CN1089768C - 能量制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新颖的糊精型的淀粉，它适于为准备进行体力活动或体力活动后的人供给能量。这种淀粉的特征在于，它的分子量为从约15,000至10,000,000，它的分子链是多分枝的。本发明还涉及用以给准备进行体力活动供给能量的、使用本发明的淀粉的合成剂和应用方法。
Description
本发明涉及适于配制一种合成剂的新颖的淀粉品种，该合成剂是用来给人和其他哺乳动物供给能量用的。本发明尤其涉及一种淀粉和用该淀粉配制的合成剂。它用于给准备进行体力活动或体力活动后的人供给能量。本发明还涉及生产这种淀粉的方法以及作为体力活动如运动前的准备措施和给完成费力工作后的人供给能量的方法，这种方法可使训练过度的危险达到最小。
当进行繁重的体力活动时，身体从贮藏于肌肉和肝脏的糖元中取得能量。当储备耗尽时，就从蛋白质的分解中取得能量。这会导致出现训练过度的征候并降低抵抗感染的免疫防御能力。
在糖元储备全部耗尽后，依靠摄入碳水化合物可以重建起超过原有数量水平的糖元水平。传统的体力供给过程是，正常情况下在耗尽储备以前人都食用含碳水化合物很少的食物，耗尽后，他就会用富含碳水化合物的食物来补充自己的体力。据估计，这一补充过程约需要200g的活性碳水化合物，相对于约1Kg烹调过的干面食。在一天之内要摄取这个量是困难的。依靠减少水分的滞留量，就可能增加活性物质的含量，这样就可以饮料的形式来摄取食物，以取代固体状态的食物，从而可促进消化吸收。
当摄入过量的碳水化合物时，就会合成糖元，直到储备充满为止。糖元的合成可经由两种不同的途径。第一种途径是从葡糖-6-P经由葡糖1-P变为UDP-D葡糖，由此形式糖元。在合成过程中能力(2ATP)被消耗掉。糖元合成的第二种途径是，糖元是在UDP葡糖与一个引发分子反应中形成，该引发分子可以是糖元或糊精，在极个别情况下也可以是麦芽糖。估计当起始物质是长链并有分枝的聚合物如糊精时，会加速糖元的形成。在这种情况下可省去许多合成阶段，而且可望储存过程更加迅速。
当准备作费力的体力活动时，例如跑步和滑雪比赛，通常参赛者应在一两天以前作好糖元的储备，这要靠吃下相当大数量的富含碳水化合物的食物，如米饭或面食。但是，如上所述，这样的供给体力的方法要求摄入相当大数量的富含碳水化合物的食物，在上例中是要在24小时期间内摄入约1Kg的烹调过的干面食。对一个人来说要摄入这样大的数量常常不是很容易的或者说不是很舒服的。摄入这样多的食物常使人产生不舒服的过饱感觉。
如果有可能以饮料的形式摄入同等数量的碳水化合物，那么这些问题就有可能避免。这样做将使摄入较易而不会有不舒服的过饱感觉，因为食品会很快通过胃部，而液相通过排尿会很快消失。这一迅速的排空过程，其结果是食品更快地进入小肠被吸收，而胃被腾空。这一过程是受渗透力(osmolality)控制的，而渗透力则取决于分子量。此外，还有可能采用专门来促进糖元合成的碳水化合物，以使能储存起更多数量的糖元。
上述迫切需要解决的问题都由本发明成功地解决了。本发明提供一种淀粉，它特别有利于糖元的合成。这种淀粉是糊精型的淀粉，其分子量约在15,000至10,000,000之间，而且其分子链是多分枝的。这种淀粉衍生物优选的分子量高达约720,000。这种淀粉在溶液中特别稳定，非常适于配制能在一天内消耗完的液态食品。
从文献中可以看到大量的用来以适当方式提供与体力活动相联系的能量的合成剂。例如可参阅WO 91/12734，WO 91/09358，EP-A2-0,264,177，US-A-4,312,856和US-A-4,649,051，这些专利所包括的参考文献涉及相当大量的进一步的著作。但是，现有技术所提供的合成物，它们所包含的绝大多数碳水化合物是低分子量到平均分子量的糖类如单糖、二糖和低聚糖，举例说，葡萄糖、果糖、蔗糖和作为平均分子量碳水化合物一个例子的麦芽糖糊精。这些合成剂是打算在马上要进行体力活动以前以及在体力活动中被摄取并立刻提供能量跃升。这些合成剂并不适于在作体力活动准备时建立起糖元储备，也不能达到他们打算达到的这一目的。这一情况与本发明的淀粉类型构成了明显的反差。这种类型的淀粉是一种新颖的食品，它在文献中没有先例，也不在任何意义上属于现有技术的一部分。
本发明的淀粉的通式为(C6H10O5)n，其中n是重复的葡糖单元数，因此也是聚合的程度。该数还决定分子量，因此分子量的范围为从约15,000至约10,000,000，相当于n值为从约90至约65,000。分子量及其分布可用凝胶色谱分离法按已知的操作方法来测定，其中的滞留时间是与已知分子量的淀粉类型的分度标准的滞留时间进行比较。得出色谱图后，所得出的峰值下部的面积就可提供出不同分子量部分的比例的数量量度。
本发明的淀粉也将是多分枝的。分子支化度可用百分数来表示。百分数表示α-1，6键与α-1，4键之间的数量比率，天然马铃薯淀粉中的这一比率为约3.1％。这可用核磁共振测量法(NMR)对氘化淀粉样品来进行测定。本发明的淀粉在用这种方法分析时就会发现出现了传统天然马铃薯中未出现过的新型键。已用β-1，4键和β-1，6两个符号来表示，也用新α键来表示。本发明的淀粉的支化度将为约2％至约8％，优选的是从约3％至约7％。
以上列述的有关分子量、聚合程度和支化度的数值并不是临界极限值，虽然上下限中包括了本发明的最适当的实施方案。
本发明的淀粉可用天然淀粉特别是马铃薯淀粉在110-140℃的温度下经酸处理1-15小时来制备。所用的酸可以是盐酸，浓度以淀粉的干重为基数可达约0.15％，或是正磷酸，浓度以淀粉的干重为基数可达约0.17％。加水量以能搅拌均匀为度。处理时间最好是6-14小时。转化为所需的淀粉后可紧接着在适当的时刻抽样并分析样品的分子量和支化度。
所用的起始材料可以是用马铃薯、玉米、大米、小麦和其它谷物以及各种豆科植物和块茎等各种原料制得的天然淀粉。经用不同方式处理过的淀粉，如水解或氧化的淀粉也可使用。对本发明来说，起始材料如何选择是不太重要的。
本发明的另一个特点是，它提供了一种在准备作体力活动时或在体力活动后给人供给能量的合成剂，该合成剂的特征在于它至少包括本发明的一种淀粉。合成剂中还可包括其它的传统添加剂，如调味料、增稠剂、pH调节剂、和/或抗氧化剂等。此外，该合成剂还可包括其它的提供能量的成分，如单糖、二糖和低聚糖，这些糖类能提供即刻的能量跃升并帮助使合成剂具有甜味。该合成剂还可包括食盐和电解质，虽然这些物质不是它的必要成分，因为该合成剂主要是用来在进行体力活动前相当长的时间时摄入的。食盐和电解质主要是用来供给在体力活动时这些物质的损失的，因此主要地应在即将活动前或在活动中摄入。
本合成剂可以制成即饮水溶液来供应，或以浓缩液的形态来供应，还可以干粉状态供应，到时加入适量的水使浓度适于饮用。本合成剂的即饮水溶液中本发明淀粉的适宜含量相当于100至250g/1，具体数量取决于对最终合成剂要求的稠度。
本发明的淀粉主要是用于在体力活动如运动进行前一天或几天作准备时作能量供给剂使用。这种淀粉到时以上述的适当形态的合成剂被摄入，并用于作为传统的进食碳水化合物的供给。这样就可在体内建立起大量的糖元储备，而不需要食用大量的富含碳水化合物的食物如煮面条、米饭等了。
本发明的合成剂可以这样制备：将淀粉放在凉水内进行搅拌并让淀粉放置膨胀约15分钟。为要得到饮用的稠度，则每立升凉水中应使用约180g的淀粉。每立升加入210g淀粉会做出象汤一样的稠度，而当每立升加入240g淀粉时就会做出奶油样的稠度。其它成分如上述那些成分可以或者加入调制好的合成剂内或者先与淀粉掺和好然后再加入凉水内搅拌。这一点使得该合成剂可做成定量的份餐，只要把它放入适量的水中搅拌即可立刻饮用。
一名精壮运动员除正常饮食外，最大的补充量约需100-450g本发明的淀粉。确切的数量应视运动员体重和运动的费力程度而定。
本发明的淀粉渗透力曾与已知的碳水化合物作过试验比较。渗透力是水溶液冰点降低程度的量度。渗透力高意味着低分子量的物质束缚着水，使得水和溶解在其中的营养成分难于输送入细胞。血液的渗透力约为300m Osm/l，为了促进营养成分的输送，要求饮用合成剂的渗透力显著地低于此值。
曾用平均分子量约为720,000、支化度约为4％的本发明的淀粉做过多次测试。所得数据如下：碳水化合物种类 渗透力(m Osm/Kg溶液)右旋糖(DE＝100) 950麦芽糖糊精(DE＝约20) 170麦芽糖糊精(DE＝约10) 90麦芽糖糊精(DE＝约5) 40本发明的食品 20“DE”意指右旋糖当量。因此右旋糖的该值为100。由于本发明的食品不含低分子量的蔗糖，因此没有给出DE值。
曾做过两组运动员的体能对比试验，一组在做费力体力活动前只摄入常规的富含碳水化合物的食物，一组除饮食外还补充了本发明的淀粉，结果发现，补充本发明的碳水化合物的一组创造出了明显的较好成绩。
Claims (6)
1.一种为准备进行体力活动或在体力活动后的人或哺乳动物供给能量用的糊精型淀粉，其特征在于它的分子量在15,000至10,000,000之间，它的分子支化度为2～8％。
2.权利要求1的淀粉，其特征在于它的分子量高达720,000。
3.生产权利要求1或2的淀粉的方法，其特征在于天然淀粉或预处理过的淀粉用酸在110～140℃温度下处理1～15小时。
4.权利要求3的方法，其特征在于该天然淀粉为马铃薯淀粉。
5.一种为准备进行体力活动或体力活动后的人或哺乳动物供给能量用的合成剂，其特征在于该合成剂含有权利要求1或2的淀粉。
6.权利要求5的合成剂，其特征在于它以水溶液的形态含有这种淀粉。
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