高原 鞍山師范學(xué)院

雖然功能性運(yùn)動飲料最早起源于西方，但是步入二十一世紀(jì)以后，功能性運(yùn)動飲料在我國飲料市場中得到了空前的發(fā)展，人們越來越喜歡上了這種迅速補(bǔ)充運(yùn)動消耗，提供能量的飲料產(chǎn)品。功能性運(yùn)動飲料在我國飲料市場中將面臨更加廣闊的發(fā)展前景，因此，功能性運(yùn)動飲料企業(yè)要想避免同質(zhì)化發(fā)展，并在未來飲料市場中謀的一席之地，就必須將發(fā)展的目光放在功能性運(yùn)動飲料的技術(shù)研發(fā)方面，深入了解功能性運(yùn)動飲料微量元素對人體的具體功效就是技術(shù)研發(fā)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破的重要方向。

一、功能性運(yùn)動飲料的發(fā)展

（一）早期功能性運(yùn)動飲料

早在20世紀(jì)20年代世界上就已經(jīng)有了運(yùn)動飲料的雛形，最早的一批飲料只是為了補(bǔ)充糖類和電解質(zhì)，以達(dá)到消除人體疲勞的目的，后來到了80年代才由科學(xué)家將其應(yīng)用到運(yùn)動飲料中。從20世紀(jì)80年代開始，運(yùn)動飲料中的成分開始發(fā)生了改變，在水、糖類和電解質(zhì)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充了各種礦物質(zhì)和維生素，飲料中的多種營養(yǎng)物質(zhì)配比經(jīng)過不斷的優(yōu)化，最終成為風(fēng)靡全球的飲品。

（二）現(xiàn)代功能性運(yùn)動飲料

現(xiàn)代運(yùn)動科學(xué)的發(fā)展給運(yùn)動飲品帶來了顛覆性的改變，最開始是由科學(xué)家研究對各國運(yùn)動員有益的運(yùn)動飲品，由于運(yùn)動員每天的訓(xùn)練會消耗掉大量的能量和少量的微量元素，科學(xué)家們在飲料中添加了運(yùn)動員運(yùn)動前后需要補(bǔ)充的各種微量元素，以此飲料作為運(yùn)動員的營養(yǎng)劑。與此同時，隨著越來越多品牌的運(yùn)動飲料出現(xiàn)在市場中，各大飲品公司為了搶占市場，將這些營養(yǎng)劑里的各種營養(yǎng)物質(zhì)的配比做一些改動，并且增加了對微量元素的廣告宣傳，吸引了人們的注意，因此富含多種微量元素的功能性運(yùn)動飲料也風(fēng)靡開來。

二、人體運(yùn)動前后需要補(bǔ)充的微量元素

（一）微量元素的生理價值

鐵元素在人體內(nèi)總含量在4-5g，主要存在于血紅蛋白、肌紅蛋白和一些含鐵酶中。鐵作為氧氣的載體，血紅蛋白隨著人體的血液流動將氧氣輸送到全身的細(xì)胞中；肌紅蛋白負(fù)責(zé)存儲氧氣，當(dāng)人體因?yàn)檫\(yùn)動而缺氧時，肌紅蛋白會釋放氧幫助肌肉做運(yùn)動；含鐵酶會參與細(xì)胞線粒體的三羧酸循環(huán)，幫助人體進(jìn)行有氧氧化產(chǎn)生能量，供應(yīng)人體的正常生理活動。當(dāng)人體缺鐵時，紅細(xì)胞的分解速度會大于合成速度，導(dǎo)致缺鐵性貧血；并且人體的免疫細(xì)胞合成速度也會變慢，導(dǎo)致免疫力降低；機(jī)體能量供應(yīng)不足，導(dǎo)致人體會有疲憊感。由此可見鐵是人體必不可少的一種微量元素。

鋅元素在人體內(nèi)總含量為2.5g左右，分布在全身各處，主要在紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血漿中。鋅主要作為人體內(nèi)200多種酶的活性劑，促進(jìn)人體的新陳代謝，指揮肌肉的收縮，并且是促進(jìn)人體生殖器官發(fā)育的主要元素。人體在流汗和排尿時會排出少量的鋅，如果不注意補(bǔ)充鋅元素，會導(dǎo)致人體生長速度減慢、免疫功能減退、精神衰弱等癥狀；及時補(bǔ)充鋅元素會減少身體內(nèi)膽固醇含量、促進(jìn)生長發(fā)育、預(yù)防前列腺疾病等。

銅元素可以參與身體的造血過程，催化生物酶的氧化作用，提高人體免疫力，缺銅會使得人體組織中彈性蛋白含量減少，免疫細(xì)胞減少，感染后死亡率增加；錳元素可以促進(jìn)人體生長、避免骨骼畸形、增強(qiáng)神經(jīng)興奮度，缺少錳會導(dǎo)致人提前衰老，精神不振；鉻元素可以促進(jìn)葡萄糖的轉(zhuǎn)化，改善人機(jī)體血脂狀況，降低人體內(nèi)主動脈上膽固醇的沉積，缺少鉻元素會導(dǎo)致冠心病、高血脂和動脈硬化等癥狀。

（二）微量元素對人體運(yùn)動的影響

缺鐵會導(dǎo)致人體的缺鐵性貧血，血液中血紅蛋白的減少會導(dǎo)致血液含氧量下降，含氧量下降會使得人體的肌肉有氧代謝能力減弱，繼而導(dǎo)致人體在運(yùn)動時耐力不足、體能不足、疲勞不易恢復(fù)；與此同時，人體在運(yùn)動過程中的心臟負(fù)擔(dān)會加重，呼吸急促，運(yùn)動時間變短，很快會到達(dá)運(yùn)動極限，并且疲勞恢復(fù)時間長。

缺鋅會導(dǎo)致人體的新陳代謝下降，血液中200多種酶都是在鋅的催化下主導(dǎo)者人體的各種新陳代謝和呼吸作用；人體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成也需要鋅元素，缺少鋅元素，人體的肌肉質(zhì)量會下降，并且血管中高密度脂蛋白中的膽固醇含量下降使得肌肉吸氧量不足，最終導(dǎo)致運(yùn)動能力不足；人體在劇烈運(yùn)動后，身體內(nèi)部會出現(xiàn)大量的乳酸和自由基，乳酸會導(dǎo)致肌肉酸痛，自由基會破壞細(xì)胞膜導(dǎo)致人體出現(xiàn)運(yùn)動損傷，這其中自由基就是由鋅元素來抑制生成的；鋅元素可以增強(qiáng)人體雄性激素分泌，雄性激素主要幫助人體促進(jìn)肌蛋白的合成，維持人體的競爭意識，有效促進(jìn)人體的運(yùn)動能力。

銅元素促進(jìn)人體內(nèi)彈性蛋白的合成，彈性蛋白是組成肌肉的其中一種細(xì)胞，對人體的運(yùn)動能力有著極大的影響；錳元素是人體精氨酸酶、超氧化物歧化酶等酶的組成成分，有效促進(jìn)人體神經(jīng)的興奮性，幫助人體在運(yùn)動過程中處于積極的興奮的狀態(tài)；鉻元素與人體內(nèi)脂類代謝有關(guān)，能增加膽固醇的分解和排泄，Abraham等人在實(shí)驗(yàn)中證明了鉻元素可以主動清除主動脈上面的膽固醇，對于運(yùn)動員和來說，適度的降脂增肌是提高身體運(yùn)動能力的一種辦法，對于健身減肥的人員來說，降脂增肌也是他們鍛煉身體所要追求的第一目標(biāo)，因此鉻元素也會影響著人體的運(yùn)動情況。

三、運(yùn)動飲料中的微量元素的功效研究

現(xiàn)代社會中，經(jīng)常需要飲用功能性運(yùn)動飲料的人大概分為三種，運(yùn)動員、健身人員、養(yǎng)生人員。市場上由需求做導(dǎo)向繼而生產(chǎn)的飲品大概也分為這三種，可以分別適合這三種人群飲用。通過上文對影響人體運(yùn)動的微量元素的研究，我們發(fā)現(xiàn)不同的功能性運(yùn)動飲料中微量元素的側(cè)重也不同，下面分為三點(diǎn)介紹：

（一）運(yùn)動員

運(yùn)動員為了保證自身競爭力，每天都需要做大量的合理的訓(xùn)練，所消耗的能量、營養(yǎng)和微量元素都比一般人要大，為了補(bǔ)充這些營養(yǎng)，訓(xùn)練基地每天都會提供豐富的菜品，供運(yùn)動員食用。但是食品在身體內(nèi)消化需要一定時間，遠(yuǎn)不及運(yùn)動飲料見效快，因此基地也會提供給運(yùn)動員一定的營養(yǎng)劑，在運(yùn)動員訓(xùn)練的前中后期飲用。為了滿足運(yùn)動員的微量元素補(bǔ)充要求，上文提及的5種微量元素都包含在運(yùn)動飲料中，其中以鐵和鋅為主。

數(shù)據(jù)表明，運(yùn)動員在訓(xùn)練過程中出汗量大，汗水中含鐵濃度在0.4-0.6mg/L，導(dǎo)致大量鐵元素會隨著汗水排出體外，并且由于運(yùn)動強(qiáng)度過大，胃腸道對鐵的吸收也會受到影響，所以運(yùn)動員需要的鐵元素比常人要高，女性運(yùn)動員由于月經(jīng)的影響，需鐵量要特別增加。中國營養(yǎng)學(xué)會建議正常人每天補(bǔ)鐵量在15-20mg，因此本文建議運(yùn)動員每日補(bǔ)鐵量達(dá)到25mg，除了正常的膳食方面，運(yùn)動飲料中也需要提供鐵元素作為隨時補(bǔ)充的能量劑。特別要注意有氧耐力方面的運(yùn)動員，對肌肉的氧含量要求更大，因此鐵含量需求更甚，所以運(yùn)動飲料中鐵元素含量可以再增加一些。

鋅元素的流失通過人體的尿液和汗液，運(yùn)動員在訓(xùn)練過后，鋅元素會從肌肉轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外液中，這些細(xì)胞外液最終形成汗液與尿液。中國營養(yǎng)學(xué)會建議正常人每天補(bǔ)鋅15mg，因此本文建議運(yùn)動員每日補(bǔ)鋅量達(dá)到25mg。由于鋅在人體內(nèi)由小腸負(fù)責(zé)吸收，訓(xùn)練基地需要提醒小腸功能弱的運(yùn)動員每日在訓(xùn)練過程中增加運(yùn)動飲料的攝入。更需注意的是青少年運(yùn)動員，他們處于身體發(fā)育期，更加需要鋅元素的補(bǔ)充。

錳、銅、鉻三種微量元素也在不同程度的提高運(yùn)動員的運(yùn)動能力，它們的流失情況也各有不同，運(yùn)動飲料中也需要添加適量的錳銅鉻等微量元素。運(yùn)動員所要飲用的運(yùn)動飲料要保證水、糖類、電解質(zhì)、維生素、微量元素的合理搭配，但是要記住的一點(diǎn)是，飲料終究不能代替食物，過量飲用運(yùn)動飲料會使得身體吸收過量的糖類，容易得糖尿病等相關(guān)疾病；同時過量攝取微量元素也會導(dǎo)致身體表現(xiàn)出中毒反應(yīng)，所以如何平衡配比是生產(chǎn)運(yùn)動飲料的關(guān)鍵。

建議訓(xùn)練基地經(jīng)常對運(yùn)動員做身體檢查，其中微量元素檢查方面可以通過收集運(yùn)動員的頭發(fā)做化驗(yàn)，比采血化驗(yàn)要方便很多，也比采尿化驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確：實(shí)驗(yàn)表明，利用原子吸收光譜法，可以化驗(yàn)出運(yùn)動員身體內(nèi)各種微量元素的含量，在選中的7名運(yùn)動員化驗(yàn)后，其中鐵的P值＜0.001、鋅的P值＜0.05、錳的P值＜0.05，均低于正常人。分析可知，運(yùn)動員每日排汗量高達(dá)6000ml，損失鐵鋅為1-3mg/L，可見運(yùn)動飲料這種能夠隨時補(bǔ)充微量元素的飲品對運(yùn)動員有多么重要。

（二）健身人員

健身人員不同于運(yùn)動員，運(yùn)動員追求更標(biāo)準(zhǔn)的形體，更積極的競爭狀態(tài)，因此多種微量元素都需要補(bǔ)充，而健身人員追求肌肉量的提升和脂肪含量的降低，所做的鍛煉也大都是有氧運(yùn)動，因此健身人員主要補(bǔ)充鋅元素、鐵元素和鉻元素。

鐵元素促進(jìn)肌肉細(xì)胞對氧氣的吸收和有氧作用，幫助健身人員延長鍛煉時間、增強(qiáng)運(yùn)動能力、減少疲憊后的恢復(fù)時間；鋅元素促進(jìn)雄性激素分泌，增加健身人員的肌肉生成速率，擬制自由基的生成便于緩解鍛煉造成的肌肉酸痛癥狀；鉻元素促進(jìn)血液中葡萄糖的轉(zhuǎn)化，為健身人員帶來能量，同時減少膽固醇等脂肪含量，與鋅一起作用幫助健身人員達(dá)到減脂增肌的目的。

建議健身人員在健身時隨身準(zhǔn)備兩瓶運(yùn)動飲料，一瓶注意挑選鋅、鐵和鉻含量較高的飲料，一瓶注意挑選水分和電解質(zhì)較高的飲料，在運(yùn)動前注意補(bǔ)充水分和電解質(zhì)，運(yùn)動后注意補(bǔ)充能量和微量元素，可以達(dá)到健身事半功倍的效果。

（三）養(yǎng)生人員

這一類人群是整個運(yùn)動飲料市場中最大的人群，表現(xiàn)的需求各異：一部分人將運(yùn)動飲料當(dāng)作普通飲料來喝，對運(yùn)動飲料這一概念的認(rèn)知還十分淺顯，因此這一類人群需要的飲料應(yīng)當(dāng)減少糖類成分，避免發(fā)胖，同時對微量元素的添加上面也要酌情減少，避免攝入過量導(dǎo)致元素中毒；一部分人將運(yùn)動飲料當(dāng)作營養(yǎng)補(bǔ)充劑來喝，這類人群平時對飲食有所挑剔，因此在微量元素的攝入方面有所傾斜，所以他們會選擇能夠補(bǔ)充特定微量元素的飲料；還有一部分人會為了保證自身微量元素的平衡，而選擇購買運(yùn)動飲料，他們不挑食只是為了養(yǎng)生，因此這一類的運(yùn)動飲料要有促進(jìn)人體新陳代謝、促進(jìn)機(jī)體蛋白合成的作用。

總而言之，對于這些養(yǎng)生人員來說，市場上流通的運(yùn)動飲品應(yīng)該注意分類添加微量元素，在保證了水分、糖類、電解質(zhì)和維生素這些基礎(chǔ)物質(zhì)時，針對性的添加不同的微量元素，確保進(jìn)入人體后有益處而不是害處。