. Rational use of lupine flour for enrichment of coagulated melange and chopped semi-finished products from broiler chicken meat E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences 463, 01029 (2023) (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202346301029