Jakub Czaja2, Marta Stachowicz1, Anna Lebiedzińska1,2
OCENA SOKÓW OWOCOWYCH, WÓD PITNYCH I MLEKA SPOŻYWCZEGO W ASPEKCIE NAPOJÓW IZOTONICZNYCH STOSOWANYCH W SPORTACH WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
1 Katedra i Zakład Bromatologii
Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego Kierownik: prof. dr hab. P. Szefer
2 Zakład Zdrowia Publicznego
Państwowej Szkoły Wyższej im. Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej Kierownik: prof. dr hab. J. Karczewski
Napoje izotoniczne to napoje funkcjonalne popularne wśród grupy osób upra-wiających sporty wytrzymałościowe. Celem pracy było ocena osmolarności powszechnie dostępnych soków owocowych, wód pitnych, różnych rodzajów mleka i przykładowych napojów izotonicznych.
Hasła kluczowe: soki owocowe, wody pitne, mleko spożywcze, napoje izotoniczne. Key words: fruit juice, water, milk,isotonic beverages.
Organizm ludzki pod wpływem obciążenia, jakim jest trening sportowy ulega szeregowi zmian adaptacyjnych tj. podniesienie tętna, zwiększenie napływu krwi do mięśni, a ograniczenie do przewodu pokarmowego, a także uruchomienie mechani-zmów termoregulacji. Wysiłek fi zyczny powoduje zwiększenie zapotrzebowania na glukozę stanowiącą źródło energii, składniki mineralne i witaminy oraz na wodę, stanowiącą środowisko zachodzących reakcji i będącą niezbędnym czynnikiem w procesie termoregulacji. Organizm człowieka nie może magazynować większej ilości wody, dlatego powinna być systematycznie dostarczana w celu prawidłowego funkcjonowania. Jedną z konsekwencji zdrowotnych odwodnienia mogą być zabu-rzenia elektrolitowe (1).
Obecnie na rynku możemy spotkać szeroki wybór wód mineralnych, napojów energetyzujących i napojów izotonicznych, dedykowanych sportowcom i osobom aktywnym fi zycznie (2, 3, 4). Osoby aktywne fi zycznie coraz częściej próbują zastępować przemysłowo wytworzone „izotoniki”, napojami przygotowywanymi w domu lub sokami.
Napoje izotoniczne należą do grupy napojów funkcjonalnych, które mają na celu nawodnienie organizmu i wyrównania ubytków elektrolitów (4, 5). W skład tych napojów wchodzą cukry, jony sodu, potasu, chlorków oraz witaminy z grupy B. Z obserwacji wynika , że Polacy posiadają coraz większą wiedzę na temat żywienia
i chcą zaspokajać kilka potrzeb jednocześnie (np. nawodnienie oraz dostarczenie witamin i związków mineralnych). Od kilkunastu lat można zauważyć wzrost ten-dencji do spożywania napojów energetyzujących i izotonicznych (6, 7, 8).
Celem pracy była ocena jakości powszechnie dostępnych soków owocowych, różnych rodzajów mleka spożywczego, wody pitnej i przykładowych izotoników za pomocą wybranych wskaźników elektrochemicznych.
MATERIAŁ I METODY
Na potrzeby zaplanowanego eksperymentu zakupiono 9 rodzajów soków owoco-wych, 7 rodzajów wód pitnych, 8 rodzajów mleka oraz 2 rodzaje napojów izotonicz-nych. Badane napoje zakupiono w 2016 r. w sieci gdańskich sklepów spożywczych. Ponadto, w badaniach oceniono 4 rodzaje napojów izotonicznych, które wykonano w warunkach domowych.
Badanie osmolarności wykonywano za pomocą Osmometru os 3000 (producent Marcel). Zakres pomiarowy aparatu wynosi 0–2000 mOsm/kg H2O, dokładność osmolarności: ±2 mOsm/kg H2O dla <1000 mOsm/kg H2O, a dokładność tempera-tury: 0,002°C. Pomiary powtarzano 6-krotnie.
Na podstawie danych deklarowanych przez producenta, oceniono wartość ener-getyczną oraz zawartość sodu i cukrów w badanych napojach. Dla izotoników do-mowych wartości te obliczono za pomocą programu Dieta 5, aprobowanego przez Instytut Żywności i Żywienia w Warszawie.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Wartości pomiarów osmolarności oraz ocenę zawartości sodu i wartości energe-tycznej wybranych rodzajów soków owocowych i przykładowych przemysłowych napojów izotonicznych w odniesieniu do norm ustalonych przez Komisję Europej-ską przedstawiono w tab. I. Osmolarność soków wahała się od 503,2 mOsm/kg do 728,7 mOsm/kg. Badane rodzaje soków owocowych charakteryzuje zbyt wysoka osmolarność oraz wartość kaloryczna, aby mogły pełnić funkcję napoju izotonicz-nego. Wprowadzenie do organizmu tego typu płynu
będzie prowadziło do wypływu wody z komórek, a w konsekwencji do odwod-nienia organizmu. Soki pomidorowy i wielowarzywny zawierają zbyt dużą ilość sodu w 1000 cm3. Zbadane soki owocowe w niewystarczającym stopniu mogą uzupełnić straty elektrolitów powstałe w wyniku intensywnego wysiłku fi zycznego. Z tych względów soki nie powinny być stosowane podczas wysiłku fi zycznego jako napoje izotoniczne.
Według wydanych 28 lutego 2011 r. przez Europejską Komisję ds. Zdro-wia i Ochrony Konsumentów wytycznych, napój izotoniczny powinien posiadać osmolarność w przedziale 270–330 mOsm/kg, zawartość kalorii między 80 a 350 w 1000 cm3, minimum 75% energii powinno być dostarczone z cukrów o wysokim indeksie glikemicznym oraz powinien zawierać od 460 do 1150 mg sodu w jednym litrze (5).
Ta b e l a I. Oznaczona osmolarność i ocena zawartości sodu i wartości energetycznej wybranych rodza jów soków owocowych i napojów izotonicznych
Ta b l e I. Determined osmolarity and evaluation of contents of iodine and values selected types of fruit juices and isotonic drinks Badany produkt Osmolarność mOsm/kg–1 wody Zawartość sodu mg/100 cm3 Energia kcal/100 cm3 Energia z cukrów (%) 1. Sok pomidorowy 503,2±5,003 2333 171 662 2. Sok wielowarzywny 595,3±41,553 2713 211 552
3. Sok czarna porzeczka 634,7±4,183 – 453 981
4. Sok jabłkowy 696,3±2,503 – 433 1001 5. Sok pomarańczowy 610,0±1,673 – 433 901 6. Sok wiśniowy 707,5±3,783 – 413 931 7. Sok czerwonygrejprut 564,5±7,263 – 413 931 8. Sok jabłkowy 706,2±2,993 – 433 1001 9. Sok multiwitamina 728,7±9,333 42 513 941 10. Izotonik pomarańczowy 289,7±2,501 501 241 1001 11. Izotonik cytrynowy 289,2±5,191 501 261 1001 12. Izotonik domowy 1 293,8±1,471 46,31 1,21 532 13. Izotonik domowy 2 401,5±4,553 11,62 28,21 1001 14. Izotonik domowy 3 274,8±3,491 0,132 23,31 1001 15. Izotonik domowy 4 373,2±2,711 1,92 23,41 1001
1 Spełnia normy Komisji Europejskiej; 2 Nie osiąga wartości aprobowanej przez Komisję Europejską; 3 Przekracza wartości aprobowane przez Komisję Europejską
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w grupie czterech ba-danych domowych izotoników dwa nie spełniają warunków zakresu osmolarności, ustanowionych przez Komisję Europejską. Tylko domowy izotonik 1 dostarcza wystarczającą ilość jonów sodu, aby uzupełnić straty powstałe w wyniku inten-sywnej aktywności fi zycznej. Jednak w przeciwieństwie do pozostałych domowych izotoników nie posiada akceptowalnej wartości energetycznej. W pozostałych 3 domowych napojach niemal 100% energii pochodzi z cukrów prostych. Z izoto-ników przygotowanych w domowych warunkach, tylko trzeci spełniał wymagania smakowe, niezbędne aby nadawał się do spożycia w warunkach intensywnego wy-siłku fi zycznego w wysokiej temperaturze. Napój izotoniczny powinien również uzupełniać straty składników mineralnych oraz dostarczać glukozę niezbędną do pracy mięśni i wywierającą wpływ na ciśnienie osmotyczne, pozwalające utrzymać wodę w ustroju (8, 9).
Wśród wód mineralnych najmniejszą wartością osmolarności cechowały się wody nr 1 (3,7 mOsm/kg) i nr 2 (6,0 mOsm/kg), a największą nr 4. (89,3 mOsm/kg) i hipertoniczna woda nr 5 (373,2 mOsm/kg) (tab. II). Wszystkie hipotoniczne wody nie dostarczają odpowiedniej ilości sodu, aby pokryć straty powstałe w wyniku tre-ningu sportowego, a hipertoniczna woda nr 5 zawiera jego nadmierną ilość równą
439 mg w 100 cm3. Żadna z wód nie zawiera cukrów prostych, co dyskwalifi kuje je jako napoje izotoniczne. W warunkach fi zjologicznych stężenie glukozy we krwi wynosi 4–6 mmol/dm3, a po posiłku bogatym w węglowodany 8–10 mmol/dm3. Glukoza zużywana jest podczas wysiłku fi zycznego przez mięśnie oraz centralny układ nerwowy. Hipoglikemię defi niujemy jak spodek stężenia tego składnika we krwi poniżej 2,5 mmol/dm3. Objawia się osłabieniem, rozkojarzeniem, niepokojem, zaburzeniami koordynacji, drżeniem mięśni oraz zaburzeniami krążenia i oddechu. Nieodpowiednia ilość glukozy we krwi prowadzi również do wystąpienia zaburzeń termoregulacji. Wykazano, że dostarczenie nawet niewielkich dawek węglowoda-nów podczas długotrwałych ćwiczeń zabezpiecza przed wyczerpaniem. Odpowied-nia podaż glukozy wpływa również na proces resyntezy glikogenu mięśniowego po wysiłku (10).
Ta b e l a II. Oznaczona osmolarność i ocena zawartości sodu w badanych wodach pitnych Ta b l e II. Determined osmolarity and evaluation of sodium content in the tested drinking water
Badany produkt Osmolarność
mOsm/kg–1 wody Zawartość sodu mg/100 cm3 1. Woda 3,7± 0,822 0,972 2. Woda 6,0±0,002 1,42 3. Woda 12,0±0,002 1,02 4. Woda 89,3±2,502 10,02 5. Woda 373,2±5,913 439,03 6. Woda alkaliczna 21,0±0,002 25,02 7. Woda alkaliczna 21,2±0,412 25,02
1 Spełnia normy Komisji Europejskiej; 2 Nie osiąga wartości aprobowanej przez Komisję Europejską; 3 Przekracza wartości aprobowane przez Komisję Europejską
Ta b e l a III. Oznaczona osmolarność i ocena zawartości sodu i wartości energetycznej wybranych rodzajów mleka spożywczego
Ta b l e III. Determined osmolarity and evaluation of sodium content and energy value of selected types of drink-ing milk
Badany produkt Osmolarność mOsm/kg–1 wody Zawartość sodu mg/100 cm3 Energia kcal/100 cm3 Energia z cukrów (%) 1. Mleko 0,0% 276,2±3,131 661 331 612 2. Mleko 0,5% 270,8±5,561 661 383 532 3. Mleko 2,0% 269,2±6,712 661 503 382 4. Mleko 3,2% 272,7±4,181 661 603 312 5. Mleko 2,0% 268,3±4,592 661 503 382 6. Mleko 3,2% 272,7±4,181 661 603 312 7. Mleko 2,0% 263,2±5,852 392 493 382 8. Mleko 3,2% 267,2±4,172 392 603 312
1 Spełnia normy Komisji Europejskiej; 2 Nie osiąga wartości aprobowanej przez Komisję Europejską; 3 Przekracza wartości aprobowane przez Komisję Europejską
W tab. III przedstawiono wyniki badań dotyczące osmolarności, zawartości sodu i wartości energetycznej ośmiu rodzajów mleka spożywczego. Wartości osmolarno-ści oscylowały wokół dolnego zakresu izoosmolarnoosmolarno-ści określonej przez Komisję Europejską. Natomiast ilość energii pochodzącej z cukrów prostych była zbyt mała, jak na napój mający pełnić funkcje izotonicznego.
W przypadku sportów wytrzymałościowych istotna jest jakość napojów spożywa-nych podczas wysiłku fi zycznego.W ostatnich latach rynek napojów izotoniczspożywa-nych staje się coraz bardziej dojrzały i konkurencyjny. O rozwoju segmentu napojów izotonicznych świadczy dostosowywanie produktów do konkretnych grup doce-lowych (np. dla rowerzystów, biegaczy) oraz regularne wprowadzanie produktów odznaczających się nowym składem, smakiem i opakowaniem (11, 12, 13).
WNIOSKI
1. Badane soki owocowe, mleko i woda nie spełniają kryteriów stawianych na-pojom izotonicznym.
2. Napoje izotoniczne wytwarzane tzw. sposobem domowym nie mogą być trak-towane jako napoje przeznaczone dla sportowców uprawiających sporty wytrzy-małościowe.
J. C z a j a, M. S t a c h o w i c z, A. L e b i e d z i ń s k a
ASSESSMENT OF FRUIT JUICES, DRINKING WATERS AND MILK IN THE ASPECT OF ISOTONIC BEVERAGES USED IN ENDURANCE SPORTS
S u m m a r y
Introduction. Isotonic drinks are same groups as energy drins with are becoming more and more popular among fi tness-oriented people and sportsmen.
Aim. The aim of the work was to assess the quality of commonly available fruit juices, various types of drinking milk, drinking water and exemplary isotonics using selected electrochemical indicators
Material and methods. Fruit juices, drinking water, milk and isotonic drinks were tested. The osmolarity study was carried out using Os 3000 osmometer.
Results. Tested fruit juices, milk and water do not meet the criteria for isotonic drinks.
Conclusions. Isotonic beverages produced so-called at home, they can’t be treated as drinks intended for athletes practicing endurance sports.
PIŚMIENNICTWO
1. Jarosz M. (red). Jarosz M. (red). Normy żywienia dla populacji polskiej – nowelizacja. Instytut Żywności i Żywienia 2017. – 2. Wierzejska R., Kundzicz M., Orłowska K.: Napoje energetyzujące-ich skład i przeznaczenie. Przemysł Spożywczy, 2002; 56(10); 42-45. – 3. Grembecka M., Lebiedzińska
A., Mróz M., Szefer P.: Ocena zawartości sacharozy i cukrów prostych w wybranych napojach
energe-tyzujących. Probl. Hig. Epidemiol., 2013; 94(2): 339-341. – 4. Evans GH, Shirreffs SM, Maughan RJ.: Poste exercisere hydratation in man. The effects of osmolality and carbohydrate content in ingested drinks. Nutrition, 2009; 25: 905-913. – 5. Report of the Scientifi c Commitete on Food on composition and specifi cation of the food intended to meet the expenditureof intense muscular effort, especially for sportsmen. http.//ec.euopa.eu/food/fc/sc/scf/out64 en.pdf (07.06.2013). – 6. Stasiuk E., Przybyłowski P.: Elektrochemiczne wskaźniki jakości w ocenie napojów izotonicznych. Probl. Hig. Epidemiol., 2015;
96(4): 827-829. – 7. Stasiuk E., Przybyłowski P.: Osmolality of isotonic drinks in the aspect of their autenticity. Pol. J. Natur. Sc., 2017; 32(1): 161-168. – 8. Szwedziak K., Polańczyk E., Szwancarz M.,
Żurawska A.: Napoje izotoniczne w diecie sportowców. Postępy techniki i przetwórstwa spożywczego
2015; 1: 58-61. – 9. Szyguła Z., Lubkowska A.: Wysiłek fi zyczny w różnych temperaturach otoczenia [w:] Fizjologia wysiłku i treningu fi zycznego. Górski J. (red). PZWL, Warszawa 2011; 166-182. – 10.
Ishijima T., Suzuki K., Hashimoto H., Higuchi M.: Fluid osmolarity of sports drinks [in:] Chocolate,
Fast Foods and Sweeteners: Consumption and Health, Bishop M.R.(red.): Elsevier B.V., 2014; 213-229. 11. Joachimiak I., Szołtysek K.: Świadomość, stan wiedzy oraz częstotliwość spożycia napojów energetyzujacych i izotonicznych przez osoby młode, czynnie uprawiające sport. Nauki inżynierskie i technologie, 2013; 1(8): 26-38. – 12. Patel A.V., Mihalik J.P., Notebaert A.J., Guskiewicz K.M., Prentice
W.E.: Neuropsychological performance, postural stability, and symptoms after dehydration. Journal of
Athletic training, 2007; 42(1): 66-75. – 13. Murray B.: Hydration and Physical Performance. J. Am. College Nutrition, 2007; 26(5): 542-548.
