CN103947924A

CN103947924A - 电解质饮料

Info

Publication number: CN103947924A
Application number: CN201310129644.6A
Authority: CN
Inventors: 郭立国; 郭志峰; 李勇枝
Original assignee: China Astronaut Research and Training Center
Current assignee: China Astronaut Research and Training Center
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-07-30

Abstract

本发明涉及一种电解质固体饮料组合物，其含有蔗糖、低聚麦芽糖、葡萄糖、分别含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺的化合物和维生素C。本发明还涉及由所述电解质固体饮料组合物配制的电解质饮料或溶液。本发明还涉及所述电解质固体饮料组合物、电解质饮料用于提高机体运动机能、促进疲劳恢复的用途。

Description

电解质饮料

技术领域

本发明涉及一种电解质固体饮料组合物，具体涉及一种由各种电解质、糖、维生素等组成的固体饮料组合物。本发明还涉及所述电解质固体饮料组合物用于提高机体运动机能、促进疲劳恢复的用途。

背景技术

目前的观点认为，良好的水合状态、大量的肌糖原和肝糖原储备有利于机体的生理功能和运动能力。从液体平衡角度,脱水状态的运动员参加比赛显著不利于比赛(Sawka,1992)。例如,Armstrong等(1985)研究结果显示,受试者在正常或脱水情况下进行5000m(约19min)和10000m(约40min)跑,当脱水程度为体重的2%左右时,他们在两个项目比赛中的跑步速度均显著下降6%～7%。如果在热环境中运动,情况更糟,会加剧脱水，损害运动能力的效应(Sawka等,1984)。1996年美国运动医学会(ACSM)发表的“运动与补液”的专论，总结了以往的研究成果，提出“为了提高运动或比赛前机体内的水分,建议运动参加者在运动前的24h内,尤其在包括运动前一餐的时间内,摄入营养平衡膳食,饮用适量的液体饮料。”“为了适当提高机体内水合以及保证过量摄入的水有时间排出,建议运动者在运动前2h喝约500ml的液体。”实验室研究显示,运动前1h摄入液体的受试者运动时的中心体温和心率均比不摄入液体者低(Greenleat&Castle,1971,Moroff&Bass,1965)。这些生理反应是有益的,因为这可以减少身体的紧张性,降低负荷状态下精疲力竭的感觉(Montain&Coyle,1992)。

体力活动后的液体摄入是帮助运动员在训练和比赛间歇期迅速恢复的一个重要因素。许多运动员每天训练不止一次,快速复合水尤其是在热环境中训练后的快速补液很重要。ACSM运动后补液的结论是摄入普通白水对恢复正常水合无效,因为水的吸收引起血浆渗透压下降,抑制口渴感,增加尿排出量。因此运动员运动后摄取含有氯化钠和其它电解质的饮料尤为重要。为了保证迅速和完全补液,运动员究竟应该摄入多少液体以保证完全和快速的复水还需要进一步研究。现有的资料显示,要在运动后6h以内达到正常的水合状态,需要摄入的液体量为体重丢失的150%或150%以上(Shirredffs等,1996)。

在航天环境下，失重环境会使航天员的体液发生重新分布，造成液体丢失，航天员进行运动和出舱活动时也会消耗大量体力，进一步加重了体液的丢失程度，同时航天员还要完成繁重的舱内活动和任务，因此需要一种能够迅速地使体液恢复平衡，并提供足够外援性能量的补液和补能饮料。现在市场上常见的运动饮料包括日本大冢制药公司的宝矿力水特和百事公司的佳得乐，其中，佳得乐更适用于日常运动后的体液补充，而宝矿力水特虽然适合大运动量后的体液补充，但由于其钠、钾含量较高，可能会有潜在的风险。因此仍需要开发新的运动饮料，特别是适合航天等特殊环境下体液丢失后的补液和补能饮料。

发明内容

本发明的发明人通过大量实验，开发出一种新的电解质饮料组合物，其配方科学、安全，与市场上现有的运动饮料相比，具有更好的增强运动耐力、促进运动后恢复的效果。

本发明的一个方面涉及一种电解质固体饮料组合物，其含有蔗糖、低聚麦芽糖、葡萄糖、分别含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺的化合物和维生素C。

在本发明的实施方案中，其中每100g组合物中，含有蔗糖0.08～0.11mol，低聚麦芽糖28～36g，葡萄糖0.15～0.20mol，含Na⁺化合物0.02～0.04mol，含K⁺化合物0.002～0.004mol，含Mg²⁺化合物0.0015～0.0025mol，含Ca²⁺化合物0.002～0.0035mol，维生素C0.0004～0.0007mol。

优选地，每100g组合物中，含有蔗糖0.09～0.10mol，例如0.092～0.096mol，例如0.094mol。

优选地，每100g组合物中，含有低聚麦芽糖30～34g，例如31.5～33g，例如32.3g。

优选地，每100g组合物中，含有葡萄糖0.17～0.19mol，例如0.175～0.185mol，例如0.18mol。

优选地，每100g组合物中，含有含Na⁺化合物0.025～0.035mol，例如0.027～0.031mol，例如0.029mol。

优选地，每100g组合物中，含有含K⁺化合物0.0028～0.0036mol，例如0.0030～0.0034mol，例如0.0032mol。

优选地，每100g组合物中，含有含Mg²⁺化合物0.0018～0.0022mol，例如0.0019～0.0021mol，例如0.002mol。

优选地，每100g组合物中，含有含Ca²⁺化合物0.0023～0.0029mol，例如0.0025～0.0028mol，例如0.0026mol。

优选地，每100g组合物中，含有维生素C0.0005～0.0006mol，例如0.00053～0.00058mol，例如0.00055mol。

在本发明的实施方案中，其中所述的含Na⁺化合物选自氯化钠、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠，含K⁺化合物选自氯化钾、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾，含Mg²⁺化合物选自碳酸镁、硫酸镁、氯化镁，含Ca²⁺化合物选自乳酸钙、氯化钙。

在本发明的具体实施方案中，所述的电解质固体饮料组合物，其含有蔗糖、低聚麦芽糖、葡萄糖、氯化钠、磷酸氢二钠、氯化钾、磷酸二氢钾、碳酸镁、乳酸钙和维生素C。

在本发明的具体实施方案中，每100g电解质固体饮料组合物中含有蔗糖32.3g、低聚麦芽糖32.3g、葡萄糖32.3g、氯化钠1.6g、磷酸氢二钠0.16g、氯化钾0.16g、磷酸二氢钾0.16g、碳酸镁0.16g、乳酸钙0.81和维生素C0.1g。

本发明另一方面涉及一种电解质饮料或溶液，其由本发明任一项的电解质固体饮料组合物配制而成；在本发明的实施方案中，每100g本发明任一项的电解质固体饮料组合物配制为1000～1250ml电解质饮料或溶液。

本发明的再一方面涉及本发明任一项的电解质固体饮料组合物用于配制电解质饮料或溶液的用途。

本发明还涉及本发明任一项的电解质固体饮料组合物、或者本发明的电解质饮料或溶液用于补充体液、提高机体运动机能、促进疲劳恢复的用途。

本发明根据航天员汗液分析，针对航天员运动及出舱活动特点，以补充液体、电解质和能量为主，要求胃排空时间快，能迅速被机体吸收，渗透压尽量低，在研制配方时，重点关注离子配入量与机体离子消耗量配比关系，重点关注离子与糖有利于小肠吸收的搭配条件，使离子配比量与离子消耗量一致，使离子与糖在小肠中很快吸收。通过地面人体试服和功效实验，对其功能进行了验证。人体试用无明显不良反应，能达到补充机体电解质、补充能量、缓解疲劳的功能。

发明的有益效果

经小鼠游泳耐力实验证实，本发明的电解质饮料能使小鼠在体重没有明显变化的条件下，负重游泳时间明显延长，表明运动耐力增强。同时，本发明的运动后“恢复”实验表明电解质固体饮料能显著提高运动能力和疲劳的恢复能力。在以上两项实验中，本发明的电解质固体饮料均优于市场上常用的运动饮料。

本发明的电解质固体饮料配方科学合理，供能快速持久，利于迅速恢复体液平衡，不仅适用于体力负荷大、体液丢失量大，易产生疲劳的运动人群，也适合航天等特殊环境下航天员体液丢失后的体液和能量补充。

附图说明

图1实施例3试验设计图

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

白砂糖，蔗糖含量99.89%，广西农垦糖业集团柳兴制糖有限公司，生产批号，20091206。

低聚麦芽糖，保龄宝生物股份有限公司，生产批号09102732。

葡萄糖，河北圣雪葡萄有限责任公司，生产批号200912174。

氯化钠，天津开发区海光化学制药厂，生产批号20080903。

乳酸钙，高邮市申夏生物工程技术有限公司，生产批号G20091201。

氯化钾，天津海光药业有限公司，生产批号20091002。

碳酸镁，辽宁奥达制药有限公司，生产批号20081019。

磷酸氢二钠，湖南九典制药有限公司，生产批号，200905G10。

磷酸二氢钾，北京精求化工有限责任公司，生产批号20050204。

维生素C，石药集团维生药业（石家庄有限公司），生产批号08047155。

佳得乐（Gatorade）运动饮料（冰橘味），百事饮料（广州）公司。

实施例1电解质固体饮料配方

见表1：

表1 电解质固体饮料配方

以上原料经粉碎、过筛、配比称重、混合搅拌等工艺，制备成所需的剂型。

将上述配方的固体电解质饮料，用饮用水复水后，配成8%-10%（质量/体积百分比）溶液，口味微甜、略咸，pH=4.5，渗透压为277mOsM，基本等渗。

在以下两个实施例中：

本发明固体电解质饮料配成10%（质量/体积百分比）溶液，试验与之对比的是佳得乐饮料，乃市售瓶装饮料。比较两饮料对小鼠游泳耐力和人体运动后“恢复”能力。

佳得乐饮料成份：水、白砂糖、食用葡萄糖、食品添加剂（柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸二氢钾、食用香精、柠檬黄）、食用盐。

每100ml佳得乐饮料营养素参考值：能量98千焦；蛋白质0g;脂肪0g；碳水化合物6.0g；钠43mg；钾13mg。

实施例2固体电解质饮料促进运动能力实验——小鼠游泳耐力实验

40只Balb/c雄性小鼠，体重30.2±3.6克，6周龄，适应性饲养三天后随机分成二组,服佳得乐饮料运动组(A组)20只,服固体电解质饮料运动组(B组)20只。服电解质饮料组小鼠连续一周每日灌服8%-10%固体电解质饮料溶液(含量为2克固体饮料/Kg体重),同时B组每日灌服等量的佳得乐饮料。每日灌服5分钟后,两组小鼠进行20分钟游泳训练。第8日依上述方法灌服所有小鼠后5分钟，40只小鼠下水进行游泳运动,游泳至力竭(力竭标准定为沉入水底3秒),分别记录下各组游泳至力竭的时间。实验结果见表2。

表2 各组小鼠游泳至力竭的时间比较（单位：分钟）

结果表明，服用固体电解质饮料溶液组小鼠明显比服用佳得乐饮料组小鼠游泳至力竭的时间长。表明短期连续补充固体电解质饮料能明显增强小鼠的游泳耐力。

实施例3固体电解质饮料对提高运动能力和促进运动后恢复能力的试验——运动后“恢复”实验

验证固体电解质饮料对运动能力和恢复能力的作用。试验采用交叉实验设计，受试者被随机分成A、B两组，每组15人，交叉进行试验。试验设计见图1。

受试者最大摄氧量(VO₂max)测定:受试者负荷为Monark功率自行车，从50W的起始负荷开始蹬车运动，以25w/min的逐级递增，至停止指标为止或受试者要求停止试验为止。运动过程中用心肺功能仪分析受试者气体代谢指标。目标心率=220-年龄。停止指标为：达到目标心率平稳1min，或者摄氧量变化小于100ml/min时，或者受试者主动要求中止试验时终止运动。此时测得的受试者摄氧量为最大摄氧量。

试验程序是受试者先在70%VO₂max的速度下连续蹬车90分钟或者到力竭，接着是4小时的补液恢复期(REC)，最后以同样的运动量再蹬车,直至力竭为止。运动后4小时的补液恢复期，A组饮用佳得乐运动饮料，B组饮用本发明的固体电解质饮料。第二阶段运动方案与第一阶段相同，运动后4小时的补液恢复期，A组饮用本发明的固体电解质饮料，B组饮用佳得乐运动饮料。受试者根据体重丢失定量饮用运动饮料，在运动后4小时的恢复期内定量摄入大约是丢失体重（运动前后的体重差）的150-170%的运动饮料。两阶段实验测试间隔期两周。在每次实验前三天,受试者都进行饮食监控，避免出现因食物不同而影响实验结果。实验前两天,受试者也不进行任何的激烈运动。表3为每个阶段补液后的运动时间。

表3 两组人跑步至力竭的时间比较（单位：分钟）

	A组	B组
			第一阶段实验	35±2.00	39±2.36
第二阶段实验	38±1.93	34±2.50

两种不同饮料之间的比较采用双因素方差分析（饮料+试验阶段），结果表明两个试验阶段无统计学意义，饮用不同饮料之间两组人员跑步至力竭的时间有明显统计学差异（p<0.01）。表明本发明的电解质固体饮料能显著提高运动能力和疲劳的恢复能力。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims

1.一种电解质固体饮料组合物，其含有蔗糖、低聚麦芽糖、葡萄糖、分别含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺的化合物和维生素C。

2.权利要求1的电解质固体饮料组合物，其中每100g组合物中，含有蔗糖0.08～0.11mol，低聚麦芽糖28～36g，葡萄糖0.15～0.20mol，含Na⁺化合物0.02～0.04mol，含K⁺化合物0.002～0.004mol，含Mg²⁺化合物0.0015～0.0025mol，含Ca²⁺化合物0.002～0.0035mol，维生素C0.0004～0.0007mol。

3.权利要求2的电解质固体饮料组合物，其中每100g组合物中，含有蔗糖0.09～0.10mol，低聚麦芽糖30～34g，葡萄糖0.17～0.19mol，含Na⁺化合物0.025～0.035mol，含K⁺化合物0.0028～0.0036mol，含Mg²⁺化合物0.0018～0.0022mol，含Ca²⁺化合物0.0023～0.0029mol，维生素C0.0005～0.0006mol。

4.权利要求3的电解质固体饮料组合物，其中每100g组合物中，含有蔗糖0.092～0.096mol，低聚麦芽糖31.5～33g，葡萄糖0.175～0.185mol，含Na⁺化合物0.027～0.031mol，含K⁺化合物0.0030～0.0034mol，含Mg²⁺化合物0.0019～0.0021mol，含Ca²⁺化合物0.0025～0.0028mol，维生素C0.00053～0.00058mol。

5.权利要求1-4任一项的电解质固体饮料组合物，其中所述的含Na⁺化合物选自氯化钠、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠，含K⁺化合物选自氯化钾、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾，含Mg²⁺化合物选自碳酸镁、硫酸镁、氯化镁，含Ca²⁺化合物选自乳酸钙、氯化钙。

6.权利要求1-5任一项的电解质固体饮料组合物，其含有蔗糖、低聚麦芽糖、葡萄糖、氯化钠、磷酸氢二钠、氯化钾、磷酸二氢钾、碳酸镁、乳酸钙和维生素C。

7.权利要求6的电解质固体饮料组合物，每100g组合物中含有蔗糖32.3g、低聚麦芽糖32.3g、葡萄糖32.3g、氯化钠1.6g、磷酸氢二钠0.16g、氯化钾0.16g、磷酸二氢钾0.16g、碳酸镁0.16g、乳酸钙0.81和维生素C0.1g。

8.一种电解质饮料或溶液，其由权利要求1－7任一项的电解质固体饮料组合物配制而成；优选地，每100g权利要求1－7任一项的电解质固体饮料组合物配制为1000～1250ml电解质饮料或溶液。

9.权利要求1－7任一项的电解质固体饮料组合物用于配制电解质饮料或溶液的用途。

10.权利要求1－7任一项的电解质固体饮料组合物或者权利要求8或9的电解质饮料或溶液用于补充体液、提高机体运动机能、促进疲劳恢复的用途。