DE69738292T2

DE69738292T2 - Nahrungszusammensetzung für sport

Info

Publication number: DE69738292T2
Application number: DE69738292T
Authority: DE
Inventors: Jacques Decombaz; Hubert Milon
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: ATE377960T1; US20020142026A1; AU1720697A; DE69738292D1; US6488955B1; WO1997028700A1; EP0889695A1; EP0889695B1; AU720797B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Nährmittelzusammensetzung, die dazu verwendet werden kann, erhöhte Blutglucosespiegel während einer körperlichen Betätigung für verlängerte Zeiträume aufrecht zu erhalten, und die Säurereflux-Symptome vermindert. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Aufrechterhaltung von erhöhten Blutglucosespiegeln für verlängerte Zeiträume, Verfahren zur Prävention einer Hypoglykämie, Verfahren zur Verbesserung der Leistung bei körperlicher Betätigung und Verfahren zur Verminderung von Säurereflux-Symptomen, insbesondere bei Athleten.
Menschen erhalten während der körperlichen Betätigung die Energie, die für die körperliche Betätigung erforderlich ist, überwiegend aus zwei Quellen: Kohlenhydraten und Lipiden. Die Geschwindigkeit, mit der die Energie den Muskeln über Kohlenhydrate zugeführt wird, ist jedoch 3- bis 4-mal höher als bei Lipiden, was Kohlenhydrate zu einer extrem wichtigen Energiequelle für Athleten macht.
Während der körperlichen Betätigung werden Kohlenhydrate den Muskeln entweder in Form von Blutglucose oder Muskelglykogen zugeführt. Die Verfügbarkeit von Kohlenhydraten aus diesen Quellen hängt stark ab von der Intensität und Dauer der körperlichen Betätigung. Während einer körperlichen Betätigung mit hoher Intensität wird jedoch Muskelglykogen zuerst und rasch verbraucht. Das macht es erforderlich, dass für die fortgesetzte Leistungsfähigkeit ausreichend Blutglucose als Energiequelle vorhanden ist. Aus diesem Grund nehmen Athleten häufig vor und während der körperlichen Betätigung große Mengen an Kohlenhydraten zu sich.
Unglücklicherweise führt der Verzehr von Kohlenhydraten zu einem Blutglucose-Peak kurz nach dem Verzehr, zusammen mit einem begleitenden Peak beim Blutinsulin. Daran schließt sich dann eine gleichermaßen rasche Abnahme der Blutglucosespiegel an. Wenn die Abnahme ausreichend groß ist, kommt es zu einer reaktiven Hypoglykämie und ihren unangenehmen Begleitsymptomen. Außerdem kann rasch eine Müdigkeit einsetzen, die die Leistungsfähigkeit bei der körperlichen Betätigung stark vermindert.
Außerdem leiden viele Athleten, die sich einem scharfen Training unterziehen, an einem gastro-oesophagealen Säurereflux, einem Zustand, der extrem unangenehme Symptome aufweist. Es wird angenommen, dass dieser Zustand sich aus einer Verzögerung der Magenentleerung und einem übermäßigen Oesophagus-Druck ergibt. In schweren Fällen schließen die Symptome das Erbrechen von Blut ein.
US 5 169 662 betrifft ein verbessertes diätetisches Produkt, insbesondere ein extrudiert-expandiertes Produkt und ein Verfahren, um dieses zu erhalten. Das Produkt umfasst Haferkleie, Maiskleie, Maismehl und Triticale. Obwohl gewisse vorteilhafte Wirkungen von Haferkleie diskutiert werden, schweigt dieses Dokument im Hinblick auf die Ernährungsbedürfnisse von Athleten.
In der US 4 497 840 wird ein vorgekochtes essbares Getreidenahrungsmittel, vorzugsweise ein essfertiges hydrierbares Nahrungsmittel, beschrieben, das auf Haferkörnern beruht. Es werden gewisse vorteilhafte Wirkungen von Haferkleie erwähnt, beispielsweise, dass diese im Hinblick auf Serumcholesterinspiegel von Bedeutung ist.
EP 504 055 A lehrt eine flüssige Zusammensetzung auf der Basis von wenigstens zwei unterschiedlichen Typen von Kohlenhydraten, nämlich Glucosepolymeren und langsam absorbierten Kohlenhydraten. Diese flüssigen Zusammensetzungen sind geeignet in Fällen von Anormalitäten des Kohlenhydratstoffwechsels, beispielsweise bei diabetischen Patienten.
Ein Verfahren zur Herstellung einer wasserlöslichen Ballaststoffzusammensetzung ausgehend von einem Gerstensubstrat wird in der WO 92101106 beschrieben. In diesem Dokument werden gewisse vorteilhafte Wirkungen von Ballaststoffen im Allgemeinen beschrieben, beispielsweise die gut bekannten Wirkungen im Hinblick auf eine Prävention von Dickdarmerkrankungen, einschließlich Krebs und Divertikulitis.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energiequelle bereitzustellen, die in der Lage ist, erhöhte Blutglucosespiegel für ausgedehnte Zeiträume aufrecht zu erhalten. Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Energiequelle bereitzustellen, die das Auftreten eines gastro-oesophagealen Säurerefluxes verhindert oder vermindert.
Demgemäß stellt gemäß einem ihrer Aspekte dieser Erfindung die Verwendung von Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff bei der Herstellung einer oral verabreichbaren therapeutischen Nährmittelzusammensetzung zur Aufrechterhaltung von erhöhten Blutglucosespiegeln in einem Säugetier während der körperlichen Betätigung bereit.
Gemäß einem anderen Aspekt stellt diese Erfindung die Verwendung von Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff bei der Herstellung einer oral verabreichbaren therapeutischen Nährmittelzusammensetzung zur Verhinderung oder Verzögerung des Beginns einer Hypoglykämie bei einem Säugetier während der körperlichen Betätigung bereit.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt diese Erfindung die Verwendung von Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff bei der Herstellung einer oral verabreichbaren therapeutischen Nährmittelzusammensetzung zur Verhinderung oder Verminderung von Säurereflux-Symptomen bei einem Säugetier während der körperlichen Betätigung bereit.
Überraschenderweise wird gefunden, dass die Verabreichung einer Nährmittelzusammensetzung, die Kohlenhydrat und eine wirksame Menge an löslichen Ballaststoffen enthält, an ein Säugetier zu einem relativ geringen Anstieg der Blutglucose bei dem Säugetier führt, und dass der erhöhte Blutglucosespiegel über verlängerte Zeiträume während der körperlichen Betätigung aufrechterhalten wird. Das verhindert oder verzögert den Beginn einer Hypoglykämie während der körperlichen Betätigung. Ferner verzögert sich auch der Beginn der Ermüdung, was eine Leistungssteigerung ermöglicht. Wenn eine Nährmittelzusammensetzung, die eine äquivalente Menge Kohlenhydrat enthält, jedoch keinen löslichen Ballaststoff, verabreicht wird, steigen die Blutglucosespiegel des Säugetiers rasch bis auf einen Peak an und vermindern sich dann rasch beim Beginn der körperlichen Betätigung bis auf deutlich unterhalb der Basis-Glucosespiegel. Unter diesen Umständen kann rasch eine Hypoglykämie erhalten werden, zusammen mit Erschöpfung und einer verminderten Leistungsfähigkeit.
Es wird auch überraschenderweise gefunden, dass die orale Verabreichung einer Nährmittelzusammensetzung, die Kohlenhydrat und eine wirksame Menge an löslichem Ballaststoff enthält, den Beginn der Symptome eines Säurereflux verhindert oder verzögert.
Vorzugsweise enthält die Nährmittelzusammensetzung wenigstens 2 Gew.-% löslichen Ballaststoff, stärker bevorzugt wenigstens 5 Gew.-% löslichen Ballaststoff, beispielsweise etwa 8 bis etwa 15 Gew.-% löslichen Ballaststoff.
Die Nährmittelzusammensetzung enthält vorzugsweise bis zu etwa 60 Gew.-% Kohlenhydrat, stärker bevorzugt etwa 40 bis etwa 55 Gew.-% der Kohlenhydratquelle; beispielsweise etwa 45 bis etwa 55 Gew.-%.
Die Nährmittelzusammensetzung kann auch Fette enthalten, vorzugsweise bis zu etwa 20 Gew.-% Fette, stärker bevorzugt etwa 8 bis etwa 18 Gew.-% Fette. Beispielsweise kann die Nährmittelzusammensetzung etwa 10 bis etwa 15 Gew.-% Fette enthalten.
Die Nährmittelzusammensetzung weist vorzugsweise bis zu etwa 20 Gew.-% Protein auf; stärker bevorzugt etwa 8 bis etwa 18 Gew.-% Protein. Beispielsweise kann die Nährmittelzusammensetzung etwa 10 bis etwa 16 Gew.-% Protein beinhalten.
Vorzugsweise beinhaltet die Nährmittelzusammensetzung ein faserreiches Getreideprodukt, das Kohlenhydrat und den löslichen Ballaststoff liefert. Vorzugsweise enthält das faserreiche Getreide wenigstens etwa 10 Gew.-% löslichen Ballaststoff und wenigstens etwa 25 Gew.-% Gesamtballaststoff. Stärker bevorzugt enthält das faserreiche Getreide wenigstens etwa 14 Gew.-% löslichen Ballaststoff und wenigstens etwa 30 Gew.-% Gesamtballaststoff. Das faserreiche Getreide ist vorzugsweise ein Haferkleiekonzentrat oder ein Gerstenmehl; stärker bevorzugt eine entfettete Haferkleie oder ein entfettetes Gerstenmehl.
Das faserreiche Getreide wird vorzugsweise in Form eines kochextrudierten Getreideprodukts bereitgestellt. In dieser Form weist das fasereiche Getreide den Vorteil auf, dass es in einer essfertigen Form vorliegt und einen annehmbaren Geschmack und eine annehmbare Textur aufweist. Vorzugsweise befindet sich die Nährmittelzusammensetzung in der Form eines fertigen Snackriegels.
Die Nährmittelzusammensetzung wird vorzugsweise für von etwa 2 Stunden bis zu etwa 15 Minuten vor dem Beginn der körperlichen Betätigung zugeführt. Die Nährmittelzusammen setzung kann auch in bequemer Weise während der körperlichen Betätigung oder während Ruhezeiten in Fällen einer körperlichen Betätigung einer längeren Dauer zugeführt werden.
Die Menge der zugeführten Nährmittelzusammensetzung reicht vorzugsweise aus, um etwa 0,03 g bis etwa 0,3 g pro kg Körpergewicht an löslichem Ballaststoff zuzuführen; stärker bevorzugt etwa 0,05 g bis etwa 0,2 g pro kg Körpergewicht an löslichem Ballaststoff. Beispielsweise kann die zugeführte Menge an löslichem Ballaststoff etwa 0,07 g bis etwa 0,15 g pro kg Körpergewicht betragen. Die Menge an zugeführtem Kohlenhydrat ist vorzugsweise ausreichend, um den Energiebedarf zu decken, beispielsweise etwa 0,3 g bis etwa 1,5 g pro kg Körpergewicht. Stärker bevorzugt werden etwa 0,8 g bis etwa 1,2 g pro kg Körpergewicht Kohlenhydrat zugeführt.
Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figur beschrieben, die eine Kurve für die Blutglucosespiegel von Athleten zeigt, aufgetragen gegen die Zeit nach dem Verzehr von unterschiedlichen Mahlzeiten mit dem gleichen Kohlenhydratgehalt. Frühstück A ist eine Maltodextrinlösung, Frühstück B ist eine Mischung aus Maltodextrinlösung und Snackriegeln, die löslichen Ballaststoff enthalten, und Frühstück C wird von Snackriegeln gebildet, die löslichen Ballaststoff enthalten. Bestimmte Athleten verbleiben in der Ruhe und erhalten das Frühstück C.
Um die Nährmittelzusammensetzung herzustellen, wird eine Quelle für löslichen Ballaststoff benötigt. Es kann irgendeine geeignete Quelle für einen löslichen Ballaststoff verwendet werden. Die Quelle für den löslichen Ballaststoff wird jedoch bequemerweise so ausgewählt, dass sie mit der gewünschten Nährmittelzusammensetzung kompatibel ist. Wenn beispielsweise die Nährmittelzusammensetzung die Form einer Frühstückscerealie, eines Snackriegels, eines Kekses, eines Gebäcks, eines Crackers, eines Brots oder eines brotartigen Produkts und dergleichen aufweisen soll, wird der lösliche Ballaststoff bequemerweise in Form einer faserreichen Cerealie oder eines faserreichen Bohnenkonzentrats bereitgestellt.
Für bequeme essfertige Lebensmittel wie Snackriegel wird der lösliche Ballaststoff am besten in Form eines faserreichen Getreides bereitgestellt. Aus Gründen der Einfachheit wird die Erfindung im Detail im Hinblick auf die Verwendung von faserreichen Getreiden als Quelle für einen löslichen Ballaststoff beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von faserreichen Getreiden beschränkt ist. Für andere Quellen für einen löslichen Ballaststoff können auf dem Fachgebiet bekannte Arbeitsweisen verwendet werden, um die Nährmittelzusammensetzungen herzustellen.
Um bei der Verwendung eines faserreichen Getreides die besten Ergebnisse zu erhalten, weist das faserreiche Getreide einen Gesamtballaststoffgehalt von wenigstens 25 Gew.-% auf und einen Gehalt an löslichem Ballaststoff (wobei der lösliche Ballaststoff überwiegend β-Glucan ist) von wenigstens 10 Gew.-%. Das faserreiche Getreide kann irgendein geeignetes Getreide sein, beispielsweise Hafer oder Gerste. Besonders geeignet ist ein Haferkleiekonzentrat, es sind jedoch auch Getreidemehle (beispielsweise erhalten von Conagra Inc., Omaha, Nebraska, USA) geeignet. Am stärksten bevorzugt sind entfettete Haferkleiekonzentrate.
In dieser Beschreibung bedeutet ein "entfettetes Haferkleiekonzentrat" eine Haferkleiefraktion, die einen Gehalt an löslichem Ballaststoff von über etwa 10 Gew.-% aufweist und die einer Lösemittelextraktion unterzogen wurde, um Öle und Fette wenigstens teilweise aus der Fraktion zu entfernen. Gewöhnlich weisen Haferkleiekonzentrate einen Fett- oder Ölgehalt von mehr als etwa 10 Gew.-% auf. Entfettete Haferkleiekonzentrate weisen einen Öl- oder Fettgehalt von weniger als etwa 7 Gew.-% auf, üblichererweise etwa 4 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-%. Entfettete Haferkleiekonzentrate bieten den Vorteil einer besseren Stabilität der Nährmittelzusammensetzung, einer einfacheren Verarbeitung und einer verbesserten Textur und verbesserter organoleptischer Eigenschaften der Nährmittelzusammensetzung. Entfettete Haferkleiekonzentrate dieses Typs sind kommerziell erhältlich; beispielsweise können geeignete Haferkleiekonzentrate erworben werden von Swedish Protein AB, Väröbacka, Schweden. Alternativ kann das Haferkleiekonzentrat dadurch hergestellt werden, dass man trockene Haferkörner vermahlt und dann sorgfältig das Fasermaterial von den Stärkekomponenten der Haferkörner absiebt. Das faserreiche Material kann dann Lösemittelextraktionstechniken unterzogen werden, um öle und Fette aus dem Material zu entfernen. Eine geeignete Arbeitsweise zur Extraktion von ölen und Fetten ist beschrieben im britischen Patent 1 526 553 . Die Lösemittelextraktionsstufe kann auch gewünschtenfalls vor dem Sieben durchgeführt werden. Diese Absieb- und Extraktionsarbeitsweise ist geeignet zur Herstellung von Haferkleiekonzentraten mit Fasergehalten am unteren Ende des Bereichs; beispielsweise für ein Haferkleiekonzentrat mit einem maximalen Gehalt an löslichem Ballaststoff von etwa 15 Gew.-%.
Als Alternative kann das im US-Patent 5 106 640 beschriebene Verfahren angepasst werden zur Herstellung eines entfetteten Haferkleiekonzentrats. Bei diesem Verfahren werden Haferkörner rasch in Form einer Aufschlämmung bei einer Temperatur von 0 bis 15°C gemahlen. Die Aufschlämmung wird dann homogenisiert und dann gesiebt, um eine faser reiche Fraktion abzutrennen. Die faserreiche Fraktion kann dann einer Extraktion unterzogen werden, um Öle und Fette zu entfernen. Unter Anwendung dieser Technik können Haferkleiekonzentrate mit einem Gehalt an löslichem Ballaststoff von bis zu etwa 40 Gew.-% hergestellt werden. Obwohl Haferkleiekonzentrate mit sehr hohen Gehalten an löslichem Ballaststoff zur Herstellung der Nährmittelzusammensetzung verwendet werden können, ist es bevorzugt, wenn der Gehalt an löslichem Ballaststoff weniger als etwa 20 Gew.-% beträgt.
Um die Nährmittelzusammensetzung herzustellen, wird eine Trockenmischung, die das faserreiche Getreide enthält, gebildet. Die Trockenmischung weist wenigstens 50 Gew.-% faserreiches Getreide auf; wobei die genaue Menge von der gewünschten Form und den gewünschten Eigenschaften der Nährmittelzusammensetzung abhängt.
Wenn gewünscht wird, eine expandierte Nährmittelzusammensetzung herzustellen, enthält die Trockenmischung üblicherweise auch einen stärkehaltigen mehlartigen Bestandteil oder eine Stärke oder beides. Irgendein geeigneter stärkehaltiger mehlartiger Bestandteil kann verwendet werden. Geeignete Beispiele sind Weizenmehl, Reismehl, Maismehl, Gerstenmehl, Hafermehl und Roggenmehl. Es können auch Mischungen dieser Mehle verwendet werden. Die Mehle können Vollmehle sein oder können Mehle sein, bei denen Fraktionen entfernt wurden; beispielsweise können die Keimfraktion oder die Hülsenfraktion entfernt werden. Reismehl und Weizenmehl sind besonders geeignet, und zwar entweder allein oder in Kombination. Beispielsweise können bis zu 40 Gew.-% des stärkehaltigen, mehlartigen Bestandteils verwendet werden, obwohl eine adäquate Expansion mit niedrigeren Mengen des stärkehaltigen, mehlartigen Bestandteils oder der Stärke erhalten werden kann.
Die Menge des stärkehaltigen mehlartigen Bestandteils oder der Stärke, die verwendet wird, ist so gewählt, dass die gewünschten Eigenschaften der Nährmittelzusammensetzung gewährleistet werden. Es ist jedoch am besten, wenn der Gehalt an löslichem Ballaststoff der Nährmittelzusammensetzung über etwa 5% liegt. Wenn gewünscht wird, ein stark expandiertes Produkt zu erhalten, werden größere Mengen des stärkehaltigen mehlartigen Bestandteils oder der Stärke benötigt. In diesem Falle kann der Gehalt an löslichem Ballaststoff in der Nährstoffzusammensetzung über etwa 5 Gew.-% dadurch gehalten werden, dass man ein Haferkleiekonzentrat mit einem hohen Gehalt an löslichem Ballaststoff verwendet. Bei einem Haferkleiekonzentrat, das einen Gehalt an löslichem Ballaststoff im Bereich von etwa 15 bis etwa 20 Gew.-% aufweist, bildet der stärkehaltige, mehlartige Bestandteil oder die Stärke üblicherweise von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% der Trockenmischung.
Wenn gewünscht wird, eine flockenartige Nährstoffzusammensetzung herzustellen, ist es nicht erforderlich, einen stärkehaltigen, mehlartigen Bestandteil oder eine Stärke in der Trockenmischung zu verwenden, da es möglich ist, auch ein nicht expandiertes Produkt zu Flocken zu verarbeiten. In jedem Falle führt jedoch der Einsatz einer Trockenmischung, die nahezu ausschließlich das Haferkleiekonzentrat umfasst, zu einer gewissen Expansion. Erheblich expandierte Produkte können auch zu Flocken verarbeitet werden.
Die Trockenmischung kann auch geringere Mengen, beispielsweise von weniger als 5 Gew.-% insgesamt, an Aromatisierungsmitteln, Färbemitteln, Salzen, Antioxidantien, Vitaminen, Mineralstoffen, Proteinquellen, Malzprodukte und dergleichen enthalten. Geeignete Proteinquellen sind Milchpulver, Molkenpulver, Weizenglutene usw. Gewünschtenfalls können auch weitere Quellen für unlösliche Ballaststoffe enthalten sein, beispielsweise Weizenkleie, Maiskleie, Reiskleie, Roggenkleie und dergleichen.
Die verschiedenen Bestandteile der Trockenmischung werden dann vermischt, um eine homogene Mischung zu erhalten, und dann einem geeigneten Kocher zugeführt, um die Genießbarkeit des faserreichen Getreides zu erhöhen, beispielsweise einem Kochextruder. Es kann irgendein geeigneter Kochextruder verwendet werden, Einschnecken oder Zweischnecken. Geeignete Kochextruder können kommerziell erhalten werden; beispielsweise die Kochextruder von Wenger und von Clextral, die allgemein erhältlich sind und auf dem Fachgebiet gut bekannt sind. Zweischnecken-Extruder mit corotierenden und kämmenden Schnecken sind besonders geeignet.
Dem Kochextruder wird auch Wasser zugeführt, und zwar üblicherweise der zweiten Zone des Kochextruders, um eine Verkleisterung der Stärkebestandteile zu ermöglichen. Das Wasser kann eine Temperatur von etwa 20°C bis etwas 60°C aufweisen. Die Menge des verwendeten Wassers kann nach Wunsch gewählt werden, bildet vorzugsweise jedoch weniger als etwa 25 Gew.-% des Gesamtgewichts von Wasser und Trockenbestandteilen. Wenn zuviel Wasser verwendet wird, wurde gefunden, dass das Endprodukt sehr hart und dicht wird. Obwohl das nicht zu ernst ist, wenn das Endprodukt in Flocken verarbeitet werden soll, wird das am besten vermieden, wenn das Endprodukt in expandierter Form verwendet werden soll. Für expandierte Nährmittelzusammensetzungen beträgt die Menge an zugesetztem Wasser vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% des Gesamtgewichts aus Wasser und Trockenbestandteilen; beispielsweise etwa 10 Gew.-%. Anstelle von Wasser kann auch Dampf verwendet werden.
Gewünschtenfalls kann dem Kochextruder auch eine sehr geringe Menge an genießbarem Öl zugeführt werden, um den Extrusionsprozess zu erleichtern oder als Träger für öl lösliche Zusatzstoffe. Es kann irgendein geeignetes Öl verwendet werden, beispielsweise Pflanzenöle wie Sonnenblumenöl, Safloröl, Maisöl und dergleichen. Wenn Öle verwendet werden, sind Öle mit einem hohen Anteil an einfach ungesättigten Bestandteilen besonders bevorzugt. Hydrierte Öle oder Fette sind ebenfalls bevorzugt. Die verwendete Ölmenge wird vorzugsweise unter etwa 1 Gew.-% der Mischung aus Öl, Trockenmischung und Wasser gehalten.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke oder der Schnecken wird vorzugsweise unter etwa 500 U/min gehalten. Über etwa 500 U/min wird gefunden, dass aufgrund der hohen Scherung die löslichen Ballaststoffe abgebaut werden und dass das Endprodukt niedrigere Viskositäten im Magen und Dünndarm ergibt. Die Rotationsgeschwindigkeiten im Bereich von etwa 200 U/min bis etwa 450 U/min sind geeignet; insbesondere Rotationsgeschwindigkeiten im Bereich von 250 bis 350 U/min.
Der Druck in den Scher- und Kompressionszonen des Kochextruders wird vorzugsweise unterhalb etwa 200 bar gehalten, beispielsweise wäre ein Druck im Bereich von etwa 100 bis etwa 180 bar geeignet. Besonders vorteilhaft sind Drucke im Bereich von etwa 120 bar bis etwa 140 bar.
Die maximale Produkttemperatur im Extruder wird vorzugsweise unter etwa 200°C gehalten; beispielsweise im Bereich von etwa 80°C bis etwa 200°C. Besonders bevorzugt sind maximale Produkttemperaturen im Bereich von etwa 120°C bis etwa 190°C; beispielsweise von etwa 150°C bis etwa 180°C.
Beim Verlassen des Kochextruders wird die Nährstoffzusammensetzung üblicherweise unter Verwendung von rotierenden Messern am Ausgang in kleine Teile geschnitten. In Abhängigkeit von den Bedingungen im Kochextruder expandiert die Nährmittelzusammensetzung in einem größeren oder geringeren Ausmaß. Die Nährmittelzusammensetzung, die für eine Flockenherstellung bestimmt ist, kann gewünschtenfalls einer sehr viel geringeren Expansion unterliegen. Es ist natürlich auch möglich ein stark expandiertes Produkt zu Flocken zu verarbeiten, womit jedoch kein Vorteil verbunden ist.
Wenn ein Flockenprodukt hergestellt werden soll, kann die Nährmittelzusammensetzung dann einer Flockenbildungsapparatur zugeführt werden. Geeignete Apparaturen sind gut bekannt und in der Getreideindustrie verwendet und können beispielsweise bezogen werden von der Bühler AG in der Schweiz. Gewünschtenfalls kann die Nährmittelzusammensetzung vor der Flockenbildung teilweise getrocknet werden.
Die expandierte Nährmittelzusammensetzung oder die Nährmittelzusammensetzung in Flockenform wird dann auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter etwa 5 Gew.-% getrocknet. Das erfolgt bequemerweise in einem Heißlufttrockner, wie es üblich ist. Feuchtigkeitsgehalte von etwa 1 bis etwa 3 Gew.-% sind bevorzugt. Die expandierten Nährmittelzusammensetzungen, die auf diese Weise hergestellt werden, weisen eine knusprige, angenehme Textur und gute organoleptische Eigenschaften auf. Die Nährmittelzusammensetzungen in Flockenform weisen ebenfalls eine gute Textur und gute organoleptische Eigenschaften auf, sind jedoch weniger knusprig. Die Nährmittelzusammensetzungen weisen einen angenehmen Geschmack nach getoastetem Getreide auf. Die Dichte der Nährmittelzusammensetzungen beträgt bequemerweise weniger als etwa 300 g/l.
Die Nährmittelzusammensetzung kann dann nach Wunsch weiterverarbeitet werden. Wenn die Nährmittelzusammensetzung beispielsweise als Frühstückscerealie verwendet werden soll, kann sie mit einem Sirup besprüht werden, der Zucker (wie Fructose oder Glucose) oder andere Süßungsmittel, Färbemittel oder Aromatisierungsmittel und dergleichen enthält, und dann getrocknet werden. Gewünschtenfalls können dann getrocknete Früchte, Nüsse, andere Cerealien, getrocknete Milchprodukte (wie getrockneter Joghurt und dergleichen) mit der getrockneten Nährmittelzusammensetzung trocken gemischt werden oder agglomeriert werden.
Alternativ kann die Nährmittelzusammensetzung zu einem Convenience-Fond wie beispielsweise einem Snackriegel, einem Keks, einem Gebäckstück, einem Cracker, einem Muffin und dergleichen formuliert werden. Wiederum kann die Nährmittelzusammensetzung mit Nüssen, Trockenfrüchten, Zuckern oder anderen Süßungsmitteln, Färbemitteln oder Aromatisierungsmitteln und dergleichen vermischt werden. Um einen Snackriegel herzustellen, kann dann ein geeignetes Bindemittel; beispielsweise Gummi arabicum oder Gelatine, zugesetzt werden. Ein Mittel, das die Brüchigkeit des Riegels vermindert, kann ebenfalls eingeschlossen werden, beispielsweise hydrolysierter Weizen. Gewünschtenfalls kann der Riegel mit einem geeigneten Überzug überzogen werden, beispielsweise mit Schokolade. Verfahren zur Herstellung von Snackriegeln sind gut bekannt und auf dem Fachgebiet beschrieben; siehe beispielsweise US-Patent 4 871 557 .
Die Nährmittelzusammensetzung führt nach dem Essen zu einem geringeren Anstieg der Blutglucosespiegel als andere Lebensmittelzusammensetzungen, die eine äquivalente Menge an Kohlenhydraten enthalten, jedoch keinen löslichen Ballaststoff. Die erhöhten Blutglucosespiegel, die durch die Nährmittelzusammensetzung herbeigeführt werden, bleiben jedoch im Vergleich über verlängerte Zeiträume im Wesentlichen konstant. Insbesondere kommt es beim Beginn einer körperlichen Betätigung zu einer wenig feststellbaren Abnahme der Blutglucosespiegel. Folglich kann der Beginn einer Hypoglykämie für beträchtliche Zeiträume verhindert oder verzögert werden. Ferner kann auch der Beginn einer Ermüdung verzögert werden, was die Leistungsfähigkeit bei der körperlichen Betätigung verbessert. Ferner werden die Symptome, die mit Säurereflux assoziiert sind, verhindert oder vermindert.
Die Menge der Nährmittelzusammensetzung, die zugeführt werden soll, variiert in Abhängigkeit vom Alter, der Gesundheit und Fitness der jeweiligen Person, dem Körpergewicht der Person, der Menge an Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff in der Nährmittelzusammensetzung, der Dauer der körperlichen Betätigung und dergleichen. In jedem Falle kann die korrekte Menge für eine bestimmte Person rasch durch die Person selbst oder einen praktischen Arzt bestimmt werden. Für eine körperliche Betätigung einer Dauer von bis zu etwa 1 bis 2 Stunden ist üblicherweise eine Menge an Nährmittelzusammensetzung geeignet, die ausreicht, eine Dosis von etwa 0,03 g bis etwa 0,3 g per kg Körpergewicht an löslichem Ballaststoff zuzuführen. Stärker bevorzugt werden etwa 0,05 bis etwa 0,2 g pro kg Körpergewicht an löslichem Ballaststoff zugeführt, beispielsweise kann die zugeführte Menge etwa 0,07 g bis etwa 0,15 g pro kg Körpergewicht betragen.
Die Menge an zugeführtem Kohlenhydrat reicht aus, um den Energiebedarf des Nutzers zu decken, beispielsweise ist eine Dosis von etwa 0,3 g bis etwa 1,5 g pro kg Körpergewicht Kohlenhydrat für eine Dauer der körperlichen Betätigung bis zu etwa 1 bis 2 Stunden für die meisten Zwecke geeignet. Eine Dosis von etwa 0,8 g bis etwa 1,2 g pro kg Körpergewicht an Kohlenhydrat ist bevorzugt.
Die Nährmittelzusammensetzung kann in einer einzigen Dosis oder in zahlreichen Dosen vor Beginn der körperlichen Betätigung genommen werden; beispielsweise etwa 2 Stunden bis etwa 15 Minuten vor dem Beginn der körperlichen Betätigung. Das ist besonders geeignet für eine körperliche Betätigung einer kürzeren Dauer; beispielsweise von weniger als etwa 2 Stunden. Alternativ kann die Nährmittelzusammensetzung in zahlreichen Dosen vor und während der körperlichen Betätigung genommen werden. Wenn sich die Person beispielsweise über ausgedehnte Zeiträume körperlich betätigt (beispielsweise mehr als 10 Stunden), kann die Nährmittelzusammensetzung vor dem Beginn der körperlichen Zusammensetzung genommen werden, während Ruheperioden (wenn es diese gibt) und während der körperlichen Betätigung, wenn der Person der Verzehr von Lebensmitteln während der körperlichen Betätigung angenehm ist.
Beispiel 1
Eine Trockenmischung aus etwa 82,4% entfettetem Haferkleiekonzentrat, etwa 15,6% Weizenmehl, etwa 2% pulverförmigem Malzextrakt und geringeren Mengen an Salzen und Färbemitteln wird hergestellt. Das Weizenkleiekonzentrat wird bezogen von Swedish Protein AB, Väröbacka, Schweden und enthält etwa 35% Gesamtballaststoffe und etwa 17% lösliche Ballaststoffe.
Die Trockenmischung und Wasser werden einem Kochextruder in einem Massenverhältnis von Trockenbestandteilen zu Wasser von etwa 4:1 zugeführt. Die Temperatur am Ausgang des Kochextruders beträgt etwa 122°C. Der Druck im Kochextruder erreicht etwa 126 bar. Das Produkt, das die Extruder-Öffnungen verlässt, wird in Stücke einer Länge von etwa 2 bis 3 mm geschnitten.
Die Stücke werden dann in einer Flockenbildungsapparatur (bezogen von der Bühler AG, Schweiz) zu Flocken verarbeitet und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,3% unter Verwendung von Luft von etwa 120°C getrocknet. Das getrocknete flockenförmige Lebensmittelprodukt weist eine knusprige, angenehme Textur auf, einen Gehalt an Ballaststoffen von etwa 29% und einen Gehalt an löslichen Ballaststoffen von etwa 14%. Das Produkt weist ein gutes Mundgefühl auf.
Eine Mischung aus Weizenmehl und Reismehl in etwa gleichen Mengen wird einer Kochextrusion unterzogen, um knusprige, expandierte Kugeln herzustellen. Diese knusprigen Kugeln werden dann mit dem Flocken-Lebensmittelprodukt in einem Massenverhältnis von knusprigen Kugeln zu Flocken-Lebensmittelprodukt von etwa 1:8 vermischt. Der Mischung werden in einem Massenverhältnis von Rosinen zu flocken-förmigem Lebensmittelprodukt von etwa 1:2,8 getrocknete Rosinen zugesetzt. Aus Fructose, Gummi arabicum und Wasser wird ein Fructosesirup hergestellt und mit den knusprigen Kugeln, den Flocken und den Rosinen kombiniert. Die Mischung wird zu Riegeln geformt, gekühlt und in 20 g Portionen geschnitten, alles auf herkömmliche Weise. Die Riegel erhalten dann einen Schokoladenüberzug, um einzelne Riegel von etwa 24 g zu erhalten.
Die Riegel weisen einen β-Glucan-Gehalt von etwa 10 Gew.-%, einen Proteingehalt von etwa 11 Gew.-%, einen gesamten Ballaststoffgehalt von etwa 20 Gew.-%, einen Fettgehalt von etwa 10 Gew.-%, einen Kohlenhydratgehalt von etwa 50 Gew.-% auf. Die Riegel weisen einen guten Geschmack, eine gute Textur und ein gutes Mundgefühl auf.
Beispiel 2
Drei Gruppen von zwölf Dauersportlern, die in einem regelgerechten Wettbewerb stehen, werden für den Test ausgesucht. Jedem Mitglied einer jeden Gruppe wird am Morgen ein Frühstück verabreicht, das etwa 70 g Kohlenhydrat enthält; es wird kein anderes Lebensmittel genommen. Das Frühstück für die erste Gruppe umfasst eine Maltodextrinlösung (Frühstück A). Das Frühstück für die zweite Gruppe umfasst 3,8 Riegel, wie sie in Beispiel 1 beschrieben werden, sowie eine Maltodextrinlösung, um die Kohlenhydrate auf 70 g zu bringen (Frühstück B). Zwei Drittel der Kohlenhydrate in Frühstück B stammen aus den Riegeln. Das Frühstück für die dritte Gruppe umfasst 5,7 Riegel, wie sie in Beispiel 1 beschrieben werden (Frühstück C). Jedes Mitglied nimmt die gleiche Wassermenge (4,2 ml/kg) zu sich.
Etwa 30 Minuten nach dem Verzehr der Riegel beginnen alle Athleten, die eines der Frühstücke A und B erhalten haben, mit einer anhaltenden Geschwindigkeit für 2 Stunden mit körperlichen Übungen. Die Hälfte der Athleten, die das Frühstück C erhielten, beginnt ebenfalls bei gleichbleibender Geschwindigkeit 2 Stunden mit körperlicher Betätigung. In allen Fällen ist die Betätigungsintensität, die gemessen wird zu etwa 51 ml O₂/min pro kg Körpergewicht, etwa das 14- bis 15-fache des Grundwerts. Die andere Hälfte der Athleten, die das Frühstück C erhielten, ließ man als Kontrolle ruhen.
Blutproben werden genommen vor dem Frühstück sowie etwa 15 Minuten, etwa 30 Minuten, etwa 45 Minuten, etwa 60 Minuten, etwa 90 Minuten, etwa 130 Minuten und etwa 150 Minuten nach dem Frühstück. In jedem Falle wird der Blutglucosespiegel bestimmt. Die Ergebnisse sind in 1 dargestellt.
Diejenigen Athleten, die die Frühstücke A und B zu sich genommen hatten, zeigten einen steilen Anstieg der Blutglucosespiegel etwa 15 Minuten nach dem Frühstück. An diesen schließt sich dann ein scharfer Abfall der Blutglucosespiegel bei etwa 15 bis 20 Minuten Übungszeit an. In einigen Fällen sind die Blutglucosespiegel niedriger als 2,5 mmol/l, d. h. als eine Schwelle, die oft als Zeichen einer klinischen Hypoglykämie verwendet wird. Diejenigen Athleten, die das Frühstück C zu sich genommen hatten, zeigten alle eine geringe Zunahme der Blutglucosespiegel und eine geringe Abnahme der Blutglucosespiegel während der körperlichen Betätigung. Die Blutglucosespiegel sind am ähnlichsten denjenigen der Athleten, die ruhen, und bleiben relativ konstant und erhöht.
Die Athleten werden befragt nach den Symptomen von gastro-intestinalen Störungen, es wird jedoch nichts bezüglich negativer Symptome berichtet.
Beispiel 3
Es werden verschiedene Riegeltypen hergestellt, und zwar im Wesentlichen nach der Arbeitsweise von Beispiel 1. Typ 1 enthält getrocknete Aprikosen und weist einen Schokoladenüberzug auf; Typ 2 enthält Haselnüsse und getrocknete Aprikosen und weist einen Schokoladenüberzug auf; Typ 3 enthält getrocknete Apfelstücke und weist einen Schokoladenüberzug auf; Typ 4 enthält Haselnüsse und getrocknete Apfelstücke und weist einen Schokoladenüberzug auf, Typ 5 enthält Rosinen und Haselnüsse und weist einen Schokoladenüberzug auf; und Typ 6 ist der Riegel von Beispiel 1. Bei allen Typen ist der Gehalt an löslichem Ballaststoff etwa 9 bis etwa 11 Gew.-%, der gesamte Ballaststoffgehalt etwa 19 bis etwa 21 Gew.-%, der Kohlenhydratgehalt etwa 40 bis etwa 49 Gew.-%, der Proteingehalt etwa 13 bis etwa 15,5 Gew.-% und der Fettgehalt etwa 11 bis etwa 17 Gew.-%.
Ein Langstreckenschwimmer wird gebeten, 7 Tage im Mittemeer zu schwimmen. Jeden Tag isst der Schwimmer um etwa 7 Uhr am Morgen ein Frühstück, das etwa 900 kg (3762 kJ) Energie aufweist, wovon etwa 580 kcal (2425 kJ) aus Kohlenhydraten kommen. Das Frühstück enthält keinen löslichen Ballaststoff. Der Schwimmer beginnt dann zum Schwimmen, tut das bis 8 Uhr am Morgen. Während des Tags nimmt der Schwimmer einen Snack aus 3 Riegeln der Typen 1 bis 6 zu sich sowie einen Drink, der 240 kcal (1003 kJ) Zucker enthält, und zwar um 11 Uhr am Morgen, 1,30 am Nachmittag und etwa 6 Uhr am Nachmittag. Der Schwimmer nimmt ferner eine Mahlzeit um etwa 3 Uhr am Nachmittag zu sich, die etwa 480 kcal (2006 kJ) Energie enthält, wovon etwa 280 kcal (1003 kJ) aus Kohlenhydraten stammen. Die Mahlzeit enthält keinen löslichen Ballaststoff. Während des Tags werden jede Stunde die Blutglucosespiegel bestimmt.
Nach dem Frühstück und der Mahlzeit nehmen die Blutglucosespiegel scharf zu und nehmen dann in gleicher Weise scharf wieder ab. Der Schwimmer zeigt schmerzhafte Säurereflux-Symptome kurz nach dem Verzehr des Frühstücks. Die Blutglucosespiegel nehmen etwas zu oder bleiben ziemlich konstant nach dem Verzehr eines jeden Snacks. Kein scharfer Abfall der Blutglucosespiegel wird im Anschluss an den Verzehr des Snacks festgestellt. Alle Säurereflux-Symptome enden beim Verzehr des ersten Snacks um 11 Uhr morgens.
Beispiel 4
Es wird der Riegel vom Typ 1 von Beispiel 3 verwendet. Der Riegel weist einen Gehalt an löslichem Ballaststoff von etwa 10 Gew.-% auf, einen gesamten Ballaststoffgehalt von etwa 20 Gew.-%, einen Kohlenhydratgehalt von etwa 46 Gew.-%, einen Proteingehalt von etwa 14 Gew.-%, einen Fettgehalt von etwa 11 Gew.-%.
An dem Test nehmen acht Wettkampf-Skilangläufer teil. Jeder Skiläufer erhält ein Standard-Frühstück von etwa 830 kcal (3470 kJ) und dann, 3 Stunden später, drei Riegel vom Typ 1, die etwa 210 kcal (877 kJ) an Energie ergeben. Etwa 30 Minuten nach dem Verzehr der Riegel werden die Skilangläufer gebeten, 8-mal einen Rundkurs von 2 km zu durchlaufen. Es wird die Herzfrequenz gemessen, und es werden Blutproben 180 und 30 Minuten vor dem Beginn des Skilaufens, beim Beginn des Skilaufens und 60, 90 und 120 Minuten nach dem Beginn des Skilaufens genommen. Die Blutglucosespiegel werden in den Blutproben bestimmt. Es wird die Zeit für jeden Skiläufer bestimmt, um 8 Runden zu durchlaufen.
Der Test wird zweimal wiederholt; bei einer Wiederholung werden die Riegel durch einen herkömmlichen handelsüblichen Müsliriegel in einer Menge ersetzt, die ausreicht, etwa 210 kcal (877 kJ) Energie zu liefern. Bei der anderen Wiederholung werden keine Riegel gegeben. Für alle drei Tests werden ein Über-Kreuz-Muster verwendet.
Die Blutglucosespiegel bleiben nach dem Verzehr des handelsüblichen Riegels und der Riegel vom Typ 1 ziemlich konstant. Die Blutglucosespiegel sinken _nach Beginn der körperlichen Übung in dem Falle stark ab, wenn keine Riegel verzehrt werden. Weitere Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Riegeltyp 1 kommerzielle Riegel Keine Riegel

Mittlere Laufzeit (s) 3093 3177 3171

Mittlere Geschwindigkeit (km/h) 20,48 19,92 19,95

Mittlere Energiekosten (10^–4) 3232 3433 3389
Die mittleren Energiekosten werden berechnet als Multiplizieren der Zeit zum Durchlaufen von 8 Runden mit der Zahl an Herzschlägen.
Die Riegel vom Typ 1 führen zu einer stark verbesserten Leistung und niedrigeren Energiekosten. Keine der Skiläufer zeigte nach dem Verzehr der Riegel vom Typ 1 Säurereflux-Symptome.

Claims

Verwendung von Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff bei der Herstellung einer oral verabreichbaren therapeutischen Nährmittelzusammensetzung zur Aufrechterhaltung erhöhter Blutglucosespiegel in einem Säugetier während einer körperlichen Betätigung.
Verwendung von Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff bei der Herstellung einer oral verabreichbaren therapeutischen Nährmittelzusammensetzung zur Verhinderung oder Verzögerung des Beginns einer Hypoglykämie in einem Säugetier während der körperlichen Betätigung.
Verwendung von Kohlenhydrat und löslichem Ballaststoff bei der Herstellung einer oral verabreichbaren therapeutischen Nährmittelzusammensetzung zur Verhinderung oder Verminderung von Säurereflux-Symptomen in einem Säugetier während der körperlichen Betätigung.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Nährmittelzusammensetzung wenigstens 5 Gew.-% löslichen Ballaststoff enthält.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Nährmittelzusammensetzung 8 bis 15 Gew.-% löslichen Ballaststoff enthält.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Nährmittelzusammensetzung bis zu 60 Gew.-% Kohlenhydrat enthält.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei die Nährmittelzusammensetzung 45 bis 55 Gew.-% Kohlenhydrat enthält.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Nährmittelzusammensetzung außerdem 8 bis 18 Gew.-% Fette umfasst.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Nährmittelzusammensetzung außerdem 8 bis 18 Gew.-% Protein umfasst.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Nährmittelzusammensetzung ein faserreiches Getreideprodukt beinhaltet, das Kohlenhydrat und den löslichen Ballaststoff liefert, wobei das faserreiche Getreideprodukt wenigstens 14 Gew.-% löslichen Ballaststoff und wenigstens 30 Gew.-% Gesamtballaststoff enthält.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei das faserreiche Getreideprodukt in Form eines kochextrudierten Getreideprodukts vorliegt.