黑大蒜粗多糖緩解小鼠體力疲勞作用研究

杜 鵑 ， 徐 斌 ， 郗艷麗

(吉林醫(yī)藥學院公共衛(wèi)生學院 ， 吉林吉林132013)

黑大蒜粗多糖緩解小鼠體力疲勞作用研究

杜 鵑 ， 徐 斌 ， 郗艷麗

(吉林醫(yī)藥學院公共衛(wèi)生學院 ， 吉林吉林132013)

為探討黑大蒜粗多糖對運動訓練小鼠體力疲勞的緩解作用，以黑大蒜為原料，通過水提醇沉法獲得粗多糖，采用苯酚-硫酸法測定其中粗多糖含量為6.89 mg/g；將小鼠隨機分為空白對照組、運動訓練組、黑蒜多糖低、中、高劑量組，通過連續(xù)28 d的游泳訓練，建立小鼠運動訓練模型后，進行緩解體力疲勞試驗。結果表明，黑大蒜粗多糖能顯著延長小鼠力竭游泳時間，降低血清尿素氮和血乳酸含量，提高肝糖原和肌糖原水平，增強肝臟和腓腸肌SOD、T-AOC活力，減少脂質過氧化產物MDA含量。上述結果說明，黑大蒜粗多糖可提高運動訓練小鼠的運動耐力，增加糖原儲存，加速代謝產物清除，提高肝臟和肌肉抗氧化水平，具有明顯的體力疲勞緩解功能。

黑大蒜 ； 粗多糖 ； 小鼠 ； 抗疲勞

運動性疲勞是機體一種復雜且普遍的生理現(xiàn)象，通常由大負荷體力勞動或體育鍛煉造成，出現(xiàn)機體的生理生化功能改變，導致運動能力和原有工作能力的暫時性下降[1]。目前認為，疲勞的產生主要涉及代謝物積累、能量衰竭、內環(huán)境失衡、保護抑制及自由基等幾個方面，而緩解體力疲勞就是要延緩疲勞產生，加速疲勞消除[2-3]。長期以來，尋求安全有效的緩解體力疲勞、增強運動能力的天然功能食品，是運動營養(yǎng)學和食品科學領域的研究熱點。黑大蒜(black garlic)又名黑蒜、發(fā)酵黑蒜，是取新鮮生蒜，帶皮放入高溫、高濕的發(fā)酵箱內自然發(fā)酵60～90 d后制成的食品[4]。因發(fā)酵后呈黑褐色，口味甘甜而富于彈性，無生蒜的辛辣和異味，且營養(yǎng)豐富，自問世以來，廣受好評。目前有關黑蒜功效的研究，主要集中在提高免疫力、殺菌消炎、抗衰老、抗癌、調節(jié)血糖及預防心腦血管疾病等方面[5-6]，有關黑蒜對運動性疲勞的緩解作用少有報道。本試驗以提取的黑大蒜粗多糖作為研究對象，通過建立小鼠運動訓練模型，探討黑大蒜粗多糖對體力疲勞的緩解作用，以期為黑蒜資源開發(fā)和黑蒜多糖功效研究提供一定的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 黑大蒜由山東宏大食品股份有限公司提供；健康雄性昆明系小鼠，SPF級，體重 18～22 g，購自吉林大學白求恩醫(yī)學院動物實驗中心，許可證號：SCXK-吉2011-0005；糖原、乳酸、尿素氮、SOD、MDA和T-AOC試劑盒，均購自南京建成生物工程研究所。

1.2 主要儀器設備 JD-XSC小鼠恒溫游泳池(上海繼德教學實驗器械廠)；SuPerMax-3100酶標儀(上海閃譜生物科技有限公司)；紫外-可見分光光度計(日本島津公司)；C0036-HK低溫冷凍離心機(德國赫曼公司)；FZ102微型植物粉碎機(天津泰斯特儀器有限公司)；RE-52AA旋轉蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)。

1.3 黑大蒜粗多糖的提取及含量測定

1.3.1 樣品處理和粗多糖提取熱水浸提 黑大蒜去皮、切片，蒸餾水清洗，60 ℃恒溫干燥24 h，植物粉碎機粉碎，過60目篩，取2.00 g加入60 mL雙蒸水(30倍)，沸水提取2 h，室溫冷卻，過濾，得上清液減壓濃縮至30 mL。加入90 mL 95%乙醇至不再產生沉淀，靜置過夜，3 000 r/min離心10 min，留沉淀備用。Sevage法除蛋白：沉淀加雙蒸水復溶，定容至100 mL，加入25 mL Sevage試劑，磁力攪拌器強力攪拌25 min，3 500 r/min離心15 min，取上清。醇沉：取上清液加足量活性炭，搖勻靜置30 min后過濾，液體合并，減壓濃縮至30 mL，加入100 mL 95%乙醇，靜置過夜，3 500 r/min離心15 min，留沉淀60 ℃干燥12 h，即得黑大蒜粗多糖樣品。

1.3.2 粗多糖含量測定 采用苯酚-硫酸法，以葡萄糖為對照，于波長490 nm 處測定其吸光度值，并計算提取物中粗多糖含量。

1.4 實驗動物分組與給藥 60只雄性昆明系小鼠隨機分為5組，即空白對照組、運動訓練組和黑蒜多糖低、中和高劑量組，每組12只。黑蒜多糖低、中和高劑量組分別灌胃200 mg/kg體重、400 mg/kg體重和800 mg/kg體重的黑大蒜粗多糖提取液，空白對照組和運動訓練組灌服800 mg/kg體重蒸餾水，每日1次，連續(xù)給藥28 d。

1.5 試驗方法

1.5.1 小鼠運動訓練模型的建立 運動訓練組和黑蒜多糖各劑量組進行連續(xù)28 d的游泳訓練，小鼠恒溫游泳池水深45 cm，水溫(25±2)℃，每周訓練6 d后休息1 d。第1周每日游泳30 min，之后每周游泳時間遞增10 min。第28天灌胃1 h后，各組小鼠進行無負重力竭游泳，記錄力竭時間。小鼠游泳至力竭標準為：小鼠沉入水中不能自主浮上水面，時長達到8 s，并且撈出后放在平面上無法自主完成翻正反射。

1.5.2 血清尿素氮、血乳酸含量的測定 小鼠力竭游泳后，眼球取血，分離血清，分別按試劑盒說明書比色法測定血清尿素氮和血乳酸含量。

1.5.3 肝糖原、肌糖原含量測定 取血后脫臼處死小鼠，取肝臟和后腿腓腸肌，濾紙拭干、稱重后分別制備1%和5%組織勻漿，蒽酮-硫酸比色法測定肝糖原和肌糖原含量。

1.5.4 肝臟和腓腸肌SOD、MDA和T-AOC值測定 取小鼠肝臟和腓腸肌，黃嘌呤氧化酶法測定SOD活力；TAB法測定MDA含量；比色法測定T-AOC活力。

2 結果

2.1 黑大蒜粗多糖含量測定 葡萄糖標準曲線見圖1，得回歸方程y=18.571x-0.036(x：葡萄糖質量濃度，y：吸光度)，相關系數(shù)R2=0.9991。取黑大蒜粗多糖樣品液，于波長490 nm處測定吸光度值，代入回歸方程，計算其多糖平均含量為6.89 mg/g。

圖1 葡萄糖標準曲線

2.2 黑大蒜粗多糖對小鼠力竭游泳時間的影響 與未進行游泳訓練的空白對照組比較，運動訓練組力竭游泳時間明顯延長，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，說明運動訓練模型建模成功。與運動組比較，黑蒜多糖各劑量組力竭時間有延長的趨勢，中、高劑量組力竭時間較運動組明顯增加，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。由游泳時間增加率數(shù)據(jù)可知，運動訓練組和黑蒜多糖各劑量組的游泳時間增加率較對照組有遞增趨勢，中、高劑量組增加率達82.93%和87.82%(見表1)。

組別最長游泳時間/min力竭游泳時間/min游泳時間增加率/%空白對照組10696．10±8．77—運動訓練組135117．60±15．35?22．37黑蒜多糖低劑量組137125．90±8．32?31．01黑蒜多糖中劑量組210175．80±30．47?#82．93黑蒜多糖高劑量組228180．50±43．62?#87．82

*：與對照組比較，P<0.05； #：與運動組比較，P<0.05,下表同

2.3 黑大蒜粗多糖對小鼠血清尿素氮、血乳酸含量和肝糖原、肌糖原含量的影響 運動訓練組小鼠血清尿素氮、肝糖原和肌糖原含量顯著低于對照組，血乳酸含量顯著高于對照組(P<0.05)。與運動訓練組比較，黑蒜多糖各劑量組小鼠血清尿素氮和血乳酸含量均明顯降低，中、高劑量組血清尿素氮具有顯著差異，低、中、高劑量組血乳酸含量具有顯著差異(P<0.05)。灌胃黑蒜多糖后，低、中、高劑量組肝糖原和肌糖原水平較運動訓練組顯著升高(P<0.05)(見表2)。

2.4 黑大蒜粗多糖對小鼠肝臟和腓腸肌SOD、T-AOC活力和MDA含量的影響 與空白對照組相比，運動訓練組小鼠肝臟和腓腸肌的SOD和T-AOC活力均顯著降低，MDA含量顯著升高(P<0.05)。與運動訓練組相比，高劑量組肝臟和腓腸肌SOD活力顯著升高，中、高劑量組肝臟和腓腸肌T-AOC活力顯著升高，MDA含量顯著下降(P<0.05)(見表3)。

表2 黑大蒜粗多糖對小鼠血清尿素氮、血乳酸含量和肝糖原、肌糖原含量的影響 ±s，n=12)

組別SOD(U/mgprot)MDA(nmol/mgprot)T-AOC(U/mgport)肝臟腓腸肌肝臟腓腸肌肝臟腓腸肌空白對照組24．86±2．1826．63±2．342．48±0．442．38±0．484．22±0．364．38±0．28運動訓練組21．78±2．86?20．56±3．67?3．52±0．36?3．64±0．24?1．76±0．22?1．64±0．14?黑蒜多糖低劑量組21．42±3．0821．42±3．453．12±0．423．29±0．451．84±0．121．61±0．15黑蒜多糖中劑量組23．35±2．6723．18±2．832．94±0．52#3．10±0．31#2．62±0．24#2．89±0．31#黑蒜多糖高劑量組23．55±3．35#25．98±3．16#2．68±0．32#2．52±0．36#3．72±0．26#3．86±0．46#

3 討論

現(xiàn)代社會競爭激烈，人們的生活節(jié)奏也隨之加快，“疲勞”甚至“過勞”非常普遍。疲勞是機體復雜的生理生化狀態(tài)改變和機能失調，它不僅意味著原有運動和/或工作能力的暫時下降，同時又是機體發(fā)展到病理狀態(tài)的先兆[2]。疲勞的一種直接且客觀的反映指標是運動耐力測定，力竭游泳試驗結果表明，黑蒜多糖各劑量組力竭游泳時間有延長的趨勢，中、高劑量組力竭時間較運動組顯著延長(P<0.05)，說明黑大蒜粗多糖能夠提高小鼠的運動耐力，具有一定的延緩疲勞活性。

機體運動過程中，伴隨著肌肉的收縮與舒張，能量被不斷消耗，能源物質、代謝模式和代謝中間產物等都發(fā)生改變[3]。尿素氮形成于肝臟，作為蛋白質的代謝終產物，通過血液運輸再由腎臟排泄；乳酸是無氧糖酵解的產物，不及時清除會導致內環(huán)境紊亂；肝/肌糖原的儲備水平則關系到疲勞產生速度及程度。本試驗中，黑蒜多糖各劑量組小鼠血清尿素氮和血乳酸含量較運動組顯著降低，肝/肌糖原水平較運動組顯著升高(P<0.05)，說明黑大蒜粗多糖一方面可減少肝臟尿素氮生成及乳酸在肌肉中的堆積，加速代謝產物清除，促進疲勞恢復；另一方面可減緩運動后肝/肌糖原消耗并增加其儲備，進而延緩疲勞產生，提高運動能力。

有關疲勞的發(fā)生機制，目前有多種學說，自由基學說是其中之一。該學說認為疲勞的產生是因為自由基攻擊線粒體等生物膜，膜流動性受損后出現(xiàn)能量代謝紊亂，進而導致疲勞[7]。本試驗結果顯示，高劑量組肝臟和腓腸肌SOD活力，中、高劑量組肝臟和腓腸肌T-AOC活力均較運動組顯著升高，中、高劑量組MDA含量較運動組顯著下降(P<0.05)，說明黑大蒜粗多糖能夠提高實驗動物體內部分抗氧化酶活力，清除脂質過氧化產物，降低生物膜受損程度，抑制能量代謝紊亂，從而延緩疲勞的產生。

[1] 劉恩崎，李華，巫永華，等．黑豆肽的抗氧化活性與緩解體力疲勞作用[J]．食品科學，2013，34(11)：273-277．

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[4] 雷逢超，郝果，朱黎，等．黑蒜的營養(yǎng)價值及保健作用的研究進展[J]．食品工業(yè)科技，2012，33(13)：429-432．

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Effect of Polysaccharide from Black Garlic on the Physical Fatigue-relieving in Mice

DU Juan ， XU Bin ， XI Yan-li

(Department of Public and Health，Jilin Medical College，Jilin 132013，China)

To study the effects of polysaccharide from black garlic on the phydical fatigue-relieving in mice， the content of polysaccharide from black garlic was first determined by phenol sulfuric acid method at 6.89 mg/g.Sixty male mice were divided into control group, exercise training group, low, medium and high dose group of black garlic. Black garlic polysaccharide significantly prolonged the swimming time, reduced the serum urea nitrogen and blood lactic acid content, increased the content of hepatic glycogen and muscle glycogen, improved liver and gastrocnemius muscle SOD and T-AOC activity, and reduced the content of MDA. Black garlic polysaccharide could improve exercise tolerance, increase glycogen storage and improve the antioxidant capacity of liver and muscle. Black garlic polysaccharide shows antifatigue function.

black garlic ； polysaccharide ； mice ； antifatigue

2017-03-23

吉林省科技發(fā)展計劃項目(20170623093-10TC)；吉林省衛(wèi)生計生科研計劃(2015Z070)

杜鵑(1978-)，女，副教授，碩士，研究方向為營養(yǎng)相關慢性病防治，E-mail：huyuqi777@163.com

R151.3

A

0529-6005(2017)07-0092-03