奇亞籽油對(duì)運(yùn)動(dòng)后人體代謝能力的影響

王永志

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，鄭州 450064)

奇亞又稱奇雅子、奇亞籽，唇形科，是鼠尾草屬的薄荷類草本植物[1]，主要種植于北美洲墨西哥南部和危地馬拉，當(dāng)前廣泛種植于玻利維亞、阿根廷、厄瓜多爾[2]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究資料表明奇亞籽富含脂肪酸、蛋白質(zhì)、維生素、膳食纖維等多種活性物質(zhì)，具有抗氧化、降血脂、改善心血管等功效，其商業(yè)價(jià)值變得越來越大[3]。

奇亞籽油富含亞麻酸和亞油酸等人體必需脂肪酸，另外還含有甾醇、生育酚、角鯊烯、類胡蘿卜素、多酚等微量元素，具有改善心血管疾病、抗氧化、調(diào)節(jié)血脂、促進(jìn)新陳代謝、調(diào)節(jié)激素水平等功效[4]。奇亞籽油中含有多種不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸和亞油酸含量最高，其次是油酸。其中亞油酸、α-亞麻酸含量分別為22.43%和62.48%。奇亞籽油中脂肪酸含量較高的還包括油酸6.90%～7.80%、棕櫚酸7.10%～7.30%和硬脂酸3.20%～3.60%[5，6]。Marineli等[7]研究了奇亞籽油的抗氧化性，通過實(shí)驗(yàn)得到了楊梅素、槲皮素、山羊毛酚等強(qiáng)抗氧化成分，因此奇亞籽油具有較強(qiáng)的清除體內(nèi)自由基的作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示灌胃奇亞籽油的大鼠肝臟的抗氧化能力提高了47%左右。我國(guó)對(duì)奇亞籽油的研究尚處于初級(jí)階段，主要集中在成分提取和制備工藝等方面，其生理功能仍需要進(jìn)一步研究。因此，對(duì)20名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行5周的力竭運(yùn)動(dòng)分析，研究運(yùn)動(dòng)員力竭運(yùn)動(dòng)后代謝能力標(biāo)志物的變化。為了改善口感，本研究將奇亞籽油制作成奇亞籽油微乳飲料。研究旨在為奇亞籽油的深入開發(fā)和研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

奇亞籽：室溫干燥，2019年收獲；檸檬酸、果膠、麥芽糖漿、大豆卵磷脂、β-環(huán)糊精：食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

LMQ-380E型立式蒸氣滅菌器，RF50型粉碎機(jī)，HA221-50-06-C型超臨界萃取裝置，AH-150型高壓均質(zhì)機(jī)，GYQ-1935型跑步機(jī)，WA25型剪切機(jī)，CK試劑盒，BLA試劑盒，LDH試劑盒。

1.3 方法

1.3.1 奇亞籽油的制備

將奇亞籽清洗干凈之后，放置于40 ℃的干燥箱中干燥4 h，取出粉碎至100目，稱取適量奇亞籽粉末，將其放入超臨界萃取裝置中進(jìn)行萃取，提取溶劑為無水乙醇，萃取壓力為30 MPa，萃取溫度為45 ℃，萃取時(shí)間為80 min，待萃取完畢，取出奇亞籽油[8，9]。

1.3.2 奇亞籽油微乳飲料的制備

將果膠用水溶解，加熱到95 ℃，充分?jǐn)嚢?0 min，將溶液放入膠體磨進(jìn)行處理，將處理之后的溶液、大豆卵磷脂、奇亞籽油進(jìn)行混合乳化，以5 000r/min乳化分散5 min。將β-環(huán)糊精加入到混合乳化液中，充分?jǐn)嚢杈鶆蛑螅瑢囟壬叩?5 ℃，邊攪拌邊加入麥芽糖漿、檸檬酸攪拌均勻，調(diào)配后進(jìn)行均質(zhì)乳化，之后立即滅菌，滅菌溫度為85 ℃，滅菌時(shí)間為30 min，滅菌完成后即為奇亞籽油微乳飲料[10，11]，奇亞籽油微乳飲料中奇亞籽油質(zhì)量濃度為5 g/100 mL。

1.3.3 奇亞籽油理化指標(biāo)測(cè)定

過氧化值測(cè)定：參考GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》；酸值測(cè)定：參考GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》；皂化值測(cè)定：參考GB/T 5534—2008《動(dòng)植物油脂皂化值的測(cè)定》；碘值：參考GB/T 5532—2008《動(dòng)植物油脂碘值的測(cè)定》。

1.3.4 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為某市大學(xué)運(yùn)動(dòng)隊(duì)招募的20名身體健康年輕男性運(yùn)動(dòng)員，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各10名，并且兩組不存在顯著性差異(P>0.05)。在整個(gè)試驗(yàn)期間，20名運(yùn)動(dòng)員對(duì)本試驗(yàn)的目的、試驗(yàn)的方法，試驗(yàn)的期限、預(yù)期成果與危險(xiǎn)都有充分的了解。在此基礎(chǔ)上，受試者在不受脅迫、引誘、恐嚇的情況下參加本試驗(yàn)。本試驗(yàn)堅(jiān)持受試者利益第一、試驗(yàn)的結(jié)果第二的原則；給予受試者以必須的、負(fù)責(zé)任的、全方位的保護(hù)承諾和措施；公平分配受試者的負(fù)擔(dān)與收益。

表1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象基本信息

1.3.5 訓(xùn)練方法

對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組分別利用跑步機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)組熱身5 min(坡度為0)，熱身之后跑步機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度按照Bruce案進(jìn)行，每級(jí)運(yùn)動(dòng)3 min，跑步機(jī)無間歇自動(dòng)升級(jí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，直至運(yùn)動(dòng)到力竭[12，13]。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，20名運(yùn)動(dòng)員分住相同寢室，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組分開就寢，作息時(shí)間規(guī)律，每天6:30起床，11:50午飯，21:30就寢。期間禁止食用對(duì)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的相關(guān)食品，如含有咖啡因的飲品，禁止吸煙和飲酒。

在試驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)組的受試者分別在熱身后、力竭運(yùn)動(dòng)后各飲用50 mL奇亞籽油微乳飲料，對(duì)照組的受試者分別在熱身后、力竭運(yùn)動(dòng)后各飲用50 mL純凈水，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行5周。在試驗(yàn)過程中對(duì)所有受試者進(jìn)行2次靜脈采血，每次采集1 mL，采集時(shí)間在1、3、5周進(jìn)行。測(cè)試LDH、BLA、CK，并且按照試劑盒說明測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)[14]。

表2 力竭運(yùn)動(dòng)方案

1.3.6 安全性分析

對(duì)20名實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)并記錄所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)期間如果發(fā)生任何不良反應(yīng)，應(yīng)及時(shí)將實(shí)驗(yàn)對(duì)象送醫(yī)并且記錄相關(guān)不良反應(yīng)發(fā)生的起因、經(jīng)過、結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)均使用均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示，采取組間進(jìn)行對(duì)比，P<0.05表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 奇亞籽油理化指標(biāo)

奇亞籽油理化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果如表3所示，測(cè)定結(jié)果均符合GB/T 2716—2018《食品安全國(guó)家植物油標(biāo)準(zhǔn)》。

表3 奇亞籽油理化指標(biāo)

質(zhì)量控制：控制超臨界萃取時(shí)相關(guān)的試驗(yàn)參數(shù)；控制提取溶劑乙醇的量，防止溶劑殘留；防止油脂出現(xiàn)氧化情況，造成酸?。槐ＷC原輔料符合食品衛(wèi)生要求；嚴(yán)格控制微乳飲料工藝中混合、均質(zhì)、滅菌溫度、滅菌時(shí)間。

2.2 奇亞籽油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響

兩組運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過5周的力竭運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練表明，實(shí)驗(yàn)組服用奇亞籽油之后力竭時(shí)間相比與對(duì)照組明顯延長(zhǎng)，說明服用奇亞籽油可以改善運(yùn)動(dòng)員在力竭運(yùn)動(dòng)中的耐力，延長(zhǎng)力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間，見表4。

表4 奇亞籽油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響

2.3 奇亞籽油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)代謝能力標(biāo)志物的影響

2.3.1 奇亞籽油對(duì)肌酸激酶(CK)的影響

從表5分析，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員CK水平在1、3、5周時(shí)不具有顯著性差異(P>0.05)，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員CK水平呈降低趨勢(shì)；對(duì)照組CK水平在1、3、5周時(shí)呈上升趨勢(shì)，在第5周時(shí)實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員肌CK水平與對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員相比具有顯著性差異(P<0.05)。肌酸激酶以骨骼肌、心肌、平滑肌含量較多，其與機(jī)體能量代謝密切相關(guān)，參與糖酵解的控制、線粒體呼吸和肌肉收縮供能等。不同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)肌酸激酶的影響較大，一旦其含量升高，會(huì)使得肌肉、骨骼肌出現(xiàn)損傷。肌酸激酶對(duì)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)當(dāng)中的負(fù)荷的適應(yīng)以及運(yùn)動(dòng)之后的恢復(fù)具有實(shí)踐意義。由于奇亞籽油含有大量不飽和脂肪酸和酚類物質(zhì)，這些都有助于提高其抗氧化能力，兩組運(yùn)動(dòng)員通過劇烈運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量自由基，表明對(duì)照組的肌酸激酶含量明顯比實(shí)驗(yàn)組高，表明奇亞籽油可以降低肌酸激酶的活性，降低劇烈運(yùn)動(dòng)后肌肉損傷的風(fēng)險(xiǎn)，使肌酸激酶維持在正常水平。

表5 奇亞籽油對(duì)肌酸激酶(CK)的影響

2.3.2 奇亞籽油對(duì)血乳酸(BLA)的影響

從表6分析，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員BLA含量在1、3、5周不具有顯著性差異(P>0.05)；對(duì)照組BLA含量在1、3、5周呈上升趨勢(shì)，第5周時(shí)實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員BLA含量與對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員相比具有顯著性差異(P<0.05)。血乳酸是機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)糖酵解的最終產(chǎn)物，當(dāng)機(jī)體進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌主要通過糖酵解來獲取能量，反映出機(jī)體在劇烈運(yùn)動(dòng)后代謝能力的強(qiáng)弱。由于奇亞籽油含有大量不飽和脂肪酸和酚類物質(zhì)，這些都有助于提高其抗氧化能力，兩組運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過劇烈運(yùn)動(dòng)后，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量自由基，對(duì)照組的血乳酸含量增加，實(shí)驗(yàn)組的血乳酸含量基本不變，表明奇亞籽油可以使血乳酸在劇烈運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)機(jī)體能量的代謝，延長(zhǎng)劇烈運(yùn)動(dòng)后的時(shí)間，提高運(yùn)動(dòng)中的耐力。

表6 奇亞籽油對(duì)血乳酸(BLA)的影響

2.3.3 奇亞籽油對(duì)乳酸脫氫酶(LDH)的影響

從表7分析，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員LDH含量在1、3、5周不具有顯著性差異(P>0.05)；對(duì)照組LDH含量在1、3、5周呈上升趨勢(shì)，第5周時(shí)實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員LDH含量與對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員相比具有顯著性差異(P<0.05)。乳酸脫氫酶是催化丙酮酸和乳酸可逆反應(yīng)的氧化還原酶，它是有氧氧化、糖酵解及糖異生途徑中的一個(gè)重要酶，廣泛存在于機(jī)體組織內(nèi)，劇烈運(yùn)動(dòng)、遞增負(fù)荷訓(xùn)練均可導(dǎo)致乳酸脫氫酶活性增加，乳酸脫氫酶可作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的指標(biāo)，其高低可以評(píng)價(jià)機(jī)體的代謝能力。由于奇亞籽油含有大量不飽和脂肪酸和酚類物質(zhì)，這些都有助于提高其抗氧化能力，兩組運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過劇烈運(yùn)動(dòng)后，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量自由基，對(duì)照組的乳酸脫氫酶含量增加，實(shí)驗(yàn)組的乳酸脫氫酶含量基本不變，說明奇亞籽油對(duì)機(jī)體代謝能力有良好的促進(jìn)作用，使乳酸脫氫酶維持在正常水平。

表7 奇亞籽油對(duì)乳酸脫氫酶(LDH)的影響

2.4 安全性分析

在試驗(yàn)測(cè)試過程期間，20名實(shí)驗(yàn)對(duì)象在試驗(yàn)期間均未出現(xiàn)任何不良反應(yīng)。因此，說明飲用奇亞籽油對(duì)運(yùn)動(dòng)員不存在安全性問題。

3 結(jié)論

本研究采用超臨界萃取法制備奇亞籽油，制備成奇亞籽油微乳飲料。采用Bruce案對(duì)所選20名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，并記錄各個(gè)指標(biāo)的變化情況，分析運(yùn)動(dòng)員在力竭狀態(tài)下代謝能力標(biāo)志物的影響。結(jié)果表明，在連續(xù)進(jìn)行5周的力竭運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后，奇亞籽油可以降低肌酸激酶的活性，降低劇烈運(yùn)動(dòng)后肌肉損傷的風(fēng)險(xiǎn)，使肌酸激酶維持在正常水平。同時(shí)血乳酸在劇烈運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)機(jī)體能量的代謝，延長(zhǎng)劇烈運(yùn)動(dòng)后的時(shí)間，提高運(yùn)動(dòng)中的耐力。使得機(jī)體代謝能力有良好的促進(jìn)作用，使乳酸脫氫酶維持在正常水平。另外，實(shí)驗(yàn)組遠(yuǎn)動(dòng)員相比對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)。說明奇亞籽油對(duì)運(yùn)動(dòng)后的代謝能力標(biāo)志物有良好的影響。