XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Сравнительный анализ содержания протеина в спортивном питании разных марок

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Собянина А.Р. 1

---

1ГБНОУ ПО Губернский лицей

Скрипко Л.М. 1

---

1ГБНОУ ПО Губернский лицей

Работа в формате PDF

93.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность.

На сегодняшний день одна из обсуждаемых тем в области спорта и фитнеса - это спортивное питание. Если обычное питание важно для роста, достижения хорошего здоровья, обеспечения энергией организма на весь день, то спортивное питание повышает спортивные результаты за счет снижения усталости и риска заболеваний и травм.

Особое место в рационе спортсменов, людей с повышенной физической активностью, тех, кто испытывает дефицит белка, или следит за фигурой, занимает использование протеина как биологической добавки. Протеин помогает обеспечить организм необходимым строительным материалом для роста мышечной массы и восстановления тканей. В спортивном питании протеины используются для повышения работоспособности, ускорения восстановления после тренировок и достижения спортивных целей. Однако важно помнить, что протеиновые добавки должны дополнять, а не заменять полноценное питание, и их использование должно быть согласовано с врачом. Кроме того, несмотря на обилие брендов и обещаний на упаковках, далеко не всегда заявленный состав соответствует реальному содержанию продукта. 

Многие мои друзья употребляют протеин в том или ином виде. Приобретая его на маркетплейсах, они делают свой выбор, основываясь исключительно на отзывах. Вместе с тем, они уверены в абсолютной пользе протеина, не обращая внимания на такие важные моменты как надежность бренда, состав продукта, сертификация. Я решила сравнить самые популярные у моих друзей марки протеина, чтобы оценить их безопасность и выявить ключевые критерии, на которые следует обращать внимание при покупке данного вида спортивного питания.

Объект исследования: спортивное питание – протеиновые добавки.

Предмет исследования: содержание протеина в различных марках спортивного питания.

Цель исследования: сравнить содержание протеина в разных марках спортивного питания. Это будет полезно для формирования правильного выбора при покупке продуктов.

Задачи исследования:

1. Изучить теоретические основы спортивного питания и роль протеина в организме.

2. Ознакомиться с видами протеиновых добавок.

3. Выбрать несколько популярных марок спортивного питания для анализа.

4. Провести лабораторные исследования для определения содержания протеина в выбранных продуктах.

5. Сравнить полученные результаты.

6. Сделать выводы и дать рекомендации по выбору протеина.

Методы исследования:

1. Теоретические: анализ литературных источников.

2. Практические: эксперимент.

3. Математические: шкалирование, анализ.

Методики исследования:

1. Биуретовая реакция (реакция на пептидные связи).

2. Использование оксида кальция и лакмусовой бумажки.

Глава 1. Теоретический анализ исследуемой проблемы

Спортивное питание является важной составляющей подготовки спортсменов, обеспечивая организм необходимыми веществами для восстановления и повышения работоспособности. В последние годы особое внимание уделяется использованию различных добавок, среди которых протеин занимает одно из ведущих мест. Протеиновые добавки способствуют росту мышечной массы, ускоряют восстановление после тренировок и повышают общую эффективность спортивных занятий. [5]

Значение протеина (белка) для организма изучали учёные в области биохимии и спортивного питания. Исследования посвящены роли белка в жизнедеятельности организма, его функциям и нормам потребления.

История изучения белков включает несколько этапов:

1. Название и первые исследования. Термин «белки» появился в 18 веке, первые работы по их выделению и описанию начались в 19 веке, включая выделение глицина (1820).

2. Теория строения. В 1836 году Мульдер предложил концепцию протеинов; позже структура уточнялась, появлялись новые сведения о составе.

3. Функции и ферменты. В 1835 году предположили, что белки — биокатализаторы; были открыты ферменты пепсин и трипсин.

4. Аминокислоты. В конце 19 века было установлено, что белки состоят из аминокислот, связанных амидными связями.

5. Современные методы. С 1920-х началось развитие методов определения молекулярной массы, структуры; создан автоматический аминокислотный анализатор (1958). Эти достижения способствовали изучению пространственной организации белков и их ролей, в том числе в протеомике — комплексном анализе белков клеток и тканей. [7]

В настоящее время можно с уверенностью говорить о возникновении нового мультидисциплинарного подхода, объединяющего физиологию, биохимию, валеологию, фармакологию и спортивную педагогику, подтверждающего эффективность использования биологически активных добавок (БАД) для оптимизации состояний спортсменов.

Общая тенденция последнего десятилетия в развитии спортивного питания – переход от применения сильнодействующих лекарств к комплексному рациональному питанию с естественным обогащением. Поэтому произошли и соответствующие изменения в терминологии: в настоящее время принято говорить не о спортивной фармакологии, а о специализированном спортивном питании. Вместо терминов «лекарственное средство» или «фармакологический препарат» соответственно используются «биологически активная добавка» или «БАД». [1]

В научной литературе сегодня выделяются исследования, посвящённые оптимальным дозировкам и режимам приема БАД, в том числе протеина, а также его роли в спортивной диете. Так, российский ученый В. Д. Иванов подчеркивает, что правильное использование протеиновых добавок способствует не только улучшению физических показателей, но и снижению риска травм и переутомления. [5]

Особое значение проблема питания приобретает для подростков-спортсменов, у которых физиологические изменения требуют индивидуального подхода для предотвращения нарушений обмена веществ и дефицитов. [8]

Сегодня проблема нутритивной поддержки юных спортсменов разрабатывается как специалистами спортивной педагогики, так и специалистами спортивной физиологии и медицины. Особое внимание уделяется персонифицированному подходу, который базируется в том числе на учете закономерностей физического развития юного организма, особенно в период полового созревания. [2]

1.1. Значение протеина для организма

Основным строительным материалом для мышечных клеток являются белки. Содержащиеся в мясе, рыбе или растительных продуктах белковые соединения включают в свой состав жиры и углеводы, что обусловлено жизнедеятельностью того организма, из которого были получены продукты питания. Протеиновые смеси являются неотъемлемой частью питания спортсменов. [3]

Белки выполняют много важных функций. Они участвуют в обмене веществ, помогают клеткам жить и функционировать.

1. Ферменты – белки, ускоряющие биохимические реакции в организме.

2. Защитные белки помогают бороться с болезнями: например, иммуноглобулины, белки системы крови.

3. Регуляторные белки управляют работой клеток и контролируют образование других белков и нуклеиновых кислот, а также гормоны-пептиды.

4. Клетки воспринимают сигналы из внешней среды с помощью рецепторных белков на поверхности. Передача сигналов внутри клетки осуществляется с помощью специфичных сигнальных белков.

5. Транспортные белки помогают переносить ионы, сахара и другие вещества через клеточные мембраны.

6. Структурные белки, такие как коллаген, кератин и эластин, составляют кости, кожу, волосы и роговые части.

7. Белки также участвуют в движении: мышечные сокращения осуществляются с помощью актин и миозин.

Белки — важная часть пищи человека и животных. Запасные белки, например казеин в молоке, служат источником питательных веществ. Образование энергии из пищи и солнечного света происходит с помощью специальных белков, например, родопсина и цитохромов. В составе белков есть также антибиотики, токсины и другие активные вещества. [7]

1.2. Виды протеиновых добавок

Классификация и номенклатура белков разработаны далеко не полностью в связи с огромным их разнообразием, различием их физических, химических свойств и биологических функций.

На сегодняшний день наиболее удачной следует считать классификацию по структурным признакам с определенным сочетанием характерных физико-химических свойств белков. На основании такого подхода все белковые вещества принято делить на простые (протеины) и сложные (протеиды).

К простым относятся белки, включающие в свой состав лишь полипептидные цепи, т. е. при их гидролизе образуются только аминокислоты. Протеины, в свою очередь, делятся на ряд подгрупп на основании их растворимости в специфических растворителях и некоторых химических признаков. К числу простых белков относят: альбумины, глобулины, проламины, глютелины протамины, гистоны, протеноиды.

Сложные белки — соединения, в которых, наряду с белковой молекулой, имеется также небелковая часть, так называемая простетическая группа. К сложным белкам относятся: гликопротеины, липопротеины, фосфопротеины, хромопротеины, нуклеопротеины. [6]

По происхождению белка выделяют: сывороточный протеин, казеин, яичный протеин, мясной протеин, соевый протеин. 

Спортивные добавки протеина по содержанию белка можно разделить на следующие категории: концентрат, изолят, гидролизат.

Различные виды протеинов дополняют друг друга. Чтобы добиться эффективного роста мышц, лучше сочетать разные виды протеинов или выбирать многокомпонентные комплексы протеинов — смеси казеина, сывороточного, яичного и соевого протеина в различных комбинациях. [4]

Глава 2. Исследование содержания протеина в спортивном питании разных марок

Исследования качества спортивного питания являются актуальными, так как помогают убедиться, что продукты безопасны и эффективны для спортсменов и людей, заботящихся о своем питании. Особенности таких исследований включают анализ состава, проверку на наличие вредных веществ, определение точного содержания белка и его биодоступности. Они позволяют выявить соответствие продукции заявленным характеристикам, что помогает избежать подделок. Результаты этих исследований используют при выборе брендов, оценки эффективности добавок и формирования сбалансированного рациона.

В современном мире спортивного питания протеиновые порошки стали неотъемлемой частью рациона многих людей, стремящихся к здоровому образу жизни, набору мышечной массы или похудению. Однако, несмотря на обилие брендов и обещаний на упаковках, далеко не всегда заявленный состав соответствует реальному содержанию продукта.

В нашем исследовании мы провели анализ 7 популярных протеинов, купленных на маркетплейсах (Ozon, Wildberries). Все они относятся к сывороточному типу протеина в виде порошка.

Продукты были в заводской, не вскрытой упаковке. Образцы мы исследовали на базе химической лаборатории Губернского лицея в г.Пенза. Отдельно отметим, что мы делаем вывод только за те конкретные образцы, которые исследовали в лаборатории, и не можем гарантировать качество всей продукции бренда.

Мы не стремимся обвинять производителей в фальсификации или нарушениях. Наша цель – сравнить содержание протеина в разных марках спортивного питания, убедиться, что продукт соответствует заявленным характеристикам, и поделиться этим опытом с широкой аудиторией.

1. 1. Проведение лабораторных исследований

В качестве первой методики исследования мы выбрали биуретовую реакцию (реакция на пептидные связи):

1. Поместили в пробирку раствор с протеином.

2. К смеси добавили 2–3 мл раствора сульфата меди (II).

3. Тщательно встряхнули и наблюдали изменение цвета.

На основе интенсивности окраски мы сделали вывод о содержании белка в различных марках спортивного питания. Так, более насыщенный фиолетовый или пурпурный цвет свидетельствовал о большем содержании белка в образце.

Эксперимент с использованием оксида кальция и лакмусовой бумаги мы проводили следующим образом:

1. В пробирку добавили небольшое количество оксида кальция и пять капель разведенного в дистиллированной воде протеина.

2. Смочили лакмусовую бумагу водой.

3. Осторожно нагревали пробирку над пламенем.

4. Подносили влажную лакмусовую бумагу к горлышку пробирки и наблюдали за изменением цвета.

Чем больше белка было в образце, тем сильнее меняла цвет на синий лакмусовая бумага.

1. 2. Сравнение результатов

Для наглядности мы создали таблицу с основными показателями каждого вида протеина, заявленными производителями.

Таблица 1. Основные показатели разных марок протеина.

Лучшим вариантом с точки зрения стоимости и качества стал образец №1. Он сочетает в себе низкую цену, высокий белковый потенциал и наличие сертификации.

В премиум сегменте можно рассматривать продукты №5, №6, №2 и №3, если качество и сертификация важнее цены.

Не рекомендуется приобретать продукты без сертификатов или с сомнительной сертификацией, например №7, несмотря на высокие показатели белка.

Описание процесса эксперимента на биуретовую реакцию и с использованием оксида кальция и лакмусовой бумаги мы представили в Таблице 2.

Таблица 2. Результаты экспериментов.

По степени окраса раствора и лакмусовой бумаги можно сделать вывод о том, что наибольшее количество белка содержится в образце №5 и №6. Их растворы имеют самое насыщенное окрашивание (темно-фиолетовое и яркое фиолетовое), а полное окрашивание лакмусовой бумаги в синий оттенок свидетельствует о высоком содержании белка. Именно эти два образца зарегистрированы как специализированный продукт для питания спортсменов и рекомендуются в период интенсивных тренировок в дополнение к основному рациону.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, как соотносятся содержимое протеина в разных марках спортивного питания, что поможет понять их питательные свойства и выбрать наиболее подходящий для себя бренд продукта.

Заключение

Спортивное питание является важной областью науки, требующей комплексного подхода с учетом физиологических, диетологических и психологических факторов. Современные продукты и добавки для спортсменов помогают повышать спортивные показатели, уменьшать ощущение усталости и риск травм, способствуют быстрому восстановлению и улучшению эффективности тренировок. При этом важно соблюдать баланс энергии, чтобы избежать как дефицита, так и избыточного потребления. Спортивные добавки, включая протеин, активно используют в разных видах спорта, исходя из поставленных задач.

Протеиновые добавки выступают в роли вспомогательных средств для наращивания мышечной массы и восстановления после тренировок, однако их использование лучше осуществлять под контролем специалиста. Белки — важнейшие компоненты для организма человека, они выполняют роль строительного материала. Чтобы организм функционировал правильно, необходимо получать определенное количество белков, которое определяется индивидуальными особенностями человека и стилем его жизни.

Исследования белковых смесей способствуют повышению информированности потребителей, улучшению качества продукции и безопасному использованию спортивного питания.

В ходе нашего исследования было выявлено, что большинство протеиновых продуктов (85%) имеют свидетельство о государственной регистрации, однако значительная часть (72%) зарегистрирована как БАД, а не как спортивное питание, а 15% реализуются с нарушениями нормативных требований.

Несмотря на заявленные высокие показатели белка (70–82 г/100 г), фактическое содержание в некоторых исследованных образцах оказалось ниже ожиданий.

Единственный продукт, полностью соответствующий требованиям по качеству, цене и сертификации — протеин №5, который является профессиональной добавкой для спортсменов с низким содержанием жиров и сбалансированным белковым составом.

Проверяйте информацию о продуктах в независимых и официальных источниках. Не полагайтесь исключительно на описание товара в карточке маркетплейса. Выбирайте осознанно. Только при таком подходе можно обеспечить качество спортивного питания и успешно достигать поставленных целей в области спорта и здоровья.

Список используемых источников

1. Арансон М.В., Португалов С.Н. Спортивное питание: состояние вопроса и актуальные проблемы // Вестник спортивной науки, 2011 https://cyberleninka.ru/article/n/sportivnoe-pitanie-sostoyanie-voprosa-i-aktualnye-problemy/viewer

2. Гаврилова Е.А. Спортивное питание – неотъемлемая составляющая спортивной подготовки.- Методические рекомендации. Москва, 2021

3. Гончаров Л.В., Махнев В.В., Тюрина С.Г. Влияние протеина на организм человека // Материалы IX Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» URL: https://scienceforum.ru/2017/article/2017038587

4. Елисеева Л. Г., Грибова Н. А., Беркетова Л. В., Крюкова Е. В. Анализ современных тенденций в области производства продуктов питания для людей, ведущих активный образ жизни (часть 1) // Пищевая промышленность. 2017. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-sovremennyh-tendentsiy-v-oblasti-proizvodstva-produktov-pitaniya-dlya-lyudey-veduschih-aktivnyy-obraz-zhizni-chast-1

5. Иванов В.Д, Мунирова Р.Р. Спортивное питание как важнейшее условие успеха спортсмена https://interactive-plus.ru/ru/article/15516/discussion_platform

6. Лакиза Н. В. Анализ пищевых продуктов: [учеб. пособие] / Н.В. Лакиза, Л.К. Неудачина; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург: изд-во урал. ун-та, 2015 — 188 с.

7. Липкин В. М, Шуваева Т. М. Большая российская энциклопедия, 2023 https://bigenc.ru/c/belki-v-biologii-fb0bdd

8. John Eric W. Smith, Megan E. Holmes и Matthew J. McAllister «Nutritional Considerations for Performance in Young Athletes», 2015.