CC BY
257
COMPARISON OF ALTERNATIVES CLEANING FOOD ALCOHOL FROM FUSEL OIL INEPURATIONAND ALCOHOL COLUMNS
E.N. KONSTANTINOV, T.G. KOROTKOVA
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: [email protected]
The effect relations selections ether-aldehyde fraction during tough hydroselection and fusel alcohols on the content of fusel oil in rectified alcohol, and at its expense. Established that the best option depends on the content of isopropanol in the brew, which ranges from 0,26 to 1,24 mg/dm . The optimal number of plates in isopropanol column and optimal selection of secondary sites of fusel alcohols and fusel oil from the secondary isopropyl alcohol column. The optimal technological regime brew-rectification installation.
Key words: rectified alcohol, fusel oil, deep cleaning food alcohol.
663.86.054.1:613.292
ИЗОТОНИЧЕСКИЙ НАПИТОК ДЛЯ РЕГИДРАТАЦИИ ПРИ ВЫСОКИХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
И.С. КРАСНОВА, Э.С. ТОКАЕВ
Московский государственный университет прикладной биотехнологии,
109316, г. Москва, ул. Талалихина, 33; тел.: (495) 677-07-54, электронная почта: [email protected]
Разработан специализированный напиток, предназначенный для увеличения работоспособности и выносливости спортсменов. Показаны основные требования к спортивным напиткам. Исследована осмоляльность композиций фруктозы и мальтодекстрина, а также морской соли. Определены рациональные соотношения компонентов, при которых напиток обладает изотоничными или гипотоничными свойствами.
Ключевые слова: спортивное питание, изотонический напиток, регидратация, осмоляльность, морская соль.
При высоких физических нагрузках, способствующих повышению температуры тела и интенсивному потоотделению, организм теряет большое количество жидкости и минеральные вещества, что представляет угрозу для физической работоспособности и здоровья человека в целом [1, 2].
Рациональным решением нормализации водно-электролитного баланса является употребление изотонических углеводно-электролитных растворов -спортивных напитков, позволяющих восполнить потери жидкости в организме и произвести точечную коррекцию дисбаланса минеральных веществ, устранив дегидратацию [2, 3].
В МГУПБ были проведены исследования с целью создания сбалансированного углеводно-минерального напитка, обеспечивающего регидратацию при длительных высоких физических нагрузках спортсменов.
При разработке рецептур спортивных напитков основное внимание уделяют содержанию и концентрации углеводов и минеральных веществ, осмоляльности напитка, характеризующей соответствие его компонентов составу плазмы крови, а также вкусовым компонентам и другим функциональным ингредиентам.
Углеводы и морскую соль вводили в количестве 20, 25, 30% от рекомендуемой нормы потребления (РНП). Норму потребления морской соли определяли по содержанию хлорида натрия. Осмоляльность всех исследуемых компонентов определяли гигрометрическим методом на осмометре УЛРИО 5520.
Углеводная часть разрабатываемого напитка включала фруктозу и мальтодекстрин. Выбор этих компо-
нентов обусловлен следующими факторами. Фруктоза способствует увеличению экзогенного окисления углеводов, обеспечивает организм энергией и не стимулирует выработку инсулина. Мальтодекстрин представляет собой полимер глюкозы, который достаточно медленно расщепляется, т. е. обладает относительно невысоким гликемическим индексом, тем самым обеспечивает длительное и равномерное поступление глюкозы в организм и предотвращает скачкообразные изменения ее содержания. Кроме того, мальтодекстрин создает активно функционирующее депо жидкости в пристеночном пространстве просвета кишечника и способствует переводу жирорастворимого витамина Е (а-токоферол) в водорастворимое состояние с минимальной потерей активности [2].
Как известно, массовая доля углеводов в спортивных напитках должна составлять не более 8-10%, при этом напитки находятся в изотоническом состоянии, способствуют восполнению потерь влаги и таким образом обеспечивают благоприятные условия для регидратации [4]. Общая массовая доля углеводов в напитке не превышала 8-10% и составляла 20, 25, 30% от РНП пищевых веществ.
На показатели осмоляльности полученных растворов мальтодекстрина и фруктозы (рис. 1) в большей степени влияет фруктоза, поскольку она имеет более высокую молекулярную концентрацию и меньшую молекулярную массу, по сравнению с мальтодекстрином. Осмоляльность растворов мальтодекстрина составляет от 37 (20%) до 47 ммоль/кг (30%), а растворов фруктозы - от 100 до 156 ммоль/кг. При добавлении к 20%-му
!z 200
О 0 20 25 30
Содержание мапьтодекстрина, % от РНП
Содержание фруктозы, % от РНП: 0 20 25 30
Рис. 1
раствору мальтодекстрина фруктозы осмоляльность увеличивается в 3,5—4,8 раза до 130-180 ммоль/кг. Увеличение массовой доли мальтодекстрина незначительно повышает осмоляльность раствора на 3,5-4%.
Выявлено, что растворы, содержащие мальтодекст-рин и фруктозу в количестве до 30% от РНП, будут являться гипотоничными, поскольку их осмоляльность менее 280 ммоль/кг. Употребление таких жидкостей спортсменами приводит к увеличению выведения объема жидкости и необходимых минеральных веществ из организма. Это объясняется тем, что повышенное выведение воды предотвращает дальнейшее снижение осмоляльности плазмы крови даже при значительном потреблении воды.
Для поддержания в организме водного баланса, кислотно-щелочного равновесия, мышечных сокращений и передачи нервных импульсов в состав изотонического напитка включены минеральные вещества. Их концентрация также влияет на осмотическое давление жидкости.
Натрий поддерживает объем внеклеточной жидкости, увеличивает скорость абсорбции воды и глюкозы в тонком кишечнике, что способствует быстрой регидратации и сокращает время восстановления организма [4, 5].
Кальций относится к «минералам риска» у спортсменов. При высоких физических нагрузках снижение уровня ионов кальция замедляет передачу нервного импульса, что ограничивает работоспособность. Недостаток кальция в рационе может привести к появлению мышечных судорог после тренировок; его можно использовать для прогнозирования травматологических заболеваний и нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы [6].
Магний необходим в организме для образования высокоэнергетических связей и функционирования на-трий-калиевого насоса. Он обеспечивает проницаемость мембран и регулирует трансмембранную циркуляцию ионов, что играет важную роль в поляризации мышечных клеток и механизме мышечного сокращения. При недостатке магния усиливается проводимость и возбудимость нервного волокна.
Все минеральные вещества добавляют в спортивные напитки в виде премиксов, содержащих комплекс необходимых минеральных веществ, или в виде солей, являющихся продуктами химического синтеза (хлоридов, цитратов, карбонатов и др.) [4].
Нами предложено использовать натуральную морскую соль - источник натрия и хлора, а также кальция, магния, марганца, калия, серы и в больших количествах брома и йода. Морская соль содержит эти вещества в пропорциях, идентичных сыворотке человеческой крови, при этом осмотическое давление крови не изменяется, следовательно, не изменяется концентрация электролитов. Эти химические элементы усиливают усвоение хлорида натрия, что выгодно отличает морскую соль от чистого хлорида натрия. Содержание химических элементов морской соли, г/100 г:
Натрий Зб,б і 2,0
Магний 0,3б і 0,05
Марганец 0,001 і 0,0003
Сера 1,5 і 0,2
Йод 0,001 і 0,0005
Хлор б0,2 і 3,0
Бром 0,02 і 0,004
Калий 0,1б і 0,05
Кальций 0,75 і 0,07
Установлено, что добавление 20% от РНП морской соли приводит к увеличению осмоляльности исследуемых растворов в 1,3—1,4 раза - до 180-200 ммоль/кг (рис. 2), а при повышении ее содержания до 25 и 30% от РНП осмоляльность возрастает до 210-225 и 220-230 ммоль/кг, что обусловлено увеличением осмотически активных частиц в растворе.
Повышение массовой доли фруктозы в растворах до 25 и 30% от РНП способствует росту количества осмотически активных частиц и увеличению осмоляльности растворов до 190-260 и 240-290 ммоль/кг (рис. 2).
Выявлено, что изотоническими свойствами обладают растворы, содержащие не менее 30% от РНП фруктозы и морской соли. Осмоляльность этих растворов 280-290 ммоль/кг.
Существенную роль играет также вкус готового напитка. Важно, чтобы содержание углеводов и минеральных веществ не изменяло вкуса напитка и не вызывало неприятных ощущений [1, 4]. Наибольшее предпочтение среди спортсменов получили напитки с фруктовыми и цитрусовыми вкусами.
Исследованные нами напитки в зависимости от содержания фруктозы и морской соли представляли жидкости с ярко выраженным сладким или соленым вкусом. Следующим этапом разработки рецептуры изотонического напитка являлся подбор вкусовых компонентов, оптимизирующих его вкус.
Для исследований выбран сублимированный порошок яблока фирмы «Natraceutical group» (Испания). Состав сублимированного порошка включал 30% фруктовой основы и 70% крахмала. Порошок добавляли согласно рекомендациям производителя в количестве 3-5% к массе готового напитка.
Результаты исследования напитков, содержащих 30% от РНП фруктозы и морской соли и мальтодекст-рин, показали, что добавление 3, 4 и 5% сублимированного фруктового порошка приводит к незначительному
300
250
с 200
150
« 100
50
20/20 20/25 20/30 25/20 25/25 25/30 30/20
Содержание фруктозы/морской сопи, % от РНП
Содержание мальтодекстрина, % от РНП: □ 20 ■ 25 □ 30
30/25
30/30
Рис. 2
увеличению осмоляльности до 286-290, 290-295 и 295-300 ммоль/кг. Эти показатели соответствовали изотоническим растворам и находились в пределах 280-300 ммоль/кг. При органолептической оценке предпочтение было отдано напитку с содержанием 4% сублимированного порошка.
Проведенные исследования позволили создать напиток, отвечающий следующим требованиям:
напиток содержит композицию мальтодекстрина и фруктозы, являющуюся дополнительным источником энергии для спортсмена;
в его состав введена морская соль, природный источник всех необходимых минеральных веществ;
осмоляльность соответствует изотоническим растворам, т. е. напиток поддерживает осмотическое давление плазмы крови в норме;
напиток обладает приятным яблочным вкусом. Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых.
ЛИТЕРАТУРА
1. Maughan R.J. The sports drink as a functional food: formulations for successful performance // Proceedings of the Nutrition Society. - 1998. - 57. - Р. 15-23.
2. Парастаев C.A. Регидратация при занятиях физической культурой и спортом // РАСМИРБИ. - 2007. - № 3. - С. 17-18.
3. Hubbard R. W., Szlyk P.C., Armstrong L.E. Influence of thirst and fluid palatability on fluid ingestion during exercise // Perspectives in Exercise Science and sports Medicine / Vol.3. Fluid Homeostasis during Exercise / C. V. Gisolfi & D.R. Lamb (Ed.) -Benchmark Press, Indianapolis, IN, 1990. - P. 39-95, 103-110.
4. Колеман Э. Питание для выносливости. - Мурманск: Изд-во «Тулома», 2005. - 192 с.
5. Maughan R.J. Fluid and electrolyte loss and replacement in exercise // Oxford Textbook of Sports Medicine / M. Harries, C. Williams, W.D. Stanish & L.L. Micheli (Ed). - Oxford University Press, New York, 1994. - P. 82-93.
6. Иорданская Ф.А., Цепкова Н.К. Кальций в крови: диагностическое и прогностическое значение в мониторинге функционального состояния высококвалифицированных спортсменов // Вестн. спорт. науки. - 2009. - № 3. - С. 33-35.
Поступила 11.02.11 г.
ISOTONIC DRINK FOR REHYDRATION DURING HIGH INTENSITY PHYSICAL ACTIVITY
I.S. KRASNOVA, E.S. TOKAEV
Moscow State University of Applied Biotechnology,
33, Talalikhina st., Moscow, 109316; ph.: (495) 677-07-54, e-mail: [email protected]
A specialized drink is developed to increase performance and endurance athletes. The basic requirements to sports drinks are shown. It is researched osmolality compositions of fructose and maltodextrin, and also sea salt. The rational component ratios at which the drink has isotonic or hypotonic properties are defined.
Key words: sports nutrition, isotonic drink, rehydration, osmolality, sea salt.
