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
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（isotonic drink），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（ice tea）口感的Snap-Up
运动饮料，A&W Brans 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Power Ade
和Grey Eagle 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14630-18392
kj/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6688
KJ),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－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－%、柠檬酸%、维生素C － %
，还可以加入硫酸镁 %。
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与年龄和体重有关，而且和提
供蛋白质的食物密切相关。蛋白质缺乏会引起发育迟缓、消
瘦、水肿和贫血，蛋白质过多会加重肾脏排泄的负担，也容
易出现大便干燥。
c、脂肪：脂肪的主要功能是提供热能和脂溶
性维生素，防止体热散失，保护脏器不受损失，同
时提供神经发育及髓鞘形成过程中的不饱和脂肪酸。
母乳所含的脂肪和不饱和脂肪酸多于牛乳，对婴幼
儿的生长发育更有帮助，脂肪长期摄入量不足，会
导致体重不增加，缺乏脂溶性维生素，易患佝偻病
和干眼病等。
d、碳水化合物：婴幼儿每天每千克体重所需
的碳水化合物比成年人高，糖水化合物所提供的热
能约占总热量的50%。若供给不足，会出现低血糖，
增加集体中蛋白质的消耗，导致营养不良；供给过
多，也对生长发育不利，如肥胖、肌肉松弛，抵抗
力差，易感染疾病，还会由于肠内发酵作用过强，
刺激肠蠕动增加，引起腹泻。
e、无机盐：婴幼儿时期是人生成长速度最快的时期，
需要许多种无机盐，最重要的时钙、磷、铁、铜、钠、钾、
氯、锌、碘和镁，摄入量比较难以满足需要的时钙和铁。由
于婴幼儿骨骼和牙齿正迅速发育，故需要大量的钙，并要求
钙与磷有合理的比例。如果长期缺钙，就会发生佝偻病。为
了帮助钙的吸收，需要提供较多的维生素D和经常晒太阳。另
外，婴幼儿的血液不断形成，对铁的需求量很大。母乳比牛
奶的含铁量多，而且吸收率也比较高。缺铁会引起婴幼儿缺
铁性贫血；缺锌会导致生长停滞、智力发育受阻。
f、维生素：婴幼儿时期对维生素D、维生素A的需要量
比较大，缺乏维生素A易患干眼病；缺乏维生素D则会引起佝
偻病。服用鱼肝油可以加以补充。另外，若长期缺乏维生素
B1和B2，会影响婴幼儿的生长发育。
⑴婴幼儿饮料的设计原则
从弥补母乳喂养的不足出发，结合婴幼儿特定
发育阶段的生理需要和消化能力，改善婴幼儿的膳
食营养结构，保证膳食营养平衡，即使补充婴幼儿
所需的蛋白质、维生素以及各种胃微量元素，保证
满足婴幼儿生长所需的各种营养物质，促进婴幼儿
智力和身体发育，预防我国婴幼儿由于缺乏蛋白质、
维生素A/D、钙、铁、锌等营养素而导致的缺铁性贫
血、佝偻病、体格偏瘦等营养缺乏症，逐渐提高中
国人口的身体素质。
2.婴幼儿饮料的
设计原则及对包装的要求
⑵婴幼儿饮料的包装要求
在现代商品经济中，食品包装易演化为食品的
一部分，它直接刺激人们的购买欲望，具有强大的
销售能力。现代食品包装的设计原则是：依据被包
装食品的保护性要求，科学地选用保护功能好的包
装材料，进行合理的设计和包装装潢设计，使用精
密可靠的技术方法如活性包装、防霉包装、无菌包
装等，从而达到保护食品、延长保护期的目的。
婴幼儿饮料的包装应符合以下要求：符合食品
包装要求；尽量采用绿色包装；标识齐全；包装设
计应具有鲜明的儿童特色；应实行儿童安全包装；
禁止与玩具混装。
三、低能量饮料
1.研制低能量饮料的意义
随着我国经济的发展，人们的生活水平已从
温饱型向小康型转变。人类的文明病也接踵而来。
一方面，由于高能量食物的摄入，肥胖病及肥胖病
带来的一系列疾病已经成为人们关注的重要问题之
一。另一方面，老龄化社会的形成，各种老年病
（高血压、脑血栓、冠心病）的发病率上升引起了
人们的恐慌和烦恼。因此，人们在吃饱吃好的同时
也应讲究科学饮食。
蛋白质、脂肪和碳水化合物是人类摄取的最重要的三
大营养素。合理的饮食中三者的比例应是：蛋白质占供给
总能量的10－15%，脂肪15－25%，碳水化合物60－75%。当
人体摄入的营养素提供的总能量超过实际需要时，则剩余
部分就会通过糖原异生作用转变成脂肪和蛋白质贮存于体
内。在食品的摄入中，以碳水化合物的摄入两过多对肥胖
症的影响最大。碳水化合物容易被人体消化吸收，分解也
完全，且碳水化合物能够促进胰岛素的分泌，而胰岛素又
可促进脂肪的合成，导致脂肪堆积，引起肥胖症、高血压
和冠心病等疾病。当人体摄入低能量食物时，体内短缺的
能量就以脂肪的动员形式来补充。所以，对于减肥食品的
研究，人们首先从低能量食品开始，当然也包括低热能饮
料的研究。
2.低能量饮料的发展现状
低能量饮料采用低糖或糖的代用品（功能性甜味剂、低
聚糖等）研制出在人体内产生较少能量的饮料。
在低能量饮料中，使用强力甜味剂替代蔗糖，会引起产
品固形物含量下降，产品粘度下降，口感发生变化。因此生
产时要加入增稠剂，一方而可以增加产品的固形物含量，另
一方而改善了产品口感。目前有很多甜味剂都能产生与蔗糖
相似的甜味，但尚不能完全替代蔗糖，在某些方而还存在不
足之处。有时，数种甜味剂混用能产生协同增效作用，这在
某种程度上能掩盖一种甜味剂甜味不足的缺陷，改善甜味特
性。阿斯巴甜、三氯蔗糖和阿力甜这3种强力甜味剂的甜味
特性较好，特别适合在低能量饮料中使用可替代50%－100%
的蔗糖。
谢 谢！
