软饮料学 第六章 特殊用途饮料

第六章特殊用途饮料王鸿飞本章主要内容一、运动饮料二、婴幼儿饮料三、低热量饮料1.运动饮料的发展史2.运动员的营养3.运动员饮食的特点4.运动饮料的特点和开发程序5.运动饮料实例一、运动饮料1.运动饮料的发展史运动饮料：是指能及时补充人体运动后失去的电解质、能量，以恢复运动员体能的饮料。最初没有运动饮料，只有盐汽水，只作为高温作业人员补充流汗时失去的盐分而制备的饮料。运动饮料出现于20世纪60年代。美国佛罗里达大学肾脏电解质研究所所长Dr.Cade从1965年开始，在研究人体运动生理理论的基础上，经过长期实验，发现将矿物质也即电解质（钠盐或钾盐）和糖类按一定比例与水混合，制成具有人体体液差不多相同渗透压的所谓等渗饮料（isotonicdrink），可以加速人体对水分的吸收。实验表明，这种饮料既解渴又可减少疲劳感，保持运动机能。这种新型饮料被命名为加特饮料（gatorade），作为以“鳄鱼”命名的美国佛罗里达大学足球队的专用饮料，并于1969年率先进入市场，成为世界上最早的电解质运动饮料。当时“鳄鱼”约占美国运动饮料的90%以上。从此，电解质运动饮料迅速发展起来，1995年北美该类饮料的产值达15亿美元。为了使这一新型饮料美味可口，后来还在等张饮料配方的基础上又加上维生素、柠檬酸、蜂蜜、果汁等，制成不同风味的运动饮料。1969年在欧洲市场出现了挪威生产的XL-1运动饮料。美国Snapple公司开发的具有冰茶（icetea）口感的Snap-Up运动饮料，A&WBrans公司开发的具有4种风味的透明运动饮料，Coca-Cola公司推出的非碳酸型运动饮料PowerAde和GreyEagle公司开发的透明型运动饮料Hy-5等，均是优良的运动饮料。我国最早研制和生产运动饮料的是广东健力宝集团公司，于20世纪80年代中期开始研制生产以“健力宝”为商标名称的系列运动饮料，提供给我国运动员饮用，由于效果显著，曾具有“东方魔水”之美称。运动员的合理营养首先应安排适合锻炼的平衡膳食，其次是饮料中补充一些易损失的营养素。合理营养的食物中，热能平稳对健康有重要的影响。热能是体力活动的基础，热量摄入不足可引起严重的营养不良和体力下降；而热量社如果多甚至导致肥胖、心血管疾病及糖尿病。据调查资料介绍，我国运动员的热能需要量多数在14630-18392kj/d。运动员热能消耗量的大小取决于运动的强度和持续时间。热能的摄入量应与消耗适应，成年人热能支出和摄入平稳时，体重保持恒定；儿童、青少年的热能摄入量应大于消耗量，以满足生长和发育的需要。2.运动员的营养①运动与碳水化合物人体内碳水化合物储备是影响耐力的重要因素。长时间剧烈运动时，肌糖原和肝糖原都可能被消耗而出现低血糖情况。此时会发生眩晕、头昏、眼前发黑、恶心等症状。由于体内糖类贮备量限度为400g（相当于6688KJ),应尽量使消耗不要达到这个限度。糖类是能量代谢中直接可以利用的“零钱”，而脂肪却相当于在银行中的存款，只有在必要时才从中取出，因此，大量活动之前或活动之中攻击适当的糖类是有益的，可以预防低血糖的发生并提高耐力。②运动与蛋白质体育运动是否增加蛋白质的需要量，意见尚不一致。运动员在加大运动量期、生长发育和减轻体重时期出现大量出汗、热能及其他营养水品下降等情况时，应增加蛋白质的补充量。蛋白质营养不仅要考虑数量，还要注意质量。为了增加肌糖原含量，提高耐力，增加体内碱的贮备，运动员的食物多采用高糖、低脂肪、低蛋白的食品。为了满足运动员身体生长以及体力恢复的需要，通过饮料补充一定量的必须氨基酸是必要的，人体对氨基酸的吸收，不会影响胃的排空，补充的氨基酸的量少，也不会引起体液pH质的改变，而且由于氨基酸属于两性电解质能增加血液的缓冲性。③运动与脂肪适量的、低强度的需氧运动队脂肪代谢有良好的作用，可是脂肪利用率提高，只蛋白酶活性增加，脂肪贮存量减少。高脂肪的饮食可是活动量小的血脂升高，但运动量大的人，其食物中脂肪量稍多一些是无害的，脂肪食物的发热量约为总热量得25%－35%。④运动与水人体的三分之一有水组成，各种代谢过程的正常功能也取决于水的内环境的完整性。水消耗达体重5%时为中等程度的脱水，这是机体活动明显受到限制，脱水达10%时即为严重脱水。在热环境下运动时，代谢产热和环境热的联合作用，使体热大大地增加。为了防止机体过热，人体依靠大量排汗散热的调节来维持体温的稳定。运动中的排汗率和排汗量与很多因素有关，运动强度、密度和持续时间是主要因素。运动强度越大，排汗率越高。此外，如气温、湿度、运动员的训练水平和对热适应等情况都会影响排汗量。⑤运动与无机盐无机盐是构成机体组织和维持正常生理功能所必需的物质。人体由于激烈运动或高温作业而大量排汗时，会破坏机体内环境的平衡，而造成细胞内正常渗透压的严重偏离及中枢神经的不可逆变化。如体内的水消耗到体重的5%时，活动就回收明显限制。由于大量出汗，失去了大量的无机盐，只是体内电解质失去平衡，此时如果单纯地补充水分，不但达不到了补水的目的，而且会越喝越渴，甚至会发生头晕、昏迷、体温上升、肌肉痉挛等所谓“水中毒”症状。在运动中因出汗，无机盐随同汗液排出，引起体液（包括血液、细胞间液、细胞内液）组成发生变化，人的血液pH值介于7.35－7.45之间，呈弱碱性，正常状态下变动范围很小。当体液pH值稍有变动时，人的胜利活动也会发生变化。人体体液酸碱度所以能维持相当恒定，是由于有一定具有缓冲作用的物质，因而可以增强耐缺氧活动能力。如果体内碱性物质贮备不足，比赛时乳酸大量生成，体内酸性代谢产物不能及时得到调节，这是运动员及就容易疲劳。所以在赛前应尽量选择一些碱性食品，在运动过程中补充水的同时补充引出汗所损失的无机盐，以保持体内电解质的平衡，这是运动饮料的基本功能。钠、钾能保持体液平衡、防止肌肉疲劳、脉率过高、呼吸浅频即出现低血压状态等作用；钙、磷为人体重要的无机盐，对维持血液中细胞活力、神经刺激的感受性、肌肉收缩作用和血液的凝固等有重要作用；镁是一种重要的碱性电解质，能中和运动产生的酸。⑥运动与维生素维生素使人体所必需的有机化合物。维生素B1参与糖代谢，如果多摄入与运动量成正比的糖质，则维生素B1消耗量就会增加。此外，他还与肌肉活动、神经系统活动有关。如果每日服用10－20mg维生素B1，可缩短反应时间，加速糖代谢速度。维生素B2与维生素B1一样，也参与糖代谢。有人还发现服用维生素B2后，可提高跑步速度和缩短恢复时间，减少血液中CO2、乳酸和焦性葡萄糖的蓄积。维生素C与运动有关，机体活动时，维生素C的消耗增加，维生素的需要量与运动强度成正比。据研究报道，运动员在比赛前服用200mg维生素C可提高比赛成绩，服用30－40min后比赛效果最显著。3.运动员饮食的特点普遍认为运动成绩包含着训练和饮食两个部分。根据运动项目的特点、消耗体力情况，运动员在不同时期的营养安排是有所区别的，必要时还要照顾到个体差异。所以运动员饮食是比较复杂的特需食品。为了便于这方面的软饮料开发，简单介绍一下运动员赛前、途中和赛后等不同运动时期的饮食特点。运动员在比赛前期的运动量，一般为调整阶段，热量消耗不大，但在精神方面却处于高度兴奋和紧张状态。一次赛前饮食应根据这些生理现象进行安排。食物的选择，除注意赛前食物量以外，还要考虑多用高糖、低脂肪、低蛋白、含无机盐和维生素的食品。实验证明，肌糖原含量增加，可以提高耐力性运动项目的竞技能力，而高脂肪、高蛋白的食物不但在为内停留时间较长，难以消化，而且多数为含磷、硫、氮较多的酸性食物。如果赛前过多的摄入肉类食品，不补充适量的蔬菜和水果，就会使体液趋向于偏酸性。如果体内碱性物质贮备不足，比赛是乳酸大量生成，体内的酸性代谢物不能及时得到调节，这是运动员就容易疲劳。所以赛前应尽量多选择一些含钾、钠、钙、镁等碱性元素丰富的水果和蔬菜，以增加体内的碱贮备。也可以引用富含维生素和无机盐的饮料。⑴赛前饮食供应途中饮料的目的：A.供给机体热能、水分、无机盐等营养素，以预防长时间运动而可能引起的低血糖和疲劳。B.在人体大量出汗的情况下，维持人体血容量和电解质的平衡，补充丢失的离子，防止因失水和无机盐缺乏可能发生的神经肌肉功能失调、血液浓缩、心血管系统负担加重，心律紊乱甚至抽筋。C.提高运动的耐久力。途中饮料的组成：国内外途中饮料种类很多，但在成分上大同小异。一般都含有葡萄糖、蔗糖、多种无机盐和维生素、果汁、和果酸。我国常用的一种途中饮料配方为葡萄糖12%、氯化钠0.1－0.4%、柠檬酸0.1%、维生素C0.1－0.2%，还可以加入硫酸镁0.05%。途中饮料的温度不应过低，一面引起对胃的刺激，一般在11－20℃,根据研究资料报道，运动员每小时水分的最大吸收量为800ml，糖的最大吸收量为50g。途中饮料的补充应采用少量多次的原则，每次150－200ml为宜。⑵途中饮料⑶赛后饮料赛后的合理营养对促进运动员体力恢复，保持良好的体能有重要的意义。赛后几天的饮食应保持有充足的热能，要供给含糖类、蛋白质、无机盐和维生素比较丰富且易消化、含脂肪少的食物。目前对运动饮料研究比较集中的课题是能量的供应、渗透压的选择、营养素的配比和生理生化效应等。一般运动饮料均具有以下特点：①在规定浓度时，运动饮料与人体体液的渗透压相同，这样人体吸收运动饮料的速度为吸收水时的8－10倍，因此引用运动饮料不会引起腹胀，可使运动员放心参加运动和比赛。②运动饮料能迅速补充运动员在运动中失去的水分，既能解渴又能抑制体温上升，保持良好的运动机能。③运动饮料一般使用葡萄糖和砂糖，可谓人体迅速补充部分能量，此外饮料中一般还要加促进糖代谢的维生素B1和维生素B2，和有助于恢复疲劳的维生素C。④运动饮料一般不使用合成甜味剂和合成色素，具有天然风味，运动中和运动后均可饮用。4.运动饮料的特点和开发程序研制运动饮料和一般销售的饮料不同，它要求色、香、味好，还要使运动员在比赛中保持最佳竞技状态，减低疲劳程度。因此设计的产品是否合理，能否满足均动员的特殊需要，还需要进行一系列生理生化指标的测定，方能给以评价。开发这类产品大致程序为：①确定使用对象和使用时期；②初步设计配方；③以运动模型测试、筛选；④将初步筛选出的配方进行调整，在进行动物模型测试，初步确定配方；⑤运动饮料实验（包括测定必要的生理生化指标）；⑥确定配方，制定原材料标准、生产工艺、成品质量标准、包装规格、试生产；⑦正式投产。婴儿是指出生后不超过12个月的小儿，幼儿是指12个月以上3岁以下的小儿，婴幼儿时期时至0－3周岁的年龄阶段。这一阶段是人生的一生中发育最快、变化最大，也是智力发育的关键时期。所以这一时期的饮食尤其重要。二、婴幼儿饮料⑴婴幼儿营养素的代谢特点婴幼儿时期生长发育迅速。主要表现在：体重增加迅速；脑神经细胞快速增殖，小脑和植物神经系统业迅速发育；婴幼儿的骨骼骨化没有完成，骨盆、骨脊没有定型，胸骨未结合，可塑性很强；牙齿未出起，消化系统、呼吸系统、泌尿系统、循环系统和肌肉系统均比较能弱，对感染的抵抗力较差。由于婴幼儿生长发育迅速，代谢旺盛，因而所需要的营养素比成人高，婴幼儿单位体重所需要的热能、蛋白质及各种维生素、矿物质的数量比成年人多出2－3倍。由于牙齿尚未长成，只能靠使用流质及半流质食品获取营养。另一方面，这一阶段的婴幼儿胃肠道尚未发育成熟，胃容量很小，近30－50ml，对母乳以外的食物不易耐受，常易发生腹泻而导致营养素损失，以后随着婴幼儿的生长发育，胃容量逐渐加大到300－500ml，随之对各种食物的适应性提高，消化功能也逐渐加强。1.婴幼儿营养素的代谢特点及需求量⑵婴幼儿营养素的需求量婴幼儿时期，要注意热能和各种营养素的供给，特别是蛋白质、脂肪、钙和维生素D，以满足婴幼儿快速生长发育的需要。a、热能：婴幼儿摄入的热能主要是基础代谢的需要、生长的需要、活动的需要和食物特殊力作用的需要等四个方面。b、蛋白质：蛋白质对于婴幼儿的生长发育极为重要，它一方面用于补充氮的损失；另一方面用于满足新生组织的需要。婴幼儿需要的必须氨基酸为9种，比成年人多一种。婴幼儿对蛋白质的需要量不仅