IX Международная студенческая электронная научная конференция
«Студенческий научный форум» - 2017
 
     

АРХИВ "Студенческий научный форум"

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ НАПИТКОВ НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Мотыгина А.С.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


ВВЕДЕНИЕ

Как можно заметить в наше время в моду вошли энергетические напитки. Самая большая часть потребителе средства повышения активного бодрствования молодые парни и девушки, в частности студенты и школьники, а также люди, работающие в ночные смены или более 8 часов в сутки. Студенты чаще всего употребляют их танцуя на дискотеках и вечеринках, а также во время сессии или рейтингов, так как они способны избавить от сонливости, придать энергичности и сил на длительное время. Но так ли полезны эти напитки? Увы, отрицательное влияние энергетиков на организм человека доказано медициной, и люди, употребляющие энергетики, должны знать о последствиях чрезмерного увлечения ими. Все энергетики обладают бодрящим действием, а также приятным вкусом, но и не только повышают нашу активность, но и служат лакомством, могут вызывать зависимость у сладкоежек. Отношение к себе энергетики вызывают двоякое: восторженное - со стороны молодёжи и работающего дни и ночи населения, и скептическое - со стороны врачей. Энергетиками активно пользуются студенты, когда вынуждены много времени бодрствовать при подготовке к сессии, люди, увлекающиеся активным фитнесом, водители, вынужденные управлять транспортом ночью, работники и посетители ночных клубов, танцполов и баров. После употребления энергетиков сонливость и вялость пропадают, и можно активно работать или танцевать долгое время без устали, однако забирают они у нас гораздо больше, чем дают. Естественно, производители этих напитков утверждают, что влияние энергетиков на организм человека - только позитивное, и никакого вреда организму они не приносят.

Цель: изучить состав энергетических напитков, данный производителем, экспериментально подтвердить или опровергнуть его, изучить влияние энергетиков на живой организм.

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

Современные энергетические напитки зачастую называют напитками «третьего тысячелетия». Однако на самом деле это далеко не так – идея создания напитка, способного стимулировать психоэмоциональную и физическую активность человеческого организма, придавать силы и помогать сконцентрироваться в ответственные моменты была воплощена в жизнь ещё несколько тысячелетий назад.

Те природные ингредиенты, которые в древности использовались для создания бодрящих настоев, используются и в современном производстве. Однако возникновение энергетических напитков в разных странах датируется разными периодами. Так, для Германии «веком первых энергетиков» стало двенадцатое столетие, а первооткрывателем здесь считается аббатиса Хильдегарда фон Бинген. Конечно, по вкусу и своим бодрящим способностям напитки тех лет нельзя сравнивать с современными. Своей «второй жизнью» энергетик обязан англичанину Смит-Кляйну Бичамону, который в 1938 году приготовил свой первый энергетический напиток Lukozade для спортсменов Туманного Альбиона, что чуть не привело к их отравлению. Позднее Бичамон внёс некоторые изменения в рецептуру своего напитка и повторно запустил его в теперь уже массовую продажу. На удивление всем, плохая репутация не помешала напитку завоевать бешеную популярность у британского населения. Более того, в 1962 году в Японии по образцу именно этого напитка был создан новый, получивший название Lipovitan. На сегодняшний день Япония является одним из самых значимых экспортеров на мировом рынке энергетических напитков, а возникновение этого «зелья» у большинства ассоциируется именно с этой страной.

В Европу энергетический напиток пришел значительно позднее, чем в Японию. И первооткрывателем здесь стал австрийский предприниматель Дитрих Матешец, который в 1982 году во время своей командировки в Гонконге впервые испробовал один из уже широко производимых там тонизирующих напитков. Уже тогда у него возникла идея основания первого в Европе предприятия по промышленному производству энергетических напитков, и в 1984 году он воплотил эту идею в жизнь. Напиток австрийца получил название Red Bull и завоевал огромную популярность среди европейцев, что вскоре вызвало появление десятков напитков с аналогичными свойствами.

Сегодня энергетические напитки всё стремительнее вливаются в жизнь современного человека, а самыми крупными рынками сбыта являются Европа, Южная и Северная Америка. Производством энергетиков теперь занимаются не только профильные предприятия, такие как Red Bull, но и лидеры безалкогольной индустрии – Pepsi и Coca-Cola. На сегодняшний день высшие позиции в мировом рейтинге занимают такие энергетические напитки, как Red Bull, Jaguar, Oronamin C, Real Gold, SoBe и Pocari Sweat[1]. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Энергетический напиток

Энергетические напитки («энергетики», «энерготоники») — безалкогольные или слабоалкогольные напитки, в рекламной кампании которых делается акцент на их способность стимулировать центральную нервную систему человека и/или антиседативный эффект[2].

2. Состав

Напитки содержат тонизирующие вещества, чаще всего кофеин (в некоторых случаях вместо кофеина в составе заявляются экстракты гуараны, чая или мате, содержащие кофеин, или же кофеин под другими названиями: матеин, теин, хотя, фактически, все это тот же кофеин), и другие стимуляторы: теобромин и теофиллин (алкалоиды какао), также являющиеся гомологами кофеина, а также нередко витамины, как легкоусваиваемый источник энергии — углеводы (глюкозу, сахарозу), адаптогены и т. д. В последнее время добавляется таурин. В феврале 2009 г. Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) опубликовало своё научное заключение по таурину и глюкуронолактону как ингредиентам безалкогольных тонизирующих энергетических напитков. В заключении EFSA подтверждено, что эти ингредиенты в тех количествах, в которых они содержатся в энергетических напитках, безопасны для здоровья человека.

Энергетик — средне- или сильногазированный напиток (содержит большое количество угольной кислоты (H2CO3)) — так как это способствует более быстрому усвоению компонентов и быстрому наступлению эффекта с одной стороны, а с другой - используется для безопасного консервирования продукта[3].

2.1.Состав некоторых напитков

Все числа указаны в пересчёте на 100 г продукта (объём банки обычно 0,25-0,33 л, часто — 0,5 л; очень редко 1 литр). Сведения переписаны с упаковок и не проверены на достоверность.

Таблица 1.

Название

Энергетическая ценность, кКал

Углеводы, г

Таурин, мг

Кофеин, мг

B2,

мг

В3, мг

В5, мг

В6, мг

Adrenaline Nature

50

12

 

30

     

0,32

Adrenaline Rush

50

12,2

240

30

     

0,8

BATTERY

52

13

399

30

     

0,8

Black Energy

47,3

11,2

400

20

 

4,4

2

0,2

Bullit

39,5

10

400

34

   

2

0,46

Burn

55

13,2

420

32

 

5,8

1,1

0,6

Club-Mate[4][5]

20

5

 

20

       

Drive Me

43

10,6

10

30

 

2,16

0,72

0,24

Dynamite

58,6

14,2

310

23,8

 

5,5

1,8

0,61

effect

44

10,6

240

30

0,62

6,6

1,86

1,2

Flash Up Energy

50

12,5

120

27

0,5

6

1,5

0,6

Gorilla energy drink

52

12,6

34

27,2

0,6

6,8

2,7

0,6

Monster Energy (green)

45

11

120

30

 

0,3

 

0,1

Non-Stop

46

10

400

34

1

3,168

2,026

0,468

NR’Ja

50

12,3

+

36

       

Ozone

50

11,5

400

32

 

8

2

2

Red Bull

46

11

400

32

 

8

2

2

Red Bull Big Can

45

11

250

32

 

8

2

1,27

Revo Energy

   

400

40

 

2,69

1,72

0,4

Shark

39,5

11

240

30

 

7,2

2

0,8

TB-52

48

15

400

32

0,6

8

+

2

Tiger

44

11,2

+

 

+

+

 

+

XXL

45

11,3

400

32

 

8

2

2

Состав некоторых энергетических напитков.

Таблица 1.2.

Название

В8, мг

В9, мкг

B12, мкг

С, мг

D-рибоза, мг

Глюкуро-нолактон, мг

Экстракт гуараны, мг

Экстракт женьшеня, мг

Adrenaline Nature

               

Adrenaline Rush

+

   

25

+

   

+

BATTERY

21,7

40

 

36,1

201

 

+

4,8

Black Energy

 

20

     

10

   

Bullit

     

12,48

       

Burn

12

       

255

5,3

 

Club-Mate[4][5]

               

Drive Me

 

24

           

Dynamite

 

61

 

18,4

       

effect

         

24

   

Flash Up Energy

 

53

   

25

     

Gorilla energy drink

 

60,1

   

28,3

     

Monster Energy (green)

 

10

   

3

30

   

Non-Stop

 

54

   

12,48

     

NR’Ja

           

+

3

Ozone

 

10

   

201

   

4,8

Red Bull

   

2

         

Red Bull Big Can

   

1,9

         

Revo Energy

 

46

   

10.61

     

Shark

 

0,4

           

TB-52

 

120

     

+

+

 

Tiger

+

     

+

 

+

 

XXL

 

20

     

240

   

Состав некоторых энергетических напитков[4].

2.2. Влияние компонентов состава на здоровье человека

Углеводы

Cn(H20)m

В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.

Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:

C x ( H 2 O ) y + x O 2 → x C O 2 + y H 2 O , Δ H < 0.001

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

  1. Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.

  2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.

  3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).

  4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.

  5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.

  6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.

  7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

Таурин

Таурин образуется в организме при ферментативном окислении сульфгидрильной группы SH цистеина с участием цистеиндиоксигеназы до цистеинсульфиновой кислоты:

H S C H 2 C H ( N H 2 ) C O O H → H O 2 S C H 2 C H ( N H 2 ) C O O H

последующим декарбоксилированием цистеинсульфиновой кислоты в гипотаурин:

H O 2 S C H 2 C H ( N H 2 ) C O O H → H O 2 S C H 2 C H 2 N H 2

и окислением гипотаурина в таурин:

H O 2 S C H 2 C H 2 N H 2 → H O 3 S C H 2 C H 2 N H 2

Таурин образует в печени конъюгаты с желчными кислотами (ацилируясь ими по аминогруппе), образовавшиеся конъюгаты (например, таурохолевая и тауродезоксихолевая кислоты) входят в состав желчи, и, будучи поверхностно-активными веществами, способствуют эмульгированию жиров в кишечнике.

В последнее время установлено, что в мозге таурин играет роль нейромедиаторной аминокислоты, тормозящей синаптическую передачу, обладает противосудорожной активностью, оказывает также кардиотропное действие. Таурин способствует улучшению энергетических процессов, стимулирует заживляющие процессы при дистрофических заболеваниях и процессах, сопровождающихся значительным нарушением метаболизма тканей глаза.

Большинство млекопитающих способны к биосинтезу таурина, однако у кошек низка активность ферментативной системы, декарбоксилирующей цистеинсульфиновую кислоту и для них таурин является незаменимой сульфокислотой, дефицит которой приводит к дегенерации сетчатки и кардиомиопатии.

Кофеин

Химическое название кофеина — 1,3,7-триметил-ксантин. В щелочной среде (при pH>9), превращается в кофеидин C7H12N4O. По строению и фармакологическим свойствам кофеин близок к теобромину и теофиллину; все три алкалоида относятся к группе метилксантинов. Кофеин лучше действует на ЦНС, а теофиллин и теобромин — в качестве стимуляторов сердечной деятельности и лёгких мочегонных средств.

Кофеин, как и другие пуриновые алкалоиды, даёт положительную мурексидную реакцию, при нагревании с реактивом Несслера кофеин образует красно-бурый осадок, в отличие от теобромина, дающего в таких условиях светло-коричневое окрашивание.

Рибофлавин(В2)

Рибофлавин является биологически активным веществом, играющим важную роль в поддержании здоровья человека. Биологическая роль рибофлавина определяется вхождением его производных флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD) в состав большого числа важнейших окислительно-восстановительных ферментов в качестве коферментов.

Флавиновые ферменты принимают участие в окислении жирных, янтарной и других кислот; инактивируют и окисляют высокотоксичные альдегиды, расщепляют в организме чужеродные D-изомеры аминокислот, образующиеся в результате жизнедеятельности бактерий; участвуют в синтезе коферментных форм витамина B6 и фолацина; поддерживают в восстановленном состоянии глутатион и гемоглобин.

В ферментах коферменты функционируют как промежуточные переносчики электронов и протонов, отщепляемых от окисляемого субстрата.

Витамин B2 необходим для образования эритроцитов, антител, для регуляции роста и репродуктивных функций в организме. Он также необходим для здоровья кожи, ногтей, роста волос и в целом для здоровья всего организма, включая функцию щитовидной железы.

Внешними проявлениями недостаточности рибофлавина у человека являются поражения слизистой оболочки губ с вертикальными трещинами и слущиванием эпителия (хейлоз), изъязвления в углах рта (ангулярный стоматит), отёк и покраснение языка (глоссит), Себорейный дерматит на носогубной складке, крыльях носа, ушах, веках. Часто развиваются также изменения со стороны органов зрения: светобоязнь, васкуляризация роговой оболочки, конъюнктивит, кератит и в некоторых случаях — катаракта. В ряде случаев при авитаминозе имеют место анемия и нервные расстройства, проявляющиеся в мышечной слабости, жгучих болях в ногах и др.

Ниацин (В3)

Никотиновая кислота образует соли с кислотами и основаниями, никотинаты серебра и меди (II) нерастворимы в воде, на осаждении никотината меди из раствора основан гравиметрический метод определения никотиновой кислоты.

Никотиновая кислота легко алкилируется по пиридиновому атому азота, при этом образуются внутренние четверичные соли — бетаины, некоторые из которых встречаются в растениях. Так, тригонеллин — бетаин N-метилникотиновой кислоты — содержится в семенах пажитника, гороха, кофе и ряда других растений.

Реакции никотиновой кислоты по карбоксильной группе типичны для карбоновых кислот: она образует галогенангидриды, сложные эфиры, амиды и т. д. Амид никотиновой кислоты входит в состав кофактора кодегидрогеназ, ряд амидов никотиновой кислоты нашел применение в качестве лекарственных средств (никетамид, никодин).

     

Тригонеллин

Никотинамид

Никетамид

Витаминное, гиполипидемическое и специфическое противопеллагрическое средство. В организме никотиновая кислота превращается в никотинамид, который связывается с коферментами кодегидрогеназы I и II (НАД и НАДФ), переносящими водород, участвует в метаболизме жиров, белков, аминокислот, пуринов, тканевом дыхании, гликогенолизе, процессах биосинтеза.

Нормализует концентрацию липопротеинов крови; в больших дозах (3-4 г/сут) снижает концентрацию общего холестерина, ЛПНП, уменьшает индекс холестерин/фосфолипиды, повышает содержание ЛПВП, обладающих антиатерогенным эффектом. Гипохолестеринемический эффект проявляется через несколько дней, снижение триглицеридов — через несколько часов после приема. Вместе с тем, клинические испытания терапии статинами в комбинации с высокими дозами никотиновой кислоты, проводившиеся National Heart, Lung, and Blood Institute, показали, что, хотя у пациентов, принимавших никотиновую кислоту вместе со статином наблюдалось повышение уровня ЛПВП и снижение уровня триглицеридов по сравнению с пациентами, принимавшими только статин, частота сердечных приступов в обеих группах не отличалась.

Расширяет мелкие кровеносные сосуды (в том числе головного мозга), улучшает микроциркуляцию, оказывает слабое антикоагулянтное действие, повышая фибринолитическую активность крови. Обладает дезинтоксикационными свойствами.

Никотинамид, в отличие от никотиновой кислоты, не оказывает выраженного сосудорасширяющего действия, и при его применении не наблюдается покраснения кожных покровов и чувства прилива крови к голове.

Пантотеновая кислота (В5)

В клетках животных и растений пантотеновая кислота входит в состав кофермента A (KoA), принимающего участие в важнейших реакциях обмена веществ.

Важнейшим свойством витамин пантотеновой кислоты является её способность стимулировать производство гормонов надпочечников — глюкокортикоидов, что делает его мощным средством для лечения таких заболеваний как артрит, колит, аллергия и болезни сердца. Витамин играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также принимает участие в синтезе нейромедиаторов.

Пантотеновая кислота участвует в метаболизме жирных кислот. Она нормализует липидный обмен и активирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Пантотеновая кислота (витамин В5) оказывает мощный репаративный эффект на слизистые. Повышенные дозы пантотеновой кислоты, наоборот, тормозит секреторную функцию желудка. Также пантотеновая кислота стимулирует перистальтику кишечника.

Пантотеновая кислота оказывает значительное гиполипидемическое действие, обусловленное, по-видимому, ингибированием биосинтеза основных классов липидов, формирующих в печени липопротеины низкой и очень низкой плотности.

Пиридоксин (В6)

Осторожно следует назначать пиридоксин при тяжёлых поражениях печени, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, ишемической болезни сердца. Потребность в витамине B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) повышена у больных, особенно лихорадящих и инфекционных. По данным ряда авторов, пиридоксиновая недостаточность отмечается у большинства больных коронарным атеросклерозом. В связи с тем, что фтивазид и тубазид являются антагонистами витамина B6, больные туберкулёзом при лечении этими препаратами нуждаются в повышенном обеспечении витамином B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин). Противозачаточные таблетки, антибиотики и курение увеличивают потребность организма в витамине B6.

Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) помогает эффективно использовать глюкозу в клетке, предохраняя организм от резких колебаний уровня глюкозы в крови, при которых из надпочечников выбрасывается адреналин и резко повышается уровень сахара в крови.

Психофизиологи считают, что частые проявления агрессивности — это подсознательный механизм, интуитивный способ человека путём выброса адреналина увеличить доступность для клеток энергетического материала. Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) улучшает метаболизм в тканях мозга, так как является главным катализатором обмена аминокислот, синтеза большинства нейромедиаторов нервной системы. Таким образом, витамин B6 повышает работоспособность мозга, способствует улучшению памяти и настроения. Поэтому нормальное распределение глюкозы с помощью витамина B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) оказывает благоприятное действие на центральную и периферическую нервные системы, повышает умственную, физическую работоспособность, укрепляет нервную систему.

Недостаточность витамина B6 приводит к нарушению глютаминового обмена, в результате чего возникают нарушения со стороны центральной нервной системы (судороги и др.). Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) оказывает регулирующее влияние на нервную систему, в частности на трофическую иннервацию. При тепловой обработке продуктов значительная часть витамина теряется.

Инозит (В8)

Инозит (циклогексан-1,2,3,4,5,6-гексол) — шестиатомный спирт циклогексана. Инозит существует в девяти стереоизомерах, из которых наиболее часто встречающимся в живых организмах является цис-1,2,3,5-транс-4,6-циклогексангексол. Несмотря на сходную с сахаридами брутто-формулу Cx(H2O)y, инозит по химической природе не является углеводом, он практически безвкусный, слегка сладкий. Инозит (гексагидроксициклогексан) представляй собой изомер глюкозы. Он может существовать в виде семиоптически неактивных изомеров и пары оптических изомеров, важным пищевым фактором служит только один оптически не активный изомер — мио-инозитол.

Инозит называли «витамином В8», однако было показано, что около 3/4 суточной потребности инозит вырабатывается самим организмом, поэтому инозит относят к витаминоподобным веществам. Не существует данных о том, что недостаток инозита в пище может вызывать болезненные проявления.

Биологическое действие — мембранопротекторное, липотропное, антиатеросклеротическое. Восстанавливает структуру нервной ткани, является антидепрессантом, анксиолитиком, нормализует сон. Синтезируется из глюкозы в тканях и органах, например в сердце, печени, почках. С кровью он попадает во все клетки, причем в особо высокой концентрации — в клетки мозга, где накапливается в защитной мембране. Свободный инозит содержится также в крови в концентрации приблизительно 4,5 микрограмма на миллилитр. Из этого резерва его получают те клетки, которые не могут сами производить это вещество. Хрусталик, задняя стенка глаза и слезная жидкость содержат особенно много инозита, и его нехватка, если она может возникать, может привести к различным заболеваниям глаз. В женском молоке это вещество содержится в высокой концентрации. Не исключено, что его, как и холин, следует добавлять к детским питательным смесям, чтобы приблизить их состав к составу женского молока.

Фо́лиевая кислота(B9)

Животные и человек получают фолиевую кислоту вместе с пищей, либо благодаря синтезу микрофлорой кишечника. Фолиевая кислота в значимых количествах содержится в зелёных овощах с листьями, в некоторых цитрусовых, в бобовых, в хлебе из муки грубого помола, дрожжах, печени, входит в состав мёда. Во многих странах законодательство обязывает производителей мучных продуктов обогащать зёрна фолиевой кислотой. В ходе приготовления пищи часть фолатов разрушается.

Фолиевая кислота необходима для создания и поддержания в здоровом состоянии новых клеток, поэтому её наличие особенно важно в периоды быстрого развития организма — на стадии раннего внутриутробного развития и в раннем детстве. Процесс репликации ДНК требует участия фолиевой кислоты, и нарушение этого процесса увеличивает опасность развития раковых опухолей. В первую очередь от нехватки фолиевой кислоты страдает костный мозг, в котором происходит активное деление клеток. Клетки-предшественницы красных кровяных телец (эритроцитов), образующиеся в костном мозге, при недостатке фолиевой кислоты увеличиваются в размере, образуя так называемые мегалобласты (см. макроцитоз) и приводят к мегалобластной анемии. Необходим беременным женщинам, особенно на ранних сроках беременности. Необходим мужчинам для нормальной выработки сперматозоидов.

Цианокобаламин (В12)

B12 имеет самую сложную по сравнению с другими витаминами химическую структуру, основой которой является корриновое кольцо. Коррин во многом похож на порфирины (сложные химические структуры, входящие в состав гема, хлорофилла и цитохромов), но отличается от порфиринов тем, что два пиррольных цикла в составе коррина соединены между собой непосредственно, а не метиленовым мостиком. В центре корриновой структуры располагается ион кобальта, образующий четыре координационные связи с атомами азота. Ещё одна координационная связь соединяет кобальт с диметилбензимидазольным нуклеотидом. Последняя, шестая координационная связь кобальта остаётся свободной: именно по этой связи и присоединяется цианогруппа, гидроксильная группа, метильный или 5'-дезоксиаденозильный остаток с образованием четырёх вариантов витамина B12, соответственно. Ковалентная связь углерод-кобальт в структуре цианокобаламина — единственный известный в живой природе пример ковалентной связи переходный металл-углерод.

Ковалентная связь C—Co кофермента B12 участвует в двух типах ферментативных реакций:

  1. Реакции переноса атомов, при которых атом водорода переносится непосредственно с одной группы на другую, при этом замещение происходит по алкильной группе, спиртовому атому кислорода или аминогруппе.

  2. Реакции переноса метильной группы (—CH3) между двумя молекулами.

В организме человека есть только два фермента с коферментом B12:

  1. Метилмалонил-КоА-мутаза, фермент, использующий в качестве кофактора аденозилкобаламин и при помощи реакции, упомянутой выше в п. 1, катализирует перестановку атомов в углеродном скелете. В результате реакции из L-метилмалонил-КоА получается сукцинил-КоА. Эта реакция является важным звеном в цепи реакций биологического окисления белков и жиров.

  2. 5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин-метилтрансфераза, фермент из группы метилтрансфераз, использующий в качестве кофактора метилкобаламин и при помощи реакции, упомянутой выше в п. 2, катализирует превращение аминокислоты гомоцистеина в аминокислоту метионин.

Аскорби́новая кислота (С)

По физическим свойствам аскорбиновая кислота представляет собой белый кристаллический порошок кислого вкуса. Легко растворим в воде, растворим в спирте.

Из-за наличия двух асимметрических атомов существуют четыре диастереомера аскорбиновой кислоты. Две условно именуемые L- и D- формы хиральны относительно атома углерода в фурановом кольце, а изо- форма является D-изомером по атому углерода в боковой этиловой цепи.

L-изоаскорбиновая, или эриторбовая, кислота используется в качестве пищевой добавки E315.

Образование коллагена, серотонина из триптофана, образование катехоламинов, синтез кортикостероидов. Аскорбиновая кислота также участвует в превращении холестерина в желчные кислоты.

Витамин С необходим для детоксикации в гепатоцитах при участии цитохрома P450. Витамин С сам нейтрализует супероксидный радикал до перекиси водорода.

Восстанавливает убихинон и витамин E. Стимулирует синтез интерферона, следовательно, участвует в иммуномодулировании. Наряду с винной, яблочной, лимонной, молочной кислотами, и, вероятно, гемовым железом, которые по крайней мере восстанавливают F e 3 +в F e 2 + или же, - в случае двухвалентного железа в составе гема, - действуют также по невыясненному пока механизму, - аскорбиновая кислота улучшает всасывание железа, происходящее в основном в тонком кишечнике, переносчиком двухвалентных йонов (DMT1), находящимся на апикальной мембране энтероцитов, в обмен на два протона.

Тормозит гликозилирование гемоглобина, тормозит превращение глюкозы в сорбит.

D-рибоза

Рибоза, как и другие моносахариды, в растворах существует в виде равновесной смеси ациклической и циклических: пиранозной и фуранозной форм (аномерные α- и β-рибопиранозы и α- и β-рибофуранозы). Соотношение этих форм в растворе: β-рибопираноза (59%), α-рибопираноза (20%), β-рибофураноза (13%), α-рибофураноза (7%), ациклическая (0.1%).

Рибоза восстанавливается водородом или амальгамой натрия до соответствующего альдита (рибита) и окисляется по альдегидной группе до соответствующей альдоновой (рибоновой) кислоты, способной циклизоваться в условиях синтеза в рибонолактон, с гидразинами образует озазоны.

Рибоза в форме β-D-рибофуранозы входит в состав рибонуклеиновой кислоты, нуклеозидов, нуклеотидов и других биологических важных веществ.

Рибоза является компонентом РНК и используется при генетической транскрипции. Производное β-D-рибозы — β-D-дезоксирибоза является компонентом ДНК. Также β-D-рибоза является компонентом АТФ и некоторых других веществ, участвующих в метаболизме.

Глюкуронолактон

Glucuronalactone (далее именуемый DGL) является естественным метаболитом глюкозы и регулирует образование гликогена. Его предшественник D-глюкуроновая кислота (далее именуемая DGA) остается в состоянии равновесия с глюкуронолактоном.

Поэтому в любой момент времени соединение может конвертироваться вперед и назад, чтобы остаться сбалансированным в соотношении 50/50 эндогенно (в организме).

Тот факт, что два соединения, DGL и DGA, являются физиологически сменными открывает много эмпирических и научно обоснованных данных о том, что такое DGL и каковы его преимущества для спортсмена. DGL гепатопротектор, это позволяет снизить вредное воздействие и даже улучшить физическое состояние и функции печени. В китайском исследовании исследования с использованием травяной смеси Ган-Сиань-фана, в которой DGL является компонентом, у пациентов с фиброзом печени страдающими гепатитом B они установили заметное улучшение.

Было проведено двойное контролируемое исследование, финансируемое китайским министерством здравоохранения и опубликованное в китайском медицинском журнале, даёт научно обоснованные результаты. Это исследование не является окончательными, учитывая, что DGL не скован своими действиями, это усиливает потенциальные возможности и безопасность вещества.

Экстракт гуараны

Гуарана - это высушенная масса из измельченных семян Paulinia cupana (также P.Sorbilis), двевовидной лианы, произрастающей в Бразилии и бассейне реки Амазонка. В процессе переработки гуараны мелкие частицы шелухи семян остаются в готовом продукте, придавая ему горьковатый шоколадный вкус. Растение является популярной культурой. Это объясняется ее рыночной ценностью как источника кофеина, а также ингредиента безалкогольных напитков, пищевых добавок и лекарственных препарато традиционным формам гуараны относятся пищевые добавки, леденцы и жевательная резинка. Купить гуарану можно в форме чая, энергетических напитков, спиртовых экстрактов, эликсиров, капсул и таблеток различной дозировки. В России эти продукты не очень распространены, тем не менее встретить можно.

Доза зависит от вида добавки и ее состава. Однократная доза обычно содержит 200-800 мг гуараны. Суточная норма приема порошка гуараны или его эквивалента не должна превышать 3 грамма.

Максимальная безопасная суточная доза кофеина для взрослых людей, кроме беременных женщин, составляет около 250 мг (3-5 грамм гуараны). Суточная доза кофеина, не превышающая 1 грамм, не вызывает побочных эффектов. Тем не менее, после прекращения приема у некоторых людей развивается абстинентный синдром.в.

Экстракт женьшеня

Женьшень улучшает кроветворение и память, а также нормализует обменные процессы и функцию сердечно-сосудистой системы. Женьшень – растение, улучшающее зрение, заживляющее раны, утоляющее боль и успокаивающее нервную систему.

Препараты из женьшеня применяют при болезни Боткина, потому что они оказывают благоприятное воздействие на больного.

Женьшень не даёт организму стареть, он продлевает жизнь, при этом не принося организму никаких побочных эффектов. Это растение повышает иммунитет, способствует быстрому распаду жиров.

В народной медицине женьшень принимают в виде настоек, мазей, отваров, чая и порошков.

2.3. Стимулирующие эффекты

Производители в рекламе утверждают, что напитки повышают работоспособность, стимулируя внутренние резервы организма. Например, известно, что глюкоза, как и другие углеводы, быстро всасывается в кровь, включается в окислительные процессы и доставляет энергию (углеводы) к мышцам, мозгу и другим жизненно важным органам. Как и любые стимуляторы, действуют по простой схеме — взять из организма энергии много и сразу, что ведёт к неизбежному истощению нервной системы, нарушению обмена веществ. Иногда в рекламе указывается, что кофеин присутствует в чистом виде и не связан, как в кофе и чае, с другими веществами, смягчающими его действие. Это заявление не имеет оснований.

Производители могут заявлять, что стимулирующее действие энергетика длится 3-4 часа (кофе только 1-2 часа), однако ссылок на соответствующие клинические испытания не приводится[5].

2.4. Влияние кофеина на организм человека

Кофеин (другие названия матеин, теин, гуаранин) – это алкалоид пуринового ряда. В природе содержится в листьях чая, в частях кофейного дерева, дерева какао, мате, гуаране, коле и некоторых других растениях. Растения вырабатывают кофеин, чтобы защищаться от вредных насекомых-паразитов, питающихся растениями, в том числе павшими листьями. Чистый кофеин – это бесцветные, горькие на вкус кристаллы.

Человек употребляет натуральный кофеин в составе напитков либо в синтезированном виде в составе медицинских препаратов. В одной чашке натурального кофе содержится от 100 до 200 мг кофеина, в чашке чая - от 30 до 70 мг, в стакане напитка типа кока-колы или пепси-колы до 45 мг.

Кофеин в определённых дозах стимулирует процессы возбуждения в коре головного мозга. Небольшие дозы кофеина помогают бороться с сонливостью, снимают усталость, бодрят, повышают активность физическую и умственную. Высокие дозы кофеина могут привести к истощению нервных клеток. Реакции на кофеин у каждого человека индивидуальны. Одному человеку достаточно минимальных доз, чтобы почувствовать себя некомфортно, другой может выпить несколько чашек кофе подряд без негативных ощущений.

Степень воздействия кофеина на человеческий организм зависит от многих факторов: возраста, типа высшей нервной деятельности, состояния здоровья. У молодых людей чашка кофе обычно не вызывает повышение артериального давления, у лиц пожилого возраста даже маленькая доза кофеина может спровоцировать скачок артериального давления.

Такое индивидуальное влияние на организм породило массу разногласий в отношении к кофеину даже в медицинской среде. Врачи так и не пришли к единому мнению о воздействии кофеина на человеческий организм. Кофеин – это зло или полезный продукт? Попробуем разобраться. Отрицательное действие.

Врачи предупреждают, что употребление «энергетиков» может вызвать проблемы с сердечно-сосудистой системой, бессонницей, утомлением, быстрым истощением ресурсов организма. Если напитки действительно содержат высокие дозы биологически активных веществ, то они могут вызывать определённые неблагоприятные эффекты: нарушение сна, возбуждение, беспокойство, тахикардию, повышение давления, аритмию, тошноту и рвоту, непродолжительную депрессию и др.

Больше всего споров возникает по поводу воздействия кофеина на сердце и сосуды. Установлено, что кофеин способен вызывать кратковременное учащение пульса и повышение артериального давления. Такое влияние породило запрет на употребление содержащих кофеин напитков лицами, страдающими сердечно-сосудистыми заболеваниями. Долгие годы гипертоники и сердечники отказывали себе в чашке кофе под страхом сердечного приступа.

Однако в начале этого века были проведены исследования, согласно которым кофеин вызывает кратковременное повышение давления у лиц, которые вообще не пьют кофе. Те, кто нарушал запреты врачей и выпивал пару чашек кофе в день, практически не реагировали изменением давления на внутривенное введение чистого кофеина.

Многолетние исследования показали, что кофеин способен вызвать незначительное повышение давления, однако он никак не влияет на развитие гипертонической болезни. Более того, те, кто пьёт понемногу кофе, фактически тренируют свою сердечно-сосудистую систему, приучают к колебаниям давления, тем самым защищают себя от преждевременных инсультов.

Ещё более тщательными оказались исследования американских учёных степени влияния кофеина на возникновение ишемической болезни сердца. В течение тридцати лет наблюдали за группой женщин разного возраста, и не нашли никакой связи между числом выпиваемого кофе и частотой возникновения ишемической болезни сердца. Те женщины, которые вообще не пили кофе, страдали от ИБС также часто, как и любительницы кофе и прочих кофеиносодержащих напитков.

Ещё совсем недавно кофеин обвиняли в том, что он способен вызывать рак желудка, поджелудочной железы и различных отделов кишечника. Научные исследования проводились по всему миру, однако не было выявлено никакой зависимости между кофеином и возникновением рака.

О том, что кофеин действует возбуждающим образом на ЦНС, известно. Но это не единственное свойство кофеина. Он – один из лучших антидепрессантов. Любители кофе менее склонны к суициду при всех равных факторах, таких как социальный статус, злоупотребление алкоголем, семейное положение, пол. Лучше справляются с работой те работники, которые в течение рабочего дня выпивают на по две чашки кофе, так как кофеин стимулирует умственную деятельность.

Любители кофе и крепкого чая более стрессоустойчивы, чем те, кто не употребляет кофеин. Нервная система, натренированная кофеином, лучше адаптируется к внешним воздействиям, вызывающим стресс.

Кофеин может стать лучшим союзником в борьбе с лишним весом. Кофеин повышает содержание в крови свободных жирных кислот, заставляя организм использовать в качестве топлива подкожный жир. Два десятилетия назад учёные одного из американских университетов установили, что после приёма 330 мг кофеина (аналог 2-3 чашек кофе) содержание в плазме крови жирных кислот повысилось вдвое.

Ещё эффективней срабатывает жиросжигающий эффект кофеина в сочетании с аэробной нагрузкой. Человек весом 75 кг сжигает примерно 800 килокалорий за час пробежки, причём половина жиров «сгорит» вследствие оксидации жиров. Если в качестве пищевой добавки бегун примет кофеин перед пробежкой, то сгорит дополнительно 200 килокалорий.

Профессиональные спортсмены учитывают некоторые свойства кофеина для достижения лучших результатов. Кофеин увеличивает аэробную мощность, повышает функциональность мышц, так как способствует их более интенсивному сокращению. Перед сокращением мышцы выделяют ионы кальция, кофеин способствует лучшей проницаемости кальция. Подстегнутые кофеином мышцы могут работать с той же производительностью, но с меньшими затратами.

Аналогичным образом действует кофеин на диафрагму – спортсмен, стимулированный кофеином, лучше дышит при аэробных нагрузках. Опытные тренеры советуют подстегнуть свой организм кофеином в моменты, когда при усилении нагрузок не происходит улучшения результатов – это так называемый эффект плато. Кофеин на тренировках помогает преодолеть плато и в дальнейшем достигать более высоких результатов.

Кофеин – отличный стимулятор для интимной жизни. У мужчин небольшие дозы кофеина улучшают потенцию и сперматогенез. Женщины после пятидесяти лет, ежедневно выпивающие чашку кофе в день, имеют все шансы продлить свою сексуальную активность. Эти деликатные свойства кофеина обусловлены тем, что он, возбуждая нервную систему, обостряет чувства, тем самым стимулирует желание.

На степень полезности кофеина влияет источник его поступления в организм. Самый быстрый и эффективный – чистый кофеин. Так проще его дозировать, однако чистый кофеин вызывает быстрое привыкание. Лучшим источником кофеина для организма являются напитки: чай и кофе. Кока-кола также является источником кофеина, однако помимо этого компонента, сладкие напитки содержат много сахара и химических соединений, способных нейтрализовать полезное воздействие природного кофеина на организм.

Кофеин – это наркотик, принадлежащий к семейству ксантинов. И, как всякий наркотик, способен вызывать привыкание. Медики определили такой термин – кофемания. Это не наркомания в медицинском понимании, но серьёзная зависимость со всеми проблемами, свойственными любой зависимости, в частности, болезненное состояние при отсутствии кофеина. Это состояние испытывают многие любители кофе до своей первой утренней чашки: все раздражает, жизнь кажется серой, а утро – не добрым.

Чрезмерное употребление кофе имеет негативные последствия, в том числе для сердечно-сосудистой системы, так как постоянное искусственно увеличенное содержание жирных кислот в крови становится серьёзной предпосылкой возникновения инфаркта, особенно у пожилых людей и тех, кто страдает лишним весом.

Кофеин вызывает раздражение слизистой оболочки желудка. Для снижения вредного воздействия на слизистую диетологи рекомендуют пить кофе с молоком или со сливками. Однако нужно помнить, что добавление сливок существенно увеличивает калорийность напитка.

Однозначно выявлено негативное влияние кофеина на находящийся в утробе будущей матери плод. С одной стороны, кофеин вызывает повышение артериального давления, ухудшая самочувствие матери. С другой, кофеин способен изменять протоплазму клетки ДНК. Поэтому врачи советуют беременным женщинам воздержаться от кофе во время беременности.

Есть данные о том, что кофеин нарушает всасывание ряда микроэлементов, в большой степени это касается кальция. Злоупотребляя кофеином, можно достичь эффекта «вымывания» кальция из организма со всеми вытекающими последствиями, самыми видимыми и безопасными из которых будут хрупкие ногти.

Смертельной дозой кофеина для человеческого организма является 10 грамм. Такое количество содержится примерно в 70 чашках кофе. Многие люди, особенно в странах с традиционной культурой питья кофе, выпивают в день десятую часть смертельной дозы!

Кофеин, словно монетка, имеет две стороны. Во многом от самого человека зависит, какой стороной эта монетка обернётся. Употребляя кофеин в умеренных дозах и в виде натуральных напитков, вы имеет все шансы почувствовать на себе только светлую сторону многоликого кофеина[6].

2.5.Химические свойства кофеина

Все соединения группы пурина — кристаллические порошки бе­лого цвета с характерными спектрами поглощения в УФ- и ИК-областях.

Способы получения:

Вещества группы пурина можно получать из природных источ­ников и синтетически. Пуриновые алкалоиды (кофеин, теофиллин, теобромин) — растительного происхождения.

А) Синтез по Траубе, 1910. Путем конденсации 4,5-диаминопиримидинов с карбоновыми кис­лотами. Этот способ в дальнейшем много­кратно модифицировался и до сих пор не утратил своего значения:

Б) Конденсация 4,5-диоксипиримидинов с мочевиной (Беренд, Розен, 1888):

Кислотно-основные свойства.

Пурин — ароматическая система с сильной делокализацией к-электронов. Он обладает электронодонорными свойствамии представляет собой растворимое вводе слабое осно­вание (рКа= 2,4), образующее с кислотами непрочные соли. В то же время благодаря наличию подвижного атома водорода в NH-группе пурин проявляет слабые кислотные свойства (рКа = 8,9) и образует соли с металлами.

Лекарственные вещества группы пурина — слабые основания, образующие с кислотами неустойчивые соли при протонировании гетероатома азота в 9-м положении.

У кофеина 3 гетероатома азота метилированы. Вещество является мономером (не образует ассоциатов через водородные мостики), что объясняет его лучшую растворимость и низкую Тпл. Растворимость кофеина увеличивается в горячей воде, а также в присутствии солей органических кислот (за счет образования комплексов).

Кофеин — слабое органическое основание (рКа= 0,61). Раство­рим в минеральных кислотах, но устойчивых солей не образует. Взаимодействует с общеалкалоидными осадительными реактивами. Но с раствором йода реагирует только при подкислении (что ха­рактерно для такого слабого основания) с образованием осадка перйодида (Coff HI • I4 ). С танином кофеин образует осадок, раствори­мый в избытке реактива. В отличие от многих других оснований кофеин не осаждается реактивом Майера, что используется при определении чистоты препарата.

Теобромин и теофиллин являются амфотерными соединениями.

Лакгамная форма Лактимная форма

теобромина теобромина

За счет кислотных свойств теофиллин и теобромин образуют с солями тяжелых металлов (Ag+,Co2+,Cu2+) нерастворимые соединения.

Мурексидная проба (обще групповая реакция). Реакция основана на окислительно-гидролитическом разложе­нии веществ группы ксантина до производных пиримидина, в ко­торых 1 или 2 аминогруппы конденсируются друг с другом до об­разования пурпурной кислоты, имеющей в виде аммонийной соли красно-фиолетовое окрашивание. Для проведения реакции препа­рат нагревают на водяной бане до полного упаривания с окислите­лем (Н202, Вг2, HN03) в кислой среде. Затем добавляют раствор аммиака; появляется пурпурно-красное окрашивание.

Химизм (на примере мочевой кислоты):

Для мочевой кислоты нагревание производят с кислотой азот­ной концентрированной, затем продукт окис­ления конденсируется с продуктом гидролизадо пурпурной кислоты, которая в присутствии аммиака переходит в анион, называемый мурексидом.

В случае метилированных производных ксантина вместо азот­ной кислоты применяют раствор пероксида водорода в солянокис­лой среде и затем добавляют аммиак (в случае, если он не образует­ся при гидролизе препарата).

Реакции электрофильного замещения после щелочного гидролиза:

Кофеин, обладающий слабоосновными свойствами, неустойчив в щелочной среде. При рН > 9 происходит разложение кофеина до кофеидинкарбоновой кислоты, которая разлагается с образовани­ем кофеидина и соответствующего карбоната.

Причем кофеидин является антагонистом кофеина по фармакологическому действию, что может привести к нежелательным последствиям при применении разложившегося препарата.

В сернокислой среде кофеин может разложиться до муравьиной кислоты.

Остаток бензойной кислоты в кофеин-бензоате натрия открыва­ют качественной реакцией с хлоридом железа (III) — образуется осадоктелесного цвета.

Методы количественного определения:

1. Кислотно-основное титрование в неводной среде.Препара­ты-основания и соли оснований определяют в среде уксусного ан­гидрида (кофеин) или смеси ледяной уксусной кислоты и уксусно­го ангидрида Титрант — 0,1М раствор хлорной кислоты.

2. Косвенный метод нейтрализации. При взаимодействии теобромина и теофиллина с раствором нитрата серебра образуется эк­вивалентное препаратам количество азотной кислоты, которую титруют стандартным раствором гидроксида натрия ­

3. Кислотно-основное титрование в водной среде. Кофеин-бензоат натрия определяют по остатку бензоата натрия титрованием стандартным раствором хлороводородной кислоты в присутствии эфира[7].

2.6. Классификация функциональных безалкогольных напитков

В зарубежной практике в категории функциональных напитков выделяют четыре основные группы: спортивные, энергетические, здоровые и нутрицевтики

Напитки для спортсменов должны снабжать энергией работающие мышцы, поддерживать или улучшать работоспособность организма, компенсировать потери жидкости при физических нагрузках.

Основной компонентный состав спортивных напитков должен включать, помимо воды, легкоусвояемые углеводы и минеральные вещества (натрий, кальций и магний). Иногда напитки этой группы обогащают аминокислотами (глютамин, карнитин, холин, таурин), кофеином.

Примером спортивного напитка является «Потребитель усталости» (США), содержащий питательную смесь «Ватсона»,витамины группы В, антиоксиданты, электролиты и женьшень.

В группе спортивных выделяют три направления напитков: изотонические, гипертонические, гипотонические.

Изотонические напитки поставляют углеводы и жидкость в необходимых количествах для восполнения их потерь при физических нагрузках.

Гипертонические напитки используют как компоненты подготовительной диеты, позволяя спортсмену быстро восстановить израсходованные энергетические резервы без потребления больших количеств богатой углеводами пищи.

Гипотонические напитки способствуют нормализации и постановлению водного баланса организма без потребления калорий («Лайт» напитки).

Энергетические напитки ориентированы преимущественно на молодежь. Для них характерно содержание сахара - источника энергии, витаминов, кофеина, таурина и других ингредиентов. Примером таких напитков являются «Красный бык» (Австрия), «Красная карта» (Великобритания), «Энергетический напиток Икс» (Франция).

Здоровые напитки предназначены для массового потребления и являются наиболее популярными функциональными напитками. Эти напитки обогащены витаминами, минералами, ненасыщенными жирными кислотами и пищевыми волокнами, которые способствуют предупреждению сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний, онкологических и других болезней. Основными компонентами напитков является вода, часто минеральная, фруктовые и овощные соки или их смеси, молочная основа, стимулирующие вещества. В этой группе выделяют напитки серии «АСЕ», на молочной основе и содержащие стимуляторы.

Из здоровых напитков на западе наиболее известны напитки серии «АСЕ», получившие свое название по комплексу входящих в их состав витаминов: провитамина А (бета-каротин), С и Е. Напитки содержат не менее 20% сока, который представлен в виде смесей соков различных сочетаний: апельсин-морковь-лимон; апельсин-вишня; яблочно-клюквенный и другие напитки серии АСЕ могут вводить пищевые волокна и ненасыщенные омега - 3-жирные кислоты, полученные высокоочищенного рыбьего жира.

Напитки на молочной основе содержат обезжиренное молоко и пахту. К примеру напиток «Ir Banana» (ФРГ) включает молоко и свежие бананы, которые богаты витаминами группы В, фолиевой кислотой и калием. Известны молочные напитки компании Muermlch (ФРГ), включающие обезжиренное молоко, пахту, виноградный сахар, витамин Е и витамины группы В.

В состав напитков, содержащих стимуляторы, входит кофеин. К таким напиткам относят «Orange & Со» (ФРГ) который включает апельсиново-бананово - лимонный соки, йогурты, декстрозу и кофеин.

Напитки - нутрицевтики характеризуются повышенной пищевой ценностью или обладают выраженной биологической активностью за счет обогащения их дополнительными пищевыми веществами: витаминами, микроэлементами, фосфолипидами, незаменимыми жирными кислотами, пищевыми волокнами и другими компонентами. Примером таких напитков могут служить обогащенные витаминами фруктовые и овощные соки: «V & Splash», апельсиново-морковный «Vrut».

В отечественной практике классификация функциональных напитков в первых представлена в работах Орещенко А.В. и Дурнева А.Д.). Ученые указывают, что великое разнообразие функциональных напитков вызывает определенные трудности их классификации. Одни и те же напитки могут входить в разные квалификационные группы. К функциональным относятся напитки четырех групп: общеукрепляющего, профилактического, адаптаптогенного действия и специального назначения.

Функциональность в безалкогольных напитках общеукрепляющего действия обеспечивается эссенциальными нутриентами в их составе.

Напитки профилактического действия призваны обеспечить профилактику хронических заболеваний и возникновение новых путем коррекции негативных воздействий.

Напитки адаптогенного действия способствуют оптимальному функционированию организма в условиях повышенных интеллектуальных и физических нагрузок.

Функциональные напитки специального назначения повышают устойчивость организма к экстремальным воздействиям, а также используются для лечения отдельных заболеваний.

Специалисты фирмы «Quesf UTS» функциональные напитки, изготовленные на натуральном растительном сырье, условно подразделяют на фармацевтические, нейроцевтические, спортивные, энергетические и напитки, способствующие хорошему самочувствию.

К фармацевтическим относят напитки с проверенным фармакологическим действием, обладающие терапевтическими и профилактическими свойствами, снижающие риск заболеваний за счет обогащения специфическими компонентами. В эту группу входят витаминизированные шипучие напитки со специально подобранным составом витаминов, бальзамы с ярко выраженным лечебным эффектом, обусловленный компонентами травянистых композиций фармацевтической направленности.

Нейроцевтическую группу составляют напитки, содержащие ингредиенты с научно доказанным долгосрочным действием на здоровье людей. К таким напиткам относятся диетические, специально созданные для людей с нарушениями углеводного обмена, страдающих сахарным диабетом, ожирением.

Спортивные и энергетические напитки обладают тонизирующим эффектом и стимулируют энергетические процессы в организме.

Напитки, способствующие хорошему самочувствию, содержат, различные макро- и микроэлементы (йод, марганец, кобальт, кальций, калий и др.), сбалансированный комплекс витаминов. Данная серия напитков призвана выводить из организма вредные токсичные вещества, повышать устойчивость организма к заболеваниям в экологически неблагоприятных регионах.

Специалисты компании «Делер НФ и БИ» в своих работах указывают на возможность подразделения функциональных напитков по разным критериям: полезности, сезонности, группе населения.

По целевой группе потребителей выделяют напитки для женщин - контролирующие массу тела или предотвращающие остеопороз; для пожилых людей - обеспечивающие профилактику диабета, сердечно-сосудистых заболеваний или снижающие уровень холестерина; для спортсменов способствующие стимуляции или восстановлению сил.

По мнению ученых ВНИИ ПБ и ВП к напиткам здоровья можно отнести весь ассортимент безалкогольных напитком, выпускаемый на основе углеводных сиропов и органических кислот в сочетании с вкусовыми ингредиентами напитка, в том числе биологически активными добавками (БАД).

К примеру, напиток «Спрайт» - аналог отечественного напитка «Колокольчик», можно отнести к напиткам здоровья. Данный напиток производится на сахаре, содержит аскорбиновую кислоту, характеризуется свежестью, мягким вкусом, легким цитрусовым ароматом.

В группе здоровых напитков ученые ВНИИ ПБ и ВП совместно с медиками Пятигорской Государственной фармацевтической академии выделяют напитки социальной направленности на основе растительного сырья - для детей различных возрастных групп, диабетические.

Для укрепления иммунной и нервной системы подростка рекомендуются напитки богатые природными компонентами: витаминами, микро- и макроэлементами, аминокислотами, пищевыми волокнами, пектинами веществами, обеспечивающие нормализацию процесса формирования массы тела.

Для геродиетических (по возрасту) напитков характерно содержание веществ, способствующих сохранению более длительного активного периода в жизни человека, то есть препятствующих преждевременному старению. Эти вещества должны улучшать обменные процессы в организме, выводить радионуклиды и соли тяжелых металлов, подавлять в организме окислительные процессы. К подобным веществам относятся в первую очередь антиоксиданты - аскорбиновая кислота, витамин Е, каротин и каротиноиды, селен, флавоноиды.

В современных научных трудах учеными ВНИИ БП и BП и Пятигорской государственной фармацевтической академии определен термин «напиток здоровья» с точки зрения его полезности. Напиток здоровья - это поликомпонентная система, содержащая питьевую воду, обогащенную натуральными пищевыми добавками растительного и (или) животного происхождения в сочетании с углеводами и органическими кислотами.

Следует отметить, что четко установленных критериев отнесения безалкогольных напитков к группе функциональным пока не установлено.

Одним из принципов обогащения продуктов, рекомендованным Институтом питания РАМН при создании напитков лечебно-профилактического назначения, является содержание микронутриентов в готовом напитке на уровне 25-50% от суточной потребности человека в этих веществах.

По определению ученых Московского государственного университета пищевых производств, продукт может быть отнесен в разряд функциональных, если содержание в нем биоусваемого функционального ингредиента находится в пределах 10-50% от средней суточной потребности.

Трудности вызывает регламентация в составе напитков комплекса функциональных ингредиентов, поступающих, к примеру, с экстрактами и настоями лекарственного сырья.

Филонова Г.Я. и Стрелков В.Н. отмечают, что количество экстрактивных веществ растительного сырья, при создании на их основе концентратов для напитков, должно быть не менее 2г в 100 г концентрата. В готовом же напитке, уровень экстрактивных веществ, в том числе биологически активных, оказывающий оздоровительный или профилактический эффект, должен составлять не менее 0,03 г в 100 мл напитка.

При разработке профилактических напитков на основе лекарственно-технического сырья, Поздняковский В.М. и Бабанская Н.Г. основывались на том, что содержание экстрактивных веществ, перешедших из сырья в напиток, должно составлять 1/5-1/3 части от терапевтической дозы.

Вероятно, с вводом национального стандарта «Функциональные пищевые продукты. Термины и определения» проект которого подготовлен учеными МГУПП, будет внесена ясность и четкость в понятие функциональных напитков и количественного содержания в них активных компонентов.

На основании анализа имеющего ассортимента функциональных безалкогольных напитков, приведенного в литературных источниках, нами предлагается их классификация по назначению и составу

По назначению функциональные напитки можно подразделить на напитки общего и специального назначения.

Напитки общего назначения в зависимости от состава классифицируют на следующие группы: сокосодержащие, на основе лекарственного сырья растительного и животного происхождения, комбинированного состава, обогащенные.

В безалкогольных напитках комбинированного состава можно выделить сокосодержащие с экстрактами лекарственных растений, на молочной основе, на основе зерновых культур, на основе природных лечебно-столовых минеральных вод и с продуктами пчеловодства.

Обогащенные напитки в своем составе содержат БАД, представленных отдельными микронутриентами (витаминами, макро- и микроэлементами, незаменимыми аминокислотами, пищевыми волокнами и другими веществами), специально подобранными сбалансированными смесями микронутриентов (премиксы), концентратами биологически активных веществ из лекарственного и другого сырья. Обогащенные напитки дополнительно могут содержать соки, экстракты и настои лекарственных растений, молочную сыворотку и прочее сырье.

К функциональным напиткам специального назначения можно отнести напитки для спортсменов, энергетические, диетические, для детей, геродиетические и другие[8].

.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Опыт 1. Определение витамина С в напитках йодометрическим методом

Налили в колбу 2 мл энергетического напитка, добавили 2 капли раствора крахмала. Далее по каплям добавляли раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10- 15 с. Техника определения основана на том, что молекула аскорбиновой кислоты легко окисляется йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля окрасит раствор в синий цвет. Записали количество раствора йода, пошедшего на титрование, и произвели расчёт. Для этого мы составили пропорцию, зная что 1 мл 0,125%-ного раствора йода окисляет 0,875 мг аскорбиновой кислоты.

Опыт повторили с 3 энергетическими напитками.

Результаты:

Adrenalin Rush – 0.556 мл

Red Bull – 0.3 мл

Flash Energy – 0.208 мл

Burn – 0.305 мл

Обработка полученных результатов.

На титрование 2 мл энергетического напитка Adrenalin Rush ушло 0.556 мл раствора йода. Составили пропорцию:

1 мл йодног о раствора – 0,875 мг аскорбиновой кислоты

0.556 мл – X

X= 0.556 * 0,875/1=0.487 (мг)

Итак, в 2 мл сока содержится 0.255 мг аскорбиновой кислоты. Тогда в 100 мл энергетика содержится 0.487*100/2=24.35 мг

Подобным образом мы рассчитали содержание витамина С в остальных продуктах. Полученные данные занесли в таблицу 3.

Таблица 3.

Анализируемый продукт

Количество взятое для анализа, мл

Объем раствора йода, мл

Количество витамина С в 2 мл раствора, мг

Количество витамина С в 100мл раствора, мг

Adrenalin Rush

2

0.556

0.487

24.35

Red Bull

2

0.300

0.263

13.50

Flash Energy

2

0.208

0.182

9.10

Burn

2

0.305

0.265

9.13

Содержание витамина С в исследуемых энергетических напитках.

Вывод: Все исследуемые напитки действительно содержат аскорбиновую кислоту. Состав, указанный на этикетке, подтвердил только Adrenalin Rush, все остальные напитки показали более низкие значения.

Опыт 2. Определение глюкозы

Помещают в пробирку 1 мл энергетического напитка, добавляют 1 мл раствора гидроксида натрия и 1 мл раствора сульфата меди (II). Полученную смесь нагревают в пламени спиртовки. На наличие глюкозы указывает появление красно-бурого осадка оксида меди (I).

CH2 – (CHOH)4 – COH + Cu(OH)2 → CH2OH – (CHOH)4 – COOH + Cu2O↓ + H2O

Таблица 4.

Название энергетического напитка

Количество углеводов на 100 г напитка по этикетке

Результаты опыта

Adrenalin Rush

12,0

Среднее окрашивание краснобурого осадка

Flash Energy

11,9

Интенсивное окрашивание краснобурого осадка

Red Bull

11,3

Слабое окрашивание краснобурого осадка

Burn

14,3

Среднее окрашивание краснобурого осадка

Результаты анализа энергетических напитков на содержание глюкозы.

Вывод: исследования показали, что все энергетические напитки содержат углеводы. Употребление большого количества сахара пагубно сказывается на обмен веществ, состояние зубов и запрещается употреблять людям болеющие сахарным диабетом.

Опыт 3. Изучение органолептическим способом

Ориентируясь на органы чувств определить цвет, запах, энергетических напитков, изучить содержание этикеток.

Проведен сравнительный анализ напитков на основе, представленной на этикетке информации. Приведенные в табл.5 данные указаны в пересчете на 100 грамм напитка.

Таблица 5.

Энергетический напиток

Adrenalin Rush

Flash Energy

Burn

Red Bull

Энергетическая ценность

50 ккал

50 ккал

61 ккал

46 ккал

Углеводы

12.2 г

12.5 г

14.3 г

11.0 г

Белки

-

-

0.4 г

-

Таурин

240 мг

120 мг

+

120 мг

Кофеин

30.0 мг

27.0 мг

35 мг

31,2 мг

Витамин С

25 мг

+

25 мг

+

Витамин В2

-

0,5 мг

-

-

Витамин В3

-

6,0 мг

5.8 мг

8.0 мг

Витамин В5

-

1,5 мг

1.1 мг

2.0 мг

Витамин В6

0.8 мг

0,6 мг

0.6 мг

2.0 мг

Витамин В9

-

53 мкг

-

-

Витамин В12

-

-

0.28 мг

-

Консерванты

инозит

бензоат натрия

сорбат натрия,

инозитол

сорбат калия

Красители

бета-каротин

сахарный колер,

желтый хинолиновый

красная карамель

сахарный колер

Ароматизаторы

натуральные

идентичный натуральному – «тутти-фрутти»

натуральные и идентичные натуральным

натуральные и идентичные натуральным

Экстракт гуараны

-

-

+

-

Анализ энергетических напитков на основе этикеток органолептическим методом.

Вывод: напитки содержат сходный набор компонентов, наибольшей калорийностью обладает напиток Burn, он же содержит наибольшее количество углеводов и, единственный из всех напитков белки. Все напитки содержат консерванты, способствующие сохранности продукта, красители и ароматизаторы, которые придают напиткам нужную окраску и аромат, но могут оказывать отрицательное влияние на организм человека.

При изучении химического состава энергетических напитков было подтверждено наличие в них глюкозы, наибольшее содержание показано в напитке «Burn» согласно этикетке.

Опыт 4. Определение консервантов

В 4 банки наливаем следующие энергетические напитки: «Adrenalin Rush», «Flash Energy», «Burn», «Red Bull». Затем в каждую банку добавляем по несколько грамм дрожжей, на горлышко банки одеваем воздушный шарик. Банки с растворами оставляем на сутки. Были получены следующие результаты:

Таблица 6.

Название образца

Adrenalin Rush

Flash Energy

Burn

Red Bull

Наличие консервантов

(+/-)

+

+

+

+

Наличие консервантов в исследуемых энергетических напитках.

Вывод: в ходе данного опыта было экспериментально доказано, что все взятые энергетические напитки содержали консерванты, так как воздушные шарики не надулись, а как известно, консерванты подавляют реакции брожения углеводов. Однако наличие консервантов было указано на этикетке каждого напитка.

Опыт 5. Определение «натуральности» напитков

Натуральность исследуемых напитков можно определить по резульату их кипячения с содой. В четыре пробирки налили по 10 мл каждого из исследуемых растворов. Добавили в каждую пробирку по 3 грамма гидрокарбоната натрия. Затем нагревали в течении 10 минут: если напиток не изменяет цвет, это означает, что он полностью химический. Изменение цвета газировки показатель натуральности напитка. Результаты натуральности приведены в таблице 7, где «++» - интенсивное изменение цвета, «+» - слабое изменение цвета, «-» - изменений нет.

Таблица 7.

Название образца

Результат кипячения напитка

Срок годности, сутки

Adrenalin Rush

++

180

Flash Energy

++

180

Burn

++

180

Red Bull

++

180

Наличие натуральных компонентов состава.

Вывод: данный опыт показал, что в напитках содержаться натуральные компоненты, в большом количестве содержаться такие компоненты как кофеин и таурин, так же в «Adrenalin Rush» и «Burn» содержать экстракт женьшеня и гуараны.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ НАПИТКОВ

Несмотря на то, что энергетики допущены в продажу во многих странах, исследования влияния напитков на человека ведутся до сих пор, а последствия частого употребления энергетических напитков не скрываются, но и не особо афишируются. Есть опасения, что энергетики допущены в продажу по той простой причине, что не наносят вред мгновенно, а вот эффект отдаленного последействия практически не изучен.

Кроме того, бренды, производящие данный класс напитков, стараются все обставить таким образом, чтобы покупатели верили в то, во что они должны верить: безопасный тоник, придающий силы уставшему организму и позволяющие интенсифицировать деятельность мозга. Никто никогда не проводил исследований, позволяющих проверить совместимость энергетиков с различными лекарственными препаратами.

Для того, чтобы разобраться в этой ситуации, нужно отметить все плюсы и минусы энергетических напитков и определить правила их безопасного употребления.

Плюсы:

1. Энергетические напитки отлично поднимают настроение и стимулируют умственную деятельность.

2. Каждый может найти энергетический напиток по своим потребностям. В соответствии с их предназначением, энергетические напитки условно разделяют на группы: одни содержат больше кофеина, другие - витаминов и углеводов. «Кофейные» напитки подходят трудоголикам и студентам, которым приходится работать и учиться по ночам, а «витаминно-углеводные» - для активных людей, предпочитающих проводить свободное время в спортзале.

3. Энергетические напитки содержат комплекс витаминов и глюкозы. О пользе витаминов знают все. Глюкоза же быстро проникает в кровь, участвует в окислительных процессах и обеспечивает энергией мышцы, мозг и другие жизненно-важные органы.

4. Действие чашки кофе сохраняется 1 - 2 часа, действие энергетического напитка - часа 3 - 4. Кроме того, почти все энергетические напитки газированы, что ускоряет их действие.

5. Благодаря удобной упаковке энергетические напитки можно носить с собой и употреблять в любой ситуации, чего нельзя сказать о кофе или чае.

Минусы:

1. Энергетические напитки можно потреблять в строгом соответствии с дозировкой. Максимальная доза - 2 банки напитка в сутки. Превышение дозы может привести к повышению артериального давления или уровня содержания сахара в крови.

2. Энергетические напитки официально запрещены во Франции, Дании и Норвегии, где они продаются только в аптеках, так как считаются лекарством.

3. Витамины, которые содержатся в энергетических напитках, не могут заменить мультивитаминный комплекс.

4. Людям, страдающим от сердечных заболеваний, гипо- или гипертонии, не следует употреблять энергетические напитки.

5. Заявление, что энергетический напиток обеспечивает организм энергией, является голословным. Содержимое заветной банки только открывает путь к внутренним резервам организма, т.е. выполняет функцию ключа, вернее, отмычки. Другими словами, сам напиток никакой энергии не содержит, а только использует нашу собственную. Таким образом, мы используем собственные энергетические ресурсы, проще говоря, берем у себя энергию в долг. Однако рано или поздно этот долг придется вернуть с процентами в виде усталости, бессонницы, раздражительности и депрессии.

6. Как любой другой стимулятор, кофеин, который содержится в энергетических напитках, приводит к истощению нервной системы. Его действие сохраняется в среднем 3 - 5 часов, после чего организму нужен отдых. Кроме того, кофеин вызывает привыкание.

7. Энергетический напиток, содержащий сочетание глюкозы и кофеина, очень вреден для молодого организма.

8. Многие энергетические напитки содержат большое количество витамина В, вызывающего учащенное сердцебиение и дрожь в конечностях.

9. Поклонники фитнеса должны помнить о выдающихся мочегонных свойствах кофеина. Это значит, что после тренировки энергетический напиток пить нельзя, ведь в процессе тренировки мы и так теряем много жидкости.

10. В случае превышения допустимой дозы не исключены побочные эффекты: тахикардия, психомоторное возбуждение, повышенная нервозность, депрессия.

11. Энергетические напитки содержат таурин и глюкуронолактон. Содержание таурина в несколько раз превышает допустимый уровень, а количество глюкуронолактона, содержащееся в 2 банках напитка, превышает суточную норму почти в 500 (!) раз. Даже ученым неизвестно, как эти ингредиенты действуют на организм, и как они взаимодействуют с кофеином. Поэтому эксперты заявляют, что безопасность использования таких высоких доз таурина и глюкуронолактона еще не определена, что требует проведения дальнейших исследований. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Энергетики - проблема нашего времени. Бесконтрольное употребление энергетических напитков молодёжью может привести к передозировке кофеина и как следствие к летальному исходу. Доказано, что смертельная доза составляет 10г. За время работы я достигла трёх целей, а именно: Провела тестирование и узнала, используют ли ученики 9х классов энергетические напитки, изучила литературу, рассказывающую о влиянии энерготоников на организм, и провела химический анализ на выявление кофеина в некоторых тонизирующих напитках. Исследователями было замечено, что согласно проведенных опросов, 24% россиян являются регулярными потребителями энергетических напитков, причем 7% употребляют данный продукт ежедневно. По данным исследовательского холдинга «Ромир», еще 24% опрошенных пьют энерготоники не более одного раза в месяц. 52% опрошенных не пьют их вообще. Этот опрос проводился в сентябре 2011 года, было опрошено 1500 человек из городов свыше 100 тысяч. Возраст участников от 18 до 60 лет. Не следует забывать, что употребление энергетиков, особенно при приеме более одной порции в день, может сопровождаться побочными эффектами. Поэтому дети и подростки должны делать это только с разрешения родителей. Диабетики, лица с кардиологическими заболеваниями, неврологическими расстройствами, принимающие медицинские препараты, чье воздействие может модернизироваться продуктами с высоким гликемическим индексом, кофеином или иными стимуляторами, обязаны избегать энергетиков, кроме случаев, когда их прием рекомендован лечащим врачом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  1. http://www.alcopedia.ru/energy-drinks/history;

  2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BA;

  3. https://medportal.su/energeticheskie-napitki-energetiki-sostav-vred-vidy/;

  4. http://www.allaboutbeauty.ru/index.php?option=com_content&id=295&Itemid=425;

  5. http://provitaminki.com/eda/napitki/napitki-energetiki.html;

  6. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%84%D0%B5%D0%B8%D0%BD;

  7. http://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_789.htm;

  8. https://znaytovar.ru/new717.html.