KR100878133B1

KR100878133B1 - 탄수화물 및 전해질 보충 조성물

Info

Publication number: KR100878133B1
Application number: KR1020067011548A
Authority: KR
Inventors: 로버트 머레이; 크레이그 에이. 호스윌; 데니스 에이취. 페쓰; 로버트 에프. 페라로; 존 알. 4세 스토판; 찬 티. 두
Original assignee: 스토클리-밴 캠프, 인크.
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2009-01-14
Also published as: JP2007510758A; BRPI0416505A; US7993690B2; AU2004289359B2; EP1689254A2; US20110262596A1; CA2545606A1; AU2004289359A1; PE20050650A1; KR20060130583A; WO2005046360A2; AR046706A1; AU2008212089B2; US20050100637A1; AU2008212089A1; GT200400233A; ITTO20040797A1; RU2006120415A; US20090148566A1; WO2005046360A3

Abstract

본 발명은 신규 조성물 및 방법을 개시한다. 이러한 조성물 및 방법은 체액 손실을 유발하는 운동, 고온 또는 다른 활동의 탈수 효과 또는 다른 역효과를 약화 또는 복원시키는 데 사용될 수 있다. 산규 조성물은 향미제와 함께 탄수화물, 전해질 및 물을 함유한다.

체액 손실, 탈수 효과, 향미제, 탄수화물, 전해질

Description

탄수화물 및 전해질 보충 조성물{Carbohydrate and electrolyte replacement composition}

본 발명은 수액, 탄수화물 및 전해질을 보충하는 개선된 재수화 음료에 관한 것이다. 이러한 음료는 신규 무기 배합물로 구성되어 우수한 자발적 수액 소비 및 수액 유지를 제공하여 재수화를 증강시킨다. 이러한 음료 조성물의 수액을 제외한 성분은 음료 이외의 다른 형태로도 제공될 수 있다.

운동이나 과격한 활동 중에 소실된 수액의 재수화에 사용되는 음료 및 소비자에 의해 음용성 형태로 제조되는 농축 음료 조성물(예컨대, 액체, 분말 또는 정제 농축물을 포함한다)에는 다양한 종류가 시판되고 있다. 이러한 재수화 음료(또한, "스포츠 음료"라고도 한다)는 기성 음용 형태 및 사용자에 의한 제조 형태 모두 운동 전, 운동 중에, 그리고 운동 후에 소비될 수 있다. 이러한 스포츠 음료는 일반 물보다 체내 재수화가 더 양호하지만, 자발적 수액 소비 및 수액 유지와 같은 다양한 재수화 관점을 만족시키는 우수한 재수화 음료가 여전히 필요로 되고 있는 실정이다.

재수화는 다양한 여러 방식에 의해 달성될 수 있다. 가장 기본적인 차원에 서, 물은 땀을 통해 소실된 수액 일부를 보충하고 체온 및 중요한 심혈관 기능의 유지를 돕는다. 따라서, 땀을 통해 소실된 수액 및 전해질을 보충하는 스포츠 음료가 개발되었다. 이러한 음료는 땀을 통해 소실된 무기물 일부를 보충할 뿐만 아니라 추가 에너지원으로서 탄수화물을 제공하기 때문에 일반 물보다 개선된 것이다. 하지만, 음료가 또한 수액 유지를 개선하고, 소변을 통한 수액 손실을 감소시키며, 자발적 소비 증가를 자극하고, 관능적 품질이 우수하며, 음용을 지속하려는 생리적 반응을 지지한다면 재수화가 더욱 개선될 수 있다.

통상의 스포츠 음료는 일반적으로 물, 소량의 무기물/전해질 및 탄수화물 화합물 형태의 에너지원을 함유한다. 나트륨 및 칼륨과 같은 일반적인 전해질을 함유하는 과학적 근거는 땀으로 소실된 전해질 일부를 보충하는 것이 논리적일 것이라는 직관적인 관념에 있다. 자발적 수액 흡수를 자극하는 것과 수액 유지를 촉진하는 것은 부차적인 생각이었거나 전혀 고려되지도 않았다.

또한, 스포츠 음료의 무기물 함량은 매우 다양하다. 예를 들어, 일부 음료는 나트륨 5mEq/L을 함유할 수 있는 반면 다른 음료는 이 양보다 4배 이상을 함유할 수도 있다. 이와 마찬가지로, 다른 무기물, 예컨대 칼륨, 마그네슘 및 염화물의 함량 및 양에도 큰 차이가 있었다.

일부 연구에서는 수액 보충 음료 중의 나트륨 함량이 운동 후 수액 유지에 큰 영향을 미친다는 것을 시사했다. 기본적으로, 이 연구는 나트륨을 40 내지 100밀리당량/L(mEq/L)의 범위로 함유하는 용액의 표준 용량을 검체가 섭취할 때 수액 유지가 증가되고 양성의 수액 균형이 유지되어 재수화가 개선된다는 것을 보여주었 다. 하지만, 나트륨의 증가량을 함유하는 수액 보충 음료의 기호도는 생각되지 못했다[Nadel E., Mack G., and Takamata, A., Thermoregulation, Exercise, and Thirst: Interrelationships in Humans. In Perspectives in Exercise Science and Sports Medicine: Exercise, Heat, and Thermoregulation, vol. 6, pp. 225-251, (Gisolfi, Lamb and Nadel eds., Indianapolis, IN, Brown and Benchmark, 1993); Maughan, R. J. and J. B. Leiper, Sodium Intake and Post-Exercise Rehydration in Man, Eur. J. Appl. Physiol. 71: 311-319, (1995); Shirreffs, S. M. and R. J. Maughan, Volume Repletion after Exercise Induced Volume Depletion in Humans: Replacement of Water and Sodium Losses, Am. J. Physiol. 43: F868-F875 (1998)]. 이러한 문헌들은 본원에 참고인용된 것들이다.

상당한 탈수 후 수액 보충은 다양한 생리적 변화에 의해 유도된다. 자발적 음용을 고무시키는 2가지 주요 생리적 유도인자는 혈장 몰 삼투압 농도 및 혈장 부피이다. 운동 중 땀을 통한 수액의 소실은 혈장 부피를 감소시키고 혈장 몰 삼투압 농도를 증가시킨다. 이러한 생리적 변화는 갈증 반응을 일으키고, 이것은 자발적 수액 소비를 유도한다. 이러한 혈장 부피 및 몰 삼투압 농도 조절에 나트륨이 중요한 역할을 한다는 것도 과학적 연구를 통해 밝혀져 있다. 따라서, 나트륨을 함유하는 음료 섭취는 혈장 부피 및 몰 삼투압 농도가 정상으로 복원되는 속도를 증가시켜준다. 하지만, 다량의 나트륨을 지나치게 섭취하면 혈장 부피가 빠르게 복원되고, 음용 반응을 감소시켜 적당한 재수화를 방해한다. 또한, 지나치게 높은 농도의 나트륨을 함유하는 음료의 관능적 품질은 바람직하지 않은 바, 마시고자 하 는 의욕을 감소시킬 것이다[Wemple, Richard D., Morocco, Tamara S., Mack, Gary W., Influence of Sodium Replacement on Fluid Ingestion Following Exercised-Induced Dehydration., Int'l J. Sport Nutrition & Exerc. Metabolism 7: 104-116 (1997)]. 본 논문은 본원에 참고인용된 것이다.

또한, 다른 전해질 및 무기물도 아마도 수액 보충 및 수액 유지에 영향을 미쳐 재수화에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 탈수 중의 수액 소실에 대한 반응으로, 물은 수액 구획들 사이에 분포되어 세포외 구획과 세포내 구획이 모두 수분 부족을 공유한다. 이러한 채액 구획들을 채우는 데 관여하는 더욱 중요한 전해질/무기물 일부는 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 및 염화물이며, 특히 나트륨, 염화물, 칼륨 및 마그네슘이다. 나트륨 및 염화물을 공급하는 음료는 세포외 구획의 충전을 촉진하는 반면, 칼륨, 마그네슘 및 칼슘을 공급하는 음료는 세포내 구획의 충전에 조력한다. 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 및 염화물 농도의 적당한 균형은 음료의 재수화 성질을 더욱 향상시킬 것이다.

이러한 전해질 이온들은 전술한 체액 구획들의 더욱 빠른 충전을 돕고 수액이 소변으로서 분비되는 대신에 유지되도록 돕는다. 나트륨 및 염화물 이온은 둘 다 세포외 구획의 충전에 조력하는 바, 한 이온의 다른 이온으로의 치환이 전체 결과에 영향을 미치지 않을 수 있다. 세포내 수화와 관련하여 칼륨 및 마그네슘의 경우에도 이와 마찬가지이다.

프레글리(Fregly) 등의 미국 특허 제4,981,687호(본원에 참고인용됨)는 물, 당 및 전해질을 함유하며, 추가로 글리세롤, 피루브산염 및/또는 카페인을 함유하는 것을 특징으로 하는 음료를 개시한다. 이 특허에서 청구하고 있는 음료에 함유된 당은 글루코스, 수크로스 또는 다른 적당한 당 화합물일 수 있으며, 구체적으로 개시된 당의 농도는 약 2 내지 약 8% 범위이며, 특히 약 4% 농도의 글루코스가 바람직한 것으로 개시되고 있다. 이 특허에 개시된 전해질의 예에는 15 내지 30mEq/L 나트륨, 1 내지 5mEq/L 칼륨, 2 내지 8mEq/L 인산염, 중탄산염, 황산염, 염화물, 칼륨 및 마그네슘이 있다.

앞서 개시된 바와 같은 음료는 육체 노동 및 고온 노출로 초래될 수 있는 생리적 역효과를 경감시킨다고 한다. 따라서, 본 발명은 또한 공지된 급속 효과(예, 위장 장애를 촉진하는 글리세롤 및 피루브산염) 및 미지의 장기적 효과가 있을 수 있는 자극제 또는 다른 화학적 화합물의 첨가 없이 육체 노동의 생리적 역효과를 처리하고자 한다.

따라서, 필요한 전해질 및 에너지원을 공급하고, 전형적인 스포츠 음료와 실질적으로 동등하거나 보다 우수한 관능적 품질을 나타내며, 재수화에 영향을 미치는 여러 가지 기작, 예컨대 수액 유지 및 자발적 수액 소비를 처리하여 우수한 재수화를 제공하는 재수화 음료는 여전히 필요로 되고 있다. 또한, 탈수 효과를 경감시키고, 재수화를 증강시키며, 수액 유지 및 소변 소실과 같은 기작을 처리하는 방법도 여전히 필요로 된다.

이에, 본 발명은 이러한 필요성들을 충족시키기 위한 것이다. 본 발명의 음료는 재수화를 증강시키고, 필요한 전해질 및 에너지원을 공급하며, 다른 스포츠 음료와 적어도 실질적으로 동등한 관능적 품질을 나타내고, 수액 유지 및 자발적 수액 소비를 향상시킨 음료이다. 또한, 본 발명의 방법은 본 발명의 조성물 투여를 통해 전술한 문제점들을 처리한 것이다. 조성물은 경구 투여될 수 있다. 또한, 조성물은 액체, 젤, 무수 분말, 정제 또는 캡슐을 비롯한 다양한 형태일 수 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다. 분말과 같은 조성물의 농축 형태는 본 발명의 음료를 제공하기 위하여 전해질 및/또는 탄수화물을 함유할 수 있는 물 및/또는 다른 액체, 예컨대 Gatorade®와 같은 스포츠 음료에도 첨가될 수 있다.

실시예 2에 예시된 바와 같이 본 발명의 일 양태가 운동 중에 제공될 때 소변 소실을 감소시켜 탈수가 감소되고 수액 유지가 개선된다. 또한, 실시예 3 내지 7은 본 발명이 탈수 효과를 감소시키고 수액 유지를 개선시키며, 소변 수액 소실을 감소시키고, 활동에 의해 유도된 수액 소실 후 제공되었을 때 자발적 수액 소비를 향상시키는 우수한 관능적 성질을 보여준다. 또한, 본 발명의 음료가 활동에 의해 유도된 수액 소실 전에 제공되었을 때에도 유사한 결과가 수득될 것으로 생각된다.

발명의 개요

본 발명은 탄수화물 약 4 내지 10중량%; 약 30mEq/L(음료) 이상의 나트륨; 약 7mEq/L(음료) 이상의 칼륨; 약 10 내지 약 20mEq/L(음료)의 염화물; 제공되는 경우, 약 0% 내지 약 0.4%의 향미제; 제공되는 경우 약 0 내지 약 100ppm(백만분의 부)의 혼탁제; 존재하는 경우 약 0.24 내지 약 0.38중량%의 시트르산; 및 통상의 잔여량의 물을 함유하는 경구 소비용 음료 조성물에 관한 것이다. 또한, 세포외 조력성 이온(구체적으로 나트륨 및 염화물)은 음료 1L 당 약 40 내지 약 78mEq의 농도로 함께 제공될 수 있다. 이러한 양들은 최종적으로 제조된 완전 음료의 총 함량을 기준으로 한 것이다. 완전 음료는 전술한 바와 같이 완전하게 배합될 수도 있고, 또는 액체가 물이거나 최종 음료 제조에 적당한 성분을 함유하고 있는 물인지에 관계없이 추가 액체에 의해 성분 일부 또는 전체를 제공함으로써 구성될 수 있다. 후자의 경우에, 액체에 첨가된 성분은 완전 음료를 형성하도록 상기 성분과 액체를 혼합할 때 최종적으로 제조된 음료를 구성할 정도의 성분이다.

음료의 몰 삼투압 농도는 약 250 내지 약 350mOsm/Kg 범위이다. 또한, 이러한 음료는 약 1 내지 약 6mEq/L의 칼슘 및 제공되는 경우 약 1 내지 약 6mEq/L의 마그네슘을 함유할 수도 있다.

또한, 본 발명은 소비자에 의해 제조 시 본원에 이미 기술한 바와 같은 음료로 제조되는 음료 농축물에 관한 것이다. 이러한 농축물은 젤, 무수 분말, 정제, 캡슐 및 액체 농축물을 비롯한 다양한 형태일 수 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다. 이러한 농축물은 물 및/또는 물과 탄수화물 및/또는 전해질을 함유하는 다른 액체, 예컨대 Gatorade®에 첨가될 수 있다. 투여는 경구, 정맥내 또는 다른 적당한 수단에 의한 투여일 수 있다.

본 발명의 장점은 이하 도면에 관한 설명을 통해 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 운동 동안 소비 시 짠맛의 전반적인 호감 및 애호도와 관련하여 각종 배합물의 기호 점수를 도시한 것이다.

도 2는 각종 배합물의 수의 음용성, 관능적 관점, 수화 특성 및 자발적 수액 흡수를 측정하기 위해 사용된 실험 절차를 설명한 것이다.

도 3은 각종 배합물 각각에 대한 소비된 총 수액을 도시한 것이다.

도 4는 각 배합물에 대한 소변 용량을 그래프화하여 소변 소실의 경향을 도시한 것이다.

도 5는 각 배합물을 투여한 개체의 초기 체중에 의하여 탈수를 보여준 것이다.

도 6은 운동 상태 및 정주 상태 동안의 짠맛 세기의 등급을 예시하고 추가로 이상적인 짠맛을 보여준 것이다.

도 7은 운동 상태 및 정주 상태 중에 각종 배합물에 대한 전반적인 호감 및 애호도에 의하여 기호 점수를 도시한 것이다.

도 8은 땀의 총 손실량이 후속 보충되는 운동에 의해 유도된 탈수 후 3시간이 경과할 때까지 수액이 유지되는 정도를 측정하는 데 사용된 실험 프로토콜을 예시한 것이다.

도 9는 각종 배합물에 대한 회복 기간 중의 경시적인 소변의 누적 손실량을 보여준 것이다.

도 10은 각종 배합물에 대한 회복 기간 중 섭취된 부피 백분율로서 수액 유지성을 보여준 것이다.

도 11은 땀의 총 손실량이 후속으로 보충되는 운동에 의해 유도된 탈수 후 3 시간이 경과할 때까지 수액이 유지되는 정도를 측정하는 데 사용된 실험 프로토콜을 예시한 것이다.

도 12는 각종 배합물에 대한 회복 기간 중의 경시적인 소변 누적 손실량을 도시한 것이다.

도 13은 각종 배합물에 대한 회복 기간 중의 섭취된 부피 백분율로서 수액 유지성을 보여준 것이다.

도 14는 각종 배합물에 대한 경시적인 혈장 부피 변화를 도시한 것이다.

도 15는 각종 배합물에 대한 회복 기간 중에 섭취된 부피 백분율로서 수액 유지성을 보여준 것이다.

도 16은 각종 배합물에 대한 회복 기간 중에 경시적인 소변 생산량을 보여준 것이다.

도 17은 각종 배합물에 대한 운동 전과 회복 중의 경시적인 소변 몰 삼투압 농도를 도시한 것이다.

도 18은 각종 배합물에 대한 경시적인 소변 나트륨 손실량을 도시한 것이다.

도 19는 각종 배합물에 대한 경시적인 소변 칼륨 손실량을 도시한 것이다.

도 20은 각종 배합물에 대한 경시적인 소변 비중을 도시한 것이다.

도 21은 땀의 총 손실량이 후속으로 보충되는 운동에 의해 유도된 탈수 후 3시간이 경과할 때까지 유지된 수액의 정도를 측정하는 데 사용된 실험 프로토콜을 예시한 것이다.

도 22는 각종 배합물의 경시적 수액 유지 백분율을 도시한 것이다.

도 23은 각종 배합물의 경시적 소변 누적 손실량(g)을 도시한 것이다.

도 24는 수액 유지 측정보다 선행되는 재수화 기간 중의 각종 배합물의 전반적인 호감을 나타낸 것이다.

도 25는 수액 유지 측정보다 선행되는 재수화 기간 중의 각종 배합물의 신맛 점수를 나타낸 것이다.

도 26은 수액 유지 측정보다 선행되는 재수화 기간 중의 각종 배합물의 인지 짠맛을 나타낸 것이다.

도 27은 각종 배합물에 대한 회복 기간 중의 섭취된 부피 백분율로서 나타낸 수액 유지 백분율 및 기록된 수액 유지 범위를 도시한 것이다.

도 28은 각종 배합물에 대한 운동 전과 회복 중의 경시적인 소변 몰 삼투압 농도를 도시한 것이다.

도 29는 각종 배합물에 대한 회복 기간 중의 소변 나트륨 농도를 도시한 것이다.

도 30은 각종 배합물에 대한 운동 전후 및 회복 중의 경시적인 소변 비중을 도시한 것이다.

도 31은 각종 배합물에 대한 회복 기간 종료 시에 유지된 총 수액 백분율을 도시한 것이다.

도 32는 각종 배합물에 대한 운동 전과 회복 중의 경시적인 소변 몰 삼투압 농도를 도시한 것이다.

도 33은 각종 배합물에 대한 운동 전과 후 및 회복 중의 경시적인 소변 비중 을 도시한 것이다.

도 34는 각종 배합물에 대한 회복 기간 중의 소변 칼륨 농도를 도시한 것이다.

도 35는 각종 배합물에 대한 관능적 평가 시 전반적인 호감 등급을 도시한 것이다.

발명의 상세한 설명

본 발명의 음료는 수액 유지를 향상시키고 소변 수액 손실을 감소시켜 우수한 재수화를 제공한다. 또한, 본 음료는 자발적 수액 섭취를 향상시킴에 의해서도 재수화를 증강시킨다. 더욱이, 본 음료의 관능적 품질은 적어도 다른 스포츠 음료만큼의 호의성이 있는 것이다.

본 발명의 음료는 음료의 관능적 품질을 손상시킴이 없이 재수화가 최대화되도록 나트륨 농도 및 전형적으로 염화물 및 칼륨 농도를 최적화한 것이다. 또한, 칼륨, 마그네슘 및 염화물을 특히 유리한 농도로 함유하여, 음료의 기호도를 변화시킴이 없이 재수화 효과를 더욱 향상시킨다. 더욱이, 세포외 조력성 이온의 혼합물을 약 40 내지 78mEq/L의 농도로 유지시켜 유리한 재수화 및 관능적 품질이 향상된다.

전술한 장점들은 다수의 실험들을 통해 입증되었다. 각종 배합물이 다양한 관능적 품질에 대해 검사되었다. 또한, 이러한 배합물의 재수화능도 자발적 수액 소비성 증가, 수액 유지성 증가 및 소변 손실량 감소 기작을 통해서 검사되었다. 음료의 미각 특성을 측정하기 위한 제1 실험은 휴식 상태의 운동 선수 50명에 대해 실시했다. 이러한 실험 배합물 중에서 바람직한 배합물은 나트륨 함량이 30mEq/L이고, 미국의 선도적인 스포츠 음료와 비슷한 매우 양호한 기호 등급을 갖는 것이다.

이러한 배합물은 자발적 수액 소비도의 증가도 나타냈다. 운동 프로토콜 동안 음용을 임의적으로 허용한 운동선수 50명에 대하여 실험을 실시했다. 상기 배합물은 자발적 수액 소비 측면에서 이 음료의 다른 나트륨 농도에 비해 지향적 선호를 받았다. 또 다른 발견은 "짠" 음료가 휴식 상태에 비해 운동 중 및 운동 후에 더 선호된다는 것이었다. 또한, 탈수는 본 배합물에 의해 훨씬 많이 감소되었다.

또한, 수액 유지 및 소변 손실 효과에 대한 검사도 실시했다. 검체의 수액을 체중의 2.5 내지 3.0% 정도의 손실율이 되게 운동 유도 탈수 기간 동안 제거했다. 운동 유도 탈수 후, 검체에게 땀을 통해 손실된 수액과 등량이 될 정도로 충분한 음료 배합물을 마시게 했다. 그 결과, 나트륨이 30mEq/L인 실험 배합물에 의해 수액 유지가 상당히 우수해진 것을 알 수 있었다. 이와 마찬가지로, 본 배합물은 소변 형태의 수액 손실을 감소시키는 데 있어서 다른 실험 배합물보다 우수했다. 또한, 본 배합물은 지향적으로 높은 관능적 등급을 받았다. 본 배합물은 나트륨이 18mEq/L인 다른 실험 배합물과 동등한 호감을 받았지만, 단맛, 풍미, 신맛, 짠맛 및 전반적 호감의 특성에 대해서는 나트륨 농도가 상이한 다른 어떠한 실험 배합물보다도 지향적인 선호를 받았다.

추가로 2가지 실험이 유사한 방식과 유사한 목적으로 실시되었다. 나트륨이 30mEq/L인 실험 배합물은 동일하게 사용되었다. 비교군으로 다른 실험 배합물을 사용했다. 또한, 혈액 및 소변의 화학 분석도 실시되었다. 나트륨이 30mEq/L인 실험 배합물은 재수화 성질이 향상되었고, 소변의 수액 손실량도 감소되었으며, 수액 유지 백분율이 증가하고, 전반적인 체중 변화도 더 컸다.

또한, 특정 농도의 나트륨과 염화물을 혼합하여 유사한 방법으로 재수화에 미치는 효과를 측정하는 2가지 실험을 수행했다. 제1 실험에서는 전술한 나트륨이 30mEq/L인 배합물과 나트륨이 18 및 25mEq/L인 실험 배합물을 비교했다. 25mEq/L 배합물에는 그러한 세포외 조력 이온의 혼합 농도가 나트륨이 30 또는 18eEq/L인 배합물보다 훨씬 높은 농도가 되도록 염화물의 양을 첨가했다(실시예 6의 배합물 표 참조). 이러한 25mEq/L 배합물은 다른 두 배합물에 비해 증가된 수액 유지성을 보였다.

제2 실험에서는 30mEq/L 나트륨 배합물과 25mEq/L 나트륨 배합물을 비교했으나, 이번에는 나트륨 및 염화물의 혼합 농도가 두 배합물에서 매우 유사하도록 했다(실시예 7의 배합물 표 참조). 이러한 두 배합물 간의 수액 유지성은 차이가 없었다. 하지만, 25mEq/L 나트륨 배합물은 염화물이 적고 나트륨이 30mEq/L인 배합물에 비해 초기 관능적 등급이 부정적이었다.

본 발명의 음료는 일반적으로 약 4 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 5.5 내지 약 6.5중량%, 더욱 바람직하게는 약 6중량%의 탄수화물 공급원을 함유한다. 탄수화물 공급원에는 수크로스, 말토스, 말토덱스트린, 글루코스, 갈락토스, 트레할로스, 프럭토스, 프럭토-올리고사카라이드, 베타-글루칸 및 트리오스, 예컨대 피루브산염 및 젖산염이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 이 중에서 최소 3개의 혼합물인 것이 바람직하고, 프럭토스의 양은 모든 탄수화물 공급원 중의 글루코스의 총 양보다 적은 것이 좋다. 탄수화물의 바람직한 조성은 약 1 내지 약 5%의 수크로스, 약 1 내지 약 2.5% 글루코스 및 약 0.8 내지 약 1.8% 프럭토스를 함유하여 총 6%의 탄수화물을 생산하는 것이 좋고, 더 바람직하게는 약 2 내지 약 4% 수크로스, 약 1.4 내지 약 2% 글루코스 및 약 1.1 내지 약 1.5% 프럭토스를 함유하여 총 6%의 탄수화물을 생산하는 것이 좋다.

본 발명의 음료에 함유된 나트륨 함량은 약 30mEq/L 이상, 바람직하게는 약 30 내지 약 100mEq/L(음료), 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 60mEq/L(음료), 더욱 더 바람직하게는 약 33 내지 약 40mEq/L 범위이다. 이러한 나트륨 농도는 탄수화물 공급원, 향미제(공지된 정도까지) 및 혼탁제에 함유된 나트륨을 비롯하여 음료에 존재하는 나트륨의 총 양을 나타낸다. 예를 들어, 탄수화물 공급원으로서 말토덱스트린은 나트륨을 함유할 수 있다. 하지만, 이러한 공급원이 단독적으로 음료의 나트륨 농도를 필요한 농도까지 상승시킬 수 없고, 다른 나트륨 이온 공급원으로부터 추가 나트륨 그 자체가 첨가되어야 한다.

당업자에게 유용한 것으로 공지된 모든 나트륨 공급원이 본 발명에 사용될 수 있다. 유용한 나트륨 공급원의 예에는 염화나트륨, 시트르산나트륨, 중탄산나트륨, 젖산나트륨, 피루브산나트륨, 아세트산나트륨 및 이의 혼합물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 염화나트륨 및 시트르산나트륨의 혼합물이 바람직하고, 염화나트륨 유래의 나트륨 약 10 내지 약 50mEq/L, 바람직하게는 약 10 내지 약 30mEq/L, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 20mEq/L와 시트르산나트륨 유래의 나트륨 약 10 내지 약 50mEq/L, 바람직하게는 약 10 내지 약 30mEq/L, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 20mEq/L의 혼합물이 좋다.

또한, 본 발명의 음료는 염화물을 함유하기도 한다. 염화물 이온은 당업자에게 공지된 다양한 공급원에서 유래할 수 있다. 염화물 공급원의 예에는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화마그네슘 및 이의 혼합물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 염화물 농도는 염화나트륨 유래의 염화물이 약 10mEq/L 이상, 바람직하게는 약 10 내지 약 20mEq/L, 더욱 바람직하게는 약 11 내지 약 18mEq/L인 것이다.

더욱이, 본 발명의 음료는 세포외 조력 이온의 혼합물을, 이러한 이온의 합이 약 40 내지 약 78mEq/L 가 되게 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 범위는 심지어 약 42 내지 약 70mEq/L 범위 또는 약 46 내지 약 60mEq/L 범위일 수 있다. 나트륨 및 염화물 이온은 세포외 수액 구획의 충전에 조력하는 이온 중 일부이다.

또한, 본 발명의 음료는 칼륨을 함유한다. 칼륨 이온 공급원은 본 발명에 유용한 것으로서 당업자에게 공지된 다양한 공급원 중에서 유래하는 것일 수 있다. 본 발명에 유용한 칼륨 공급원의 예에는 일인산칼륨, 이인산칼륨, 염화칼륨 및 이의 혼합물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니고, 일인산칼륨이 바람직하다. 칼륨 함량은 8mEq/L 이상, 바람직하게는 약 8 내지 약 20mEq/L, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 19mEq/L이다.

본 발명의 음료는 추가로 마그네슘을 함유하는 것이 바람직하다. 마그네슘 이온 역시 당업자에게 공지된 다양한 공급원에서 유래할 수 있다. 마그네슘 공급 원의 예에는 산화마그네슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 탄산마그네슘, 이인산마그네슘, 삼인산마그네슘, 아미노산 형태 중의 마그네슘 및 이의 혼합물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 산화마그네슘이 바람직하다. 마그네슘의 농도는 0.1mEq/L 이상, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6mEq/L, 더욱 바람직하게는 1 내지 3mEq/L 정도이다.

또한, 칼슘도 본 발명의 음료에 함유된 것이 바람직하다. 칼슘 이온은 당업자에게 공지된 다양한 공급원 중에서 유래하는 것일 수 있다. 그 예에는 젖산칼슘, 탄산칼슘, 염화칼슘, 인산칼슘염, 시트르산칼슘 및 이의 혼합물이 있으나, 이에 국한되지 않으며, 젖산칼슘이 바람직하다. 칼슘은 0.1mEq/L 이상, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6mEq/L, 더욱 바람직하게는 1 내지 3mEq/L의 농도인 것이 좋다.

향미제도 본 발명의 음료에 사용될 수 있다. 본 발명의 음료에 유용한 향미제도 음료의 전반적인 호감에 영향을 미친다. 이러한 전반적인 호감을 얻기 위하여, 풍미의 강도는 너무 강하지 않아야 한다. 물론, 음료의 풍미 강도는 사용된 특정 향미제의 양 및 종류에 따라 달라진다. 더욱이, 동일한 풍미도 다른 제조사마다 강도가 다를 수 있다. 즉, 본 발명에 필요한 향미제의 농도를 정량하는 것은 어려운 일이다. 하지만, 일반적으로 약 0 내지 약 0.400중량% 농도의 향미제가 본 발명에 유용한 것으로 관찰되었다. 또한, 향미제는 아라비아검, 에스터 검, 전분, 예컨대 덱스트린, "변형 식품 전분", 프로필렌 글리콜 또는 알콜을 자체 내에 함유할 수 있다. 이러한 추가 성분들은 담체 또는 안정화제로서 작용할 수 있다.

또한, 상기 기준을 만족시키고 당업자에게 유용한 것으로 공지된 모든 향미 제가 본 발명에 사용될 수 있다. 특히 유용한 향미제의 예에는 레몬 라임, 오렌지 및 과일 펀치가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 레몬 라임 향미제의 농도는 약 0.050 내지 약 0.200중량%, 바람직하게는 약 0.080 내지 약 0.150중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.090 내지 약 0.120중량% 범위일 수 있다.

본 발명의 음료는 처음 배합되었을 때 몰 삼투압 농도가 약 220 내지 약 350mOsm/Kg(음료) 범위, 바람직하게는 약 250 내지 약 330mOsm/Kg(음료) 범위, 더욱 바람직하게는 약 260 내지 약 320mOsm/Kg(음료) 범위인 것이 좋다. 제조 시, 본 발명의 음료는 등장성이다. 등장성이란 용어의 과학적이며 엄격한 정의는 다른 용액, 일반적으로 사람 혈액과 삼투압이 동일하거나 서의 동일한 용액이다. 본 발명의 음료는 제조 시에는 이 용어의 엄격한 과학적 정의 측면에서도 등장성일 수 있지만, 이제 사용되는 등장성이란 용어는 그렇게 좁은 정의로 해석될 필요는 없다. 본 명세서에서 등장성이란 용어는 본 발명의 음료가 특정 양의 탄수화물과 전해질을 함유하는 스포츠 타입 음료인 사실을 나타내기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 음료는 약 0 내지 약 100ppm 농도 범위의 혼탁제를 함유할 수도 있다. 혼탁제의 예에는 에스터 검, SAIB, 전분 성분 및 이의 혼합물이 있으나, 이에 국한되지 않으며, 바람직한 혼탁제로서 에스터 검의 농도는 약 10 내지 약 50ppm 범위, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 약 35ppm 범위인 것이 좋다.

본 발명의 음료는 추가로 시트르산을 약 0.24 내지 약 0.45중량%의 농도 범위로 포함할 수 있다. 시트르산은 약산 음료에 필요한 것보다 약한 조건 하에서 저온살균될 수 있는 강산 음료가 되도록 pH를 낮춘다. 본 발명의 음료는 pH가 약 2.5 내지 약 4.5, 바람직하게는 약 2.75 내지 약 4.25, 더욱 바람직하게는 약 2.9 내지 약 4.0 범위인 것이 좋다. 또한, 시트르산은 음료에 신맛을 가한다.

또한, 본 발명은 전술한 음료의 제조에 사용되는 음료 농축물에 관한 것이다. 본 명세서에 사용된 "음료 농축물"이란 용어는 액체 또는 젤 형태이거나 본질적 무수 혼합물 형태인 농축물을 의미한다. 본질적 무수 혼합물은 일반적으로 분말 형태이나, 단독 공급성 정제 형태 또는 임의의 다른 편리한 형태일 수도 있다. 농축물은 물이나 다른 액체에 의해 구성되거나 희석될 때 전술한 바와 같은 최종 완전 음료를 제공하도록 제조한다.

물에 의해 구성되거나 희석될 때 다음과 같은 바람직한 음료를 생산할 수 있는 본 발명의 바람직한 음료 농축물은 다음을 함유한다:

탄수화물 약 4 내지 약 10중량%,

나트륨 30mEq/L(음료) 이상, 바람직하게는 30 내지 60mEq/L 범위,

칼륨 8mEq/L(음료) 이상, 바람직하게는 8 내지 20mEq/L(음료),

염화물 약 10 내지 약 20mEq/L(음료),

향미제 약 0% 내지 약 0.4%,

혼탁제 약 0 내지 약 100ppm 및

상기 음료의 몰 삼투압 농도가 약 250 내지 약 350mOsm/kg 범위가 되게 하는 물.

탄수화물은 수크로스, 말토스, 말토덱스트린, 글루코스, 갈락토스, 트레할로스, 프럭토스, 프럭토-올리고사카라이드, 베타-글루칸 및/또는 트리오스, 예컨대 피루브산염 및 젖산염 중에서 선택될 수 있고, 이 중의 적어도 3가지의 혼합물인 것이 바람직하다. 프럭토스의 양은 모든 탄수화물 공급원 유래의 글루코스의 총 양보다 적은 것이 바람직하다.

본 발명은 이하 실시예를 통해 상세히 설명될 것이지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

실시예 1

G30으로 표시한 배합물을 시중의 스포츠 음료에서 발견되는 통상의 성분을 함유하는 다른 4가지 배합물에 대하여 관능적 품질을 평가했다. G30 배합물은 6% 탄수화물 수용액, 30mEq/L의 나트륨, 3mEq/L 칼륨, 약 10mEq/L 염화물, 25ppm 혼탁제 및 0.103중량%의 향미제를 함유했다. 탄수화물 용액은 3% 수크로스, 1.7% 글루코스 및 1.3% 프럭토스의 혼합물로 제조했다. 또한, 나트륨 이온을 제공하기 위해 염화나트륨과 시트르산나트륨을 함께 사용했다. 비교 배합물들은, 이 음료의 나트륨 농도가 G0로 표시한 제1 배합물이 0mEq/L의 나트륨을 함유하고, G18로 표시한 제2 배합물이 18mEq/L의 나트륨을 함유하며, G40으로 표시한 제3 배합물이 40mEq/L의 나트륨을 함유하고, G60으로 표시한 제4 배합물이 60mEq/L의 나트륨을 함유하도록 변형된 것을 제외하고는 동일한 성분을 함유했다.

철인3종경기 선수 및 주자 약 50명을 상대로 본 검사를 완료했다. 관능적 실험으로서, 미각 검사는 정주 상태에서 실시했다. 정주 상태에서, 짠맛 정도의 애호도 및 음료의 애호도는 18mEq/L일 때 모두 최고였다. 하지만, G18과 G30에 대 한 등급의 차이는 통계적 유의성이 없었다. 도 1에 도시된 바와 같이 G30 배합물은 G18 배합물을 제외한 모든 배합물을 능가하는 기호 등급을 나타냈다.

실시예 2

동일한 배합물을 각각에 대해 수의 음용 특성, 관능적 관점, 수화 특성 및 자발적 수액 섭취를 측정하는 데 사용했다. 50명의 검체가 거의 모든 검사를 완료했고, 분석용 검체 집단에도 포함되었다. 이 50명 중 28명이 남성(중간 연령 39.7±8.0)이고 22명이 여성(중간 연령 37.2±9.2)이었다. 전체 집단에 대한 1주당 평균 연습 시간은 11.25±6.8(1 내지 35 범위)이고, 매해 참가하는 평균 경기 수는 11.0±8.4(0 내지 35 범위)였다. 모든 검체에게 다음과 같은 식사 및 운동 지침을 제시했다: 검사 전날에 심한 운동 절대 금지. 운동 기간 마다 적어도 1일의 회복 기간을 둘 것. 검사 당일에 카페인 금지. 검사 전날 저녁이나 당일에 고염 또는 고지방 식이 금지. 검사 3시간 전에 금식. 검사 3시간 전에 물 1리터 음용. 검사 전 소변 배출.

모든 검체에게 실험에 참가하기 전에 상기 식이 및 운동 지침을 따르도록 요구했다. 실험전 수화를 확실히 하기 위하여 프로토콜을 개시하기 1.5 내지 2시간 전까지 각 검체가 수액 1리터를 완전히 소비하도록 했다. 고온(80℉, 36% RH, 21℃ WBGT)에서 적당한 에어로빅 운동을 연령에 의해 예상되는 최대 심박수의 70 내지 75% 하에 2시간 동안 실시하는 프로토콜을 수행했다. 검체에게 1병당 약 700ml의 수액을 공급하고, 총 2시간 동안 20분마다 차가운 새 병을 공급했다. 운동이 끝날 때까지 자유롭게 음용하게 했고, 끝난 후에는 수액을 더 이상 공급하지 않았 다. 20분 간격으로 모두의 소변 시료를 모으고, 다시 운동 기간이 끝난 후 15분 후에 다시 모았다. 검체가 프로토콜 동안에 필요함을 느낄 때마다 소변을 보게 했다. 도 2는 사용된 절차를 예시한 것이다.

도 3에 도표에 나타나는 바와 같이, 소비된 수액의 총 부피는 G30에서 지향적으로 가장 컸고, G0에서 가장 적었다. 하지만, 나트륨 농도(산물)의 주요 효과는 크게 유의적이지 않았다(p=0.058). 자발적 총 수액 섭취량도 음료간에 실질적인 차이가 없었다. 이는 부분적으로 선수인 검체가 음용 훈련이 잘 되어 있음을 암시한다.

운동 후 소변 용량은 나트륨 농도와 소변 생산 용량 사이에 역관계가 있음을 시사했다(도 4). 소변 용량은 나트륨 농도가 0에서 60mEq/L로 증가함에 따라 지향적으로 감소했고, 운동 후 15분째 G60에서 다른 음료에 비해 가장 적었다. 운동 후 소변 배출량에 대한 데이터(예, 기울기)의 경향 분석은 0일 때와 큰 차이를 보였다. 즉, 데이터의 하향 경향이 단지 우연한 것이 아닌 95% 신뢰도가 있다. 종합적으로 운동 후 소변 용량과 총 소변 용량은 음료마다 유사했다.

또한, 모든 음료가 대략 유사한 용량이 자발적으로 소비된 사실로 인해 탈수 정도는 모든 음료들마다 유사했다(p=0.354). 도 5에 도시한 바와 같이, G30의 경우에 1.06%로 가장 적었고, G0의 경우에 1.23%로 가장 컸다. 평균적으로, HR 및 RPE는 음료마다 다르지 않았고, 운동 시간이 경과함에 따라 증가했다.

음료의 전반적인 호감(OA)은 G18 및 G30에서 가장 좋았고, 다른 음료와 유의적 차이를 보였다(p<0.05). G18 및 G30 음료는 OA 측면에서는 서로 차이가 없었 다. 짠맛의 애호도도 G18과 G30에서 가장 컸고, 0, 40 및 60mEq/L 음료와 큰 차이를 보였다(p<0.05). G18 및 G30에 대한 짠맛의 애호도는 서로 차이가 없었다. 또한, 나트륨 농도와 시간 사이에 상호 효과도 유의적이었다. 짠맛의 애호도는 G0 및 G18의 경우에 시간이 지남에 따라 감소한 반면, G30, G40 및 G60의 경우에는 시간이 지남에 따라 증가했다. 나트륨 농도가 증가할 때 염의 인지 강도도 증가하여 모든 나트륨 농도가 다른 것으로 인지되었다(p<0.05).

이상적인 짠맛 등급은 39 내지 43.5mm(0 내지 100mm 등급) 범위로 모든 음료마다 유사했다. 이 등급은 G18(38±1.5)과 G30(47±1.7) 사이에 속하는 나트륨 농도에 대응하는 것이었다. 이 데이터를 플롯팅하면, 이상적인 인지 짠맛은 도 6에서 보여주는 바와 같이 24mEq/L의 나트륨 농도에 대응했다.

정주 상태와 운동 상태에서의 전반적인 호감 및 짠맛의 애호도를 비교한 결과, 나트륨 농도 증가에 따른 OA의 곡선 감퇴가 약화되는 것으로 나타났는데, 이는 높은 나트륨 농도(30, 40, 60mEq/L)일 때 운동 중 60분째 기록된 기호도 점수가 정주 상태에서 기록된 점수에 비해 훨씬 높다는 것을 의미한다. 짠맛 애호도(LOS)에 대해서도 동일한 반응이 관찰되었으며, 단 곡선 피크가 18mEq/L에서 30mEq/L로 이동했다. 이러한 결과는 도 7에 도시했다.

60mEq/L의 나트륨 농도까지는 OA와 LOS 모두에 대하여 운동 중 기호도 점수가 "비호감" 영역의 등급으로 넘어가지 않았다. 이상적 짠맛과 인지 짠맛은 정주 상태와 운동 상태 간에 유의적으로 또는 의미있게 변화하지 않았다. 운동 상태와 관련하여 인지 짠맛의 향상되는 지향적 이동이 나타났다.

정주 검사와 운동 검사로부터 수집한 결론을 보면, G30 중의 중간 농도 내지 고농도의 나트륨은 고온에서 2시간의 적당히 격렬한 운동 중에 어떠한 GI 곤란이나 관련 증후군을 유발시키지 않았다. 잘 훈련된 선수들은 운동능과 수화를 유지하기 위해 최적의 기호성이 아닌 음료도 마실 것이다. G30 음료가 G18보다 더 짠 것으로 인지될 지라도 기호도 견지에서는 30mEq/L의 나트륨을 좋아하고, 꽤 선호했으며, 심지어 다른 더 높은 나트륨 농도의 배합물 및 무나트륨 배합물보다도 지향적으로 선호했다. 호감이 확대되었고 나트륨 애호도는 휴식 상태에 비해 운동 중에 고농도(30 내지 60mEq/L) 나트륨 음료에 대해 증가되었다.

실시예 3

본 연구에서는 수액의 손실 속도 및 땀 총 손실량이 후속 보충 시 운동으로 유도된 탈수 후 3시간까지 유지되는 수액의 양을 측정하기 위하여 G40 배합물을 제외한 모든 배합물을 비교했다. 이 실험은 연구 그룹 중에서 대등화된 배합물을 이용하여 이중맹 실험 방식으로 실시했다.

검체에게 저녁(검사 전날 저녁), 아침 및 점심은 표준 식이를 공급했다. 총 칼로리 섭취량은 2440 칼로리였고, 나트륨 2592mg이었다. 음식과 함께 물 500ml를 공급했다.

모든 검체에게 검사에 참여하기 전 식사 및 운동 지침을 따르게 했다. 실험전 수화를 확실히 하기 위하여 각 검체마다 적당한 수액을 섭취하게 했다. 추가로 검사전 기준 소변 시료의 전도도/몰 삼투압 농도를 조사하여 실험 전 수화를 확인했다. 소변 시료가 21밀리지멘스(mS)를 초과하는 검체는 실험에서 제외하고 유예 시켰다.

검체에게 가온 환경(80℉, 40% RH)에서 적당한 강도의 사이클링 운동(또는 약 2.5 내지 3.0%의 체중 감소를 초래하는 충분한 운동)을 90분간 완수하도록 요구했다. 운동 후, 3.5시간 동안 조용히 휴식을 취하게 했다. 회복 기간 중 처음 90분 동안에는 검체가 운동-탈수 시간 중에 배출한 총 땀 손실량의 100%에 해당하는 수액 용량을 마시게 했다. 총 5시간이 경과한 후, 소변 시료와 지각에 의한 데이터를 프로토콜에 따라 주기적으로 수집했다. 이 프로토콜의 개요는 도 8에 정리했다.

10명의 검체는 4가지 검사를 완수했다. 운동에 의해 유도된 탈수 중의 평균 체중 감량은 1.5시간 동안 2.6±0.6%였다. 탈수는 배합물마다 다르지 않았다.

실험 마지막에 평균 총 소변 손실량은 도 9에 도시한 바와 같이 0, 18, 30, 60mEq/L 음료에 대해 각각 0.546, 0.430, 0.322 및 0.287 리터였다. 0 및 18 음료는 30 및 60 음료와 크게(p<0.05) 달랐다. 30 및 60 음료는 서로 다르지 않았다. 소변 손실량의 차이는 섭취 후 1시간까지는 뚜렷하지 않았다. 섭취 완료 후 2시간까지(운동 후 3.5시간), 0, 18 및 다른 음료들 간에 차이가 가장 크게 나타났다. 평균 수액 섭취는 1.8 내지 1.95리터 범위였지만, 배합물마다 차이가 없었다. 총 땀 손실량의 100%에 해당하는 용량을 재수화한 후 2시간째, 유지된 수액의 총 백분율은 도 10에 도시한 바와 같이 0, 18, 30 및 60mEq/L에 대해 각각 69%, 75%, 82% 및 83%였다.

G30 음료는 어떤 다른 음료보다도 지향적으로 높은 점수를 받았다. 관능 평 가에서는 30mEq/L가 G18과 동등한 애호도를 받았으나, 감미, 풍미, 신맛, 짠맛 및 전반적 호감 특성에 대해서는 어떠한 다른 음료보다도 지향적으로 선호되었다. G18 및 G30 음료에 대한 인지 짠맛의 등급은 섭취 기간 동안 내내 짠맛의 이상적 등급에 매우 근접했다. 일반적으로 기호도 점수는 재수화 기간 중에 시간이 경과함에 따라(30분에서 90분) 감퇴되었다.

이상적 짠맛의 등급은 실시예 2에 증명된 결과와 일치했으나(n=50), 약간 더 높았다(43-50 vs. 40-42). 대부분의 경우에 G30 음료에 대한 인지 짠맛은 그 음료의 이상적 짠맛 등급에 가까운 점수를 기록했다. 소비가 60분 이상 계속됨에 따라 음료의 인지 짠맛 농도는 이상적 등급 미만이 되었다. 인지 짠맛과 이상적 짠맛 간의 변화는 대조군 G18 또는 G30보다 G0 및 G60 배합물에서 더 크게 나타났다.

인지 경계, 에너지, GI 평가 또는 웰빙에 대해서는 4가지 음료 검사들 간에 현저한 차이가 없었다.

G30 배합물은 다수의 기호도 등급 면에서 G18보다 지향적으로 우수한 성능을 보였고, 재수화 동안 수액 유지 반응도 다른 음료보다 더 우수했다. G60 배합물 중의 최고의 나트륨 농도는 소변 형태의 수액 손실을 약화시키는 측면에서 G30 배합물 이상의 추가 효과를 제공하지는 못했다.

결론을 종합해보면, G30은 G0, G18, G60에 비해 다음과 같은 잇점을 제공한다: (1) 고온에서 운동하는 선수들에 의한 지향적으로 더 높은 기호도 등급 및 (2) 땀 손실량의 100%에 해당하는 용량의 재수화 후 소변으로의 수액 손실량 감소.

실시예 4

실시예 3과 동일한 배합물을 사용하였고, 단 G5 배합물을 추가하고 G0 및 G60 배합물을 제외시켰다. G5 배합물은 나트륨 농도가 5mEq/L로 조정된 것을 제외하고는 다른 배합물과 동일했다.

본 검사에서는 수액의 손실 속도 및 땀 총 손실량이 후속 보충 시 운동으로 유도된 탈수 후 3시간까지 유지되는 수액의 양을 측정하기 위하여 배합물들을 비교했다. 생리적 관련 변화를 조사하기 위하여 특정 생화학적 변수를 측정했다. 측정된 변수는 혈액 관련 [Na+], [K+], [Ca+] 변화, 몰 삼투압 농도, Hb, Hct, △PV, 글루코스, pH 변화 및 소변 관련 부피, 몰 삼투압 농도, [Na+], [K+], SEC, FWC, 크레아티닌 및 GFR 변화였다. 또한, 연구 그룹 중에서 대등화된 배합물을 이용하여 이중맹 실험 방식으로 실시했다.

17명(n=17)의 남성 검체를 대상으로 가온(80℉, 40% RH) 환경에서 최대 심박수의 70%에서 사이클링 1.5시간 동안 체중의 2.25±0.61%까지 탈수시켰다. 검체에게 검사 전날 저녁, 검사 당일 아침 및 점심은 표준 식이를 공급했다. 총 칼로리 섭취량은 2440 칼로리였고, 나트륨 2592mg이었다. 검사 3시간 전까지는 추가 액체 (지침 안에서)를 허용했다.

실험전 수화를 확실히 하기 위하여 각 검체마다 재수화 확립에 적당한 수액을 섭취하게 했다. 여기에는 검사 전날 저녁 물 500ml 뿐만 아니라 검사 당일 물 1리터를 최소한 섭취하게 하는 것이 포함된다. 추가로 실험 전에 실험전 소변 시료의 전도도를 조사하여 실험 전 수화를 확인했다. 1차 실험의 소변 시료의 전도도가 21 mS-cm를 초과하는 검체는 실험에서 제외하고 유예시켰다. 실험 동안 반복 된 혈액 채취를 위해 팔뚝 정맥에 내재성 정맥 카테터를 삽입시켰다.

검체에게 가온 환경(80℉, 40% RH)에서 1.5시간 동안 사이클링 운동시켜 초기 체중의 2%에 가까운, 운동으로 유도된 탈수를 유도했다. 사전 측정한 작업 부하량을 사용하여, 앞서 최대 트레드밀 검사에서 측정된 바와 같은 최대 심박수의 70-75%에 해당하는 운동 강도를 설정했다. 심박수는 원격측정장치식 HR 모니터(Polar)를 사용하여 10분마다 모니터하고 충분한 운동 강도를 확인했다.

1시간째, 검체를 5분간 쉬게 하고, 그 동안 건조 중량을 측정하여 땀 손실량 증가를 확인했다. 운동 탈수 기간 말기에, 자전거에 바로 선 상태에서 회복전 혈액 시료 15cc를 채취하고, 소변을 보게 한 다음, 다시 체중을 재어 최종 땀 손실량을 수득했다. 그 다음, 나머지 회복 기간 동안에는 기댄 자세로 앉아 있게 했다. 적당한 경우에는 내재 카테터가 있는 검체 팔을 가열 패드로 감아서 탈수 상태의 혈액 채취가 더 잘 이루어지도록 혈액 유속 및 혈관 확장을 유지시켰다.

음료는 실험 전에 1리터 및 2리터 용량의 플라스크와 음료에 어떠한 전해질도 제공하지 않는 음료용 물을 사용하여 혼합했다. 음료는 냉장고(약 40℉)에서 냉각된 상태로 공급했고, 따라서 마지막 2번의 음료는 검체에게 공급될 시기에는 상온에 가까워질 것이다.

회복 과정 30분째, 검체에게 음료 6컵 중 첫 번째 컵을 제공했고, 그 다음 10분마다 다음 컵을 제공했다. 총 음료 용량은 총 땀 손실량과 동등한 것으로서, 처음 20분 안에 총 용량의 50%가 검체에게 제공되고 나머지 50%는 남은 40분 동안 10분마다 12.5%씩 제공되도록 배분했다. 모든 수액은 1시간 안에 소비했다.

3.5시간 회복 기간 동안 30분마다, 혈액 및 소변 시료를 채취했다. 검사 프로토콜과 순서는 도 11에 제시했다.

총 혈액 임상 분석기(Instrumentation Laboratories, Synthesis IL 1735)를 사용하여 혈액의 나트륨, 칼륨, 이온화된 칼슘, 글루코스, 적혈구용적, 헤모글로빈 및 pH의 변화를 측정했다. 약 1ml의 정맥 전 혈액을 3ml용 헤파린처리된 동맥혈 가스 주사기(Marquest, GASLYTE)를 사용하여 수집하고 특별히 상기 임상 분석기에 사용했다. 이러한 동맥혈 가스 주사기는 시료의 응집을 방지하고 상기 임상 분석기에 시료를 용이하게 제공하기 위한 것이다.

혈장 부피 변화는 적혈구용적 및 헤모글로빈 변화와 관련된 공지의 방정식(Dill/Costill)을 사용하여 추정했다. 혈장 몰 삼투압 농도는 FISKE 2400 다중 시료 삼투압계로 빙점 강하법을 사용하여 측정했다.

소변 부피는 체중을 통해 측정하고, 소변 전도도는 전도도 측정기(WTW LF 340, 모델 19706-20)를 사용하여 직접 측정했다. 그 다음, 소변을 일정량 취하여 이후에 [Na+], [K+], 몰 삼투압 농도 및 크레아틴 분석 시까지 -20℉에 보관했다. 소변의 [Na+] 및 [K+]는 분석될 시료로부터 임의의 불용성 입자를 제거하기 위하여 15분 동안 원심분리한 후 불꽃 광도측정법(IL943 Automatic Flame Photometer)을 사용하여 측정했다. 소변의 크레아티닌은 Sigma Creatinine Kit(Sigma Diagnostics, No. 555)를 사용하여 분광광도계로 측정했다. 소변 몰 삼투압 농도는 동결된 시료를 실온까지 해동시킨 후 삼투압계로 빙점 강하법을 사용하여 측정했다.

데이터 분석은 컴퓨터 통계 패키지(SPSS, v.10)를 사용했다. 모든 의존적 측정을 위해 기술통계 및 정리 표를 만들었다. 반복 측정 ANOVA를 사용하여 치료의 주요 효과 및 적당한 경우 시간 의존적 효과에 대해 조사했다. 주요 효과가 존재하는 경우에는 던칸(Duncan)의 사후 검증을 이용하여 평균치 간의 통계적 차이를 측정했다. 알파 값이 0.05에 해당하는 경우 비교 검사했다. 배합물 간의 총 소변 손실량의 비교를 위해 유효 크기 추정값(effect size estimates)을 만들었다.

17명의 검체(N=17) 모두 3가지 검사를 완수했으며, 단 1명은 2가지 검사를 완수한 후 아파서(연구와 무관하게) 검사를 중단시켰다. 운동에 의해 유도된 탈수 중의 평균 체중 손실은 1.5시간 동안 2.25±0.61%였다. 이 검체들의 평균 땀 배출 속도는 1.2±0.3리터/hr였고, 탈수 기간 동안 평균 1.7±0.5리터의 땀 손실을 나타냈다. 탈수 및 땀 손실은 배합물마다 차이가 없었다.

회복 기간 동안 소변의 총 손실은 G5 배합물(479±209g) 및 G18 배합물(408±151g)에 비해 G30 배합물(298±161g)의 경우 유의적으로 낮았지만, 이러한 효과는 시간 의존적이었다. 즉, 회복 기간 중 120분(섭취 후 30분)까지는 G30의 효과가 G5 및 G18과 차이를 보이지 않았다. 도 12는 회복 기간 중의 3 배합물 간의 소변 누적 손실량을 도시한 것이다. 총 소변 손실량에 대한 유효 크기 추정값은 0.39(G5 vs. G18), 0.97(G5 vs. G30) 및 0.70(G18 vs. G30)이었다.

수액 유지 백분율은 회복 기간 150분에서 210분까지 G5 및 G18에 비해 G30에서 유의적으로 높았다(P<0.05). 즉, 회복 기간 말기(소비후 2시간)에 수액 유지율은 G5, G18 및 G30에 대해 각각 72.6%, 75.2% 및 81.6%였다. 도 13은 검사된 3 배 합물에 대한 회복 기간 중의 수액 유지율을 도시한 것이다.

기준 중량 대비 체중의 절대적 변화량은 G18 및 G30에 비해 G5에서 유의적으로 컸다(P<0.05). 회복 동안 섭취한 임의의 수액에 대해 보정된 체중 감량은 각각 0.93, 0.80 및 0.74kg 이었다.

혈장의 [Na+], [K+], [Ca++] 또는 글루코스에 대한 처리 효과는 전혀 없었다. 또한, 적혈구용적 및 헤모글로빈으로부터 계산한 혈장 부피의 변화(DPV)는 3 배합물 간에 차이가 없었다. 3 배합물 간의 혈장 부피의 변화는 도 14에 도시했다.

ANOVA 분석은 개개인의 소변 배출 용량에 미치는 나트륨 및 시간 사이의 상호작용(P<0.0001)과 함께 나트륨(P<0.001) 및 시간(P<0.0001)의 주요 효과를 나타냈다. 시간에 관계없이(시간 간격을 따라 합산), 평균 소변 용량은 G5, G18 및 G30에 대해 각각 79.8 및 68.0 및 49.7g이었다.

소변 전도도는 나트륨 및 시간 사이의 상호작용과 함께 나트륨 농도 및 시간에 따라 변화했다(P<0.01). 시간에 관계없이(모든 시간 간격을 따라 합산), 평균 소변 전도도는 G5, G18 및 G30에 대해 각각 12.3, 12.8 및 14.9 mS-cm였다. 전도도는 G5 및 G18에 비해 G30에서 유의적으로 높게 나타났다.

소변 나트륨 및 칼륨 농도는 나트륨 농도 마다 차이가 없었으나, 시간별로는 차이가 있었다. 소변 나트륨 및 칼륨 배출량은 용량에 대해 보정 시, 배합물 간의 차이가 없었으나, 회복 시간별로는 차이가 있었다. 배합물을 따라 합산했을 때 평균 [Na+] 배출량은 회복 0분째 유의적으로 높았으나(7mEq), 섭취 기간 30분째에는 4.4mEq로 떨어졌고, 회복 기간 90분에서 210분까지는 2.2 내지 2.4mEq 사이에 머물렀다.

각종 배합물과 관련하여 임의의 관능(미각) 및 지각적 변화를 조사하기 위하여 검체를 실험 기간 동안 다수의 정신생리학적 특성을 여러 상이한 등급별(예, 분류별, 100pt)로 나누었다.

음료의 전반적 호감은 배합물 마다 유의적으로 다르지 않았다. G30 음료는 전반적 호감 및 풍미, 짠맛, 감미 및 뒷맛 애호도가 특히 1시간 섭취 기간 말에 유의적으로 감퇴했다. G5 및 G18 배합물에 대한 호감은 시간이 경과함에 따라 감퇴하지 않았다. G5 및 G18 간에는 인지 짠맛의 차이가 없었으나, G30은 4개의 평가 시간 중 2개(32분 및 62분)에서 더 짠 것으로 인지되었다. 그 효과는 일정하지 않았다.

음료 처리는 이상적 짠맛이 100pt 등급 중 47 내지 51pt 등급 범위로 일정한 바, 이상적 짠맛의 등급에 영향을 미치지 않았다. 인지 짠맛은 G5 및 G30에 대한 이상적 짠맛 등급과 차이가 없었으나, G18에 대해서는 32분 및 62분째 이상적 짠맛 보다 훨씬 짜지 않은 것으로 평가되었다. 이러한 효과도 역시 시간이 경과함에 따라 일정하지 않았다.

배합물 간의 생리학적 또는 정신적 웰빙의 인지에 대해서는 차이가 없었다. 인지된 에너지, 경계 및 웰빙의 느낌은 모든 배합물마다 유사했으나, 실험 프로토콜마다 일관되게 경시적으로 변화되었다. 실험 마지막에 G30 배합물은 G5 및 G18에 비해 갈망의 등급이 훨씬 낮았다. 인지 위장 스트레스(팽창, 만복감, 멀미 또 는 소변 충동)의 임의의 등급에 대해서는 어떤 다른 처리 효과도 없었다.

배합물 간의 인지 갈증에 차이는 없을지라도 G18 배합물을 소비한 검체는 G5 또는 G30을 소비한 검체보다 더 큰 지향적 갈증을 나타냈다.

실시예 5

실시예 4와 동일한 목적으로, G30 배합물을 물(W), 시판 제품 POWERade®(P) 및 나트륨 농도가 18mEq/L로 조정된 것을 제외하고는 G30 배합물과 동일한 G18 배합물과 비교했다. 구체적인 전해질 배합물은 다음과 같다.

CODE	[Na⁺](mEq/L)^*	[K⁺](mEq/L)^*	[Cl^-](mEq/L)	Osm(mOsm/kg)^*
W	0	0	0	0
P	5	2	5.8	428
G18	18	3	9	320
G30	30	3	9	334

^*는 측정된 분석값을 나타낸다.

음료 온도는 41 내지 45℉ 사이로 유지되게 한 후, 이 온도에서 제공했고, 음료를 실험자 뿐만 아니라 검체도 모르게 했다.

검체는 훈련받은 남성(25 내지 50세)이었다. 17명은 두 검사를 완수했다. 검사 후 3시간 동안 금식(음료 및 식사)시켰다.

작업 부하량은 측정된 최대 심박수(매년 압박 검사로부터 측정된 값)의 70 내지 75% 사이의 강도를 제공하기에 충분한 크로스 트레이너(cross-trainer), 고정식 자전거 및 트레드밀을 이용하여 설정했다. 또한, 땀 배출 속도를 예측하기 위하여 예비 운동 연습시간 이전 및 이후에 체중을 측정했다.

검체에게 각각 2회의 시도 이전에 지속적인 나트륨 섭취량(~2900mg)을 보증 하기 위해 표준 식사를 제공했다. 식사는 저녁(실험 전날) 및 검사 당일 아침과 점심을 제공했다. 검체에게 식사를 전부 또는 일부를 할 수 있는 선택권을 제공했지만, 먹지 않은 식사와 양을 기록하도록 했다. 이 항목은 다음 검사를 위해 식품 자루에 담아두게 했다. 또한, 적당한 수화를 위해 검사 전날 저녁(500ml)과 검사 당일(1000ml)에 마실 물병을 제공했다. 검체에게 실험 전 24시간 동안은 카페인과 알콜을 금하게 했다. 대부분의 검체는 제공된 모든 음식을 먹었지만, 칼로리는 2,109 내지 2,278kcal 범위였고, 나트륨 2,849 내지 2960mg을 섭취했다. 모든 검체는 제공된 것 외의 다른 음식은 먹지 않았다.

운동 기간은 최대 심박수의 75 내지 80%에서 크로스트레이너, 고정식 자전거 및 트레드밀에서 각각 30분씩 총 90분간으로 구성했다. 심박수는 15분 간격으로 측정하여 검체가 적당한 강도를 유지하는지를 확인했다. 2 내지 2.5% 탈수를 달성하기 위하여 전체 운동 기간 동안에는 음료를 섭취하지 못하게 했다.

운동 후, 검체의 체중을 재고 운동 후 소변 시료를 채취한 뒤 3.5시간 회복 기간을 취하게 했다. 회복 30분째, 총 땀 손실량(운동전 체중에서 운동후 체중을 감하여 측정)의 25%에 해당하는 1차 음료를 검체에게 제공했다. 음료(손실량의 25%)를 다시 회복 40분째 제공했다. 음료의 3차 분할량(땀 손실량의 12.5%에 해당)을 50분째 제공했다. 58분째, 검체의 위장 반응을 측정하여 GI 등급을 매기고 소변 시료를 채취했다. 그 후, 4차 분할량(12.5%)을 제공했다. 5차 분할량(12.5%)은 70분째 제공했고, 6차 최종 분할량(12.5%)은 80분째 제공했다. 관능 평가서를 주기적으로 작성하게 했다. 90분, 120분, 180분 및 240분째, GI 등급을 매 기고 소변 시료를 채취했다. 최종 소변 시료 채취 후, 최종 체중을 측정했다.

소변 용량은 체중을 통해 측정하고, 소변 비중을 측정했다(300 Clinical Refractometer). 소변을 추가 분석을 위해 4ml 저온 바이엘로 옮겼다. 소변의 [Na+] 및 [K+]는 분석될 시료로부터 임의의 불용성 입자를 제거하기 위해 15분간 원심분리한 후 불꽃 광도측정법(IL943 Automatic Flame Photometer)으로 측정했다. 각 시료마다 몰 삼투압 농도를 측정했다(Fiske 2400 Osmometer).

SPSS 버전 10.0을 사용하여 데이터를 분석했다. 일반 선형 모델을 이용한 ANOVA를 사용하여 평균값 사이의 차이를 분석했다. 데이터는 평균(mean) + 표준편차로 기록했다.

90분 운동 기간에서는 배합물 간의 탈수 정도가 유사한 것으로 관찰되었다(W, P, G18 및 G30에 대해 각각 2.67±0.63%, 2.71±0.64%, 2.61±0.43% 및 2.61±0.54%). 또한, 배합물 간의 땀 배출 속도도 본질적으로 동일했다(W, P, G18 및 G30 각각에 대해 1.34±0.40L/hr, 1.36±0.38L/hr, 1.25±0.28L/hr, 1.30±0.33L/hr).

또한, 배합물 간의 총 수액 섭취량은 W, P, G18 및 G30에 대해 각각 2.01±0.60L, 2.03±0.57L, 1.88±0.41L, 1.95±0.50L로서 검사별로 유사했다. 투여된 용량은 총 땀 손실량의 100%를 보충하는 프로토콜 및 땀 배출 속도의 약간의 변동성으로 인해 평균값과 약간 차이가 있었다.

초기 체중의 백분율로서 최종 체중은 배합물마다 차이가 있었다. 물 검사 후 검체의 체중은 초기 체중의 98.45±0.29%까지 회복되었는데, 이는 다른 3 배합 물에 비해 훨씬 낮은 회복율이었다. POWERade®(98.72±0.37%) 및 G18(98.87±0.28%)은 서로 차이가 없었다. 또한, G18은 G30(98.97±0.39%)과 차이가 없었다. G30은 물 및 POWERade®와 현저한 차이를 보였다.

수액의 총 누적 배출량은 배합물마다 크게 달랐다. W는 다른 3가지 배합물보다 소변 손실량이 훨씬 많았다(0.726±0.225L). P 및 G18은 각각 0.496±0.184L 및 0.428±0.196L로서 서로 크게 다르지 않았다. G30은 W 및 P와는 다르지만, G18과는 다르지 않았다(0.367±0.263L). 각 데이터 수집점에서의 소변 배출량은 검사 시점 60, 90 또는 120마다 배합물 간의 큰 차이가 없었다. 하지만, 시점 180에서 W는 다른 3가지 배합물에 비해 소변 손실량이 훨씬 컸다. 또한, 시점 240에서도 W 및 P의 소변 손실량은 G18 및 G30보다 훨씬 컸다(표 I 참조, 수치 값은 각 시점에서 수집된 ml 값이다).

처리군	60분	90분	120분	180분	240분
물	40.72±24.95	35.32±22.46	115.94±55.65	349.39± 152.72^*	184.77± 122.51＾
파워에이드^R	38.29±26.86	32.75±22.51	76.45±54.42	182.16±84.43	166.08± 107.67＾
G18	49.73±42.37	30.68±21.71	100.75±62.70	151.57±93.18	95.07±59.40
G30	35.05±25.26	24.30±15.42	82.21±72.17	133.14± 153.26	92.07±69.09

각 시점은 회복 중의 경과 시간(분)을 나타낸다.

^*는 소변 손실량이 P, G18 및 G30보다 유의적으로 큰 것을 나타낸다.

^는 소변 손실량이 G18 및 G30보다 유의적으로 큰 것을 나타낸다.

수액 유지 또는 소변으로 배출되지 않은 소비된 수액의 양은 배합물마다 달랐다. 이 양은 상대적 표현(ml/kg)으로서 계산하고, [(수액 유입량-수액 배출량)/수액 유입량]으로서 계산된 백분율로서 나타냈다. W의 상대적 수액 유지량은 다른 배합물보다 훨씬 적은 17.07±5.22ml/kg이었다. P, G18 및 G30은 각각 20.43±6.50ml/kg, 19.48±4.83ml/kg 및 21.26±4.83ml/kg 이었다. 수액 유지량 백분율은 배합물마다 달라서, W는 180분 및 240분째 P, G18 및 G30보다 훨씬 적었다(W 62.94±9.05%; P 74.25±11.15%; G18 76.52±10.32%; 및 G30 81.45±10.34%). 또한, 수액 유지량은 회복 말기(240분)에 W 및 P에 비해 G30 시험에서 훨씬 많았다. G18은 P 또는 G30과 다르지 않았다. 도 15 참조.

회복 기간 동안 생산된 소변은 배합물마다 달랐다. 도 16에 도시한 바와 같아, W(x=134.97ml)는 P(x=98.99ml), G18(x=91.64ml) 또는 G30(x=86.38ml)과 현저히 달랐다(소변 용량이 훨씬 많다). G30은 소변 생산량이 W 및 P보다 훨씬 적었다. G18은 P 또는 G30과 다르지 않았다. 도 16 참조.

평균 소변 몰 삼투압 농도는 배합물마다 달랐다. W는 소변 몰 삼투압 농도가 가장 낮았고(348.33mOsm), P와 차이가 없지만(400.66mOsm), G18(431.74mOsm) 및 G30(500.42mOsm)과는 크게 달랐다. G18은 P 또는 G30과 다르지 않았다. P는 G30보다 훨씬 낮았다. 도 17 참조.

평균 소변 나트륨 농도는 다른 시험(W=49.73±39.78; P=50.14±41.93; G18=52.48±40.44)에 비해 G30 시험에서 훨씬 많았다(65.19±45.68mEq/L). 다른 검사들은 서로 차이가 없었다. 도 18 참조.

칼륨 손실량은 G30 시험(52.25±36.56mEq/L)에서 다른 시험(W=39.67±38.15; P=41.82±40.42; G18=41.58±33.97)에 비해 훨씬 많았다. 다른 시험들은 서로 차이가 없었다. 도 19 참조.

검체들은 충분히 수화된 상태에서 각 운동 기간을 시작했다(USG=1.008±0.005). 소변의 비중은 운동 전 배합물마다 차이가 없었다. W 처리 시의 평균 USG는 120분째 P보다 훨씬 낮았다. 또한, W는 180분째 G18 및 G30보다 낮았다. P 처리 시의 USG는 180분 및 240분째 G30보다 훨씬 낮았다. G18 및 P는 어떠한 검사 시점에서도 서로 차이가 없었다. 도 20 참조.

추정된 급성 나트륨 평형은 표 II에 정리했다.

	섭취량(eMq)	배출량(eMq)		추정된 땀 손실량	보충 비율
		땀^*	소변＾
물	0	131.15	15.51±7.11	146.66	0
파워에이드^R	10.19	132.80	13.52±9.42	146.32	6.96
G18	33.86	122.58	15.65±9.95	138.23	24.50
G30	58.59	127.24	14.79±8.88	142.03	41.25

^* 4회의 운동 기간 중 한 기간 중에 각 팔뚝에 장착된 땀 패치들의 평균으로부터 추정된 땀 손실량. 그 양은 주어진 밤 동안 손실된 땀 부피와 농도를 곱하여 계산했다.

^각 소변 시료 중의 나트륨 농도와 각 시료의 부피를 곱한 값의 합으로부터 측정된 누적 손실량. 배합물 간의 평균 소변 나트륨 손실량의 차이는 발견되지 않았다.

소변 단백질은 탈수가 단백질 분비에 영향을 미치는 지의 여부를 측정하기 위해 시약 스트립(Uristix)을 통해 측정했다. 표 III은 4가지 각 배합물마다 각 시점에서 소변에서 검출된 단백질의 빈도 및 양을 나타낸 표이다.

시간	단백질	처리군
	(mg/dl)	물	파워에이드^R	G18	G30
운동전	음성	16	17	17	17

운동후	음성	16	13	10	13
	미량	0	3	5	3

60	음성	9	8	10	8
	미량	6	5	5	5
	30-100+	1	2	0	3
	100+		1	1
90	음성	10	12	11	9
	미량	4	4	0	5
	30-100	1	1	0	2
	100+			1

120	음성	16	16	11	13
	미량	0	1	1	4
	30-100			1

180	음성	15	16	10	13
	미량	0	0	1	2

240	음성	15	16	10	11
	미량	0	0	1	5

관능적 호감과 관련하여, G30과 G18의 차이는 거의 없고 다소 무작위적이었다. 초기 관능 평가(회복 시간 중 32분째)에서 전반적 호감, 풍미, 단맛 및 신맛에 대하여 처음에는 G30 배합물이 G18보다 호감이 낮았으나, 이 두 음료 간의 차이는 시간이 경과함에 따라 빠르게 감소했다. G18은 일반적으로 상기 평가 종류에서 42분, 62분 및 82분째 수치 점수가 유효했지만, 그 효과는 통계적으로 유의적이지 않았다. G30 배합물은 62분째 신맛이 G18보다 훨씬 적은 점수를 나타냈다.

W는 모든 평가 시점에서 전반적 호감 및 풍미가 G18보다 낮은 점수를 나타냈다. 또한, 초기 평가(32분)에서도 G18보다 뒷맛에 대해 더 낮은 점수를 나타냈다.

G18 배합물은 모든 평가 시점에서 이상적 짠맛보다 덜 짠 것으로 분류되었다. G18은 32분, 42분 및 82분째 이상적 신맛 보다 더 신 것으로 분류되었다. G18과 G30 사이의 인지 짠맛에 대해서는 차이가 없었다. G18에 비해 G30은 42분과 62분째 덜 시고, 82분째 더 달콤하며, 62분째 싫어함이 낮아졌다. G30 배합물은 모든 평가 시점에서 이상적 짠맛보다 덜 짠 것으로 평가되었다.

실시예 6

본 연구는 이하에 제시된 전해질 배합물을 비교하여 수액의 손실 속도 및 땀에 의한 총 수액 손실량이 후속 보충되는 운동에 의해 유도된 탈수 후 3시간까지 유지되는 수액의 양을 측정하기 위한 것이다.

CODE	[Na](mEq/L)	[K](mEq/L)	[Cl](mEq/L)	삽투압농도(mOsm/kg)
G18	18.4	2.8	11.5	307
G25	25.1	9.7	33.9	339
G30	29.7	2.7	20.2	325

또한, 본 연구는 나트륨을 25mEq/L까지 낮추면서 총 세포외 이온(나트륨 및 염화물)의 합을 G30 배합물보다 높은 농도까지 증가시킨 효과를 측정하는 것이다.

본 연구를 위하여 검체를 두 그룹으로 나누어 실험전 식이 조절(24시간 동안)이 생리적 치수에 미치는 효과를 평가했다. 이전 평가에서와 같이, 검사 전날 저녁과 검사 당일 아침과 점심으로 표준 식이를 검체에게 제공했다.

조절 식이 그룹의 총 칼로리 섭취량은 2200 칼로리이고 약 2400mg의 나트륨을 섭취했다. 체중이 150파운드 이상인 검체에게는 약간 높은(+200) 칼로리와 나트륨 섭취량(+100mg)을 제공했다. 모든 검체에게 식이 및 운동 지침서 사본을 배부하고, 음식을 대체하지 않도록 검체에게 지시하고 실험 3시간 전까지는 추가 액체(지침 사항 안에서)를 허용했다.

모든 검체는 검사에 참여하기 전에 식이 및 운동 지침을 따르도록 했다. 실험전 수화를 확실히 하기 위하여, 각 검체에게 적당한 수액을 섭취하게 했다. 추가로 검사전 직접 수집한 실험전 소변 시료의 전도도를 조사하여 실험 전 수화를 확인했다. 1차 실험 소변 시료의 전도도가 21밀리지멘스(mS)-cm를 초과하는 검체는 실험에서 제외하고 유예시켰다.

36명의 검체(남성 31명, 여성 5명)는 연구를 완수했다. 각 운동 기간마다, 검체를 고온(80℉/40% RH)에서 1.5시간 동안 운동시키고 평균 1.8±0.6%를 탈수시켰고, 땀 손실량의 100%를 3가지 나트륨 농도(18, 25 또는 30mEq/L) 중 하나로 보충했다. 모든 시험을 통한 전체 그룹의 평균 땀 배출 속도는 시간당 0.885±0.32 리터였다.

본 연구에는 여성을 포함시켰고, 모든 검사마다 월경 주기가 같은 단계에 있는 여성을 대상으로 하여 월경 주기, 수액 평형 및 호르몬 영향의 변화와 관련된 효과가 조절되었다. 본 연구에서는 고온에서 운동으로 유도된 탈수 후 다양한 무기물 함량의 음료를 섭취한 다음 수액 손실 속도를 측정했다. 본 시험 프로토콜과 순서는 도 21에 예시했다.

그 다음, 검체의 기본 체중을 달고, 관능(GI 증후군, 에너지 수준) 평가서를 작성하게 했다. 검체에게 가온 환경(80℉, 40% RH)에서 1.5시간 동안 사이클링 운동시켜 초기 체중의 2%에 가까운, 운동으로 유도된 탈수를 유도했다. 사전 측정한 작업 부하량을 사용하여, 앞서 최대 트레드밀 검사에서 측정된 바와 같은 최대 심박수의 70-75%에 해당하는 운동 강도를 설정했다. 심박수는 원격측정장치식 HR 모니터(Polar)를 사용하여 10분마다 모니터하고 충분한 운동 강도를 확인했다.

사이클링 1시간째, 검체를 5분간 쉬게 했다. 운동 탈수 기간 말기에, 검체에게 관능 평가서를 작성하게 하고, 다시 체중을 재어 최종 땀 손실량을 측정했다. 운동후 체중을 잰 다음 즉시 운동 후 소변 시료를 수집했다. 그 다음 나머지 회복 기간 동안 기댄 자세로 앉아 있게 했다.

음료는 실험 전에 1리터 및 2리터 용량의 플라스크와 음료에 어떠한 전해질도 제공하지 않는 음료용 물을 사용하여 혼합했다. 음료는 냉장고(약 40℉)에서 냉각된 상태로 공급했고, 따라서 마지막 2번의 음료는 검체에게 공급될 시기에는 상온에 가까워질 것이다. 특정 시점에 따라 용량을 분할 투여하는 것을 수반하는 재수화 계획에 따라 음료를 배분했다. 회복 과정 30분째, 검체에게 음료 6컵 중 첫 번째 컵을 제공했고, 그 다음 10분마다 다음 컵을 제공했다. 총 음료 용량은 총 땀 손실량과 동등한 것으로서, 처음 20분 안에 총 용량의 50%가 검체에게 제공되고 나머지 50%는 남은 40분 동안 10분마다 12.5%씩 제공되도록 배분했다. 모든 수액은 1시간 안에 소비했다.

3.5시간 회복 기간 동안 30분마다, 검체에게 관능 평가 평가서를 작성하게 하고 소변 시료를 채취했다. 소변 부피는 체중을 통해 측정하고, 소변 전도도는 전도도 측정기(WTW LF 340, 모델 19706-20)를 사용하여 직접 측정했다. 그 다음, 소변을 일정량 취하여 이후에 [Na+] 및 [K+] 분석 시까지 -20℉에 보관했다. 소변의 [Na+] 및 [K+]는 분석될 시료로부터 임의의 불용성 입자를 제거하기 위하여 15분 동안 원심분리한 후 불꽃 광도측정법(IL943 Automatic Flame Photometer)을 사용하여 측정했다.

데이터 분석은 컴퓨터 통계 패키지(SPSS, v.10)를 사용했다. 모든 의존적 측정을 위해 기술통계 및 정리 표를 만들었다. 반복 측정 ANOVA를 사용하여 치료의 주요 효과 및 적당한 경우 시간 의존적 효과에 대해 조사했다. 주요 효과가 존재하는 경우에는 던칸(Duncan)의 사후 검증을 이용하여 평균치 간의 통계적 차이를 측정했다. 알파 값이 0.05에 해당하는 경우 비교 검사했다. 처리군 간의 총 소변 손실량의 비교를 위해 유효 크기 추정값(effect size estimates)을 만들었다.

연구 결과는 각 그룹으로 나누었다. 전체 연구 그룹에 대한 결과를 먼저 나타내고, 그 다음 식이 조절된 남성, 그 다음 남성만에 의한 결과를 제시했다.

37명의 검체(N=36)가 모두 3가지 검사를 완수했으며, 4명의 검체는 아프거나 또는 식이 제한을 견디지 못하여(카페인 금지) 본 연구에서 제외시켰다. 운동에 의해 유도된 탈수 중의 평균 체중 손실은 1.5시간 동안 1.8±0.6%였다. 이 검체들의 평균 땀 배출 속도는 0.89±0.32리터/hr였고, 탈수 기간 동안 평균 1.3±0.5리터의 땀 손실을 나타냈다. 탈수 및 땀 손실은 처리군마다 차이가 없었다.

섭취된 수액 유지 백분율은 상당히 달랐다. G25(79.6%)는 G18(73.5%) 및 G30(75.1%)에 비해 수액 유지율이 훨씬 높았다. 체중에 대해 보정하거나(ml/kg) 또는 절대적 표현(kg)으로 조사하면 유의적 효과가 없어졌다. 프로젝트 FR-1 단계 2, 3 및 4의 결과와 대조적으로, G30은 본 연구에서 G18과 차이가 없었다. 수액 유지 백분율에 대한 유효 크기(ES) 추정값은 다음과 같았다: 18 vs. 25, ES = 0.55(중간 유효 크기); 18 vs. 30, ES = 0.15(효과 없음); 25 vs. 30, ES = 0.47(중간 유효 크기).

회복 기간 2.5 시간 동안의 소변의 평균 총 배출량은 G30(0.322L) 및 G18(0.349L)보다 G25(0.252L)에서 훨씬 적었다. 체중에 대해 보정한 경우(예, ml/kg)에도 효과가 유의적으로 유지되었다. 유효 크기 추정값은 총 소변 손실량에 대해 다음과 같은 비교를 통해 수득되었다: 18 vs. 25, ES = 0.57(중간 유효 크기, 유의적); 18 vs. 30, ES = 0.14(효과 없음); 25 vs. 30, ES = 0.49(중간 유효 크기, 비유의적). 배합물간의 차이는 회복 150분째부터 나타나기 시작했다(섭취 후 1시간 경과).

기준 체중에서부터 회복 말기까지의 체중의 절대 변화는 G18, G25 및 G30 각각에 대해 -0.72, -0.62 및 -0.71kg 이었다. 초기 체중에 대한 백분율로서 나타내면 이 값은 G18, G25 및 G30에 대해 각각 -0.98%, -0.84% 및 -0.96%였다. 절대 변화 및 백분율 변화값은 검체 변화가 통계 모델에서와 같이 조절되었을 때 G25 vs G18 및 G30에 있어서 현저히 달랐다. G18은 G30과 차이가 없었다.

기본 소변 시료에 대한 평균 비전기전도도(SEC)는 모든 처리군마다 17 내지 18mS-cm 사이였다. 기본 소변의 평균 용량은 G18, G25 및 G30 각각의 경우 111.4g, 117.1g 및 121.8g이었다. 이것은 검체가 평균적으로 중간 수화 상태에서 프로토콜을 개시한다는 것을 시사한다.

시간에 관계없이 소변의 평균 배출량은 G18, G25 및 G30에 있어서 각각 58.2, 42.0 및 53.7g 이었다. 흥미로운 것은, 시간에 관계없이 평균 SEC가 G18, G25 및 G30에 있어서, 각각 13.1, 16 및 14.5mS-cm인 점이다.

각종 처리와 관련된 임의의 관능(미각) 및 지각 변화를 조사하기 위하여 실험 기간 동안 검체의 다수의 정신생리학적 특성을 여러 상이한 등급별(예, 분류별, 100pt)로 나누었다. 검체의 기분을 조사하기 위해 GI 곤란 및 관능(미각) 평가서는 검사 기간 동안 주기적으로 작성하게 했다.

GI 평가서에서 제품마다 임의의 등급별 차이가 없었다. 이 평가서는 에너지, 경계심, 갈증, 배고픔, 위 만복감, 멀미 및 소변 충동의 관점을 포함하고 있다.

각 제품의 일부 관능적 품질은 현저히 다르게 평가되었다. 음료를 처음 제공받았을 때에는 제품들마다 전반적 호감이 유사했지만, 마지막 음료(82분)를 제공받았을 때에는 현저히 달랐다. G25(6.4)는 G18(7.0)에 비해 호감이 현저히 낮았지만, G30(6.8)과는 차이가 없었다. 짠맛 애호도는 검사된 모든 시점에서 G18 및 G30에 비해 G25에 대해 낮았다. 이것은 G25에 존재하는 추가 염화물의 부정적 품질 때문인 것을 시사한다. 유의적이지는 않지만, G25는 G18 또는 G30보다 지향적으로 더 짠맛인 것으로 인지되었다. 풍미의 애호도 점수는 경시적으로 제품마다 유사했다. GI 징후들은 검사 시간과 프로토콜에 따라 일관되지만 경시적으로 달라졌다. 보고서에 현저한 차이는 없었다. 각 제품의 미각 및 풍미 특성은 소비된 후 단시간(1시간) 안에는 차이가 없었다.

추가 데이터 검증은 이하에 정의된 바와 같은 서브그룹으로 완수했다. 결과에 유의적 영향을 미치는 다양한 인자를 확인하기 위한 반응으로 실시했다. 식이 조절된(남성만); 남성만의 서브그룹에서의 분석을 통해 다음과 같은 결과를 수득했다. 여성 참가자가 없기 때문에 조절 식이로 검사된 그룹에는 남성만이 참가하도록 했다.

36명의 검체 중 17명(n=17)을 조절 식이를 섭취한 남성 그룹으로 나누었다. 이러한 서브그룹의 참가자들은 운동으로 유도된 탈수 중의 평균 체중 손실이 1.5시간 동안 1.8±0.5%였다. 이 검체들의 평균 땀 배출 속도는 0.95±0.28L/hr였고, 탈수 기간 동안 땀 손실량이 평균 1.4±0.4리터였다. 탈수 및 땀 손실량은 처리군 마다 차이가 없었다.

이러한 서브그룹에서의 섭취된 수액 유지 백분율은 크게 다르지 않았다(p=0.089). 지향적으로, G25(80.7%)는 G18(74.9%) 및 G30(74.2%)에 비해 수액 유지율이 상당히 많았지만, 그 차이는 이 서브세트를 통계적 유의값으로 만들기에 충분히 큰 차이는 아니었다.

소변의 총 손실량은 나트륨 농도별로 달랐다(p=0.029). 회복 2.5시간 동안 배출된 소변의 평균 총 손실량은 G30(0.374L) 및 G18(0.367L)보다 G25(0.255L)에서 훨씬 적었다. 유효 크기는 다음과 같다: 18 vs. 25, ES = 0.58(중간 유효 크기); 18 vs. 30, ES = 0.04(효과 없음); 25 vs. 30, ES = 0.71(큰 효과 크기).

초기부터 회복 말기까지 체중의 절대적 변화량은 G18, G25 및 G30에 대해 각각 -0.70, -0.59 및 -0.75kg이었다(p=0.015). 초기 중량의 백분율로 나타내면, 이 값들은 G18, G25 및 G30에 대해 각각 -0.94%, -0.79% 및 -0.99%였다. 절대 변화 및 백분율 변화값은 검체 변화가 통계 모델에서와 같이 조절되었을 때 G25 vs G18 및 G30에 있어서 현저히 달랐다. G18은 G30과 차이가 없었다.

검체 36명 중 31명(n=31)은 식이 조절 그룹에 관계 없이 남성 그룹으로 나누었다. 전체 그룹 중의 이 서브세트 중에서 가장 큰 차이가 확인되었는데, 이것은 아마도 시료 크기가 크고(n=31), 검사된 여성의 소그룹에 의한 효과가 통계적으로 제외되기 때문일 것으로 생각된다. 이러한 참가자의 서브세트에서 운동으로 유도된 탈수의 평균 체중 감량은 1.5시간 동안 1.9±0.6%였다. 이들 검체들의 평균 땀 배출 속도는 0.94±0.31L/hr이고, 탈수 기간 동안 땀 손실량은 평균 1.4±0.5리터였다. 탈수 및 땀 손실량은 처리군마다 차이가 없었다.

섭취한 수액 유지 백분율은 현저히 달랐다(p=0.016). G25(79.6%)는 G18(73.1%) 및 G30(75.0%)에 비해 수액 유지율이 상당히 많았다. 이러한 처리 효과는 회복 기간 15분째 분명해졌다(도 22 참조). 체중에 대해 보정하거나(ml/kg) 또는 절대 표현(kg)으로 나타내보면, 그 차이는 유의적이지 않았다.

회복 2.5시간 동안 배출된 소변의 평균 총 손실량은 G30(0.346L) 및 G18(0.374L)보다 G25(0.267L)에서 훨씬 적었다(p=0.009). 체중에 대해 보정했을 때(예, ml/kg), 그 효과는 유의적으로 유지되었다(p=0.005). 회복 150분째부터 제품마다 차이가 나기 시작했다(섭취 후 1시간 경과한 시점)(도 23 참조). 유효 크기 추정값은 다음과 같다: 18 vs. 25, ES = 0.62(중간 유효 크기); 18 vs. 30, ES = 0.15(효과 없음); 25 vs. 30, ES = 0.56(중간 효과 크기).

초기부터 회복 말기까지 체중의 절대적 변화량은 G18, G25 및 G30에 대해 각각 -0.76, -0.65 및 -0.75kg이었다. 초기 중량의 백분율로 나타내면, 이 값들은 G18, G25 및 G30에 대해 각각 -1.01%, -0.85% 및 -0.99%였다. 절대 변화(p=0.006) 및 백분율 변화값(p=0.010)은 검체 변화가 통계 모델에서와 같이 조절되었을 때 G25 vs G18 및 G30에 있어서 현저히 달랐다. G18은 G30과 차이가 없었다.

이러한 데이터는 전체 그룹에서 기록된 발견과 일치했다. 음료 간에는 산발적인 차이가 있었다. 관찰된 가장 주목할 만한 효과는 G18에 비해 G25가 "짠맛 애호도"가 가장 낮고 인지 짠맛이 가장 높다는 것이다. 이러한 효과는 전체 섭취 기간 동안 꽤 일관되게 유지되었다. 상기 서브그룹의 남성들에서 음료마다 관찰된 GI 관련 효과는 뚜렷한 것이 없었다.

실시예 7

본 연구는 이전 연구와 유사한 것이다. 하지만, 이번에는 25mEq/L 배합물의 염화물과 나트륨 이온의 합을 G30 배합물의 나트륨과 염화물의 합과 더 유사하게 했고, 18mEq/L 배합물은 제외시켰다. 구체적인 전해질 배합물은 다음과 같다:

CODE	[Na](mEq/L)	[K⁺](mEq/L)	[Cl^-](mEq/L)	[Mg⁺⁺](mEq/L)	삽투압농도(mOsm/kg)
G25	25.1	9.9	30	2	339
G30	29.5	2.8	20	0	334

^*는 측정된 분석값을 나타낸다.

이 배합물들을 수액 손실 및 수액 유지에 미치는 효과에 대해 비교했다. 또한, 관능적 품질도 측정했다.

본 연구에 보고된 검체와 작업 부하량은 측정된 최대 심박수(매년 압력 검사로 측정)의 75 내지 80% 사이의 강도를 제공하기에 충분한 자전거 및 트레드밀 운동에 대해 설정했다. 또한, 체중은 땀 배출 속도를 추정하기 위해 예비 운동 기간 전과 후에 측정했다.

검체에게 표준 식사를 공급하여 두 검사 전에 각각 일정한 나트륨 섭취량(약 2700mg)을 섭취하게 했다. 식사는 시험 전날 저녁과 시험 당일 아침과 점심을 포함한다. 검체에게 식사를 전부 또는 일부를 할 수 있는 선택권을 제공했지만, 먹지 않은 식사와 양을 기록하도록 했다. 이 항목은 다음 검사를 위해 식품 자루에 담아두게 했다. 또한, 적당한 수화를 위해 검사 전날 저녁(500ml)과 검사 당일(1000ml)에 마실 물병을 제공했다. 검체에게 실험 전 24시간 동안은 카페인과 알콜을 금하게 했다.

검체는 훈련받은 남성(25 내지 49세)이었다. 17명은 두 검사를 완수했다. 검체 1명은 아파서 검사에서 제외시켰다. 검체는 3시간 동안 금식(음료 및 식사)한 후 시설에 보고하게 하고, 운동전 수화 상태를 평가하기 위해 소변 시료를 채취한 뒤 체중을 달았다.

운동전 조사(GI 등급)를 완료한 후 운동을 시작하게 했다. 운동 기간은 75 내지 80%의 최대 심박수 하에 15분 간격으로 사이클링/런닝을 교대로 총 60분으로 구성했다. 심박수는 검체가 적당한 강도를 유지하는지를 확인하기 위하여 15분 간격으로 측정했다. 1.5 내지 2% 탈수를 만들기 위하여 전 운동 기간에는 음료 섭취를 금했다.

운동 후, 검체의 체중을 재고, 운동 후 소변 시료를 채취했다. 그 다음, 3.5시간 동안 회복 기간을 주었다. 회복 30분째, 검체에게 총 땀 손실량(운동전 체중에서 운동후 체중을 감하여 측정)의 25%에 해당하는 1차 음료와 관능 평가서를 제공했다. 다시 회복 40분째 평가서와 음료(손실량의 25%)를 제공했다. 땀 손실량의 12.5%에 해당하는 #3 음료는 50분째 제공했다. 58분째, 위장 반응을 평가하기 위해 검체에게 GI 등급을 매기게 했고, 소변 시료 채취를 위해 화장실까지 호위했다. 돌아왔을 때 관능 평가서를 작성하게 하고 4번째 음료(12.5%)를 제공했다. #5 음료(12.5%)는 70분째, 마지막 음료인 #6 음료(12.5%)와 관능 평가서는 80분째 제공했다. 90분, 120분, 180분 및 240분째, GI 등급을 매기게 하고 소변 시료를 수집했다. 마지막으로 소변 시료를 채취한 후, 마지막 전라의 체중 측정을 위해 위층으로 보냈다. 다음 검사(필요한 경우)를 위해 식사를 제공하고 휴식하게 했다.

소변 용량은 체중으로 측정하고 소변 비중을 측정했다(A 300 Clinical Refractometer). 소변을 추가 분석을 위해 4ml 저온 바이엘로 옮겼다. 소변의 [Na+] 및 [K+]는 분석될 시료로부터 임의의 불용성 입자를 제거하기 위해 15분간 원심분리한 후 불꽃 광도측정법(IL943 Automatic Flame Photometer)으로 측정했다. 각 시료마다 몰 삼투압 농도를 측정했다(Fiske 2400 Osmometer).

각 검체에게는 2,428kcal 및 나트륨 2,694mg에 해당하는 식사를 제공했다. 식사는 원하는 만큼 많거나 적게 먹도록 지시했고, 단 처리군마다 일관성을 유지하게 했다. 대부분의 검체는 제공된 모든 식사를 먹었지만, 섭취량은 1,851-2,428kcal 및 나트륨 1,831-2,694mg 범위였다. 제공된 것 외에 다른 음식은 먹지 않게 했다.

60분 운동 기간에서는 처리군 간의 탈수 정도가 유사한 것으로 관찰되었다(G25 및 G30에 대해 각각 1.75±0.29% 및 1.78±0.33%). 또한, 처리군 간의 땀 배출 속도도 본질적으로 동일했다(G25 및 G30 각각에 대해 1.39±0.32L/hr, 1.40±0.32L/hr).

또한, 처리군 간의 총 수액 섭취량은 총 땀 손실량에 부합하게 G25 처리군에서는 1.39±0.32L이고 G30 처리군에서는 1.40±0.32L였다.

수액의 총 누적 배출량은 처리군 마다 차이가 없었다(G25 0.35±0.13L, G30 0.35±0.15L). 또한, 각 데이터 수집점에서의 소변 배출량은 처리군마다 크게 차이가 없었다(이하 참조).

처리군	60분	90분	120분	180분	240분
G25	35.28±19.65	73.39±25.04	159.68±59.36	276.23± 104.25	345.80± 130.13
G30	37.55±22.40	70.58±37.21	153.47±86.35	272.45± 138.93	352.41± 152.08

각 시점은 회복 시간(분)을 나타낸다.

수액 유지 또는 소변으로 배출되지 않은 소비된 수액의 양은 처리군마다 차이가 없었다. 이 양은 상대적 표현(ml/kg)으로서 계산하고, [(수액 유입량-수액 배출량)/수액 유입량]으로서 계산된 백분율로서 나타냈다. 상대적 수액 유지량은 G25 및 G30에 대해 각각 13.11±3.04ml/kg 및 13.32±3.52ml/kg 이었다. 또한, 수액 유지 백분율은 두 처리군에서 동일했다(G25 74.29±9.76% 및 G30 74.20±10.14%). 예상대로, 수액 유지 백분율은 경시적으로도 각 처리군마다 동일했다(이하 참조).

처리군	60분	90분	120분	180분	240분
G25	95.86±2.10	94.54±1.69	88.00±5.03	87.74± 8.84	74.29± 9.76
G30	95.31±3.44	94.56±3.22	88.25±7.45	89.025± 10.05	74.20± 10.14

상기 처리군과 관련하여 임의의 관능 및 지각적 변화를 조사하기 위하여 검체의 실험 기간 동안 다수의 정신생리학적 특성을 여러 상이한 등급별(예, 분류별, 100pt)로 나누었다. 검체의 인지를 조사하기 위하여 검사 내내 GI 곤란 및 관능(미각) 평가서를 주기적으로 작성하게 했다. 인지된 생리적 및 정신적 웰빙 등급에 대한 두 음료 간의 차이는 크지 않았다. 음료 호감도의 차이는 다음과 같았다. G30은 단맛, 신맛, 풍미 및 짠맛의 호감 및 애호도에 있어서 G25보다 유의적으로 높았고, 32분째 뒷맛에 대한 큰 유효 크기(0.7) 효과를 나타냈다. 전반적 호감에 대하여 도 24를 참조한다. 42분째, G30은 뒷맛에 대해 G25보다 훨씬 더 호감적이었고, 신맛에 있어서도 중간 유효 크기 효과가 있었다. G25는 모든 시점에서 G30보다 신맛이 강했다. 도 25 참조. G25는 32분째 G30보다 훨씬 더 짜게 느껴졌지만, 다른 모든 시점에서는 차이가 없었다. 짠맛의 G25 인지는 처음에는 이상적 짠맛과 같은 등급이었으나, 다른 모든 시점에서는 점점 이상적 짠맛 미만이 되었다. G30은 모든 시점에서 이상적 짠맛 미만이었다. 도 26 참조.

실시예 8

본 연구는 칼슘 및 마그네슘을 함유하고 칼륨을 다량으로 포함하도록 변형시킨 G30 배합물의 재수화 효과를 측정한 것이다. 실시예 5에서와 같은 G18 및 POWERade® 배합물을 K10 및 K20으로 표시한 G20의 두 변형물과 함께 사용했다. 모든 실시예에서와 같이 실험자뿐만 아니라 검체도 음료 처리군에 대해 모르게 했다. 전해질의 구체적인 배합물은 다음과 같다:

CODE	[Na](mEq/L)	[K](mEq/L)	[Cl](mEq/L)	[Ca](mEq/L)	[Mg](mEq/L)
P	5	3	~6	0	0
G18	18	3	~12	0	0
K10	30	10	~20	1	3
K20	30	20	~20	1	~6

검체에게 표준 식사를 공급하여 각 실험 전에 일정한 나트륨 섭취량(약 3000mg)을 섭취하게 했다. 식사는 시험 전날 저녁과 시험 당일 아침과 점심을 포함한다. 검체에게 식사를 전부 또는 일부를 할 수 있는 선택권을 제공했지만, 먹지 않은 식사와 양을 기록하도록 했다. 이 항목은 다음 검사를 위해 식품 자루에 담아두게 했다. 또한, 적당한 수화를 위해 검사 전날 저녁(500ml)과 검사 당일(1000ml)에 마실 물병을 제공했다. 검체에게 실험 전 24시간 동안은 카페인과 알콜을 금하게 했다.

검체는 훈련받은 남성(30 내지 50세)이었다. 17명은 두 검사를 완수했다. 검사 후 3시간 동안 금식(음료 및 식사)하게 했다. 운동전과 후에 체중을 쟀다. 또한, 수화 상태를 평가하기 위해 운동전 소변 시료를 채취했다. 또한, 운동전 조사(GI 등급)를 마치게 했다.

운동 기간은 75 내지 80%의 최대 심박수 하에 크로스 트레이너, 고정식 자전거 및 트레드밀에서 각각 30분씩 총 90분 동안으로 구성했다. 심박수는 검체가 적당한 강도를 유지하는지를 확인하기 위하여 15분 간격으로 측정했다. 2 내지 2.5% 탈수를 만들기 위하여 전 운동 기간에는 음료 섭취를 금했다.

운동 후, 검체의 체중을 재고, 운동 후 소변 시료를 채취했다. 그 다음, 3.5시간 동안 회복 기간을 주었다. 회복 30분째, 검체에게 총 땀 손실량(운동전 체중에서 운동후 체중을 감하여 측정)의 25%에 해당하는 1차 음료와 관능 평가서를 제공했다. 다시 회복 40분째 평가서와 음료(손실량의 25%)를 제공했다. 땀 손실량의 12.5%에 해당하는 3차 음료는 50분째 제공했다. 58분째, 위장 반응을 평가하기 위해 검체에게 GI 등급을 매기게 하고, 소변 시료를 채취했다. 그 다음 관능 평가서를 작성하게 하고 4차 음료(12.5%)를 제공했다. 5차 음료(12.5%)는 70분째, 마지막 음료인 6차 음료(12.5%)와 관능 평가서는 80분째 제공했다. 90분, 120분, 180분 및 240분째, GI 등급을 매기게 하고 소변 시료를 수집했다. 마지막으로 소변 시료를 채취한 후, 마지막 전라의 체중을 측정했다.

소변 용량은 체중으로 측정하고 소변 비중을 측정했다(A 300 Clinical Refractometer). 소변을 15분간 원심분리하여 분석될 시료로부터 임의의 불용성 입자를 제거한 후 불꽃 광도측정법(IL943 Automatic Flame Photometer)으로 나트륨 및 칼륨 농도를 분석하기 위하여 4ml 저온 바이엘로 옮겼다. 각 시료마다 몰 삼투압 농도를 측정했다(Fiske 2400 Osmometer).

데이터 분석에는 SPSS 버전 11.0을 사용했다. 일반 선형 모델을 이용한 ANOVA는 평균값 간의 차이를 측정하는 데 사용했다. 데이터는 평균값 ± 표준편차로 나타냈다.

운동 후 처리군 간의 탈수 정도가 유사한 것으로 관찰되었다(P, G18, K10 및 K20 각각에 대해 2.56±0.56%, 0.53±0.55%, 2.57±0.51% 및 2.50±0.44%). 또한, 처리군 간의 땀 배출 속도도 본질적으로 동일했다(P, G18, K10 및 K20 각각에 대해 1.29±0.29L/hr, 1.27±0.32L/hr, 1.29±0.31L/hr, 1.26±0.26L/hr).

또한, 처리군 간의 총 수액 섭취량은 처리군마다 유사하여 P는 1.92±0.44L, G18은 1.92±0.48L, K10은 1.93±0.46L 및 K20은 1.87±0.39L였다. 투여 용량은 총 땀 손실량의 100%를 보충하는 프로토콜 및 땀 배출 속도의 크지 않은 변화로 인해 평균값마다 약간의 차이를 보였다.

초기 체중의 백분율로 나타낸 최종 체중은 처리군 마다 차이가 없었다. P 시험 후 검체의 체중은 초기 체중의 98.68±0.53%까지, G18후에는 98.85±0.27%까지, K10 및 K20 후에는 각각 98.84±0.47% 및 98.89±0.33%까지 회복되었다.

수액의 총 누적 배출량은 처리군 마다 통계적 유의성에 달하는 차이가 없었다(도 32 참조). 수액의 누적 배출량은 P, G18, K10 및 K20 각각에 대해 501.03±303.93ml, 444.63±210.19ml, 434.05±276.62ml 및 353.08±183.47ml였다. 각 데이터 수집점에서의 소변 배출량은 시점 60, 90 또는 120분에서 처리군 마다 큰 차이가 없었다. 하지만, 180분과 240분에서는 P보다 K20에서 소변 배출량이 현저히 적었다.

수액 유지 또는 소변으로 배출되지 않은 소비된 수액의 양은 처리군마다 차이가 없었다. 이 양은 상대적 표현(ml/kg)으로서 계산하고, [(수액 유입량-수액 배출량)/수액 유입량]으로서 계산된 백분율로서 나타냈다. 상대적 수액 유지량은 P, G18, K10 및 K20에 대해 각각 18.62±7.81ml/kg, 19.40±5.65ml/kg, 19.66±5.99ml/kg 및 20.17±5.07ml/kg 이었다. 또한, 수액 유지 백분율은 처리군마다 통계적 차이가 없었다(P 73.70±13.85%, G18 75.74±12.56%, K10 76.39±14.23% 및 K20 80.53±9.69%). 하지만, K20과 P 간에는 0.58의 유효 크기가 관찰되었다(p=0.09). 도 27 참조.

회복 기간 동안 총 소변 배출량은 처리군마다 크게 다르지 않았다. 하지만, K20 처리군과 P 사이에는 0.61의 유효 크기가 관찰되었다(p=0.07). 또한, 180분 및 240분째 K20(훨씬 적은 소변 배출량)은 P와 현저하게 달랐다.

소변의 평균 몰 삼투압 농도는 처리군마다 달랐다. P는 가장 낮은 소변 몰 삼투압 농도(379.70±222.96mOsm)를 나타냈고 G18(415.51±217.89mOsm) 또는 K10(413.53±232.11mOsm)과는 차이가 없으나 K20(462.42±226.70mOsm)과는 현저한 차이를 보였다. K20은 K10 또는 G18과는 차이가 없었다. 도 28 참조.

소변의 평균 나트륨 농도는 P(40.74±28.58mEq/L) 및 G18(43.81±27.98mEq/L)에 비해 K20 시험(52.59±31.38mEq/L)에서 가장 컸다. K10(48.87±35.18mEq/L)은 다른 어떠한 시험과도 큰 차이가 없었다. 총 나트륨 배출량(소변 용량 x 소변 나트륨 농도)은 시험마다 차이가 없었다(P=16.62±8.32; G18=17.68±10.80; K10=19.46±10.17; K20=20.27±8.77). 도 29 참조.

소변의 평균 칼륨 농도는 P(42.24±40.19mEq/L)에 비해 K20 시험(58.44±32.59mEq/L)에서 현저히 높았다. G18(47.26±37.05) 및 K10(51.99±39.33)은 다른 처리군과 차이가 없었다.

검체들은 충분히 수화된 상태에서 각 운동 기간을 시작했다(USG=1.008±0.005). 소변의 비중은 운동 전 처리군마다 차이가 없었다. W 처리 시의 평균 USG는 120분째 P보다 훨씬 낮았다. 또한, W는 180분째 G18 및 G30보다 낮았다. P 처리 시의 USG는 180분 및 240분째 G30보다 훨씬 낮았다. G18 및 P는 어떠한 검사 시점에서도 서로 차이가 없었다. 도 30 참조.

4개의 평가 시점에서 측정된 관능 검사에 근거한 전반적 호감은 음료간의 차이가 없었다. 배합물 K20과 파워에이드는 짠맛 호감이 32분째 G18보다 훨씬 높게 평가되었다. 이 평가는 각 시점마다 제품 간의 유의적 차이가 관찰된 유일한 것이었다. P는 경시적으로 전반적 호감의 유의적인 감퇴를 보였다. 초기에 P는 수치적으로 가장 높은 전반적 호감도를 보였지만, 지향적으로는 전반적 호감이 가장 낮았다. 또한, P는 뒷맛을 제외하고는 모든 호감 등급이 경시적으로 지향적 감소를 보였다. 배합물 G18은 뒷맛, 짠맛 및 신맛 애호도면에서 초기 점수(32분)는 비교적 낮았다. 하지만, 이후 시점에서는 전형적인 범위의 점수로 복원되었다.

위장 곤란에 대한 음료 간의 현저한 차이는 본질적으로 없었다. 60분째, K20은 G18 및 K10보다 유의적으로 더 큰 멀미를 유발하는 것으로 분류되었다. 하지만, 이러한 결과는 멀미감이 운동 프로토콜 후와 음료 투여 직전에 공통적인 것이기 때문에 30분째 결과와 지향적으로 일치했다. 시간이 경과함에 따라 다양한 차이가 관찰되었다. 이러한 결과는 프로토콜에서 예상된 것과 일치했다. 위장 곤란의 특이한 상태는 관찰되지 않았다.

실시예 9

이전 실시예에서와 같이, 칼륨 및 마그네슘을 첨가하고 칼륨 농도를 변화시킨 것 외에, 나트륨을 제외한 모든 전해질의 농도를 변화시켜 재수화에 대한 복합 효과를 측정했다. G30 외에 3가지 배합물을 시험했다. 모든 배합물는 탄수화물 6%, 나트륨 30mEq/L 및 향미제 0.103%를 함유했다. 다른 실시예에서와 같이, 탄수화물은 수크로스(약 3%), 글루코스(약 1.7%) 및 프럭토스(약 1.3%)의 배합물을 사용했다. 전해질의 구체적인 배합은 다음과 같다.

CODE	[Na](mEq/L)	[K](mEq/L)	[Cl](mEq/L)	[Ca](mEq/L)	[Mg](mEq/L)
G30	30	3	~17	0	0
K5	30	5	~20	3	3
K10	30	10	~17	3	3
K20	30	20	~17	1	3

검체는 훈련받은 남성(19 내지 50세)이었다. 18명은 4가지 검사를 모두 완수했다. 이전 실시예들과 거의 동일하게, 검사 전일에 각각 표준 식사를 검체에게 제공했다. 검사 후에는 3시간 동안 금식(음료 및 식사)시켰다. 운동을 시작하기 전에 소변 시료를 채취하여 운동전 수화 상태를 평가하고 검체의 체중을 측정했다.

검체는 어떠한 수액 소비 없이 총 90분 동안 운동하게 했다. 운동은 70 내지 75%의 최대 심박수에서 크로스 트레이너(cross-trainer), 고정식 자전거 및 트레드밀을 각각 30분씩 총 90분간 실시하게 했다. 이러한 운동은 검체의 2.5 내지 3% 탈수율을 유도했다. 운동 후, 검체의 체중을 측정하고, 소변 시료를 채취한 뒤, 3.5시간 회복 기간을 갖게 했다.

회복 30분째, 총 땀 손실량(운동전 체중에서 운동후 체중을 감하여 측정)의 25%에 해당하는 1차 음료 및 관능 평가서를 검체에게 제공했다. 평가서 및 음료(손실량의 25%)를 다시 회복 40분째 제공했다. 음료의 3차 분할량(땀 손실량의 12.5%에 해당)을 50분째 제공했다. 58분째, 검체의 위장 반응 및 감각을 측정하기 위해 GI 등급을 매기게 하고 소변 시료 채취를 위해 화장실까지 동행했다. 그 다음, 관능 평가서를 작성하게 하고, 4차 분할량(12.5%)을 제공했다. 5차 분할량(12.5%)은 70분째 제공했고, 6차 최종 분할량(12.5%)과 관능 평가서는 80분째 제공했다. 90분, 120분, 180분 및 240분째, 다시 검체가 GI 반응을 평가하게 하고 소변 시료를 채취했다. 최종 소변 시료 채취 후, 최종 전라의 체중을 측정했다.

모든 소변 시료는 일회용 표본 용기에 수집하고, 소변 배출 용량의 측정을 위해 칭량한 다음, 소변 비중을 측정했다(A 300 Clinical Refractometer). 소변을 15분간 원심분리하여 분석될 시료로부터 임의의 불용성 입자를 제거한 후 불꽃 광도측정법(IL943 Automatic Flame Photometer)으로 나트륨 및 칼륨 농도를 분석하기 위하여 4ml 저온 바이엘로 옮겼다. 각 시료마다 몰 삼투압 농도를 측정했다(Fiske 2400 Osmometer).

땀의 총 배출률은 겨울철 동안 실내 가열의 어려움으로 인해 이전 연구에서보다 적었다. 그럼에도 불구하고, 땀 배출률은 2 내지 2.5%의 탈수를 달성하기에 충분한 것이었다. 운동 후 처리군 간의 탈수 정도가 유사한 것으로 관찰되었다(G30, K5, K10 및 K20 각각에 대해 2.10±0.50%, 2.18±0.51%, 2.14±0.53% 및 2.15±0.50%). 또한, 처리군 간의 땀 배출 속도도 본질적으로 동일했다(G30, K5, K10 및 K20 각각에 대해 1.12±0.25L/hr, 1.16±0.27L/hr, 1.14±0.26L/hr, 1.14±0.25L/hr).

또한, 처리군 간의 총 수액 섭취량은 처리군마다 유사하여 G30은 1.68±0.38L, K5는 1.75±0.40L, K10은 1.71±0.39L 및 K20은 1.72±0.37L였다. 투여 용량은 총 땀 손실량의 100%를 보충하는 프로토콜 및 땀 배출 속도의 크지 않은 변화로 인해 평균값마다 약간의 차이를 보였다.

초기 체중의 백분율로 나타낸 최종 체중은 처리군 마다 차이가 없었다. G30 시험 후 검체의 체중은 초기 체중의 98.96±0.21%까지, K5 후에는 98.96±0.29%까지, K10 및 K20 후에는 각각 98.90±0.37% 및 98.95±0.31%까지 회복되었다.

수액의 총 누적 배출량은 처리군 마다 차이가 없었다. 수액의 누적 배출량은 G30, K5, K10 및 K20 각각에 대해 353.99±161.73ml, 369.13±167.35ml, 380.93±240.35ml 및 386.93±205.07ml였다. 각 데이터 수집점에서의 소변 배출량은 어떠한 시점에서도 처리군 마다 차이가 없었다. 수액 유지 백분율도 배합물마다 차이가 없었다(G30 78.17±11.45%, K5 76.60±16.84%, K10 78.28±10.83% 및 K20 76.62±12.87%). 도 31 참조. 체중에 상대적인 수액 유지량도 차이가 없었다: G30, K5, K10 및 K20 각각에 대해 16.59±5.09ml/kg, 17.29±5.04ml/kg, 16.69±6.06ml/kg 및 16.66±5.31ml/kg.

소변의 평균 몰 삼투압 농도도 역시 처리군마다 다르지 않았고(G30 = 499±228mOsm, K5 = 484±250mOsm, K10 = 456±215mOsm. K20 = 492±215mOsm), 회복 중의 시점 간에도 소변의 몰 삼투압 농도의 차이가 없었다(도 32 참조). 검체는 잘 수화된 상태에서 각 운동 기간을 개시했다(USG = 1.008±0.005). 소변의 비중(USG)은 운동 전 처리군 마다 또는 회복 중 시점 마다도 차이가 없었다. 이와 마찬가지로, 소변 비중의 변화는 처리군 마다 차이가 없었다(도 33 참조).

소변의 평균 나트륨 농도는 처리군 마다 차이가 없었다(G30, K5, K10 및 K20 각각에 대해 54.73±34.53mEq/L, 60.34±38.44mEq/L, 53.31±32.56mEq/L, 60.99±35.99mEq/L). 총 나트륨 배출량(소변 용량 x 소변 나트륨 농도)도 처리군 마다 차이가 없었다(G30= 20.61±10.12mEq; K5= 24.66±12.86mEq; K10= 21.65±10.28mEq; K20= 24.97±12.49mEq).

소변의 평균 칼륨 농도는 K20 처리군(56.59±33.43mEq/L)에서 G30(49.79±32.87mEq/L), K5(47.24±36.11) 및 K10(46.87±28.96)에 비해 현저하게 높았다. 후자 3가지 처리군은 서로 차이가 없었다. 도 34 참조.

재수화 기간 동안 관능적 품질 등급화로부터 측정한 바와 같은 전반적 호감은 음료 간에 차이가 없었다. 도 35 참조.

이상, 바람직한 특정 조성물과 상이한 특정 방법을 통해 본 발명을 설명했지만, 본 발명의 범위에 속하는 다른 양태들도 가능함을 당업자라면 잘 알고 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 후속되는 청구의 범위를 참고로 하여 결정되어야 할 것이다.

Claims

(a) 수크로스, 말토스, 말토덱스트린, 글루코스, 갈락토스, 트레할로스, 프럭토-올리고사카라이드, 베타-글루칸 및 트리오스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2개의 성분과 함께 프럭토스를 포함하는 3개 이상의 성분의 혼합물로서의 탄수화물 공급원 4 내지 10wt%,

(b) 나트륨 30 내지 40mEq/L,

(c) 염화물 10 내지 18mEq/L,

(d) 칼륨 8 내지 20mEq/L 및

(e) 물을 포함하며,

몰 삼투압 농도(osmolality)가 250 내지 350mOsm/Kg의 범위이고, (b) 나트륨과 (c) 염화물의 합은, 운동으로 인해 2.0 내지 3.0%의 체중 감소가 되게 탈수시킨 후 사람 체내의 수액 유지율이 81.45% 이상이 되도록 하는 양이며, 전형적인 스포츠 음료와 동등하거나 보다 우수한 맛을 가진 음료 조성물.
제1항에 있어서, 탄수화물 공급원이 수크로스, 글루코스 및 프럭토스의 혼합물인 음료 조성물.
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제1항에 있어서, 칼륨 10 내지 19mEq/L을 포함하는 음료 조성물.
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제1항에 있어서, 농축물 형태인 음료 조성물.
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(a) 수크로스 3wt%, 글루코스 1.7wt% 및 프럭토스 1.3wt%의 혼합물,

(b) 나트륨 30mEq/L,

(c) 염화물 10 내지 18mEq/L,

(d) 칼륨 8 내지 20mEq/L 및

(e) 물을 포함하며,

몰 삼투압 농도가 250 내지 350mOsm/Kg의 범위이고, (b) 나트륨과 (c) 염화물의 합은, 운동으로 인해 2.0 내지 3.0%의 체중 감소가 되게 탈수시킨 후 사람 체내의 수액 유지율이 81.45% 이상이 되도록 하는 양이며, 전형적인 스포츠 음료와 동등하거나 보다 우수한 맛을 가진 음료 조성물.
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제1항에 있어서, 탄수화물 공급원이 5.5 내지 6.5wt%인 음료 조성물.
제1항에 있어서, 탄수화물 공급원이 6wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 수크로스가 1 내지 5wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 수크로스가 2 내지 4wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 글루코스가 1 내지 2.5wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 글루코스가 1.4 내지 2wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 프럭토스가 0.8 내지 1.8wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 프럭토스가 1.1 내지 1.5wt%인 음료 조성물.
제2항에 있어서, 수크로스, 글루코스 및 프럭토스가 각각 3wt%, 1.7wt% 및 1.3wt%인 음료 조성물.
제1항에 있어서, 칼슘, 마그네슘, 향미제, 혼탁제 및 시트르산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 칼슘 0.1 내지 6mEq/L을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 칼슘 0.5 내지 6mEq/L을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 칼슘 1 내지 3mEq/L을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 마그네슘 0.1 내지 6mEq/L을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 마그네슘 0.5 내지 6mEq/L을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 마그네슘 1 내지 3mEq/L을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 향미제 0.4wt% 미만을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 향미제 0.2wt% 미만을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 혼탁제 100ppm 미만을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 혼탁제 50ppm 미만을 추가로 포함하는 음료 조성물.
제42항에 있어서, 시트르산 0.24 내지 0.45wt%를 추가로 포함하는 음료 조성물.