KR101863328B1 - 단기 및 장기 운동시 운동 능력 향상용 식품 조성물 - Google Patents

단기 및 장기 운동시 운동 능력 향상용 식품 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운동 능력 향상용 식품 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 최대파워 및 평균파워를 상승시켜 에너지 상승에 기여하고 혈중 피로물질인 암모니아 및 코티졸의 농도를 감소시킬 뿐만 아니라, 성장호르몬의 농도를 증가시킬 수 있으므로 운동 보조제로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

단기 및 장기 운동시 운동 능력 향상용 식품 조성물{FOOD COMPOSITION FOR ENHANCING EXERCISE PERFORMANCE TO ACUTE AND ENDURANCE EXERCISE}
본 발명은 운동 능력 향상용 식품 조성물에 관한 것이다.
운동 수행 능력을 향상시키는 데 도움을 주는 요인으로는 유전적인 소질, 트레이닝 방법, 스포츠 장비 및 운동 보조제 섭취 등이 있다(윤성진 등, 한국사회체육학회지, 47, pp855-866, 2012; 이명천 등, 라이프사이언스, pp17-19, 2012). 특히, 운동 보조제 섭취의 효과는 경기의 승·패 및 기록에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 글루코스와 전해질이 혼합된 용액이나, 탄수화물 및 전해질 음료와 같은 운동 보조제를 섭취하면 운동 지속시간이 연장된다. 또한, 운동 후반부의 혈중 글루코스 농도의 저하를 방지함으로써 운동지속시간을 증가시킬 수 있고(Sherman, W. M., Medicine and Science in Sports and Exercise, 21:598-604, 1989), 크레아틴을 투여하거나, 글루코스와 프럭토스가 혼합된 음료를 섭취함으로써 더욱 빠른 운동속도를 나타내기도 한다(Jeukendrup, A. E., Carbohydrate feeding during exercise, 8(2):77-86, 2008). 탄수화물과 크레아틴을 복합 섭취하면 무산소성 능력을 유의하게 증가시킬 수 있다(김재호 등, 한국체육교육학회지, 8(1), pp224-232, 2003). 이러한 배경에 힘입어 운동 보조제는 현재 대다수의 운동 선수가 섭취하고 있을 뿐만 아니라 일반인에게도 광범위하게 이용되고 있다.
한편, 운동 중 발생하는 피로의 주요 원인으로는 체내에 저장된 에너지의 부족, 신경 자극 전달의 어려움, 운동 시 생성되는 대사산물의 축적 등이 대표적인 요인으로 알려져 있다. 운동 시 생성되는 대산산물 중 젖산은 말초 피로요인 중 하나이며, 스포츠 현장에서 근육의 에너지원이나 피로의 정도를 파악하는 지표로 널리 활용되고 있다. 신체활동 중 산소공급이 충분하며 신속한 에너지 공급이 필요하지 않을 시에는 피루브산(Pyruvic acid; PA)이 TCA 회로로 들어가 CO2 및 물을 생성하면서 ATP를 공급하지만(임기원 등, 운동영양학회지, 5(2), pp1-12, 2001), ATP와 PA가 고갈되면, 젖산 시스템에 의해 에너지를 공급받게 되고 그 부산물로 젖산을 생성함으로써 근세포가 산성화되어 피로를 유발하게 된다.
암모니아도 운동 시 피로 상태를 잘 반영하는 것으로 알려져 있다. 암모니아의 중추적 피로 작용 기전은 독성을 가진 암모니아가 다량 축적될 시에는 기면상태, 경련, 운동실조, 혼수상태 등 운동기능에 장애를 나타내고, 말초적 피로 기전은 근육 내의 암모니아 축적이 근육의 통증 감지와 관련이 있는 구심성 신경을 자극할 수 있기 때문에 피로를 유발한다.
수소이온 역시 암모니아와 젖산과 같이 혈중 피로물질 중 하나이다. 근육 내 수소이온 농도(pH)는 대략 7.0 정도이고 최대 운동 후 피로 시에 6.3∼6.5 정도로 변하게 된다. 운동에 따른 수소이온 농도의 저하는 운동 중인 근육에 많은 양의 이산화탄소와 젖산을 생성하게 되고 이러한 젖산은 강산으로 이온화하여 수소 이온을 방출하게 되는데, 방출된 수소이온의 양이 증가함에 따라 혈중 수소이온 농도는 감소하게 된다.
성장호르몬은 유아기부터 노년기까지 분비되는 호르몬으로 청소년기에는 분비량이 많고 골격의 성장에 영향을 주는 반면, 성장이 멈추는 20대 후반부터는 전반적으로 생체 내 신진대사와 활력증진 역할을 돕는다. 최근 중, 장년층들 사이에서는 성장호르몬이 새로운 항노화 물질로 인식되고 있어 성장호르몬 혈중 농도 증가를 위한 여러 방법들이 제시되고 있다. 운동은 생체 내 부작용 없이 자연스럽게 성장호르몬을 높일 수 있는 좋은 방법이다. 성장호르몬의 증가는 지방세포에 작용하여 유리지방산의 분비를 증가시키고 혈중 유리지방산의 증가와 세포에서의 아세틸-CoA를 증가시켜 에너지 생성을 위한 지방 대사를 촉진한다고 보고하고 있다.
본 발명자들은 운동 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 혈중 피로물질의 농도를 감소시키고 성장호르몬의 농도를 증가시킬 수 있는 식품 조성물을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
[비특허문헌 1] 윤성진 등, 한국사회체육학회지, 47, pp855-866, 2012
[비특허문헌 2] 이명천 등, 라이프사이언스, pp17-19, 2012
[비특허문헌 3] Sherman, W. M., Medicine and Science in Sports and Exercise, 21:598-604, 1989
[비특허문헌 4] Jeukendrup, A. E., Carbohydrate feeding during exercise, 8(2):77-86, 2008
[비특허문헌 5] 김재호 등, 한국체육교육학회지, 8(1), pp224-232, 2003
[비특허문헌 6] 임기원 등, 운동영양학회지, 5(2), pp1-12, 2001
따라서, 본 발명의 목적은 운동 능력(에너지 대사)을 향상시킬 수 있는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 농축 유청 단백질(Whey protein concentrates, WPC) 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 5 내지 7중량부; 분리 대두 단백(isolated soy protein, ISP) 67 내지 77중량부; 아미노산 7 내지 15중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 7 내지 15중량부; 결정 과당 7 내지 15중량부; 무수 구연산 10 내지 17중량부; 및 함수 결정 포도당 7 내지 15중량부를 포함하는, 운동 능력 향상용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 운동 능력 향상용 식품 조성물은 최대파워 및 평균파워를 상승시켜 에너지 상승에 기여하고 혈중 피로물질인 암모니아 및 젖산, 및 코티졸의 농도를 감소시킬 뿐만 아니라, 성장호르몬의 농도를 증가시킬 수 있으므로 운동보조제로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 조성물의 테스트 전 및 후에 측정한 단기 섭취에 따른 최대파워 및 평균파워 수치를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 조성물의 테스트 전 및 후에 측정한 장기 섭취에 따른 최대파워 및 평균파워 수치를 그래프로 나타낸 것이다.
도 3 내지 6은 각각 본 발명의 조성물의 테스트 전, 테스트 직후 및 테스트 종료 30분 후에 측정한 장기 섭취에 따른 코티졸, 암모니아, 젖산 및 성장호르몬의 수치를 그래프로 나타낸 것이다.
본 발명은 농축 유청 단백질(Whey protein concentrates, WPC) 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 5 내지 7중량부; 분리 대두 단백(isolated soy protein, ISP) 67 내지 77중량부; 아미노산 7 내지 15중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 7 내지 15중량부; 결정 과당 7 내지 15중량부; 무수 구연산 10 내지 17중량부; 및 함수 결정 포도당 7 내지 15중량부를 포함하는, 운동 능력 향상용 식품 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 조성물은 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 6 내지 6.5중량부; ISP 70 내지 73중량부; 아미노산 8 내지 11중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 8 내지 11중량부; 결정 과당 8 내지 11중량부; 무수 구연산 12 내지 14중량부; 및 함수 결정 포도당 8 내지 11중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 따르면 상기 조성물은 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 약 6.25중량부; ISP 약 71.88중량부; 아미노산 약 10.0중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 약 9.38중량부; 결정 과당 약 9.38중량부; 무수 구연산 약 13.44중량부; 및 함수 결정 포도당 약 9.38중량부를 포함한다.
본 발명에서 아르기닌, 이소로이신, 발린, 글루타민, 로이신, 알라닌, 아스파라긴, 아스파라긴산, 히스티딘, 트레오닌 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 아르기닌, 이소로이신, 발린, 글루타민 및 로이신을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들의 함량은, 예를 들어 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 아르기닌 0.3 내지 3중량부, 이소로이신 0.4 내지 3중량부, 발린 0.4 내지 3중량부, 글루타민 0.9 내지 3중량부 및 로이신 0.9 내지 5중량부일 수 있다.
본 발명에서 비타민 및 미네랄(무기영양소)은 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 비타민 C, 비타민 E 및 이의 염, 글루콘산 칼슘, 젖산칼슘, 산화아연, 푸마르산제일철, 니코틴산아미드, 엽산, 판토텐산 칼슘 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 비타민 A, 비타민 B1 염산염, 비타민 B2, 비타민 B6 염산염, 비타민 C, 비타민 E, 글루콘산 칼슘, 젖산 칼슘, 산화아연, 푸마르산제일철, 니코틴산아미드 및 엽산을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들의 함량은, 예를 들어 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 비타민 A 0.004 내지 2중량부, 비타민 B1 0.006 내지 2중량부, 비타민 B2 0.0009 내지 2중량부, 비타민 B6 0.006 내지 2중량부, 비타민 C 0.07 내지 2중량부, 비타민 E 0.03 내지 2중량부, 글루콘산 칼슘 3 내지 5중량부, 젖산칼슘 3 내지 5중량부, 산화아연 0.004 내지 2중량부, 푸마르산제일철 0.01 내지 2중량부, 니코틴산아미드 0.01 내지 2중량부 및 엽산 0.0001 내지 2중량부일 수 있다.
본 발명의 조성물은 감미제, 색소, 향미제, 안정제, 과즙, 식이섬유, 고결 방지제 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 식품학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 감미제는 아스파탐, 에리스리톨, 결정 과당 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 아스파탐이다.
상기 감미제는 WPC 분말 100 중량부를 기준으로 1 내지 5중량부, 바람직하게는 2 내지 3중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 색소는 자색 고구마 색소, 코코아 분말, 치자 청색소, 치자 황색소, 오징어 먹물, 치자 적색소 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 자색 고구마 색소를 사용할 수 있다.
상기 색소는 WPC 분말 100 중량부를 기준으로 1 내지 5중량부, 바람직하게는 3 내지 4중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 향미제는 레몬향 분말, 사과향 분말, 블루베리향 농축분말, 포도향 분말, 라임향 분말, 석류향 분말, 오렌지향 분말, 체리향 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 사과향 분말, 블루베리향 농축분말 및 포도향 분말을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 향미제는 WPC 분말 100 중량부를 기준으로 70 내지 80중량부, 예를 들어 70 내지 75중량부의 양으로 포함될 수 있다. 사과향 분말, 블루베리향 농축분말 및 포도향 분말을 혼합 사용하는 경우, 이들은 WPC 분말 100 중량부를 기준으로 사과향 분말 10 내지 20중량부, 바람직하게는 13 내지 17중량부; 블루베리향 농축분말 15 내지 25중량부, 바람직하게는 20 내지 23중량부; 및 포도향 분말 30 내지 40중량부, 바람직하게는 35 내지 38중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 식이섬유는 치커리 식이섬유(치커리 뿌리 추출물 분말), 프락토올리고당, 난소화성말토덱스트린 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 치커리 식이섬유를 사용할 수 있다.
상기 식이섬유는 WPC 분말 100 중량부를 기준으로 1 내지 5중량부, 바람직하게는 2 내지 3중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 고결 방지제는 이산화규소, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC) 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 이산화규소를 사용할 수 있다.
상기 고결방지제는 WPC 분말 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 1.5중량부, 바람직하게는 0.8 내지 1.1중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명의 식품 조성물은 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 6 내지 6.5중량부; ISP 70 내지 73중량부; 아미노산 8 내지 11중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 8 내지 11중량부; 결정 과당 8 내지 11중량부; 무수 구연산 12 내지 14중량부; 함수 결정 포도당 8 내지 11중량부; 아스파탐 2 내지 3중량부; 자색 고구마 3 내지 4중량부; 사과향 분말 13 내지 17중량부; 블루베리향 농축분말 20 내지 23중량부; 포도향 분말 35 내지 38중량부; 치커리 식이섬유 2 내지 3중량부; 및 이산화규소 0.8 내지 1.1중량부를 포함할 수 있다.
상기 성분 이외에도, 본 발명의 조성물은 식품학적으로 허용되는, 운동 보조를 위한 기타의 천연 또는 합성 물질 및 제품화를 위한 첨가물, 여러가지 영양제, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 안정화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 운동 능력 향상용 식품 조성물을 이용하여 통상의 식품학적 가공 방법에 따라 다양한 형태의 기능성 식품을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 식품 조성물로부터 제조된 운동 능력 향상용 식품을 제공한다.
본 발명의 운동 능력 향상용 식품은 바람직하게는 분말의 형태이며, 이로부터 식품학적 가공 방법에 따라 가공된 과립, 정제, 캡슐, 액상(음료), 파우더 또는 겔(젤) 형태일 수도 있다. 분말 형태인 본 발명의 식품은 예를 들어 물과 같은 매질에 현탁시켜 음용할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물의 구성성분 중 운동수행능력에 도움을 줄 것으로 예상되는 성분은 탄수화물 및 단백질이다. 운동 시 주된 에너지원으로 사용되는 탄수화물은 근육에 저장된 글리코겐이나 간에서 혈중으로 방출되는 포도당인데 고강도의 무산소성 운동 시 중요한 에너지원으로 사용되며, 장시간 운동 시에도 중요한 에너지원의 역할을 한다.
본 발명에 따른 조성물을 섭취하면 최대파워 및 평균파워가 유의적으로 증가하여 운동 수행 능력 향상에 도움을 줄 뿐만 아니라, 혈중 피로물질인 암모니아 및 코티졸의 농도가 감소하여 피로 회복에 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 성장 호르몬의 증가에도 도움을 줄 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 운동 능력 향상용 식품 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량비를 이용하여 본 발명의 운동 능력 향상용 식품 조성물(이하, "에너지필"로 지칭함)을 제조하였다.
구체적으로, 기준 및 규격에 적합하고 이물이 없는 성분들을 원료로 하고, 제조에 사용되는 기구는 이물질 혼입이나 미생물 오염을 방지할 수 있도록 세척 및 살균 소독하여 사용하였다. 하기 표 1에 기재된 성분 및 배합 비율에 따라 정확히 칭량한 후 혼합기(입수처: 일성기공)에 원료를 투입한 후 8 내지 12rpm으로 30분간 균질화하여 혼합 파우더 형태의 식품 조성물을 제조하였다. 균질화된 내용물을 적량 충진기(입수처: 서울엔지니어링)에 충진하고, 통상적인 포장방법에 따라 포장한 후, 품질 관리 시험을 합격한 제품들만 출하하였다.
성분 중량% 중량부
농축 유청 단백 분말(WPC)(입수처:네오크레마) 32.00% 100.00(기준)
난백파우더 (입수처:네오크레마) 2.00% 6.25
분리 대두 단백 분말 (입수처: 네오크레마) 23.00% 71.88
MegaAmino 믹스 (입수처:네오크레마) 1.70% 5.31
BCAA 믹스 (입수처: 네오크레마) 1.50% 4.69
멀티비타민미네랄 믹스-1(입수처: 네오크레마) 3.00% 9.38
결정 과당 3.00% 9.38
무수 구연산 4.30% 13.44
자색고구마 색소 1.20% 3.75
아스파탐 0.70% 2.19
함수 결정 포도당 3.00% 9.38
사과향 분말 5.00% 15.63
블루베리 농축 분말 7.00% 21.88
포도향 분말 11.60% 36.25
치커리뿌리 추출물 분말 0.70% 2.19
이산화규소 0.30% 0.94
이때, MegaAmino 믹스(분말)는 믹스 총 중량을 기준으로 아르기닌 10중량%, 이소로이신 15중량%, 발린 15중량%, 글루타민 30중량% 및 로이신 30중량%을 드럼 믹서에 투입한 후 혼합함으로써 제조하였다.
BCAA 믹스는 믹스 총 중량을 기준으로 L-로이신 50중량%, L-이소로이신 25중량% 및 L-발린 25중량%을 드럼 믹서에 투입한 후 혼합함으로써 제조하였다.
또한, 멀티비타민미네랄 믹스-1은 믹스 총 중량을 기준으로 퓨라칼(글루콘산칼슘 50% 및 젖산칼슘 50% 함유) 91.643중량%, 비타민 C 4.133중량%, 분말비타민 E 1.636중량%, 산화아연 0.249중량%, 푸마르산제일철 0.792중량%, 니코틴산아미드 0.537중량%, 비타민 B6 염산염 0.361중량%, 비타민 B1 염산염 0.340중량%, 비타민 A 0.249중량%, 비타민 B2 0.050중량% 및 엽산 0.01중량%를 드럼 믹서에 투입한 후 혼합함으로써 제조하였다.
실험예 1 : 에너지필 단기 섭취에 따른 운동 에너지 보충 효과
상기 실시예 1에서 제조한 조성물의 단기 섭취에 따른 임상 효과를 알아보기 위해, 고혈압 및 당뇨병과 같은 성인병이 없는 중년여성 55명을 대상으로 통제(대조)그룹(n=16), 20g 섭취그룹(n=20), 40g 섭취그룹(n=19)으로 각각 구분하여 무선 배치하였다. 참가자 전원에게 충분히 사전실험내용을 설명하고 문진과 기초설문지 및 동의서를 작성하는 방식으로 진행되었다.
에너지필 섭취 시기
실험 일주일 전에 윈게이트 테스트를 수행하고, 섭취 그룹은 에너지필을 용량별로 실험 전날 13시 및 18시, 및 실험 당일 8시에 섭취하게 한 뒤 윈게이트 테스트를 수행하였다. 보다 명백한 효과를 검토하기 위해서 비섭취군(대조그룹)에 대한 평가도 함께 실시하였다.
측정 방법
30초 동안 자전거 에르고미터를 실시하여 윈게이트 테스트를 수행하였으며, 최대파워, 평균파워 및 피로지수를 측정하였다.
통계처리 방법
자료처리는 SPSS 18.0을 이용하여 각 항목별 평균 및 표준편차를 산출하였다. 윈게이트 검사에 따른 측정변인에 대한 차이 검증은 One-way ANOVA로 실시하였고, 혈중 피로물질 측정 변인에 대한 차이검증은 Two-way mixed ANOVA(시점×집단)로 실시하였다. 통계학적 유의수준(α)은 .05로 설정하였다.
결과
단기간 에너지필 섭취에 따른 그룹별 최대파워 및 평균파워 지수의 변화를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다.
Figure 112013037605515-pat00001
(1) 최대파워의 변화
단기간 에너지필 섭취에 따른 섭취 그룹별 최대파워의 이원 변량 분석 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 그 결과, 각 섭취 그룹 내에서 사전(pre, 비섭취+윈게이트 검사결과)과 사후(post, 섭취+윈게이트 검사결과)를 비교했을 때 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 섭취 그룹 간에서는 대조그룹과 비교했을 때 유의한 차이가 나타났다. 또한, 그룹과 시점간의 상호작용 효과는 없는 것으로 나타났다. 즉, 수치상으로는 대조그룹에 비해 에너지필을 섭취한 두 그룹의 최대파워가 증가하는 경향을 보였다.
Figure 112013037605515-pat00002
(2) 평균 파워의 변화
단기간 에너지필 섭취에 따른 섭취 그룹별 평균파워의 이원 변량 분석 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 그 결과, 각 섭취 그룹 내에서 사전과 사후를 비교했을 때 시점에서 유의한 차이가 나타났고(p<.05), 그룹 간에서는 대조그룹과 비교했을 때 유의한 차이가 나타났다(p<.05). 또한, 그룹과 시점간에 상호작용 효과는 없는 것으로 나타났다. 즉, 수치상으로는 대조그룹에 비해 에너지필을 섭취한 두 그룹의 평균파워가 증가하는 경향을 보였다.
Figure 112013037605515-pat00003
실험예 2 : 에너지필 장기 섭취에 따른 피로개선 효과
에너지필의 장기 섭취에 따른 피로 개선 임상 효과를 알아보기 위해, 고혈압 및 당뇨병과 같은 성인병이 없는 중년 여성 51명을 대상으로 대조그룹(n=15), 20g 섭취그룹(n=19) 및 40g 섭취그룹(n=17)으로 구분하여 무선 배치하였다. 참가자 전원에게 충분히 사전 실험내용을 설명하고 문진 및 기초설문지, 동의서를 작성하는 방식으로 진행되었다.
에너지필 섭취 시기
실험 8주전에 윈게이트 테스트를 수행하고, 섭취 그룹은 에너지필을 용량별로 8주 동안 매일 1회 섭취하게 하고 8주 후에 윈게이트 테스트를 수행하였다. 보다 명백한 효과를 검토하기 위해서 비섭취군(대조그룹)에 대한 평가도 함께 실시하였다.
측정 방법
(1) 최대파워 및 평균파워
30초 동안 자전거 에르고미터를 실시하여 윈게이트 테스트를 하였으며, 최대파워 및 평균파워를 측정하였다.
(2) 젖산, 성장호르몬, 코티졸 및 암모니아 농도
윈게이트 테스트 동안 테스트 전(rest)과 직후(all out), 그리고 테스트 종료 30분 후(30분)에 각각 채혈을 실시하였고, 혈액분석을 통해 젖산, 성장호르몬, 코티졸 및 암모니아 농도를 검사하였다.
실험 대상자들은 최소 9시간 이상 공복상태를 유지한 상태에서 실험실을 방문하였으며, 채혈 전 30분 이상 의자에 앉아 안정을 취하게 한 후 상완정맥에서 10ml의 혈액을 채혈하였다. 그룹 간 동일한 시간대와 방법으로 채혈을 실시하였다. 채혈된 혈액은 혈장과 혈청으로 분리한 후 젖산과 코티졸, 암모니아, 성장호르몬 을 측정하는데 사용하였다.
코티졸 및 젖산의 활성도를 분석하기 위해, 채혈된 혈액을 SST 튜브에 약 5ml을 넣은 후 30분 동안 상온에서 방치시켰고, 그 후 3000rpm으로 15분 동안 원심분리하여 혈청을 분리하였다.
또한 암모니아를 분석하기 위해 EDTA 튜브에 채혈된 혈액 4ml을 넣고 3000rpm에서 15분 동안 원심 분리하여 혈장을 분리하였다.
성장호르몬의 활성도를 분석하기 위해 채취된 혈액을 항응고 처리된 튜브에 옮겨 3000rpm으로 15분간 원심 분리하여 혈장을 분리한 후, 보관 튜브에 넣고 분석 전까지 -80℃에서 냉동 보관하였다.
혈중 젖산 농도는 젖산 분석기(BIOSEN_Cline, Germany)를 사용하였으며, 에스트로겐, 프로게스테론, 코티졸, 암모니아 및 성장호르몬 농도는 SQ Lab(Sure Quest Lab)에 의뢰하여 각각의 혈중 농도를 분석하였다.
통계처리 방법
자료처리는 SPSS 18.0을 이용하여 각 항목별 평균 및 표준편차를 산출하였다. 측정방법에 따른 각 측정 변인에 대한 차이 검증은 Two-way mixed ANOVA(시점×집단)로 실시하였다. 통계학적 유의수준(α)은 .05로 설정하였다.
결과
(1) 여성호르몬 농도
여성호르몬의 혈중 농도와 운동능력과의 상관성을 확인하기 위해, 에너지필 섭취 전에 실험 참가자들의 에스트로겐과 프로게스테론의 혈중 농도를 분석하여 하기 표 5에 나타내었다. 여성호르몬 수치에 대한 일원 분산 분석결과, 에스트로겐(F=.058, p=.944)과 프로게스테론(F=.002, p=.998)의 사전 검사에서 모두 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않음을 알 수 있었다.
Figure 112013037605515-pat00004
(2) 일상생활 활동량
장기간 에너지필 섭취 실험 참가 후 일상생활에서의 활동정도를 비교하기 위해서, 실험 참가자들에게 만보기를 착용시킨 후 1주일 동안의 이동거리, 스텝수 및 에너지 소모량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 만보기 수치에 대한 일원 분산 분석결과, 이동거리(F=.004, p=.996)와 스텝(F=.047, p=.954) 및 에너지소모(F=.014, p=.986)에서 모두 그룹 간에 통계적 유의한 차이가 나타나지 않음을 알 수 있었다.
Figure 112013037605515-pat00005
(3) 최대파워 및 평균파워의 변화
장기간 에너지필 섭취에 따른 사전 및 사후의 최대파워 및 평균파워의 변화를 하기 표 7 및 도 2에 나타내었다.
Figure 112013037605515-pat00006
또한, 장기간 에너지필 섭취에 따른 최대파워의 이원 변량 분석결과를 하기 표 8에 나타내었다. 각 그룹 간의 사전과 사후 수치를 비교했을 때에는 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 그룹 내에서는 시점 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<.001). 또한 그룹과 시점간에 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 통계 결과들은 8주 동안 에너지필 섭취가 최대파워 향상에 효과가 있음을 보여준다.
Figure 112013037605515-pat00007
한편, 장기간 에너지필 섭취에 따른 평균파워의 이원 변량 분석결과를 하기 표 9에 나타내었다. 각 그룹 간의 사전과 사후 수치를 비교했을 때에는 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 그룹 내에서는 시점 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<.01). 또한 그룹과 시점간에 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 통계 결과들은 8주 동안 에너지필 섭취가 평균파워 향상에 효과가 있음을 보여준다.
Figure 112013037605515-pat00008
(4) 코티졸 농도의 변화
정상적인 농도의 코티졸은 스트레스에 대항하여 신체를 돕는 역할을 한다. 그러나 매우 높은 농도의 코티졸은 발열을 억제하고 면역기능을 상실하게 한다(정희정 등, 한국사회체육학회지, 35, pp973-980 (2009)).
장기간 에너지필 섭취에 따른 코티졸 농도(㎍/㎗)의 변화를 하기 표 10 및 도 3에 나타내었다.
Figure 112013037605515-pat00009
또한, 그룹내, 그룹간 코티졸 농도 변화의 반복 측정 분석결과를 하기 표 11에 나타내었다. 그룹 내(p<.001)에서와 그룹 간(p<.01) 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났고, 그룹과 시점 간에 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 그룹간 사후검증(Duncan) 결과, 20g 섭취그룹이 대조그룹에 비해 통계적으로 유의하게 코티졸 농도 증가 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.
Figure 112013037605515-pat00010
상기 결과는 여성호르몬이 변화하지 않았음에도 20g 섭취 그룹에서 코티졸의 농도 증가가 유의하게 억제되는 효과가 있는 것으로 나타나, 여성호르몬이 코티졸에 영향을 미치지 않는다는 선행연구와 일치하며(Finkin, M. J., et al., J. Clin. Endocrinol. Metab., 84(9), pp3316-3321(1999)), 20g의 에너지필 섭취한 그룹이 코티졸 반응에 있어 가장 효과가 있음을 나타낸다.
(4) 암모니아 농도의 변화
장기간 에너지필 섭취에 따른 암모니아 농도(㎍/㎗)의 변화를 표 12 및 도 4에 나타내었다.
Figure 112013037605515-pat00011
또한, 그룹내, 그룹간 암모니아 농도 변화의 반복 측정 분석 결과를 하기 표 13에 나타내었다. 그룹내(p<.001), 그룹간(p<.05)에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났고, 그룹과 시점 간에 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 그룹간의 사후검증(Duncan) 결과, 대조그룹에 비해 20g과 40g 섭취 그룹 모두에서 통계적으로 유의하게 효과가 있는 것으로 나타났다(p<.05).
Figure 112013037605515-pat00012
대조 그룹에서는 암모니아 농도가 운동 후에도 계속 증가되었으나 장기간 에너지필을 섭취한 두 그룹 모두에서는 운동 시 증가되었던 암모니아 농도가 회복기에 감소됨으로써 긍정적 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 조성물은 단백질의 이화작용을 줄이고 암모니아의 생성을 억제하여 피로유발을 지연시키는 데 긍정적인 영향을 미친 것으로 생각된다.
(5) 젖산 농도의 변화
장기간 에너지필 섭취에 따른 젖산 농도(mmol/L)의 변화, 및 그룹내, 그룹간 젖산 농도 변화의 반복 측정 분석결과의 변화를 각각 하기 표 14 및 도 5, 및 표 15에 나타내었다. 그룹내(p<.001), 그룹간(p<.05) 비교에서 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타났으나, 그룹과 시점간의 상호작용 효과는 없는 것으로 나타났다. 대조그룹에 비해 20g 섭취 그룹에서 혈중 젖산 농도가 감소하는 경향을 보였다.
Figure 112013037605515-pat00013
Figure 112013037605515-pat00014
(6) 성장 호르몬(GH)의 농도의 변화
장기간 에너지필 섭취에 따른 성장 호르몬 농도(ng/㎗)의 변화, 및 그룹내, 그룹간 성장호르몬 농도 변화의 반복 측정 분석결과의 변화를 각각 하기 표 16 및 도 6, 및 표 17에 나타내었다. 운동 후 30분까지 20g 섭취 그룹이 대조그룹보다 상당히 높은 혈중 성장호르몬 농도의 증가 경향을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 각 그룹내, 그룹간 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 있으나, 그룹과 시점 간에 상호작용 효과가 없는 것으로 나타났다.
Figure 112013037605515-pat00015
Figure 112013037605515-pat00016
본 발명에 따르면, 본 발명의 조성물을 장기간 섭취하면 비섭취한 경우에 비해 최대파워 및 평균파워에서 유의한 증가가 나타났다. 또한, 혈중 피로물질인 암모니아 및 코티졸의 농도가 대조그룹과 비교하여 유의하게 감소하였으며, 특히 20g 섭취 그룹에서 가장 큰 효과가 나타났다. 뿐만 아니라, 혈중 성장호르몬은 대조그룹과 비교할 때 섭취그룹에서 증가 경향을 나타내었다.
이와 같이, 본 발명의 조성물은 파워 향상과 함께 혈중 피로 물질의 축적을 예방하고 성장호르몬을 증가시키므로 피로 회복 및 운동 수행 능력 향상에 효과적이다.

Claims (12)

  1. 농축 유청 단백질(Whey protein concentrates, WPC) 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 5 내지 7중량부; 분리 대두 단백(isolated soy protein, ISP) 67 내지 77중량부; 아미노산 7 내지 15중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 7 내지 15중량부; 결정 과당 7 내지 15중량부; 무수 구연산 10 내지 17중량부; 및 함수 결정 포도당 7 내지 15중량부를 포함하고, 상기 아미노산이 아르기닌, 이소로이신, 발린, 글루타민 및 로이신의 혼합물인, 운동 능력 향상용 식품 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물이 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 6 내지 6.5중량부; ISP 70 내지 73중량부; 아미노산 8 내지 11중량부; 비타민 및 미네랄 8 내지 11중량부; 결정 과당 8 내지 11중량부; 무수 구연산 12 내지 14중량부; 및 함수 결정 포도당 8 내지 11중량부를 포함하는, 식품 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 아미노산이 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 아르기닌 0.3 내지 3중량부, 이소로이신 0.4 내지 3중량부, 발린 0.4 내지 3중량부, 글루타민 0.9 내지 3중량부 및 로이신 0.9 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비타민 및 미네랄이 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 비타민 C, 비타민 E, 글루콘산 칼슘, 젖산칼슘, 산화아연, 푸마르산제일철, 니코틴산아미드 및 엽산의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비타민 및 미네랄이 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 비타민 A 0.004 내지 2중량부, 비타민 B1 0.006 내지 2중량부, 비타민 B2 0.0009 내지 2중량부, 비타민 B6 0.006 내지 2중량부, 비타민 C 0.07 내지 2중량부, 비타민 E 0.03 내지 2중량부, 글루콘산 칼슘 3 내지 5중량부, 젖산칼슘 3 내지 5중량부, 산화아연 0.004 내지 2중량부, 푸마르산제일철 0.01 내지 2중량부, 니코틴산아미드 0.01 내지 2중량부 및 엽산 0.0001 내지 2중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 식품 조성물이 감미제, 색소, 향미제, 안정제, 과즙, 식이섬유, 고결 방지제 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 식품학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 식품학적으로 허용가능한 첨가제가 아스파탐, 자색 고구마 색소, 사과향 분말, 블루베리향 농축분말, 포도향 분말, 치커리 식이섬유 및 이산화규소인 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 조성물이 WPC 100 중량부를 기준으로, 아스파탐 1 내지 5중량부; 자색 고구마 1 내지 5중량부; 사과향 분말 10 내지 20중량부; 블루베리향 농축분말 15 내지 25중량부; 포도향 분말 30 내지 40중량부; 치커리 식이섬유 1 내지 5중량부; 및 이산화규소 0.5 내지 1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물이 WPC 분말 100 중량부를 기준으로, 난백 분말 6 내지 6.5중량부; ISP 70 내지 73중량부; 아미노산 8 내지 11중량부; 비타민 및 미네랄(무기영양소) 8 내지 11중량부; 결정 과당 8 내지 11중량부; 무수 구연산 12 내지 14중량부; 함수 결정 포도당 8 내지 11중량부; 아스파탐 2 내지 3중량부; 자색 고구마 3 내지 4중량부; 사과향 분말 13 내지 17중량부; 블루베리향 농축분말 20 내지 23중량부; 포도향 분말 35 내지 38중량부; 치커리 식이섬유 2 내지 3중량부; 및 이산화규소 0.8 내지 1.1중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  11. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 10 항중 어느 한 항의 식품 조성물로부터 제조된, 운동 능력 향상용 식품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 식품이 과립, 정제, 캡슐, 액상(음료), 파우더, 겔(젤) 또는 분말 형태인 것을 특징으로 하는, 식품.
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