CN1328988C - 一种运动饮料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种运动饮料，其主要成分为低聚麦芽糖、糊精、变性淀粉、大豆低聚肽、乌梅提取物和碱性电解质，还可以添加多种维生素、牛磺酸和肌醇。本发明的运动饮料为固体饮料，也可以加入饮用水制成液体饮料。该饮料可以解决运动人群在运动的前、中、后糖补充不足的问题，避免单纯摄入单糖或双糖时造成血糖快速上升而使胰岛素增高后又引发血糖快速下降的问题，并有生津解渴之效；同时可提高人体血清睾酮水平；中和运动代谢产物乳酸；稳定运动时人体的血清钾、镁的浓度；降低血清肌酸激酶和尿素氮，减轻训练造成的肌肉微损伤程度；对人体内的SOD水平有增强作用；减轻运动人群疲劳感觉。
Description
技术领域
本发明涉及一种运动饮料，特别是一种以低聚麦芽糖、糊精、变性淀粉、大豆低聚肽、乌梅提取物和碱性电解质为主要成分，兼以补充维生素的等渗或偏低渗运动饮料。
背景技术
运动饮料是继汽水、碳酸饮料、乳酸饮料、果汁饮料之后的第五代饮料。它具有前四代饮料所不具备的特殊功用，能供给人体对热能、水分和电解质和维生素的需求，防止运动中因失水和电解质缺乏引起的血液浓缩、口渴、循环系统负担加重和神经系统、肌肉功能失调(如抽筋)等症状。运动饮料各种成分及剂量配比都有特殊的科学依据和要求，必须符合人体运动时的机体代谢的特殊状况，补充运动中的消耗，能够消除运动疲劳，提高体力能力，保证运动中人群始终处在一个极好的体能状态。中国于1994年就颁布了运动饮料的国家标准(2000年修订)，标准中将运动饮料定义为：营养素的组分和含量能适应运动员或参加体育锻炼、体力劳动人群的生理特点、特殊营养需要的软饮料。
近年来对运动饮料的研究受到关注，如CN1489943A专利申请报道了以海藻糖、大豆多肽、二十八醇、碱性电解质、维生素为主要成分的液体饮料。海藻糖是一种非还原性双糖，性质稳定，在体内降解缓慢，适于制作耐力型运动饮料。二十八醇作为一种长链脂肪族正构一元伯醇，安全无毒，能够增强体力和耐力，但其不溶于水，易溶于乙酸乙酯、丙酮、甲醇等有机溶剂，对于配制以水为溶剂的饮料来说，对其制备工艺要求很高。
所以，仍需要研发配方更加合理、更易于工艺生产的运动饮料，以适应不同类型运动者的需求。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种复配的运动饮料，解决运动人群在运动前、中、后糖补充不足的问题，避免单纯摄入单糖或双糖时造成血糖快速上升而使胰岛素增高后又引发血糖快速下降的问题；并能够生津解渴，减轻出汗引起的口渴感觉；同时，通过提高运动人群血清睾酮水平，促进骨骼肌的增加；降低运动人群主观疲劳等级；降低运动人群运动后血清肌酸激酶水平；中和运动代谢产物乳酸；补充维生素类、肌醇、牛磺酸等物质保证和提高运动人群的运动能力。
本发明运动饮料的主要成分为以低聚麦芽糖为主的糖类、大豆低聚肽、乌梅提取物和碱性电解质，各成分按重量份数配比为：低聚麦芽糖1400000～280000000、糊精100～280000000、变性淀粉100～280000000、蔗糖200000～40000000、葡萄糖16000～3300000、果糖16000～3300000、大豆低聚肽160000～33000000、乌梅提取物16000～3300000、钾4000～800000、钠4000～830000、钙600～130000、镁300～67000。其中大豆低聚肽是由3～10个氨基酸组成的低聚肽，它由大豆经过发酵或酶工程得到；乌梅提取物为蔷薇科植物梅的果实经过水或者乙醇或者一定浓度的乙醇提取干燥而得的固体；钾、钙、钠、镁等无机离子可以从硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐以及其氨基酸或葡萄糖醛酸螯合物中选择。
低聚糖、糊精、变性淀粉都具有胰岛素反应低的优势，吸收充分的同时可快速补充血糖，持续补充血糖，稳定血糖水平。低聚麦芽糖是一种来源于优质玉米淀粉，经过生物转化得到的由3-10个葡萄糖分子通过糖苷键连接起来的碳水化合物，它可以在体内酶系的作用下降解为葡萄糖，为机体提供能量。发明中的糊精是淀粉水解中间产物的总称，其化学式为(C6H10O5)n·XH2O，在冷水中溶解较慢，较易溶于热水，不溶于乙醇。本发明中的变性淀粉是指分子量介于5000-500000的由葡萄糖聚合而成的多糖，亦称中聚糖。
大豆低聚肽在肠道吸收快，具有抗氧化活性，还能够促进运动人群瘦体重的增加，提高运动人群血清睾酮，降低运动人群主观疲劳等级，降低运动人群运动后血清肌酸激酶水平，保护细胞膜。
乌梅提取物中含有柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、儿茶酸以及丰富的矿物质，具有促进新陈代谢、排除体内废物、促进血液循环、提高免疫力的功效，还可以生津止渴、改善口感，益于运动人群在运动中(特别在夏季高温环境下)使用。
适量的碱性电解质如钾、钠、钙和镁是根据运动者运动时机体的丢失量而设计的，对保持体液平衡、维持血液中细胞活力、防止肌肉疲劳、保证神经冲动的传导有着重要的作用，并且可以中和运动代谢中产生的乳酸等酸性代谢产物。
在本发明的运动饮料中，还可以加入维生素和β-胡萝卜素，二者重量份数为：维生素27000～5400000、β-胡萝卜素300～67000。其中所述维生素组成及重量份数配比为：维生素B1 50～10000、维生素B2 60～13000、维生素B6 50～10000、维生素B12 0.1～20、维生素pp 160～32000、维生素C 26000～5300000。
其中B族维生素可以促进能量代谢，缓解运动人体的心理压力，维生素C则用以清除自由基，提高免疫功能，减少其对机体的伤害，延缓疲劳的发生。
在本发明的运动饮料中，还可以加入牛磺酸和肌醇，其重量份数为：牛磺酸10000～2000000、肌醇3200～640000。
牛磺酸和肌醇可以促进蛋白质的合成，防止蛋白质的分解，调节新陈代谢，加速疲劳的消除。
本发明的运动饮料渗透压为等渗或偏低渗透，其渗透压为200～320毫渗/千克，可以保证水分、糖、电解质和维生素被机体快速吸收。
本发明的运动饮料，可以是固体饮料，是将各配料经紫外线照射灭菌后，粉碎过筛，按一定比例混匀，无菌分装。或者将按一定比例混合的上述物质溶于纯净水，滤去不溶物，灌装，灭菌即可。
本发明的运动饮料通过改变各成分的配比，以适用不同类型运动者的需求。
通过人体实验我们发现：本发明的运动饮料使人体在1～2小时的长时间不间断有氧运动中，维持血糖在80mg/dL的较高的水平，且不引起血液浓缩；稳定运动过程中血液中乳酸水平，乳酸水平保持在2mmol/L以下；有利于运动后心率的恢复；能够稳定运动时人体的血清钾、镁的浓度；能够降低血清肌酸激酶和尿素氮，对减轻训练造成的肌肉微结构的损伤程度和促进休息后的恢复具有一定的效果；对受试人群体内的SOD水平有增强作用，具有一定抗氧化作用；改善受试人群运动后身体的疲劳感，体力精力更加充沛。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地理解本发明，但下述实施例不是对本发明的限定。
实施例1
取各成分如下(重量以mg计)：低聚麦芽糖1400000、糊精14000、变性淀粉14000、蔗糖2000000、葡萄糖2000000、果糖2000000、大豆低聚肽170000、乌梅提取物30000、钾50000、钠50000、钙1000、镁1000、牛磺酸2000000、肌醇640000，其中碱性电解质选自其盐酸盐。将以上物料经按照重量比接近的组分先混合，重量比较小的部分进行逐级放大混合，紫外线照射灭菌后粉碎过筛，混匀，无菌条件下分装即可。
实施例2
取各成分如下(重量以mg计)：低聚麦芽糖280000000、糊精140000、变性淀粉140000、蔗糖1000000、葡萄糖3300000、果糖3300000、大豆低聚肽3300000、乌梅提取物3300000、钾800000、钠830000、钙130000、镁300。维生素B1 50、维生素B2 600、维生素B6 50、维生素B12 1、维生素pp 10000、维生素C 5300000、β-胡萝卜素10000、牛磺酸10000、肌醇400000，其中碱性电解质选自其甘氨酸结合物。将以上物料经按照重量比接近的组分先混合，重量比较小的部分进行逐级放大混合，紫外线照射灭菌后粉碎过筛，混匀，无菌条件下分装即可。
实施例3
取各成分如下(重量以mg计)：低聚麦芽糖14000、糊精280000000、变性淀粉14000、蔗糖6000000、葡萄糖1500000、果糖2000000、大豆低聚肽33000000、乌梅提取物1500000、钾40000、钠40000、钙6000、镁6000。维生素B1 200、维生素B2 8000、维生素B6 3000、维生素B12 5、维生素pp 8000、维生素C 2500000、β-胡萝卜素6000、牛磺酸2000000、肌醇40000，其中碱性电解质选自其氨基酸结合物。将以上物料经按照重量比接近的组分先混合，重量比较小的部分进行逐级放大混合，紫外线照射灭菌后粉碎过筛，混匀，无菌条件下分装即可。
实施例4
取各成分如下(重量以mg计)：低聚麦芽糖14000、糊精2800、变性淀粉28000000、蔗糖1000000、葡萄糖3300000、果糖3300000、大豆低聚肽3300000、乌梅提取物3300000、钾800000、钠830000、钙130000、镁300。维生素B1 1000、维生素B2 5000、维生素B6 500、维生素B12 10、维生素pp 1000、维生素C 50000、β-胡萝卜素50000、牛磺酸10000、肌醇8000，其中碱性电解质选自其氨基酸结合物。将以上物料经按照重量比接近的组分先混合，重量比较小的部分进行逐级放大混合，紫外线照射灭菌后粉碎过筛，混匀，无菌条件下分装即可。
实施例5
取各成分如下(重量以mg计)：低聚麦芽糖100000000、糊精250、变性淀粉250、蔗糖8000000、葡萄糖100000、果糖100000、大豆低聚肽10000000、乌梅提取物500000、钾100000、钠300000、钙30000、镁30000。维生素B16000、维生素B2 6000、维生素B6 500、维生素B12 20、维生素pp 5000、维生素C1000000、β-胡萝卜素67000。牛磺酸1000000、肌醇10000，其中碱性电解质选自其硫酸盐。将以上物料经紫外线照射灭菌后粉碎过筛，混匀，加入饮用水4800L体积使其溶解，双联板框过滤，高温灭菌，冷却后无菌条件下罐装。
实施例6
取各成分如下(重量以mg计)：低聚麦芽糖20000000、糊精250、变性淀粉250、蔗糖5000000、葡萄糖16000、果糖16000、大豆低聚肽33000000、乌梅提取物16000、钾4000、钠4000、钙50000、镁67000。维生素B1 10000、维生素B2 13000、维生素B6 6000、维生素B12 0.1、维生素pp 32000、维生素C 26000、β-胡萝卜素300。牛磺酸50000、肌醇3200，其中碱性电解质选自其磷酸盐。将以上物料经紫外线照射灭菌后粉碎过筛，混匀，加入饮用水292L使其溶解，双联板框过滤，高温灭菌，冷却后无菌条件下罐装。
实施例7
本发明的运动饮料对运动人体的应用效果观察评价
取实施例6所得运动饮料为供试品(渗透压为280毫渗/千克)，记为A组，阳性对照组为糖水(渗透压为280毫渗/千克)，记为B组，阴性对照组为含有甜味剂的水溶液，记为C组。以北京体育大学48名男子普通大学生(平均年龄21.8±0.75岁)为主要研究对象，采取自身对照。随机分配为3组，每组16人。
实验方法：实验为单盲交叉实验，即受试者不了解饮料的分组或目的，每位受试者参加3次实验，服用3种不同的饮料。具体方法为：第1天随机抽取16人接受A，16人接受B，16人接受C。经过5天的洗涤期，也就是在第6天，第一天接受B的换用A，第一天接受C的换用B，第一天接受A的换用C，再经过5天的洗涤期，也就是在第11天，第一天接受C的换用A，第一天接受B的换用C，第一天接受A的换用B。
实验程序：要求受试者在实验前一天无大运动量，控制试验前饮食一致，试验前空腹来到实验室取安静时静脉血，排空尿，测体成分。各组分别饮用不同饮料250ml后在Monark功率自行车上进行蹬车运动测试。先作准备活动1min(0负荷)，然后以50W功率开始，逐级递增负荷，3分钟左右达到70％VO2max(由预试验测定得出)，此后即不再增加负荷量，持续蹬车90分钟。运动中心率采用Polar表监测，并控制实验室的气温为22-28℃，相对湿度为30-60％。
试验指标和检测方法：
运动中每半小时取耳血1次，测血糖和乳酸(分别采用ONE TOUCH型血糖仪及YSI 1500 SPORT LACTATE ANALYZER)。每30min提供300ml饮料。运动结束后即刻、第3、6、9、12、15分钟测量恢复心率、取耳血测乳酸、第15分钟后测体成分(采用DX-200体成份分析仪)，在第15分钟时留全尿。测量运动后的尿比重(Bayer CLINITEK 50测定)、填写主观感觉量表。第二天清晨取静脉血，测量血象(用ABX MICROS 60型全血细胞分析仪测定)；血清肌酸激酶(CK)、血尿素(BUN)采用Eppendorf COM-F-6124型半自动化分析仪测定，方法为N-乙酰半胱氨酸法及两点动力法)；血清丙二醛(MDA)含量、血清超氧化物歧化酶(SOD)活力、血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活力的测定，分别为GSHPx按照间接法，SOD采用黄嘌呤氧化酶法测定，MDA参照硫代巴比妥酸法测定，测定仪器均为721型分光光度计；血镁(Mg)、血钾(K)，分别用二甲苯胺蓝法和终点比色法测定。所有数据用均值±标准差来表示，采用方差及配对T检验方法。
实验结果：
1、受试者血糖浓度的变化
受试者在运动前、运动中30分钟、60分钟、运动后即刻及运动结束后15分钟的血糖水平见表2。数据分析表明3组受试者安静时的血糖无明显差别，但运动至30min、60min、运动后即刻及运动结束后15分钟时，A组受试者的血糖水平显著高于C组，而运动后即刻及运动结束后15分钟时，A组受试者血糖明显高于B组。运动至60min及运动结束后15分钟时，B组受试者血糖亦明显高于C组。
表1：受试者服用不同饮料时血糖浓度变化(mg/dl)
| 分组 | 安静 | 运动30min | 运动60min | 运动后即刻 | 运动结束后15min |
| A | 77.67±8.52 | 84.00±10.18* | 85.17±8.09* | 79.67±5.47*# | 111.00±5.66*# |
| B | 76.83±6.49 | 72.83±9.37 | 76.00±3.16+ | 71.67±5.85 | 80.17±7.20+ |
| C | 82.00±8.67 | 68.50±3.24 | 70.67±2.73 | 68.17±4.07 | 69.83 ±7.63 |
*：A组与C组比，p＜0.05；#：A组与B组比，p＜0.05；+B组与C组比，p＜0.05
2、血乳酸浓度的比较
血乳酸浓度的数据可见到3组受试者安静、运动30min、运动60min、运动后即刻的血乳酸浓度均无显著差别，而运动结束后3min、6min、9min、12min及15min时，A组受试者的血乳酸显著低于C组。另外，A组从运动后60min开始血乳酸浓度就恢复到安静时的水平，B组从运动后即刻开始血乳酸浓度恢复到安静时的水平，C组从运动结束后3min血乳酸浓度才恢复到安静时的水平。
表2：受试者服用不同饮料时血乳酸浓度变化(mmol/l)
| 分组 | 安静 | 运动30min | 运动60min | 运动后即刻 | 运动结束后3min | 运动结束后6min | 运动结束后9min | 运动结束后12min | 运动结束后15min |
| A | 1.52±0.36 | 2.45±0.56# | 2.54±0.45# | 2.16±0.63 | 1.48±0.29* | 1.35±0.33* | 1.24±0.39* | 1.22±0.38* | 1.27±0.38 |
| B | 1.53±0.62 | 3.23±0.74# | 3.26±0.88# | 2.70±1.13# | 2.38±0.71 | 2.01±0.63 | 1.84±0.60 | 1.67±0.45 | 1.54±0.46 |
| C | 1.64±0.67 | 3.22±1.22# | 3.34±1.54# | 3.68±1.94# | 3.03±1.03* | 2.23±0.77 | 2.05±0.82 | 1.78±0.37 | 1.43±0.34 |
*：A组与C组比，p＜0.05；+运动30min，60min，运动后即刻，运动结束后3min，6min，9min，12min，15min与安静时比，p＜0.05。
3、运动结束后3分钟恢复心率的比较
表3显示运动结束后3分钟恢复心率的数据可见到A组受试者心率的恢复显著快于C组。
表3：受试者实验中服用不同饮料运动结束后3分钟恢复的心率(次/分)
| 分组 | 运动结束后3分钟恢复的心率(次/分) |
| A | 102.22±7.76* |
| B | 107.26±4.42 |
| C | 110.54±5.98 |
4、血清钾和镁水平的变化
表4和表5显示A组受试者血清钾、镁均无显著性差异，B组血清钾出现下降的趋势，C组血清钾、镁均出现下降的趋势。
表4受试者实验中服用不同饮料的血清钾浓度变化(mmol/l)
| 分组 | 第一日清晨血清钾(mmol/l) | 第二日清晨血清钾(mmol/l) |
| A | 4.46±0.60 | 4.18±0.71 |
| B | 4.56±0.18 | 4.14±0.20* |
| C | 4.63±0.30 | 4.33±0.20* |
*：第二日清晨与第一日清晨比有显著性差异，p＜0.05
表5：受试者实验中服用不同饮料的血清镁浓度变化(mmol/l)
| 分组 | 第一日清晨血清镁(mmol/l) | 第二日清晨血清镁(mmol/l) |
| A | 0.96±0.23 | 0.99±0.76 |
| B | 1.06±0.08 | 0.98±0.10 |
| C | 1.10±0.08 | 0.98±0.06* |
*：第二日清晨与第一日清晨比有显著性差异，p＜0.05
5、血清酶和尿素氮测试结果
表6显示3组受试者血清CK活力无显著性差异，A组血清BUN次日展出现下降，具有显著性意义；B、C组血清的BUN水平在实验后与实验前相比，无明显差异。
6、抗氧化能力测试结果
表7显示A组血清SOD活力次日清晨比头天清晨有显著性增加，而B和C组无显著性变化；A、B、C三组的GSHPx活力和MDA含量均变化不大。结果表明：A能显著性增强SOD的活力。
表6：受试者实验中服用不同饮料的CK及BUN含量的变化(mmol/l)
| CK活力(U/I) | BUN含量(mmol/l) | ||
| A | 第一日清晨 | 250.30±162.56 | 7.24±3.39 |
| 第二日清晨 | 162.24±65.20 | 4.11±1.39* | |
| B | 第一日清晨 | 212.22±66.11 | 6.05±3.60 |
| 第二日清晨 | 145.12±81.05 | 4.26±1.14 | |
| C | 第一日清晨 | 143.32±100.13 | 4.92±1.85 |
| 第二日清晨 | 172.20±39.61 | 6.03±1.82 |
*：第二日清晨与第一日清晨比有显著性差异，p＜0.05
表7该饮料对受试者抗氧化能力的影响
| 组别 | GSHPx活力(U) | SOD活力(U/ml) | MDA含量(nmol/ml) | |
| A | 第一日清晨 | 222.59±49.05 | 98.43±19.48 | 4.69±0.91 |
| 第二日清晨 | 203.26±24.30 | 115.11±24.10* | 3.51±1.76 | |
| B | 第一日清晨 | 215.22±14.27 | 92.33±18.19 | 4.44±1.52 |
| 第二日清晨 | 209.52±23.27 | 95.19±12.16 | 5.03±1.70 | |
| C | 第一日清晨 | 210.25±16.40 | 91.03±16.91 | 3.33±1.82 |
| 第二日清晨 | 197.55±22.24 | 79.55±11.37 | 4.55±1.45 |
*：第二日清晨与第一日清晨比有显著性差异，p＜0.05
7、主观感觉测试结果
A组、B组、C组运动后评分分别为12.50±1.38，14.00±1.23和14.50±1.38，A组与C组之间有显著性差异。
8、小结
通过对受试者的观察研究，发现该运动饮料的效果主要表现在以下几个方面：
(1)使人体在长时间运动中的血糖保持较高的水平，不引起血液浓缩。
(2)该饮料有利于降低运动中血乳酸水平。
(3)该饮料有利于运动后心率的恢复。
(4)该饮料中适量的电解质有利于稳定血清钾、镁的浓度。
(5)该饮料对减轻训练造成的肌肉微结构的损伤程度和促进恢复具有一定的效果。
(6)该饮料可提高受试人群的SOD水平、并有降低MDA的作用，说明该饮料对抗氧化能力的改善。
(7)该饮料能改善运动后人体的主观疲劳感觉。
Claims (8)
1、一种运动饮料，其用包括下列重量份的原料制成：
低聚麦芽糖 1400000～280000000
糊精 100～280000000
变性淀粉 100～280000000
蔗糖 200000～40000000
葡萄糖 16000～3300000
果糖 16000～3300000
大豆低聚肽 160000～33000000
乌梅提取物 16000～3300000
钾 4000～800000
钠 4000～830000
钙 600～130000
镁 300～67000
其中，所述乌梅提取物是蔷薇科植物梅的果实经过水或者乙醇或者一定浓度的乙醇提取干燥而得的固体。
2、根据权利要求1所述的运动饮料，所述原料还包括下列重量份的维生素和β-胡萝卜素：
维生素 27000～5400000
β-胡萝卜素 300～67000。
3、根据权利要求2所述的运动饮料，其中所含维生素成分及重量配比为：
维生素B1 50～10000
维生素B2 60～13000
维生素B6 50～10000
维生素B12 0.1～20
维生素pp 160～32000
维生素C 26000～5300000。
4、根据权利要求1或2所述的运动饮料，所述原料还包括下列重量份的牛磺酸和肌醇：
牛磺酸 10000～2000000
肌醇 3200～640000。
5、根据权利要求1或2所述的运动饮料，其中所述大豆低聚肽是由3～10个氨基酸组成的低聚肽。
6、根据权利要求1或2所述的运动饮料，其中所述钾、钙、钠、镁无机离子可以从硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐以及其氨基酸或葡萄糖螯合物中选择。
7、根据权利要求1或2所述的运动饮料，其渗透压为200～320毫渗/千克。
8、根据权利要求1或2所述的运动饮料，其为固体饮料，或者加入饮用水制成液体饮料，固体物料与饮用水的配比为1∶5～40(克/毫升)。
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