抗疲勞小麥肽運(yùn)動(dòng)能量膠的研發(fā)及作用分析

董煜

（北京石油化工學(xué)院，北京102617）

抗疲勞小麥肽運(yùn)動(dòng)能量膠的研發(fā)及作用分析

董煜

（北京石油化工學(xué)院，北京102617）

采用小麥肽為主要原料開發(fā)一種運(yùn)動(dòng)食品能量膠，主要用于預(yù)防和緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞。研究結(jié)果證明制備的能量膠具有良好的品質(zhì)，在小鼠運(yùn)動(dòng)模型中可以有效預(yù)防和緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞，在自愿者運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，能量膠可以有效預(yù)防和緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞，并具有足夠的安全性，具有良好的開發(fā)前景。

小麥肽；能量膠；運(yùn)動(dòng)性疲勞；小鼠實(shí)驗(yàn)；自愿者實(shí)驗(yàn)

疲勞已經(jīng)成為困擾我國人民的主要社會(huì)問題，據(jù)調(diào)查研究結(jié)果顯示，我國目前有30%以上的人群處于疲勞或亞疲勞狀態(tài)[1]。適度運(yùn)動(dòng)可以有效改善身體狀態(tài)，達(dá)到緩解疲勞的目的[2]，但是受到商業(yè)化的影響，大量組織機(jī)構(gòu)廣泛推廣馬拉松運(yùn)動(dòng)，部分未經(jīng)訓(xùn)練人員報(bào)名參賽后造成運(yùn)動(dòng)過度，形成運(yùn)動(dòng)性疲勞，導(dǎo)致機(jī)體肌肉發(fā)生損傷，以及代謝產(chǎn)物無法通過休息等方式清除，對(duì)健康產(chǎn)生危害，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生生命危險(xiǎn)[3-4]。延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞發(fā)生，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性疲勞恢復(fù)一直是營養(yǎng)學(xué)和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，因此進(jìn)行抗疲勞功能食品開發(fā)要考慮必須氨基酸和能量的攝入，同時(shí)開發(fā)食品應(yīng)具有增強(qiáng)機(jī)體神經(jīng)活力、酶活力、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和抗氧化的功效[5-6]。功能性多肽具有多種生物學(xué)功能，來源廣泛易提取和易加工，遠(yuǎn)勝于其他抗疲勞因子。從經(jīng)濟(jì)性、吸收效率和生物學(xué)功能的角度上考慮，功能性多肽成為近年來抗疲勞功能性食品研發(fā)的主要原料[7]。小麥肽屬于功能性多肽，來源于小麥蛋白，其可以為人體提供一般蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用，同時(shí)具有多種生物學(xué)功能，已知其具有維持神經(jīng)纖維活性、緩解機(jī)體疲勞和提高運(yùn)動(dòng)能力的作用，已經(jīng)成為抗疲勞研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)[8]。本研究以小麥肽為主要原料，開發(fā)一種自主配方的能量膠，供參與馬拉松等耐力運(yùn)動(dòng)的自愿者服用，以期為小麥肽能量膠的進(jìn)一步研究提供參考。

1材料與方法

1.1主要原輔料

糖、乳清蛋白、淀粉、食鹽等均購買自上海昕宜食品輔料有限公司。含鎂（100mg/g）、鐵（50 mg/g）、鉀（30mg/g）、鈉（40mg/g）、的礦物質(zhì)營養(yǎng)補(bǔ)充粉劑購買自修正藥業(yè)；Alcalase堿性蛋白酶：購自天津潤祥生物科技有限公司；Sephadex G-15、離子交換樹脂：購自北京索萊寶科技有限公司。

1.2主要儀器

CH1006恒溫水浴鍋：蘇州江東精密儀器；3100/ FpH計(jì)：OHAUS公司；DM8L超大容量高速離心機(jī)：長沙湘銳；GE AKTA Pure蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)：GE公司；HF-3800全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀：海力孚；AMS-300全自動(dòng)血液生化分析儀：北京奧普森；LGJ-10C真空冷凍干燥機(jī)：北京四環(huán)科學(xué)儀器廠。

1.3方法

1.3.1小麥肽的提取

采用酶解法提取小麥肽，具體方法參考文獻(xiàn)[9]，采用Alcalase堿性蛋白酶（15×104U/g），在58℃，pH9.2條件下作用120min。將水解液進(jìn)行離心（8 000 r/min，30min）收集上清液，經(jīng)過Sephadex G-15和離子交換樹脂進(jìn)行精細(xì)純化，采用真空冷凍干燥制成干粉，備用。

1.3.2能量膠制備工藝

小麥肽（10 g）、糖（2 g）、乳清蛋白（3 g）、礦物質(zhì)營養(yǎng)補(bǔ)充粉劑（0.5 g）以及淀粉（2 g）。將原料充分混合，緩慢加入純凈水?dāng)嚢瑁訜嶂?0℃繼續(xù)攪拌至充分溶解，采用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)后無菌分裝，100 mL包裝1袋，滅菌（超高壓瞬時(shí)殺菌，131℃，7 s）后立即封裝，室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3品質(zhì)鑒定

從大一至大四的學(xué)生中，每個(gè)年級(jí)選取10人組成一個(gè)鑒定組，共4組，評(píng)估能量膠的口感、氣味、色澤、酸度和甜度評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：品質(zhì)優(yōu)為5分；品質(zhì)良為4分；品質(zhì)中為3分；品質(zhì)較差為2分；品質(zhì)差為1分。統(tǒng)計(jì)各個(gè)鑒定組的品質(zhì)評(píng)分，對(duì)能量膠的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。

1.4小鼠實(shí)驗(yàn)

1.4.1小鼠運(yùn)動(dòng)型疲勞模型

選擇昆明鼠40只，隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，每組20只，雌雄各半，體重均為（20±1）g。兩組小鼠均進(jìn)行精心分盒飼養(yǎng)，不可飼喂除飼料外其他食品。實(shí)驗(yàn)組小鼠每日服用1次，每次1 g，對(duì)照組服用生理鹽水作為對(duì)照，連續(xù)服用4周后進(jìn)行負(fù)重游泳訓(xùn)練。具體的訓(xùn)練計(jì)劃如下，連續(xù)服用能量膠4周后，選擇專用游泳箱，控制水溫為26℃，水深深度超過40 cm，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)小鼠在尾部負(fù)重5%體重鐵皮，記錄小鼠入水到沉入水3 s以上的時(shí)間，作為停止實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

1.4.2檢測指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，兩組小鼠均進(jìn)行眼球采血，分離血清后進(jìn)行血清尿素氮、肝糖原和血乳酸測定。

1.4.3安全性分析

在實(shí)驗(yàn)全程中對(duì)小鼠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如發(fā)生任何不良反應(yīng)事件應(yīng)及時(shí)記錄。

1.5自愿者實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

1.5.1自愿者選擇

選擇報(bào)名參加2016年北京馬拉松比賽的人員為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，共入選20人，入選標(biāo)準(zhǔn)為：男性，年齡25歲～35歲，常規(guī)體檢各項(xiàng)指標(biāo)正常，無任何疾病。隨機(jī)分成試驗(yàn)組和對(duì)照組兩組，每組10人，在馬拉松比賽開始1個(gè)月前開始試驗(yàn)。

1.5.2實(shí)驗(yàn)方案

開始連續(xù)4周的馬拉松備賽訓(xùn)練，聘請(qǐng)專業(yè)教練和醫(yī)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行指導(dǎo)。每日馬拉松相關(guān)訓(xùn)練項(xiàng)目訓(xùn)練時(shí)間不低于4 h，訓(xùn)練強(qiáng)度較大。試驗(yàn)組自愿者每日訓(xùn)練中期服用能量膠1袋，并在馬拉松比賽過程中服用4袋，對(duì)照組自愿者每日服用同等包裝純凈水1袋，并在馬拉松比賽過程中服用4袋純凈水。

1.5.3檢測指標(biāo)

在實(shí)驗(yàn)開始的第一天未進(jìn)行訓(xùn)練和馬拉松比賽結(jié)束后的第二日清晨兩組自愿者均空腹采集靜脈血10mL，采用全自動(dòng)生化分析儀測定所有血清樣本中的疲勞相關(guān)生化指標(biāo)，包括尿素氮（BUN）、尿激酶（CK）、葡萄糖（GLU）、堿性磷酸激酶（AKP）、肌酐（CREA）、乳酸脫氫酶（LDH）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）。同時(shí)采用全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀測定所有血液樣本的疲勞相關(guān)血液指標(biāo)，包括血小板（PLT）、紅細(xì)胞分布寬度（RDW）、白細(xì)胞數(shù)（W-SCC）、白細(xì)胞比率（WSCR）、平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度（MCHC）、平均紅細(xì)胞血紅蛋白量（MCH）、平均紅細(xì)胞體積（MCV）、紅細(xì)胞壓積（HCT）、血紅蛋白含量（HB）、紅細(xì)胞數(shù)量（RBC）和白細(xì)胞數(shù)量（WBC）。

1.5.4不良反應(yīng)事件分析

在實(shí)驗(yàn)全程對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的自愿者進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，如發(fā)生任何不良反應(yīng)事件需采取措施治療，并進(jìn)行仔細(xì)記錄。

1.6數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析均采用spss18.0，計(jì)量資料進(jìn)行采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果與分析

2.1能量膠品質(zhì)評(píng)估

我們采用4個(gè)來自學(xué)生的鑒定組，對(duì)制備的小麥肽能量膠的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。如表1所示，通過對(duì)口感、氣味、色澤、酸度和甜度5個(gè)項(xiàng)目評(píng)分，4組各項(xiàng)評(píng)分均超過4.5分，具有較佳品質(zhì)。

表1 能量膠品質(zhì)評(píng)分Tab le1 Energy gelquality evaluation

2.2小鼠疲勞指標(biāo)分析

通過小鼠運(yùn)動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)，我們比較實(shí)驗(yàn)前后兩個(gè)階段小鼠血清中血尿素氮、肝糖原和血乳酸的含量，結(jié)果如表2所示。

試驗(yàn)組小鼠實(shí)驗(yàn)前后3項(xiàng)疲勞相關(guān)指標(biāo)未發(fā)生降低現(xiàn)象，而對(duì)照組小鼠實(shí)驗(yàn)前后3項(xiàng)疲勞相關(guān)指標(biāo)下降明顯（P＜0.05）。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，比較兩組小鼠3項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值，試驗(yàn)組小鼠顯著高于對(duì)照組小鼠，證明試驗(yàn)組小鼠疲勞程度較低。

表2 小鼠疲勞相關(guān)指標(biāo)分析Table2 The related param etersof fatigueanalysis inm ice mg/mL

2.3自愿者血清疲勞相關(guān)生化指標(biāo)檢測結(jié)果分析

通過分析自愿者的血清中疲勞相關(guān)指標(biāo)，對(duì)自愿者的疲勞程度進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。

表3 自愿者血清疲勞相關(guān)指標(biāo)檢測結(jié)果分析Table3 Analysis the test resultsof volunteer’sserum fatigue related index

實(shí)驗(yàn)前后試驗(yàn)組自愿者血清中的疲勞相關(guān)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)程度顯著低于對(duì)照組自愿者，證明對(duì)照組自愿者疲勞程度顯著增高（P＜0.05）。

2.4自愿者血液疲勞相關(guān)指標(biāo)檢測結(jié)果分析

通過分析自愿者的血液細(xì)胞的各項(xiàng)數(shù)值，對(duì)自愿者的疲勞程度進(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示。

表4 自愿者血液疲勞相關(guān)指標(biāo)檢測結(jié)果分析Table4 Volunteer b lood related param etersof fatigue test resultsanalysis

實(shí)驗(yàn)前后試驗(yàn)組自愿者血液細(xì)胞的各項(xiàng)數(shù)值略有增加，相對(duì)于對(duì)照組其波動(dòng)程度較小，再次證明對(duì)照組自愿者疲勞程度顯著增高（P＜0.05）。

2.5安全性分析

在小鼠實(shí)驗(yàn)和自愿者實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中均對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的健康采用嚴(yán)格監(jiān)控，均未發(fā)生任何不良反應(yīng)事件，證明所制備的小麥肽能量膠具有足夠的安全性。

3結(jié)論與討論

對(duì)小麥蛋白進(jìn)行精加工可以制得具有活性的小麥肽，大量的研究證明，小麥肽具有吸收效率高，活性穩(wěn)定的特點(diǎn)，在多種生命活動(dòng)中發(fā)揮功能活性，如抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、恢復(fù)體能、增強(qiáng)體力等。將小麥肽加入食品供運(yùn)動(dòng)過程服用，可以顯著縮短或抑制體內(nèi)出現(xiàn)的“負(fù)氮平衡”現(xiàn)象[10]。目前國內(nèi)關(guān)于以小麥肽為原料制備抗運(yùn)動(dòng)性疲勞食品的研究開展較少，僅有少數(shù)研究對(duì)小麥肽的功能活性進(jìn)行研發(fā)。在研究方法上，小麥肽抗疲勞研究的小鼠動(dòng)物模型已經(jīng)被廣泛采用，而采用自愿者的方法尚屬新穎。本研究對(duì)小鼠和自愿者均開展為期4周的大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，對(duì)實(shí)驗(yàn)組研究對(duì)象補(bǔ)充小麥肽能量膠，分別測定小鼠和自愿者血液中的疲勞相關(guān)指標(biāo)，證明小麥肽能量膠對(duì)小鼠和人體運(yùn)動(dòng)疲勞程度的有緩解作用，本研究為開發(fā)小麥肽能量膠在運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用提供有效的理論參考。

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Development and Function Analysis of Anti-fatigueW heat Peptide Energy Gel

DONGYu
（Beijing Institute ofPetrochemical Technology，Beijing 102617，China）

Wheat peptidewas themain ram material to develop a sport plastic food energy，primarily used to prevent and relieve exercise-induced fatigue.The results showed that the energy gel prepared that had good quality and could effectively prevent and relieve exercise-induced fatigue in themousemovementmodel.It could effectively prevent and alleviate exercise-induce fatigue in volunteer exercise test，and have sufficient safety.Therefore，ithave thegood developmentprospect.

wheatpeptide；energy gel；exercise-induced fatigue；mice test；volunteer test

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.05.031

2016-10-26

董煜（1987—），女（漢），講師，碩士，研究方向：體育教學(xué)與訓(xùn)練。