Beverage osmolality as a marker for maintaining appropriate body hydration

Background. Osmolalities can be useful markers for determining whether given beverages are suited for maintaining an adequate hydration of the body. Losing 2% of body water relative to body mass reduces the efficiency of body function when undertaking physical effort by around 20%. Deficiencies in water intakes approaching 5-8% of body mass, double the impairment to the body’s physical and mental functioning, whereas at a level of 10% the body becomes incapable of performing any sort of physical effort. For such reasons the body’s hydration status is vital to its functioning. Objectives. To asses osmolalities as measured in various types of commercially available mineral waters and non-alcoholic beverages containing different amounts of extracts. Materials and Methods. Test materials were commercially available mineral waters (of low, medium and high mineral content) along with juices, nectars and drinks that are isotonic, energising and those described as being ‘light’ and sparkling. Osmolality was measured by the 800CL Osmometer instrument from TridentMed whilst the RL-type refractometer was used for determining extract values. Results. Isotonic drinks were found to have the same osmotic pressures as bodily fluids at 275 – 295 mOsm/kg water. The osmotic pressure in mineral waters depended on the extent of mineralisation and ranged from 13 mOsm / kg water (low mineral content) to 119 mOsm/kg water (high mineral content). Low osmolalities were also found in ‘light’ drinks (from 29.3 to 34 mOsm/kg water). Juices, nectars, energising drinks and colas typically have high sugar contents and have high osmolalities ranging 492 – 784 mOsm / kg water. Statistical analysis demonstrated significant associations (p < 0.05) between osmolalities and extract content in beverages as well as between osmolalities and mineral content in mineral waters. Upon factor analysis, it was possible to group the tested drinks according to similar osmolalities and extract content. Conclusions. Osmolalities measured in beverages are a marker that permits drinks to be classified into groups according to their tonicity and their ability to ensure that the body is properly hydrated; this becoming vital in cases when the body requires rapid body fluid replenishment.

Wprowadzenie. Wartość osmolalności napojów może być wykorzystana jako wskaźnik ich przydatności do właściwego nawadniania organizmu. Utrata wody w wysokości 2% w stosunku do masy ciała obniża wydolność fizyczną o około 20%. Niedobór wody sięgający 5-8% masy ciała powoduje dalsze zaburzenia wydolności fizycznej i psychicznej, a przy stracie wody do 10% masy ciała człowiek jest niezdolny do wykonywania jakiegokolwiek wysiłku fizycznego. Dlatego też kontrola stanu nawodnienia organizmu jest bardzo istotna. Cel. Celem badań była ocena zmierzonej osmolalności różnych wód mineralnych (nisko, średnio i wysoko zmineralizowanych) oraz soków, nektarów, napojów izotonicznych, energetyzujących, „light” i gazowanych zawierających różne zawartości ekstraktu ogółem (oBx). Materiał i metody. Materiał do badań stanowiły komercyjnie dostępne wody mineralne (nisko, średnio i wysoko zmineralizowane) oraz soki, nektary, napoje izotoniczne, energetyzujące i „light” oraz gazowane o różnej zawartości ekstraktu. Osmolalność oznaczono przy wykorzystaniu osmometru 800 CL firmy Trident Med., natomiast zawartość cukrów mierzono refraktometrem typu RL. Wyniki poddano analizie statystycznej wykorzystując program Statistica v. 12. Wyniki. Stwierdzono, że napoje izotoniczne charakteryzowały się typowym dla płynów ustrojowych ciśnieniem osmolalnym (275-295 mOsm/kg H2O). Ciśnienie osmolalne wód mineralnych zależało od stopnia ich mineralizacji i wahało się od 13 mOsm/kg H2O (nisko zmineralizowane) do 119 mOsm/kg H2O (wysoko zmineralizowane). Niską osmolalność wykazywały także napoje typu „light” (od 29,3 do 34 mOsm/kg H2O). Soki, nektary, napoje energetyzujące oraz napoje typu „cola” charakteryzujące się wysokim udziałem cukrów wykazywały wysoką osmolalność wynoszącą od 492 do 784 mOsm/kg H2O. Analiza statystyczna wyników wykazała, że istnieje istotna zależność (p < 0,05) pomiędzy osmolalnością a zawartością ekstraktu ogółem w napojach, a w wodach mineralnych pomiędzy osmolalnością a zawartością składników mineralnych. Analiza czynnikowa pozwoliła na pogrupowanie badanych napojów produkowanych przemysłowo wg podobnej osmolalności i zawartości ekstraktu ogółem na grupy o podobnej osmolalności i zawartości ekstraktu ogółem. Wnioski.. Osmolalności zmierzone w napojach są markerami, które pozwalają klasyfikować napoje według grup w zależności od ich toniczności i ich zdolności do zapewnienia, że organizm jest odpowiednio nawodniony. Staje się to niezbędne w przypadkach, gdy organizm wymaga szybkiego uzupełnienia płynu ustrojowego.