Обоснование использования биопотенциала гидролизатов коллагенсодержащего рыбного сырья в протеиновом спортивном питании

Поскольку роль низкомолекулярных пептидов коллагенового происхождения очень важна в метаболизме организма, целью настоящей работы являлось обоснование использования продуктов гидролиза коллагенсодержащего рыбного сырья (чешуи) в составе протеинового питания спортсменов. Низкомолекулярная сублимированная пептидная водорастворимая и высушенная водонерастворимая белково-минеральная добавки из чешуи сардины/сардинеллы получены методом ферментативно-термического гидролиза. Исследован биопотенциал продуктов гидролиза чешуи и вспомогательных пищевых добавок (яблочные выжимки, льняной жмых, кедровые орехи) с применением стандартных и общепринятых методик. Оценка содержания белка и его аминокислотного состава в пептидной добавке и анализ минерального состава белково-минеральной добавки показали высокий биопотенциал добавок по названным критериям. Пептидная добавка содержит все незаменимые аминокислоты при биологической ценности 59,9%. В белковоминеральной добавке отсутствует триптофан, но много кальция (22,2 г/100 г) и фосфора (12,0 г/100 г). Показано высокое содержание функциональных пищевых ингредиентов (белка, пектина, целлюлозы, полифенолов, минеральных веществ, витамина С) во вспомогательном растительном сырье. Обоснована форма продукта спортивного питания в виде порционного батончика в шоколадной глазури. Установлена основная рецептура протеинового батончика массой 60 г с требуемым содержанием белка, заданной структурой и высокими потребительскими свойствами. При содержании белка 23,5% батончик обеспечивает 24,1% калорийности продукта, что соответствует «высокобелковому продукту» спортивного питания согласно ГОСТ 34006-2016. Биологическая ценность белка батончика увеличилась относительно пептидной добавки на 12% и составила 71,38%. Протеиновый батончик спортивного питания является функциональным по содержанию аминокислот (изолейцин, лейцин, валин, метионин и цистин, фенилаланин и тирозин, триптофан, лизин, треонин, аланин, аргинин, гистидин, глицин, карнозин, таурин, орнитин, цитруллин), клетчатки, полифенолов, кальция и фосфора и рекомендуется спортсменам и людям, ведущим активный образ жизни.

1. Гаврилова Н. Б., Щетинин М. П., Молибога Е. А. Современное состояние и перспективы развития производства специализированных продуктов для питания спортсменов // Вопросы питания. 2017. Т. 86. N 2. С. 100–106.

2. Saura R. A., Rentero M. P. Z., Hernández J. M. Sports nutrition and performance (open access peer-reviewed chapter). In: Mózsic G., Figler M. (eds.) Nutrition in Health and Disease – Our Challenges Now and Forthcoming Time. 2019. https://doi.org/10.5772/intechopen.84467.

3. Latkov N. Yu, Vekovtsev A. A., Koshelev Yu. A., Bakaytis V. I. Relevant problems of sports nutrition // Foods and Raw materials. 2015. Vol. 3, no. 1. P. 77–85. https://doi.org/10.12737/11241.

4. Худяков М. С. Рынок спортивного питания // Сибирский торгово- экономический журнал. 2015. N 1 (20). С. 89–91.

5. Некрасова Ю. О., Мезенова О. Я. Батончики-снеки для спортивного питания: маркетинговое исследование и технология // Вестник молодежной науки. 2020. N 3 (25). С. 8. https://doi.org/10.46845/2541-8254-2020-3(25)-8-8.

6. Мезенова О. Я., Мезенова Н. Ю., Байдалинова Л. С., Мерзель Й.-Т., Хелинг А. Биотехнология гейнеров для спортивного питания на основе активных пептидов рыбной чешуи // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю. А. Овчинникова. 2014. Т. 10, N 1. С. 20–24.

7. Мезенова О. Я. Перспективы получения и использования протеинов из вторичного рыбного сырья // Вестник Международной академии холода. 2018. N 1. С. 5–10. https://doi.org/10.17586/1606-4313-2018-17-1-5-10.

8. Иванова Е. А., Якубова О. С. Анализ молекулярно-массового состава и свойств желатина и клея из чешуи рыб // Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение: труды Междунар. науч.-техн. конф. (Воронеж, 13–14 ноября 2014 г.). Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета инженерных технологий, 2014. Т. 1. С. 204–209.

9. Sionkowska A., Kozlowska J. Fish scales as a biocomposite of collagen and calcium salts // Key Engineering Materials. 2014. Vol. 587. P. 185–190. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.587.185.

10. Пат. № 2681352, Российская Федерация. Cпособ получения пищевых добавок из вторичного рыбного сырья с применением гидролиза / С. В. Агафонова, Л. С. Байдалинова, В. В. Волков, Л. В. Городниченко, Т. Гримм, Н. Ю. Мезенова [и др.]; патентообладатель ООО «Биотех»; заявл. 31.01.2018; опубл. 06.03.2019. Бюл. № 7.

11. Мезенова Н. Ю., Байдалинова Л. С. Мезенова О. Я., Moersel J.-T., Hoeling A. Активные пептиды рыбной чешуи в гейнерах для спортивного питания // Вестник Международной академии холода. 2014. N 2 (51). С. 47–52.

12. Хелинг А., Гримм Т., Волков В. В., Мезенова Н. Ю., Мезенова О. Я. Инновационное получение протеинов из белоксодержащего биологического сырья // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2017. Т. 3, N 2. С. 3–8. [Электронный ресурс]. URL: http://vestnik-nauki.ru/wpcontent/uploads/2017/08/2017-N2-Hoehling-Mezenova.pdf (17.08.2021).

13. Wald M., Schwarz K., Rehbein H., Bußmann B., Beermann C. Detection of antibacterial activity of an enzymatic hydrolysate generated by processing rainbow trout by-products with trout pepsin // Food Chemistry. 2016. Vol. 205. P. 221–228. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.03.002.

14. Bader M., Ganten D. Update on tissue reninangiotensin systems // Journal of Molecular Medicine. 2008. Vol. 86, no. 6. P. 615–621. https://doi.org/10.1007/s00109-008-0336-0.

15. Bougatef A., Nedjar-Arroume N., Manni L., Ravallec-Ple R., Barkia A., Guillochon D., et al. Purification and identification of novel antioxidant peptides from enzymatic hydrolysates of sardinelle (Sardinella aurita) by-products proteins // Food Chemistry. 2010. Vol. 118, no. 3. P. 559–565. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.05.021.

16. Lucas J. A., Lucas P. R., Vogel S., Gamble G. D., Evans M. C., Reid I. R. Effects of sub elite competitive running on bone density, body composition and sexual maturity of adolescent females // Osteoporosis International. 2003. Vol. 14, no. 10. P. 848–856. https://doi.org/10.1007/s00198-003-1455-7.

17. Watkins J. Fundamental biomechanics of sport and exercise. 2014. 664 p. https://doi.org/10.4324/9780203066461.

18. Pati F., Datta P., Adhikari B., Dhara S., Ghosh K., Das Mohapatra P. K. Collagen scaffolds derived from fresh water fish origin and their bio-compatibility // Journal of biomedical materials research. 2012. Vol. 100A, no. 4. P. 1068–1079. https://doi.org/10.1002/jbm.a.33280.

19. Yamada S., Nagaoka H., Terajima M., Tsuda N., Hayashi Y., Yamauchi M. Effects of fish collagen peptides on collagen post-translational modifications and mineralization in an osteoblastic cell culture system // Dental Materials Journal. 2013. Vol. 32, no. 1. P. 88–95. https://doi.org/10.4012/dmj.2012-220.

20. Громова О. А., Торшин И. Ю., Томилова И. К., Гилельс А. В. Кальций и биосинтез коллагена: систематический анализ молекулярных механизмов воздействия // Лечащий врач. 2016. N 9. С. 96–103.

21. Kunstel K. Calcium requirements for the athlete // Current Sports Medicine Reports. 2005. Vol. 4, no. 4. P. 203–206. https://doi.org/10.1097/01.csmr.0000306208.56939.01.

22. Мезенова О. Я., Байдалинова Л. С., Волков В. В., Агафонова С. В., Мезенова Н. Ю., Казимирова Е. А. Обоснование рациональных параметров гидролиза коллагенсодержащего высокоминерализованного копченого рыбного сырья // Известия вузов. Пищевая технология. 2019. N 4 (370). С. 46–50.

23. Figueroa A., Wong A., Jaime S.J. Influence of L-citrulline and watermelon supplementation on vascular function and exercise performance // Current opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2017. Vol. 20, no. 1. P. 92–98. https://doi.org/10.1097/MCO.0000000000000340.

24. Sale C., Artioli G. G., Gualano B., Saunders B., Hobson R. M., Harris R. C. Carnosine: from exercise performance to health // Amino Acids. 2013. Vol. 44, no. 6. P. 1477–1491. https://doi.org/10.1007/s00726-013-1476-2.

25. Huxtable R. J. Physiological actions of taurine // Physiological Reviews. 1992. Vol. 72, no. 1. P. 101– 164. https://doi.org/10.1152/physrev.1992.72.1.101.

26. Muthukumaran S., Jaidev J., Umashankar V., Sulochana K. N., Ornithine and its role in metabolic disease // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017. Vol. 86. P. 185–194. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.12.024.

27. Иорданская Ф. А., Цепкова Н. К. Кальций в крови: диагностическое и прогностическое значение в мониторинге функционального состояния высококвалифицированных спортсменов // Вестник спортивной науки. 2009. N 3. С. 33–35.

28. Иорданская Ф. А., Цепкова Н. К. Фосфор крови: диагностическое и прогностическое значение в мониторинге функционального состояния высококвалифицированных спортсменов // Вестник спортивной науки. 2011. N 4. С. 30–33.

29. Kruczek M., Gumul D., Kačániová M., Ivanišhová E., Mareček J., Gambuś H. Industrial Apple Pomace by-products as a Potential Source of Pro-health Compounds in Functional Food // Journal of Microbiology, Bitochnology and Food Sciences. 2017. Vol. 7, no. 1. P. 22–26. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2017.7.1.22-26.

30. Rana S., Gupta S., Rana A., Bhushan S. Functional properties, phenolic constituents and antioxidant potential of industrial apple pomace for utilization as active food ingredient // Food Science and Human Wellness. 2015. Vol. 4, no. 4. P. 180– 187. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2015.10.001.

31. Sicilia T., Niemeyer H. B., Honig D. M., Metzler M. Identification and stereochemical characterization of lignans in flaxseed and pumpkin seeds // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003. Vol. 51, no. 5. P. 1181–1188. https://doi.org/10.1021/jf0207979.

32. Tourе A., Xueming X. Flaxseed lignans: source, biosynthesis, metabolism, antioxidant activity, bio-active components, and health benefits // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2010. Vol. 9, no. 3. P. 261–269. https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2009.00105.x.

33. Егорова Е. Ю., Позняковский В. М. Пищевая ценность кедровых орехов Дальневого Востока // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2010. N 4 (316). С. 21–23.

34. Колесникова Т. Г., Субботина М. А., Шубенкина Н. С. Исследование химического состава белково-липидного продукта из кедровых орехов // Техника и технология пищевых производств. 2013. N 2 (29). С. 22–25.