运动饮料
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第627页（3349字）
运动饮料(Sports drink)又称体育饮料，在开发运动饮料时，饮料中营养素的成分和含量应能适应运动员或参加体育锻炼人群的运动生理特点和特殊营养需要，并能提高运动能力。根据营养素成分和饮料的特性，运动饮料可以分为：
(一)能量饮料(Energy drink)
运动饮料的成分要考虑同时供给维持肌肉运动的能量和其他营养素。糖原是连续运动的重要燃料，运动引起的疲劳是由于脱水或贮藏的糖原被消耗。运动中摄入碳水化合物虽不能防止疲劳，但可推迟疲劳。另一方面，血液中的葡萄糖浓度可以调节胰岛素的分泌，与某些氨基酸一样，蛋白质能促进胰岛素的分泌。增强的胰岛素可以由碳水化合物与蛋白质的混合物生成糖原，因此可以增强运动机能的辅助营养剂有高蛋白质(例如氨基酸)、高碳水化合物、高热量物质，包括维生素、矿物质、植物类、生化制品及其他机能增强化合物。
(1)蛋白质 蛋白质主要是提高体力，氨基酸是以酶为主的各种蛋白质的组成要素，不仅维持肌肉能量，而且是通常生理目的所必需。这些氨基酸可以以游离氨基酸(例如L－谷氨酸、L－亮氨酸)摄取或短链(2～10个)连接的肽摄取。游离氨基酸和短链肽都能迅速为肠所吸收。
维持健康要有18～20种氨基酸，其中体内不能合成的8种必需氨基酸是异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸，都是L－异构体。
分链氨基酸对促进肌肉蛋白质的合成特别重要，亮氨酸与同化作用有关，同时可以调整肌肉合成，在肌肉细胞激烈运动时，分链氨基酸与碳水化合物一样可作为热源利用。
高蛋白质制品或氨基酸制品，一般是以游离肽型和高含量分链氨基酸型销售。氨基酸为自由结晶或蛋白质水解物，这些高氨基酸制品含有复合碳水化合物或葡萄糖聚合物。多数场合，1份食仅含0～1g脂肪，这是因为摄入目的是形成肌肉和减少体脂肪。
其他形式增强机能的制品，蛋白质原是酶水解物或结晶氨基酸等浓缩蛋白质和分离蛋白质组成。价格低的产品或不强调蛋白质含量的产品可用浓缩乳清蛋白质或干酪素等食用蛋白质，高价产品可在卵蛋白或乳蛋白的水解物中添加自由结晶氨基酸。
(2)碳水化合物 体内积蓄的糖原在厌气性(2min以内)和好气性(通常10min以上)运动的场合，碳水化合物可以作为燃料使用，是维持生命必需的热源。因此碳水化合物与运动机能的维持和增强有关。肌肉消耗的糖原量随运动剧烈程度而增加，消耗的碳水化合物量，即肌肉可能消耗的糖原量决定肌肉疲劳的速度，碳水化合物负荷量可用糖原积蓄的量来表示，当可利用的糖原用尽时，肌肉分解分链氨基酸产生能量。
碳水化合物原料有单糖、二糖和多糖类，果糖和葡萄糖等单糖可直接作为能源使用，复合多糖类用于增加糖原贮藏量。
多糖类多使用麦芽糊精，含碳水化合物多的产品称为“能量和恢复”制品或“代谢增强剂”，调味后可作为混合饮料或混合粉末销售。
增强运动机能第三类型辅助营养剂是增加体重的产品，由碳水化合物、蛋白质、氨基酸和少量脂肪组成，一般作为原料使用量多的是复合碳水化合物，其次是氨基酸。产品脂肪含量5%以下，根据需要有时增加至10%以上，多数场合需添加增强代谢活性的维生素和矿物质以及风味剂。
(3)维生素与代谢增强剂 为了保持健康，竞技者与减肥者都需要百分之百摄入一日参考摄入量(DRIs)的维生素和矿物质。对于增强机能产品添加在产品中的维生素和矿物质的量分别与DRIs成一定比例，即各自的维生素和矿物质与DRIs比例不同的场合多，例如高蛋白增强剂某些维生素和矿物质添加量为DRIs的2倍以上。
铬(多使用吡啶羧酸铬)、钼、硒、维生素E、维生素H(生物素)、泛酸等都可作为代谢增强剂，往往添加超过DRIs的量，铬是碳水化合物代谢所必需，剧烈运动要迅速消耗铬。美国人多数缺铬，也许是给竞技者添加铬的原因。钼是氮代谢必需，硒和维生素E是抗氧化剂，维生素H和泛酸是碳水化合物，蛋白质和脂肪正常代谢所必需。增强代谢原料还包括α－酮戊二酸、肌苷和L－维生素、BT(肉碱)，这是为了取代激烈运动中消耗的代谢化合物。例如α－酮戊二酸是产生基本能量化合物ATP的生化过程，柠檬酸循环的中间物质。当α－酮戊二酸缺乏时，ATP生成量就减少，是细胞可利用能量的损失。摄入添加酮戊二酸的辅助剂可以延长能量的消耗时间。
有关肌苷，一说可以活化细胞代谢和刺激ATP的产生，相反意见是会减少竞技者的耐久力。L－维生素BT有助长链脂肪酸向肌肉移动，增加能量生成量，有助于增强斗志，恢复肌肉疲劳。
(4)抗氧化剂与蔬菜类 运动饮料中还加有各种药草和蔬菜(甘草、辣根、生姜等)及酶(胃蛋白酶和番木瓜蛋白酶等)，主要是用于增强免疫目的。例如甘草有抗菌性，同时有增强免疫机能活性的效果。对那些易受空气传染的竞技者(例如马拉松运动员的呼吸系统感染)有好处。
抗酸化性维生素有维生素A、维生素C、维生素E，为了利用抗氧化活性，需要使用高于DRIs水平的辅助剂。一般进行过激运动，自由基生成量增加，自由基对组织有破坏作用，增加癌和心脏病的发病率，因此摄取抗氧化性物质可以预防这些疾病。
(二)等渗性饮料(Isotonic drink)
等渗性饮料又称等张性饮料，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凯德博士从1965年开始，在研究人体运动生理理论的基础上，经过长期多次实验，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，制成与人体体液具有差不多相同渗透压的饮料，可以加速人体对水分的吸收。试验表明，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)，成为世界上最早的运动饮料。为了使这一新型饮料美味可口，在等张饮料配方的基础上又加入维生素类、柠檬酸、蜂蜜、果汁等，制成不同风味的体育饮料。当时加特饮料占美国运动饮料的90%以上，成为美国较有名气的一种饮料。1969年在欧洲市场出现了挪威生产的XL－1体育饮料。
从理论上说，饮料的渗透压决定于溶解物质的分子质量，糖和盐类是这种场合下的重要物质，而脂肪、淀粉和蛋白质与此无关。当等渗性饮料在规定浓度，其渗透压与人体体液的渗透压相同时，人体吸收运动饮料的速度为吸收水时的8～10倍，因此等渗性运动饮料能迅速补充人体失去的水分，不会引起腹胀，既解渴又能抑制体温上升，保持良好的运动机能，可使运动员放心参加运动和比赛。
另一方面，如果在等渗性饮料中加入碳水化合物，可以同时补充水分和能量，就可推迟疲劳的发生，为了确实向肠道供给必要量的水分和碳水化合物，饮料中所含的碳水化合物的量一般以60～80g／L为佳，但这一浓度可以根据运动类型和天气状况加以改变。除钠、钾外，还可添加钙、镁、铁、锌等微量元素。
运动饮料标准见表5－2－54。主要营养素成分和污染物限量见表2－7－9。
表2－7－9 运动饮料营养素与污染物
