黃芪蓮子口服液研制及其抗運(yùn)動(dòng)性疲勞研究

董晶晶，石小鵬，馬善波，張 偉

（1.空軍軍醫(yī)大學(xué)，陜西 西安 710032；2.空軍軍醫(yī)大學(xué) 西京醫(yī)院，陜西 西安710032）

人體在過度疲勞時(shí)，體內(nèi)的氧化還原平衡狀態(tài)被破壞，生成的過量自由基易使得組織出現(xiàn)損傷，進(jìn)而引發(fā)一系列疾病。功能型口服溶液由于具有較好的抗氧化作用，可為疲勞機(jī)體快速補(bǔ)充水分、電解質(zhì)與能量，從而被廣泛研究[1,2]。前人研究發(fā)現(xiàn)黃芪富含黃酮、皂苷及多糖化合物，可提高機(jī)體免疫，并具有較好的抗疲勞和抗衰老作用[3,4]，而蓮子則富含多種生物堿、金絲桃苷、蕓香苷、天門冬素、VB、尼克酸、超氧化物歧化酶及數(shù)種人體必需的微量元素，因而具有養(yǎng)心安神、益心補(bǔ)腎的功效[5,6]。本研究以黃芪和蓮子為原料，利用二者的藥食兩用特性與功效，輔以相關(guān)食品添加劑，研制黃芪蓮子口服液，通過相關(guān)動(dòng)物試驗(yàn)，觀察其抗運(yùn)動(dòng)性疲勞效果，從而為相關(guān)功能型口服液的研究提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

黃芪、蓮子均為藥房市售；果膠、黃原膠、海藻酸鈉和蔗糖均為食品級(jí)，市售；α-淀粉酶（酶活：100000 IU·g-1，濰坊奧迪爾生物工程有限公司）；乳酸（BLA）、乳酸脫氫酶（LDH）、肌糖原（MG）和肝糖原（HG）檢測(cè)試劑盒（南京建成生物工程研究所）；試驗(yàn)用水為純化水。

試驗(yàn)動(dòng)物：健康雄性小鼠40只，由陜西省動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。

1.2 儀器與設(shè)備

ME-104型電子天平（梅特勒-托利多公司）；SE-205型植物粉碎機(jī)（天津泰斯特儀器有限公司）；GJ-152型高壓均質(zhì)機(jī) （常州市超力均質(zhì)泵廠）；CX-12型灌裝機(jī) （張家港市陸鼎機(jī)械有限公司）；DHR-9013A型干熱滅菌柜（上海篤特科學(xué)儀器有限公司）；小鼠恒溫游泳池（上海艾研生物科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 制備工藝

1.3.1.1 黃芪提取液制備 挑選無雜質(zhì)、無霉變、含水量低于5%的黃芪根，利用植物粉碎機(jī)完全粉碎后，過80目篩，準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的黃芪粉加水（m黃芪∶m水=1∶8）置于 100℃混合均勻后，提取 60min，抽濾后合并，制得黃芪提取液，冷藏備用[7]。

1.3.1.2 蓮子漿液制備 挑選飽滿、色澤純正且無破損的蓮子，去芯加水（m蓮子∶m水=1∶10）浸泡 30min，加熱打漿后，加入α-淀粉酶（蓮子質(zhì)量的0.05mg·g-1），置于50℃水浴鍋內(nèi)酶解1h，隨后升溫至80℃，保溫10min過濾，制得蓮子漿液，備用[8]。

1.3.1.3 口服液制備 依次將黃芪提取液、蓮子漿液、蔗糖、果膠、黃原膠、海藻酸鈉在水中溶解后過濾，于20MPa、70℃條件下均質(zhì)攪拌后，真空脫氣并灌裝，隨后在干熱滅菌柜內(nèi)于121°C下滅菌15min，即得黃芪蓮子口服液[9]。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)方法 參考相關(guān)口服溶液的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[10]，并根據(jù)黃芪蓮子口服液的實(shí)際特性，制定黃芪蓮子口服液的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見表1所示。邀請(qǐng)富有評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的5位食品專家，分別按照口服液的色澤、氣味、口感與組織形態(tài)四個(gè)維度，對(duì)不同配方組成的黃芪蓮子口服液的進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，最終的感官得分取總分平均值。

表1 口服液的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Sensory evaluation criteria oforal liquid

1.3.3 單因素試驗(yàn) 以感官評(píng)分為衡量指標(biāo)，分別考察黃芪提取液、蓮子漿液、蔗糖及復(fù)合穩(wěn)定劑（果膠、黃原膠和海藻酸鈉組成）的濃度對(duì)口服液的感官影響，具體如下：1）10%蓮子漿液、4%蔗糖、0.04%復(fù)合穩(wěn)定劑條件下，黃芪提取液濃度分別為：1%、3%、5%、7%、9%；2）5%黃芪提取液、4%蔗糖、0.04%復(fù)合穩(wěn)定劑條件下，蓮子漿液濃度分別為6%、8%、10%、12%、14%；3）5%黃芪提取液、10%蓮子漿液、0.04%復(fù)合穩(wěn)定劑條件下，蔗糖濃度分別為：2%、4%、6%、8%、10%；4）5%黃芪提取液、10%蓮子漿液、4%蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑濃度分別為：0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%。

1.3.4 正交試驗(yàn) 以感官得分（Y）為衡量指標(biāo)，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)，以確定黃芪蓮子口服液的最佳配方。

1.3.5 抗運(yùn)動(dòng)性疲勞研究 40只健康雄性小鼠，隨機(jī)平均分為四組，分別為對(duì)照組和低、中、高劑量組，其中對(duì)照組采取純化水灌胃，而低、中、高劑量組則采用口服液灌胃，劑量分別為 0.05、0.1、0.2L·（kg·bw）-1，每天1次，連續(xù)灌胃30d。

1.3.5.1 負(fù)重游泳時(shí)間 小鼠末次給藥30min后，于鼠尾負(fù)重5%體重重物，記錄自入水至沉入水中10s未浮出水面的時(shí)間，即為小鼠負(fù)重游泳時(shí)間[11]。

1.3.5.2 體內(nèi)生化指標(biāo)測(cè)定 游泳運(yùn)動(dòng)進(jìn)行10min后，取出動(dòng)物擦凈，摘取眼球，抽血離心，同時(shí)分取肝與肌肉組織，利用相關(guān)試劑盒，分別測(cè)得各組動(dòng)物血清中乳酸、肝糖原、肌糖原的含量和乳酸脫氫酶活力[12]。

1.3.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差描述動(dòng)物抗運(yùn)動(dòng)性疲勞試驗(yàn)的結(jié)果，并進(jìn)行方差分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，以 p＜0.05 為差異具有顯著性，以 p＜0.01 為差異具有極顯著性。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 黃芪提取液用量考察

圖1為黃芪提取液用量對(duì)口服液的感官影響。

圖1 黃芪提取液用量對(duì)口服液的感官影響Fig.1 Effect of Astragalus radix extractconcentration on sensory score

從圖1可見，口服液的感官得分伴隨黃芪提取液用量的增多而增大，這可能因?yàn)榘殡S黃芪提取液的用量增多，口服液中黃芪的清香味突出，但當(dāng)濃度超過5%時(shí)，則會(huì)掩蓋其它成分的滋味，因此，本研究選擇4%、5%、6%的黃芪提取液濃度作為正交試驗(yàn)研究水平。

2.1.2 蓮子漿液用量考察

圖2為蓮子漿液用量對(duì)口服液的感官得分影響。

圖2 蓮子漿液用量對(duì)口服液的感官影響Fig.2 Effect ofLotus seedserifluxconcentration on sensory score

從圖2可知，隨著口服液中蓮子漿液的濃度增大，感官得分逐漸增多，至10%后開始下降，這歸因于當(dāng)蓮子漿液用量過多時(shí)，口服液的色澤較為不均一，因此，本研究選擇9%、10%、11%的蓮子漿液濃度作為正交試驗(yàn)研究水平。

2.1.3 蔗糖用量考察

圖3為蔗糖的不同用量對(duì)口服液的感官得分影響。

圖3 蔗糖用量對(duì)口服液的感官影響Fig.3 Effect of saccharoseconcentration on sensory score

從圖3可見，隨著蔗糖用量的增多，口服液的感官得分出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，這歸因于適當(dāng)?shù)奶欠钟欣诟纳瓶诜旱目诟?，而濃度過大，則使得口服液甜度較高，進(jìn)而影響口感，因而選擇3%、4%、5%的蔗糖濃度作為正交試驗(yàn)研究水平。

2.1.4 復(fù)合穩(wěn)定劑用量影響 穩(wěn)定劑的用量對(duì)口服液的組織形態(tài)影響較大，若使用過多，則溶液過于濃稠，穩(wěn)定性較差，而添加過少，則可能引起長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)溶液分層，進(jìn)而影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，因此，選擇常規(guī)口服液穩(wěn)定劑復(fù)配，制得復(fù)合穩(wěn)定劑（m果膠∶m黃原膠∶m海藻酸鈉=1∶1.5∶2.5），并考察其不同用量對(duì)其感官影響，見圖4。

圖4 復(fù)合穩(wěn)定劑用量對(duì)口服液的感官影響Fig.4 Effect of composite stabilizer concentration on sensory score

隨著復(fù)合穩(wěn)定劑的用量增大，口服液的感官得分出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，這可能由于當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定劑用量不斷增多時(shí)，口服液的粘稠度逐漸上升，致使溶液的組織形態(tài)出現(xiàn)明顯分層，因此選擇0.7%、0.8%、0.9%的復(fù)合穩(wěn)定劑濃度作為正交試驗(yàn)研究水平。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果確定的不同因素考察范圍，進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，因素水平見表2所示。同時(shí)，依照表3所列9種配方，配制黃芪蓮子口服液，并按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。從表3結(jié)果可知，上述組分對(duì)黃芪蓮子口服液的感官評(píng)分的影響程度為C＞A＞D＞B，通過極差分析可知最佳配方參數(shù)為A2B2C2D3，即黃芪提取液濃度5%、蓮子漿液濃度10%、蔗糖濃度4%、復(fù)合穩(wěn)定劑濃度0.9%。在該配比下，制得的口服液的感官得分為89.16分。

表2 正交試驗(yàn)因素水平（%）Tab.2 Table of the factorial experiment

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of the orthogonal-test method

2.3 抗運(yùn)動(dòng)性疲勞研究

2.3.1 負(fù)重游泳時(shí)間影響 小鼠的抗運(yùn)動(dòng)型疲勞能力可通過其負(fù)重游泳時(shí)間體現(xiàn)，為此考察不同劑量口服液對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響[13]，結(jié)果見表4。

表4 黃芪蓮子口服液對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響Tab.4 The effect of compound functional beverageon movement time

從表4可見，低劑量組小鼠的負(fù)重游泳時(shí)間明顯長(zhǎng)于空白對(duì)照組，且具有顯著性差異（P＜0.05），而中、高劑量組小鼠與空白對(duì)照組的負(fù)重游泳時(shí)間差異，則具有極顯著性差異（P＜0.01），從而可知黃芪蓮子口服液有助于增強(qiáng)小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力。

2.3.2 血乳酸和乳酸脫氫酶活力影響 由于高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的身體部分細(xì)胞缺氧，使得體內(nèi)血糖發(fā)生無氧酵解反應(yīng)生成乳酸，因此，身體運(yùn)動(dòng)后乳酸的濃度水平與疲勞程度呈正相關(guān)，同時(shí)體內(nèi)的乳酸脫氫酶活性水平應(yīng)激升高，有利于乳酸迅速排出體外[14]。不同劑量口服液對(duì)運(yùn)動(dòng)后小鼠的體內(nèi)乳酸生化指標(biāo)影響，見表5所示。各劑量組小鼠體內(nèi)的血乳酸含量和乳酸脫氫酶酶活力相較空白對(duì)照組，差異均極為顯著（P＜0.01），表明黃芪蓮子口服液可明顯提高體內(nèi)乳酸脫氫酶活力，并有利于抑制體內(nèi)乳酸生成。

表5 黃芪蓮子口服液對(duì)體內(nèi)乳酸濃度和乳酸脫氫酶活力影響Tab.5 Effect ofcompound functional beverageonlactic acid concentration and LDH

2.3.3 肝糖原和肌糖原含量影響 肝糖原與肌糖原是機(jī)體的重要儲(chǔ)能物質(zhì)，當(dāng)機(jī)體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌糖原逐漸消耗至殆盡，隨后利用肝糖原以維持體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖水平[15]。表6為不同組別小鼠的肝糖原與肌糖原含量，與空白對(duì)照組相比，低、中、高劑量組體內(nèi)的兩種糖原含量均明顯提高，具有極顯著性差異（P＜0.01），表明黃芪蓮子口服液有助于增加體內(nèi)肝糖原與肌糖原儲(chǔ)備，抗運(yùn)動(dòng)性疲勞能力較好。

表6 黃芪蓮子口服液對(duì)體內(nèi)肝糖原與肌糖原含量影響Tab.6 Effect of compound functional beverage oncontents of liver glycogen and muscle glycogen

3 結(jié)論

本研究利用單因素與正交試驗(yàn)確定黃芪蓮子口服液的最佳配方為：黃芪提取液濃度5%、蓮子漿液濃度10%、蔗糖濃度4%、復(fù)合穩(wěn)定劑濃度0.9%，上述組分對(duì)黃芪蓮子口服液感官評(píng)分的影響程度為蔗糖＞黃芪提取液＞復(fù)合穩(wěn)定劑＞蓮子漿液，小鼠長(zhǎng)期灌胃該口服液后可明顯增強(qiáng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)耐力，提高體內(nèi)乳酸脫氫酶活力，抑制乳酸生成水平，并可增加肝糖原與肌糖原的儲(chǔ)備，從而具有較好抗運(yùn)動(dòng)性疲勞能力，適于體育運(yùn)動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域推廣。