Код документа: RU2461226C2
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к желатинизированному пищевому продукту, такому как жевательный мармелад, способному обеспечивать эффективное поступление углеводов во время или после завершения физических упражнений.
Уровень техники
Целью многих промышленно выпускаемых продуктов является обеспечение оптимального снабжения спортсменов и спортсменок питательными веществами и энергией. Многие из них основываются на общеупотребительных пищевых концепциях и базируются на обычных ингредиентах, таких как фрукты, злаки, сахар, мед, волокна и шоколад. Некоторые относящиеся к спортивной пище изделия являются более усовершенствованными продуктами, для которых была подтверждена их способность оказывать положительное физиологическое действие во время или после физических упражнений. К главным областям их применения относятся (ре)гидратация организма, восполнение запаса минеральных веществ, утрачиваемых при потоотделении во время тренировок, и снабжение энергией. Снабжение спортсменов и спортсменок энергией может осуществляться различными способами. Питательные вещества многих типов могут в соответствующей матрице доставлять существенные количества калорий. Жиры, белки и углеводы - все они могут поставлять энергию человеческому организму. Однако для спортсменов и спортсменок особое значение имеет скорость обеспечения биологической доступности энергии для мышц. Доставка энергии к мышцам тела быстрым и эффективным способом остается ключевым вопросом в области спортивного питания. Энергия должна быстро приводиться в доступное состояние, а переваривание, всасывание и транспортировка энергетически эффективных питательных веществ сами по себе должны требовать минимальных количеств энергии.
Спортсмены и спортсменки сталкиваются со специфическими ситуациями, которые привносят ограничения в отношении формы, упаковки и количеств пищевых продуктов, потребляемых во время или сразу же после завершения тренировки. Например, спортивный пищевой продукт должен быть не только удобно упакован (для употребления на ходу во время тренировок), но также его количество, приходящееся на одну порцию, должно быть отрегулировано таким образом, чтобы спортсмен или спортсменка не только могли переносить и потреблять его во время тренировки, но и чтобы оно соответствовало тому, в чем их организм действительно нуждается и может поглотить в течение определенного промежутка времени. Слишком большие порции не только неудобны в переноске, но также полностью не отвечают потребностям организма, слишком же малые порции не будут обеспечивать снабжение организма достаточными количествами питательных веществ или энергии. Необходима определенная ценность энергии (ккал в грамме пищевого продукта).
Исследования также показали, что восполнение энергетических и жидкостных запасов человеческого организма осуществляется наилучшим образом, когда обеспечивается по существу на непрерывной основе. Регидратация посредством многократного введения небольших количеств жидкости лучше поддерживает баланс организма во время физических упражнений. Аналогичным образом многократное введение во время тренировок относительно ограниченных количеств энергетически эффективного пищевого продукта может обеспечивать улучшенный баланс человеческого организма и таким образом может увеличить общую производительность.
Последнее по порядку, но не по степени важности: общая текстура и вкус спортивного пищевого продукта крайне важны для сбалансированного введения в реальных условиях. Ни один спортсмен или спортсменка не станут постоянно и регулярно употреблять во время тренировок неаппетитный или плохо текстурированный пищевой продукт. Конкретные особенности некоторых видов спорта также препятствуют потреблению некоторых продуктов в неподходящей форме (например, склонный к переходу в замороженное состояние пищевой продукт на водной основе в случае видов спорта, связанных с большой высотой или низкотемпературными условиями). Органолептические свойства здесь должны соответствовать тому, чтобы пищевая композиция обеспечивала доставку продукта, фактически обеспечивающего оптимальное восполнение калорий в организме. В этом смысле критически важным является использование в спортивном питании таких индивидуальных параметров спортивного продукта, как вкус, величина, текстура, визуальная привлекательность в синергетической связи с питательной композицией для обеспечения того, чтобы спортсмен подсознательно использовал продукт таким образом, который оптимизировал бы поступление питательных веществ в ходе физических упражнений.
Синергизм между текстурой и физиологическим эффектом лучше всего воплощается в виде продукта, имеющего вязкую при жевании консистенцию. Измельчение продукта (такого как камедь) посредством относительно длительного разжевывания вызывает увеличенную секрецию слюны в полости рта. В свою очередь, наличие относительно высокого количества слюны может приводить к лучшему и более быстрому всасыванию углеводов в кровоток, делая глюциды более легко доступными для мышц. В этой связи, если не обеспечить правильную форму доставки продукта, это может серьезно ухудшить сбалансированность поступления питательных веществ в организм спортсмена или спортсменки во время физических упражнений.
Спортивный продукт обычно транспортируется и хранится в жестких условиях: высокая температура или низкая температура, механические воздействия во время упражнений (то есть транспортировка в кармане, рюкзаке или спортивном мешке) могут привести к нарушениям целостности пищевого продукта. Составные продукты, особенно неоднородные продукты (слоеные продукты, продукты с жидкой сердцевиной и т.д.) очевидно являются более уязвимыми в отношении таких воздействий.
Поэтому имеется потребность в спортивном пищевом продукте, который обеспечивал бы снабжение мышц энергией наиболее эффективным и быстрым способом.
Существует потребность в продукте, оптимальным образом обеспечивающем поступление энергии и при этом являющемся вкусным и обладающим подходящей для употребления в спортивных ситуациях текстурой.
Необходимо, чтобы продукт был визуально привлекательным, так чтобы обеспечивать его многократное использование во время тренировок.
Необходим продукт, который может легко потребляться во время тренировок и который обеспечивает поступление к мышцам оптимальных количеств энергии быстрым и энергоэффективным способом.
Имеется потребность в продукте, который бы эффективно снабжал мышцы энергией, при этом не теряя в своей эффективности вследствие обычного замедления протекания процессов пищеварения в ходе тренировок с высокой физической нагрузкой.
Более конкретно, необходим вязкий при жевании или желатинизированный пищевой продукт, который являлся бы легко употребимым спортсменом во время тренировки и который обеспечивал бы снабжение мышц энергией наиболее эффективным способом.
В общем смысле имеется потребность в пищевом продукте, который обеспечивал бы вышеперечисленные полезные эффекты или смягчал бы вышеприведенные негативные проявления, являясь при этом устойчивым на протяжении длительных периодов времени и не теряя в качествах вследствие старения даже в жестких условиях. Более конкретно, необходим пищевой продукт, который не плавится, не протекает и не твердеет с течением времени.
Из уровня техники US 2004/237663 известен продукт, который представляет собой систему доставки, включающую проглатываемую матрицу, внутри которой функциональный ингредиент(-ты) по существу однородно и полностью диспергированы, и разрушение этих функциональных ингредиентов таким образом минимизировано. Съедобная матрица включает: 1) один или несколько углеводов; 2) один или несколько сахаров, сахарный сироп и/или сладкий спирт; 3) один или несколько гидроколлоидов; 4) один или несколько многоатомных спиртов; 5) один или несколько источников моно- или двухвалентных катионов и 6) воду. Система доставки включает кукурузный сироп с DE 63, высокофруктозную кукурузную патоку и желатин, как это следует из Примера 10. Однако данный продукт полностью полутвердый и не предназначен для жевания.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к желатинизированному пищевому продукту, содержащему по существу жидкую сердцевину и желатинизированную оболочку. Желатинизированный пищевой продукт содержит фруктогенные и глюкогенные углеводы. В первом объекте величина отношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов в желатинизированной оболочке (описанной ниже) находится в пределах определенного диапазона 1,5-2,5, оптимально 1,8-2,2. Помимо этого желатинизированная оболочка содержит по меньшей мере 5% желатина (массовая доля от общего содержания сухих веществ).
Заявленный пищевой продукт является применимым в качестве продукта, улучшающего производительность, и продукта, поддерживающего уровень производительности, предпочтительно употребляемого в относительно небольших, «на один укус» количествах, вязкого при жевании продукта, который может употребляться легко и удобно во время или после тренировки и который обладает повышенной стабильностью.
В другом объекте настоящее изобретение также содержит другие функциональные ингредиенты, такие как кофеин, ментол, ароматизаторы с холодящим эффектом, ароматизаторы, вызывающие ощущение пощипывания, витамины и т.п.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 отображает схематичное представление желатинизированного пищевого продукта согласно изобретению.
Раскрытие изобретения
Определения
В настоящем описании следующие термины имеют следующие значения:
Фруктогенный углевод означает углевод, в структуре которого содержится мономер фруктозы.
Глюкогенный углевод означает углевод, в структуре которого содержится мономер глюкозы.
Следует отметить, что углевод может быть и глюкогенным, и фруктогенным (например, сахароза).
Желатинизированный продукт является продуктом, который при температуре окружающей среды (то есть в диапазоне приблизительно 10-40°С) является по существу твердым веществом. Желатинизированные продукты отличаются наличием относительно мягкой и вязкой при жевании консистенции. Типичные желатинизированные продукты включают продукты на основе желатина, а также продукты, базирующиеся на некоторых типах гидроколлоидов, включая, но не ограничиваясь каррагинаном, альгинатом, крахмалами, агарами, геллановой камедью, пектином или соединениями целлюлозы.
Оболочка означает внешнюю структуру пищевого продукта.
Все указания на проценты, если не оговаривается иного, представлены массовыми процентами от содержания сухих веществ.
Настоящее изобретение относится к желатинизированному пищевому продукту, содержащему по существу жидкую сердцевину и желатинизированную оболочку. По существу жидкая сердцевина будет жидкой или квазижидкой при обычной комнатной температуре, предпочтительно 10-40°С, более предпочтительно 15-30°С и наиболее предпочтительно при 20°С. Неоднородные желатинизированные пищевые продукты, имеющие 2 фазы (2 зоны), известны в производстве кондитерских изделий, например конфет. Жидкая сердцевина окружается в них желатинизированной оболочкой. Жидкая сердцевина и желатинизированная оболочка могут иметь различную композицию, например, в том, что касается вкусоароматических веществ. Это обеспечивает двухэтапное поступление ароматических веществ и двухэтапное сенсорное воздействие. Кроме того, такая структура делает возможной доставку различных активных ингредиентов, каждый из которых в этом случае получает пользу от нахождения в отдельной матрице. Оболочка придает целостность продукту, обеспечивая достаточное механическое сопротивление и таким образом предотвращая истечение жидкой сердцевины.
Желатинизированная оболочка содержит фруктогенные и глюкогенные углеводы. Желатинизированная оболочка может содержать различные глюцидные соединения. В одном воплощении желатинизированная оболочка содержит единственный углевод. В другом воплощении желатинизированная оболочка содержит смесь из 2, или 3, или 4 различных углеводов. Предпочтительными углеводами являются такие, которые предоставляют и источник легко ассимилируемой энергии, и хорошие органолептические свойства. К ним принадлежат сахароза, крахмальная патока, глюкоза и фруктоза.
Углеводная композиция желатинизированной оболочки отличается наличием определенной величины отношения содержания глюкогенных и фруктогенных углеводов. Способ вычисления и примеры расчета отношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов представлены ниже.
Авторы изобретения обнаружили, что соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов оптимально, когда его величина находится между 1,5 и 2,5. Авторы изобретения обнаружили, что доступность энергии (из углеводов) для мышц является оптимальной, когда величина этого отношения находится в пределах указанного диапазона. Энергия из углеводных источников быстро поглощается через пищеварительный тракт и направляется к мышцам. Не претендуя на теоретическую глубину, предполагается, что такой рацион обеспечивает оптимальное задействование рецепторов и транспортеров глюкозы (соответственно, фруктозы). При том, что оптимальным образом используются оба пути всасывания как глюкозы, так и фруктозы, наблюдается благоприятный эффект в отношении доступности источников энергии для мышц. Кроме того, делается предположение о том, что относительно снижается уровень энергии, необходимой для осуществления всасывания и транспортировки молекул к мышцам.
В одном воплощении изобретения величина соотношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов составляет 1,7-2,3. В другом воплощении она находится между 1,8-2,2 или между 1,9-2,1. В одном воплощении изобретения величина соотношения равняется 2,0 или около 2,0.
В одном воплощении изобретения оболочка демонстрирует именно такую величину соотношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов.
В другом воплощении такие величины соотношения демонстрируют и оболочка, и жидкая сердцевина.
Традиционные желатинизированные продукты обычно готовятся из крахмальной патоки и сахарозы. Обычно они демонстрируют соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов, величина которого составляет около 3-7, наиболее часто выше 5. По сравнению с обычным желатинизированным продуктом желательная величина соотношения в настоящем изобретении приводит к относительно высокой процентной доле содержания фруктогенных углеводов в композиции желатинизированного продукта. Такая относительно высокая процентная доля содержания фруктогенных углеводов может быть обеспечена введением в композицию в дополнение к крахмальной патоке значительной части сахарозы. Однако сахароза, как многие другие сахара, имеет тенденцию к кристаллизации. Кристаллизация сахарозы (или любого другого соединения) в значительной степени зависит от других присутствующих в композиции соединений. Желатинизированные матрицы обладают большей склонностью к кристаллизации сахара, чем совершенно твердые матрицы. Желатинизированные матрицы, демонстрирующие требуемый диапазон величин соотношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов, склонны к кристаллизации в еще большей степени.
Авторы изобретения обнаружили, что кристаллизация сахарозы или другого сахара оказывает неблагоприятное воздействие на качество желатинизированного пищевого продукта. Во-первых, кристаллизация вызывает твердение желатинизированной матрицы, что является вредным как для вкуса, так и для текстуры продукта. Это также отрицательно сказывается на стабильности продукта. Оболочка с течением времени становится твердой и хрупкой. Это оказывает существенное отрицательное влияние на желатинизированные продукты, имеющие жидкую сердцевину, поскольку может приводить к утечке жидкой сердцевины и ко многим связанным с этим недостаткам. Также кристаллизация может вызвать отрицательные изменения в текстуре и внешнем виде желатинизированных продуктов. В свою очередь, это делает продукт менее привлекательным и технически менее пригодным для потребления во время тренировки с такой частотой, которая является целесообразной для обеспечения ее полной питательной ценности.
Применительно к содержащим желатин пищевым продуктам авторы изобретения обнаружили, что процентная доля содержания желатина по меньшей мере в 5% способна ослабить отрицательные эффекты, обуславливаемые относительно высоким содержанием фруктогенного углевода или сахарозы. В воплощениях изобретения содержание желатина составляет по меньшей мере 6%, по меньшей мере 7%, по меньшей мере 8%, по меньшей мере 9%. В другом воплощении содержание желатина составляет по меньшей мере 12%. В одном воплощении оболочка демонстрирует содержание желатина, соответствующее любой из этих величин. В другом воплощении и оболочка, и жидкая сердцевина показывают содержание желатина, соответствующее любой из этих величин (хотя жидкая сердцевина должна оставаться жидкостью или по существу жидкостью).
Не претендуя на теоретическую глубину, авторы изобретения полагают, что такое высокое содержание желатина модифицирует взаимодействия между молекулами сахара и матрицей желатина. Подвижность молекул сахара значительно снижается и, следовательно, скорость кристаллизации молекул сахара замедляется. Воздействие может оказывать и более высокая вязкость матрицы желатина с высоким содержанием желатина. В другой модели, пока еще дискуссионной, авторы изобретения полагают, что при этом затрагиваются взаимодействия между молекулами воды, матрицей желатина и молекулой сахара.
Случай желатинизированного продукта, имеющего жидкую сердцевину, имеет особое значение для изобретения. Действительно, жидкая сердцевина, как правило, содержит сахар, который может кристаллизоваться. Жидкая матрица жидкой сердцевины делает возможным быстрое перемещение сахара к желатинизированной оболочке. Таким образом, жидкая сердцевина проявляет склонность усиливать кристаллизацию сахара и тем самым делать описанные выше негативные проявления более острыми. Предполагается, что желатин в заявленных величинах содержания в оболочке смягчает отрицательное воздействие жидкой сердцевины на кристаллизацию сахара.
Текстурные и жевательные качества пищевого продукта в значительной степени определяются содержанием желатина. Задача «желатинизированного пищевого продукта» - обеспечить неотъемлемое ограничение по верхнему пределу содержания желатина. В некоторых воплощениях изобретения максимальное содержание желатина в оболочке составляет менее 30%, менее 20% или менее 10%. Как таковой желатинизированный продукт согласно изобретению предусматривает оптимальную текстуру (то есть вязкую при жевании, с определенной твердостью и продолжительностью нахождения во рту), которая способствует наиболее эффективному всасыванию углеводов. Текстура в свою очередь приводит к определенной модели применения (время разжевывания, таяние во рту…) Текстура, время разжевывания, образование слюны, наличие жидкой сердцевины, твердость оболочки, композиция сахаров и уровни содержания желатина - все эти параметры действуют синергетично для повышения эффективности введения углеводов. Такое эффективное введение способствует улучшению результативности и восстановления во время/после завершения тренировок.
В одном воплощении изобретения процентная доля общего углевода в желатинизированном пищевом продукте составляет 40%-95%, предпочтительно 50%-65%, наиболее предпочтительно 58%-86%. Энергетическая ценность может составлять 2-5 ккал на грамм продукта, предпочтительно 2,8-3,6 ккал на грамм продукта. В одном воплощении изобретения такие величины действительны как для жидкой сердцевины, так и для оболочки. В другом воплощении эти величины относятся только к оболочке. В одном воплощении продукт является продуктом «на один укус», имеющим общую массу 2-20 г, более предпочтительно 5-10 г, наиболее предпочтительно 6 г - 8 г. Такой размер увеличивает частоту применения (постоянный подвод энергии) с обеспечением поступления оптимальных количеств энергии в каждый данный момент времени и снижая затраты энергии на переваривание.
Желатинизированная оболочка обычно имеет относительно мягкую, вязкую при жевании консистенцию. Оболочка может иметь любой цвет. В одном предпочтительном воплощении оболочка является полупрозрачной, более предпочтительно по существу прозрачной. Авторы изобретения обнаружили, что кристаллизация сахара в полупрозрачной матрице желатина очень хорошо заметна и приводит к резкому ухудшению визуальных качеств оболочки (то есть делает оболочку менее просвечивающей). Авторы изобретения также обнаружили, что кристаллизация сахара снижает привлекательность пищевого продукта. Это, может быть связано с твердением желатинизированной оболочки. Посредством предоставления желатинизированного пищевого продукта, который является устойчивым на протяжении длительных периодов времени и который не отверждается, авторы изобретения нашли способ практического улучшения возможности многократного применения продукта во время тренировок без ущерба для удобства его разжевывания или для вкуса и минимизируя потери энергии (возникающих в случае твердых продуктов из-за необходимости их измельчения). Как таковое, потребление энергии спортсменами и спортсменками во время тренировок может быть действительно улучшено.
Желатинизированный пищевой продукт может содержать другие ингредиенты, более предпочтительно один или несколько ингредиентов, синергетично действующих в целях способствования стабильности продукта с течением времени или содействующих эффективности энергоснабжения. Другие ингредиенты могут быть выбраны из следующего списка: кофеин, ментол, витамины, ароматизаторы, вызывающие ощущение пощипывания (такие как экстракт сычуаньского перца или коричный альдегид), ароматизаторы с холодящим эффектом, консерванты, пищевые загустители, такие как ксантан, каррагенан, альгинат, крахмалы, агары, камедь бобов рожкового дерева, геллановая камедь, пектин, соединения целлюлозы или их смесь. Кофеин, например, оказывает функциональное действие на уровень метаболизма и активность, и таким образом может влиять на энергоснабжение мышц и/или производительность в целом.
Такие дополнительные ингредиенты могут присутствовать в оболочке продукта, особенно когда они повышают стабильность продукта, и/или в жидкой сердцевине.
Некоторые объекты настоящего изобретения относятся к применению описанного желатинизированного пищевого продукта для обеспечения оптимального введения углеводов и их утилизации в ходе и после завершения тренировки. Физические упражнения увеличивают текущую потребность в скорейшей транспортировке и поглощении энергии. Предложив вышеприведенную композицию пищевого продукта, авторы изобретения выделили новый высокоэффективный способ снабжения мышц энергией в удобном, стабильном по времени и привлекательном формате, который смягчает предполагаемые недостатки такой доставки.
Определение и расчет величин «соотношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов».
Соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов представляет собой соотношение, полученное делением общего количества молекул глюкозы на общее количество молекул фруктозы при расчетном полном гидролизе всех присутствующих в композиции углеводов в моносахариды.
Например, смесь, состоящая из
- 80% [чистая глюкоза]
- 20% [чистая фруктоза]
Соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов =80/20=4
- 100% кукурузной патоки с высоким содержанием фруктозы (кукурузная патока с высоким содержанием фруктозы-55 содержит 45% глюкозы и 55%» фруктозы) Соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов =45/55=0,8
- 100% сахароза =50% фруктозы и 50% глюкозы
Соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов=50/50=1
- 50% сахароза
- 50% кукурузная патока [100% глюкогенный углевод]
Соотношение содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов =(50+100)/50=3:1.
Далее изобретение иллюстрируется с помощью нижеследующего примера.
Пример 1.
Предложен желатинизированный пищевой продукт по изобретению, имеющий представленную ниже композицию. Фигура 1 является иллюстрацией желатинизированного пищевого продукта согласно изобретению, демонстрирующей содержащую желатин оболочку, окружающую по существу жидкую сердцевину. Фигура 1 может быть иллюстрацией продукта из Примера 1, композиция которого подробно представлена ниже.
Композиция желатинизированного пищевого продукта из Примера 1. (мас.% сухого вещества)
Желатинизированный пищевой продукт является полупрозрачным, вязким при жевании продуктом, имеющим по существу яйцевидную форму, массой около 6,5 г с жидкой сердцевиной (в форме капельки). Он показывает величину соотношения содержания глюкогенных углеводов к содержанию фруктогенных углеводов, равную 2,2. Его калорийность составляет 3,25 ккал/г. Показано, что он оказался устойчивым в течение более 12 месяцев без изменений твердости оболочки, без утечек и без изменений ни в полупрозрачности, ни во вкусе.
Все его ингредиенты являются обычными ингредиентами пищевой категории качества. В частности, желатин является чистым желатином из свиной кожи типа А (Rousselot® 275PS), полученным от SAS Rousselot (Avenue de l'arche 10, F-92419 Courbevoie, Франция), а сахар - от Nord Zucker (Cukrovarská 311/9 SK-91411 Trenčianska Teplá, Словакия) и Cargill (Cargill Germany GmbH, Montplaisir Str 22, 39249 Barby, Германия).
Аналитические определения
Определение фруктогенного и глюкогенного содержания может быть выполнено любым подходящим общепринятым способом. Например, общий сахар - кислотным гидролизом, сопровождаемым анализом состава сахаров с помощью хроматографии. В описанном выше Примере 1 был, в частности, выполнен общий углеводный анализ согласно изданию "United States Department of agriculture, energy value of food, Agriculture Handbook n° 74, p.2-11 (1973)". Состав сахаров определялся, в частности, следуя публикации Mason, B.S., and Slover Н.Т. "A gas chromatographic method forth e determination of sugars in foods" Journal of agricultural and food chemistry, 19 (3): 551-554 (1971).
Определение содержания желатина может быть выполнено любым общепринятым способом. Например, в вышеописанном Примере 1 для анализа был применен так называемый «метод Дюма» ("Official method of analysis of AO AC International", 18th ed., Methods 968.06 and 992.15, AO AC International, Gaitherburg, MD, USA (2005).)
Пищевой продукт имеет по существу жидкую сердцевину и желатинизированную оболочку, включающую фруктогенные и глюкогенные углеводы в определенном соотношении и желатин. Желатинизированный пищевой продукт обеспечивает оптимальное поступление углеводов в организм человека во время или после завершения физических нагрузок, а также улучшение результативности спортсменов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.