Worauf kommt es bei der Entwicklung von Elektrolytgetränken an?

Yvonne Braun, Functional Lead Product Development, SternVitamin, im Labor

Von hypotonisch bis hypertonisch: funktionelle Getränke mit Elektrolyten

Hydration beschreibt im Kontext der menschlichen Gesundheit die Aufrechterhaltung eines ausgeglichenen Flüssigkeitshaushaltes. Der Begriff wurde unter anderem durch das Marktforschungsinstitut Innova Market Insights geprägt, die das Thema zu einem der Top 10 Trends in der Getränke- und Lebensmittelindustrie im Jahr 2024 ausgerufen haben.

Dieser wachsende Markt bietet vielfältige Chancen, stellt viele Getränkehersteller allerdings auch vor technische Herausforderungen: Die Stabilität und die Löslichkeit der Mikronährstoffe sowie der Geschmack und das Einstellen der gewünschten Osmolarität sind für eine erfolgreiche Produktentwicklung entscheidend.

Was sind Elektrolyte?

Elektrolyte sind Mineralstoffe wie Natrium, Kalium, Kalzium und Magnesium, die in Flüssigkeiten gelöst elektrische Ladungen tragen. Ungelöst liegen diese Mineralstoffe in Form von Salzen wie zum Beispiel Natriumchlorid vor. Eine ausreichende Versorgung mit diesen Mineralstoffen ist essenziell, um zahlreiche Körperfunktionen aufrechtzuerhalten: darunter die Energieproduktion, die Muskelkontraktion und die Übertragung von Nervenimpulsen.

Eine zentrale Rolle spielen Elektrolyte außerdem bei der Regulierung des Flüssigkeitshaushaltes: Basierend auf dem osmotischen Druck ziehen Elektrolyte wie Natrium und Kalium Wasser an und helfen, das Wasservolumen in den Zellen und im Blut aufrechtzuerhalten. Bei hoher Elektrolytkonzentration diffundiert Flüssigkeitin die Zelle; bei niedriger Konzentration hingegen strömt Wasser heraus.

Neben der Zufuhr von Flüssigkeit ist daher auch die ausreichende Versorgung mit Elektrolyten von Bedeutung für einen ausgewogenen Flüssigkeitshaushalt. Elektrolytgetränke bieten beides in einem. Die Konzentration der Teilchen im Getränk (Osmolarität) bestimmt darüber hinaus die Funktionalität des Getränks. Diese hängt vorrangig von dessen Zuckergehalt ab, Elektrolyte tragen jedoch auch dazu bei. So kann zwischen hypotonen, isotonen und hypertonen Getränken unterschieden werden.

Entgegen der häufigen Annahme, dass isotonische Getränke die beste Wahl zum Ausgleich des Flüssigkeitshaushaltes sind, zeigten Studien, dass hypotone Getränke dafür am besten geeignet sind – zumindest während körperlicher Anstrengung.

Definition Osmose

Osmose ist ein natürlicher Prozess, bei dem Wasser dazu neigt, sich von Bereichen mit weniger gelösten Stoffen zu Bereichen mit mehr gelösten Stoffen zu bewegen, um ein Gleichgewicht herzustellen.

In Bezug auf unsere Körperzellen bedeutet das: Wenn die Flüssigkeit außerhalb der Zelle mehr gelöste Stoffe (z. B. Elektrolyte) enthält als innen, zieht sie Wasser aus der Zelle heraus. Ist es umgekehrt, strömt Wasser in die Zelle hinein. Dieser Wasserfluss ist entscheidend, um den Flüssigkeitshaushalt in unseren Zellen zu regulieren und ihre Funktionen aufrechtzuerhalten.

Wie die Teilchenkonzentration die Funktion von Getränken definiert

Die Bezeichnungen hypoton, isoton und hyperton charakterisieren die Konzentration gelöster Stoffe in einem Getränk im Verhältnis zu menschlichem Blut:

Hypotone Getränke haben eine geringere Konzentration von gelösten Teilchen als Blut, was zu einer schnellen Aufnahme führt und sie ideal für einen schnellen Ausgleich des Flüssigkeitshaushalts macht.

Isotone Getränke haben eine ähnliche Teilchenkonzentration wie das Blut und sorgen für einen schnelleren Ausgleich von Energie- und Flüssigkeitsverlusten. Sie eignen sich für sportlich aktive Menschen und Menschen, die viel in Bewegung sind.

Hypertone Getränke haben eine höhere Teilchenkonzentration als das Blut, was sie eher für die Energieversorgung als für einen schnellen Ausgleich des Flüssigkeitshaushalts geeignet macht.

Herausforderungen bei der Produktentwicklung

In der modernen Getränkeindustrie sind Elektrolyte ein spannendes Thema für die Entwicklung neuer Produkte. Dabei bieten Mikronährstoff-Premixe eine gute Möglichkeit, die Entwicklung und Herstellung wesentlich zu vereinfachen. Im Fall der Elektrolytgetränke erlaubt der Einsatz von Premixen den Zusatz aller gewünschten Mineralstoffe durch nur eine zusätzliche Komponente. Yvonne Braun, Functional Lead Product Development bei SternVitamin, ist seit mehr als zehn Jahren in der Getränkeindustrie tätig und hat mit uns über die Herausforderungen bei der Entwicklung von Elektrolyt-Getränken gesprochen. Sie gibt Einblicke in ihre langjährige Erfahrung mit der Entwicklung von Mikronährstoff-Premixen für Getränke.