長白山元蘑運動飲料的研制及對大鼠運動后糖原影響

陳軍，趙錦錦

（1.南京工業(yè)大學(xué)，江蘇南京211800；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春130000）

長白山元蘑運動飲料的研制及對大鼠運動后糖原影響

陳軍1，趙錦錦2

（1.南京工業(yè)大學(xué)，江蘇南京211800；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春130000）

以長白山元蘑為主要原料研制運動飲料，采用單因素和響應(yīng)面試驗優(yōu)化其最佳工藝參數(shù)，并研究長白山元蘑運動飲料對大鼠有氧運動后糖原恢復(fù)情況的影響。結(jié)果表明，最佳工藝配方為長白山元蘑汁添加量為12.5%、蔗糖添加量7.6%、檸檬酸添加量2.3%，在此工藝條件下，長白山元蘑運動飲料感官評分值為98.85分。大鼠試驗表明，服用長白山元蘑運動飲料運動后大鼠糖原含量比服用普通長白山元蘑運動飲料后運動組顯著增加，說明長白山元蘑運動飲料能夠快速恢復(fù)運動后大鼠的肝糖原和肌糖原含量水平，對運動后機體快速恢復(fù)具有良好的效果。

長白山元蘑；飲料；有氧運動；糖原

元蘑，學(xué)名是亞側(cè)耳，又被稱為黃蘑，在食用菌中具有重要地位[1]。元蘑子實體肉多，味道鮮美，營養(yǎng)多，即可鮮品用，又可將其干制，食用價值非常高[2-3]。長白山元蘑中含有大量的營養(yǎng)成分，如多種氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)以及元蘑多糖，有專家研究表明，長白山元蘑是極少數(shù)不能人工培育的食用菌之一[4]，含有人體必須的多種氨基酸和維生素，經(jīng)常食用長白山元蘑有增強機體免疫力，抗氧化，抗疲勞等功效[5-6]，長白山元蘑性甘、溫，還具有藥用活性，有舒筋活絡(luò)、清熱祛濕，預(yù)防癌癥、腫瘤等作用[7]，目前長白山元蘑一般主要以干制銷售[8]，深加工的食品幾乎沒有，針對機體長時間有氧運動中消耗大量的糖原能量，需要及時予以補給，本研究采用長白山元蘑為主要原料，再加入蔗糖、檸檬酸等調(diào)配出運動飲料，再通過大鼠試驗，分析其對大鼠有氧運動后糖原恢復(fù)作用的影響，旨在為運動員開發(fā)出促進糖原快速恢復(fù)的產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

長白山元蘑：撫松縣福順土特產(chǎn)有限公司；蔗糖：廣州華糖食品有限公司；檸檬酸：蘇州源立化工有限公司；大鼠：合格證編號為 SCXK-（吉）2015-0014，由吉林大學(xué)動物中心提供，體重220 g~230 g，每天服用正常飼料，由美國Reserach Diets公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

CFXB-1型電磁爐：星光電器（深圳）有限公司；FUER1000-25型高壓均質(zhì)機：溫州萬喜機械科技有限公司；TY-150型灌裝機：廣州騰躍機械制造有限公司；XFS-280A型滅菌鍋：上虞市索普儀器制造有限公司；LPW型電子計重秤：凱豐集團有限公司。

1.3 方法

1.3.1 長白山元蘑汁的制取

稱取一定量的離心脫水后的長白山元蘑，將其放入不銹鋼鍋內(nèi)，加入水的重量為長白山元蘑重量的10倍，煮沸后維持30 min，進行浸提，過濾，得長白山元蘑汁，備用。

1.3.2 長白山元蘑運動飲料工藝流程

1.3.3 長白山元蘑運動飲料單因素試驗

1.3.3.1 長白山元蘑汁添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

在蔗糖添加量8%、檸檬酸添加量2.4%的條件下，長白山元蘑汁添加量分別為8%、10%、12%、14%、16%，以長白山元蘑運動飲料感官評分為考核指標(biāo)，考察長白山元蘑汁添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響。

1.3.3.2 蔗糖添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

在長白山元蘑汁添加量12%、檸檬酸添加量2.4%的條件下，蔗糖添加量分別為4%、6%、8%、10%、12%，以長白山元蘑運動飲料感官評分為考核指標(biāo)，考察蔗糖添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響。

1.3.3.3 檸檬酸添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

在蔗糖添加量8%、長白山元蘑汁添加量12%的條件下，檸檬酸添加量分別為2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%，以長白山元蘑運動飲料感官評分為考核指標(biāo)，考察檸檬酸添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響。

1.3.4 長白山元蘑運動飲料最佳工藝配方的確定

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以長白山元蘑汁添加量（X1）、蔗糖添加量（X2）、檸檬酸添加量（X3）為影響因素，以長白山元蘑運動飲料感官評分（Y）為響應(yīng)值，通過Box-Benhnken中心組合試驗和響應(yīng)面分析法確定長白山元蘑運動飲料的最佳工藝配方。試驗設(shè)計因素水平見表1。

1.3.5 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

請30名有食用菌運動飲料感官評分經(jīng)驗的專家進行評分，以色澤（10分）、氣味（20分）、組織狀態(tài)（30分）和口感（40分）為指標(biāo)[9-10]，共100分，具體標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表1 因素水平表Table 1 The table of factor level

表2 飲料感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The scoring criteria of drinks sensory

1.3.6 動物與分組[11]

取健康雄性SD大鼠80只，將其隨機分為對照組（I）、普通礦泉水+運動組（II）、小劑量長白山元蘑運動飲料+運動組（III）、大劑量長白山元蘑運動飲料+運動組（IV），共4組，每組20只。對照組每日正常飼養(yǎng)，不進行運動和服用其他食物；運動+普通礦泉水、小劑量長白山元蘑運動飲料+運動組、大劑量長白山元蘑運動飲料+運動組每天按照有氧運動方案進行運動且服用長白山元蘑運動飲料，定量控制劑量分別為3 g/kg·d和6 g/kg·d，對照組服用等量礦泉水。

1.3.7 運動方案、采樣及測試

有氧運動方案：參考Wang等訓(xùn)練模型[12]，大鼠開始進行跑臺適應(yīng)性訓(xùn)練（10 m/min~15 m/min，30 min/d，共 5 d）。之后以 16 m/min（50%VO2max~60%VO2max）運動60 min/d，5 d/周，共8周。第8周結(jié)束后，對照組（I）、普通礦泉水+運動組（II）、小劑量長白山元蘑運動飲料+運動組（III）、大劑量長白山元蘑運動飲料+運動組（IV）SD大鼠均進行腹腔注射1%戊巴比妥鈉麻醉，然后取肝、腓腸肌組織進行肝糖原、肌糖原含量測定[13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 長白山元蘑運動飲料工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果

2.1.1 長白山元蘑汁添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

長白山元蘑汁添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響見圖1。

圖1 長白山元蘑汁添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響Fig.1 Effects of the addiction of Changmai Mountain mushroom juice on the sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drinks

根據(jù)圖1可知，當(dāng)長白山元蘑汁添加量為8%時，長白山元蘑運動飲料感官評分最低，隨著長白山元蘑汁的增多，長白山元蘑運動飲料感官評分逐漸升高，當(dāng)長白山元蘑汁添加量增大到12%時，感官評分達(dá)到最高，繼續(xù)增大后感官評分幾乎不變，說明元蘑汁添加量為12%已經(jīng)達(dá)到口感以及色澤、口味的要求，繼續(xù)增加對感官評分無影響，又考慮到產(chǎn)品成本問題，選擇長白山元蘑汁添加量為10%、12%、14%為響應(yīng)面試驗研究水平。

2.1.2 蔗糖添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

蔗糖添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分影響見圖2。

圖2 蔗糖添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分影響Fig.2 Effect of sucrose addition on sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drinks

根據(jù)圖2可知，當(dāng)蔗糖添加量為4%時，長白山元蘑運動飲料感官評分最低，隨著蔗糖的增多，長白山元蘑運動飲料感官評分逐漸升高，當(dāng)蔗糖添加量增大到8%時，感官評分達(dá)到最高，繼續(xù)增大后感官評分下降，原因可能是蔗糖過多后，長白山元蘑運動飲料甜度過大，從而影響感官評分，因此，選擇蔗糖添加量為6%、8%、10%為響應(yīng)面試驗研究水平。

2.1.3 檸檬酸添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

檸檬酸添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響Fig.3 Effect of citric acid addition on sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drinks

根據(jù)圖3可知，當(dāng)檸檬酸添加量為2.0%時，長白山元蘑運動飲料感官評分最低，隨著檸檬酸的增多，長白山元蘑運動飲料感官評分逐漸升高，當(dāng)檸檬酸添加量增大到2.4%時，感官評分達(dá)到最高，繼續(xù)增大后感官評分呈現(xiàn)明顯下降趨勢，原因可能是當(dāng)檸檬酸添加量超過2.4%時，長白山元蘑運動飲料酸度過大，口感下降，導(dǎo)致長白山元蘑運動飲料感官評分下降。因此，選擇檸檬酸添加量為2.2%、2.4%、2.6%為多因素研究水平。

2.2 長白山元蘑運動飲料工藝配方的優(yōu)化

2.2.1 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建與檢驗

根據(jù)單因素分析結(jié)果，選擇長白山元蘑汁添加量（X1）、蔗糖添加量（X2）、檸檬酸添加量（X3）為因素變量，以長白山元蘑運動飲料感官評分（Y）為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計原理進行分析，結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Response surface design and results

采用Design-Expert8.0.6軟件對表3進行方差分析及顯著性檢驗，得到以感官評分為函數(shù)，關(guān)于各因素編碼值的回歸方程為：

對該模型進行顯著性檢驗，可得到方差分析見表4，模型的可信度分析見表5。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression equation

續(xù)表4 回歸模型方差分析Continue table 4 Variance analysis of regression equation

表5 回歸模型可信度分析Table 5 Reliability analysis for the established regression model

根據(jù)表4、表5，感官評分回歸方程極顯著。模型與實際值擬合效果好，能夠代替實測值對試驗結(jié)果做分析，R2=0.985 6，說明該模型能夠反映98.56%的函數(shù)值，變異系數(shù)較小。R2Adj=0.967 1，說明預(yù)測值與實測值高度相關(guān)。長白山元蘑汁添加量X1對感官評分影響極顯著，蔗糖添加量X2對感官評分影響顯著，交互項中X1X2影響極顯著，X1X3影響顯著，而二次項中X12、X22影響極顯著，X32影響顯著。各因素影響長白山元蘑運動飲料感官評分由大到小依次為長白山元蘑汁添加量＞蔗糖添加量＞檸檬酸添加量。

2.2.2 各兩因素對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響

各兩因素交互作用對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響見圖4。

圖4 各兩因素交互作用對長白山元蘑運動飲料感官評分的影響Fig.4 The influence of two factors on sensory score of drink

響應(yīng)面圖是感官評分與各個因素之間形成的三維空間圖，能夠反映出兩個因素交互作用對感官評分的影響[14-15]。等高線中的橢圓形表示兩因素之間交互作用對感官評分影響顯著，圓形可表示兩因素交互作用對感官評分影響不顯著。長白山元蘑汁添加量（X1）與蔗糖添加量（X2）之間交互作用極顯著，表現(xiàn)為等高線為橢圓形，長白山元蘑汁添加量（X1）與檸檬酸添加量（X3）之間交互作用顯著，表現(xiàn)為等高線為近似橢圓形，而蔗糖添加量（X2）與檸檬酸添加量（X3）之間交互作用不顯著，等高線表現(xiàn)為圓形。

2.2.3 長白山元蘑運動飲料工藝參數(shù)的優(yōu)化

為確定最佳參數(shù)，對擬合的回歸方程分別求一階偏導(dǎo)數(shù)，令其為0，得到三元一次方程如下：

求解得：X1＝0.975、X2＝-0.126、X3＝-0.321，即最佳工藝參數(shù)為長白山元蘑汁添加量為12.45%、蔗糖添加量7.64%、檸檬酸添加量2.31%。按照此最佳工藝參數(shù)長白山元蘑運動飲料感官評分理論值為98.74分?？紤]到實際方便及易操作性，將工藝參數(shù)優(yōu)化為：長白山元蘑汁添加量為12.5%、蔗糖添加量7.6%、檸檬酸添加量2.3%，在此工藝參數(shù)下做3次平行試驗，3次試驗的平均感官評分為98.85分。與理論預(yù)測值較為接近，表明該數(shù)學(xué)模型對長白山元蘑運動飲料工藝優(yōu)化是可行的。

2.3 各組SD大鼠肝糖原、肌糖原含量的比較

各組SD大鼠肝糖原、肌糖原含量的比較見表6。

從表6中可知，與普通礦泉水+運動組（II）比較相比，小劑量長白山元蘑運動飲料+運動組（III）、大劑量長白山元蘑運動飲料+運動組（IV）大鼠肝糖原和肌糖原含量均極顯著提高（p＜0.01），說明服用長白山元蘑運動飲料后大鼠糖原含量能夠得到明顯恢復(fù)，比普通礦泉水效果顯著，因此，在運動過程中補充長白山元蘑運動飲料能夠促進糖原恢復(fù)。

表6 實驗6周末各組大鼠肝糖原、肌糖原含量比較Table 6 Glycogen level in liver and muscle by the end of the 6thweek of exercise

3 結(jié)論

本試驗研究長白山元蘑運動飲料旨在為運動員及運動愛好者在訓(xùn)練及比賽后快速恢復(fù)所消耗的糖原能量。本研究以長白山元蘑為主要原料研制長白山元蘑運動飲料，采用響應(yīng)面法優(yōu)化其最佳工藝參數(shù)，并研究長白山元蘑運動飲料對大鼠運動后糖原恢復(fù)情況的影響。結(jié)果表明，最佳工藝配方為長白山元蘑汁添加量為12.5%、蔗糖添加量7.6%、檸檬酸添加量2.3%，在此工藝條件下，長白山元蘑運動飲料感官評分值為98.85分。各因素影響長白山元蘑運動飲料感官評分的順序由強到弱依次為長白山元蘑汁添加量＞蔗糖添加量＞檸檬酸添加量。大鼠試驗表明，服用長白山元蘑運動飲料后大鼠肝糖原含量比服用普通礦泉水+運動組顯著增加，能夠說明長白山元蘑運動飲料可提高運動大鼠肝糖原含量，具有促進糖原恢復(fù)的作用，可在為運動員提供一種快速恢復(fù)體力的產(chǎn)品，是一種很好的運動中補給食品。

[1] 侯文井,王露露,栗銘鴻,等.4種長白山區(qū)食用菌多酚類物質(zhì)的體外抗氧化活性[J].食品工業(yè),2017,38(1):18-22

[2] 栗銘鴻,金鐵,李官浩,等.元蘑醇提物不同極性部位有效成分含量及清除自由基活性[J].食品科技,2016,41(10):184-189

[3] 孔祥輝,張秋雪,王笑庸,等.元蘑谷物膨化食品的最佳配方研究[J].食品研究與開發(fā),2015,36(21):81-85

[4] 郭輝,王玉珍,崔福順.響應(yīng)面法優(yōu)化元蘑總?cè)铺崛〖按罂讟渲兓に囇芯縖J].食品工業(yè),2014,35(5):137-140

[5] 崔福順,王玉珍.響應(yīng)面法優(yōu)化元蘑總黃酮提取工藝研究[J].食品工業(yè),2014,35(2):36-38

[6] 李小雨.元蘑多糖活性部位分析及對～(60)Co-γ輻射損傷的防護作用[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013

[7] 黃社章,姚永志,左錦靜,等.元蘑多糖水提工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2010,31(6):35-37

[8] 楊立紅,劉林德,姜華,等.野生元蘑多糖的分離鑒定及其清除氧自由基作用[J].食品科學(xué),2007,28(11):81-85

[9]張峰,房磊.枸杞紅棗復(fù)合運動飲料研制及其抗疲勞功能研究[J].食品研究與開發(fā),2016,37(21):58-62

[10]宋亮.牛磺酸多糖肽復(fù)合固體運動飲料的研制[J].食品工業(yè),2016,37(7):19-21

[11]喬德才,李許貞,劉曉莉,等.力竭運動過程中大鼠紋狀體神經(jīng)元局部場電活動的動態(tài)研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,2012,31(10):855-860

[12]WANG Y,WANG S,WIER W G,et al.Exercise improves the dilatation function of mesenteric arteries in postmyocardial infarction rats via a PI3K/Akt/eNOS pathway-mediated mechanism[J].AJP:Heart and Circulatory Physiology(Online),2010,299(6):2097-2106

[13]李良鳴,楊則宜,高紅,等.刺五加皂甙、水飛薊素和紅景天皂甙對大鼠運動能力和糖原合成的影響[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,2005,24(5):562-566

[14]吳現(xiàn)芳,趙成愛,余梅燕,等.響應(yīng)面法優(yōu)化八寶景天葉總黃酮的超聲提取工藝[J].食品工業(yè)科技,2013,34(1):224-228

[15]侯學(xué)敏,李林霞,張直峰,等.響應(yīng)面法優(yōu)化薄荷葉總黃酮提取工藝及抗氧化活性[J].食品科學(xué),2013,34(6):124-128

The Preparation of Changbai Mountain Mushroom Sports Drink and the Effect of Glycogen in Rats after Exercise

CHEN Jun1，ZHAO Jin-jin2
（1.Nanjing Tech University，Nanjing 211800，Jiangsu，China；2.Jilin Agricultural University，Changchun 130000，Jilin，China）

The exercise beverage was developed with the main raw material of Changbai Mountain as the main raw material.The optimum parameters were optimized by single factor and response surface test.The effects of the athletic beverage of Changbai Mountain mushroom on the recovery of glycogen after aerobic exercise were studied.The results showed that the optimum formulation was as follows：the content of the mixture was 12.5%，the content of sucrose was 7.6%，and the content of citric acid was 2.3%.Under the condition of the process，the sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drink was 98.85.The experimental results showed that the content of glycogen in rats after exercise exercise in Changbai Mountain was significantly higher than that in Changbai Mountain mushroom exercise drink，indicating that Changbai Mountain mushroom exercise drink could recover the hepatic glycogen and Muscle glycogen content level，the rapid recovery of the body after exercise has a good effect.

Changbai Mountain mushroom；drink；aerobic exercise；glycogen

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.025

陳軍（1978—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學(xué)。

2017-08-07