劉小杰,張瀟旖,王春華
(上海城建職業(yè)學(xué)院,上海 201415)
隨著生活節(jié)奏的加快,現(xiàn)代人面臨更多的職業(yè)發(fā)展壓力、家庭生活壓力和學(xué)習(xí)競爭的壓力,導(dǎo)致亞健康的人群與日俱增。而“疲勞”作為一種生理現(xiàn)象,是指“身體機(jī)能不能持續(xù)在特定水平或者整體不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度”而出現(xiàn)的一種狀態(tài),已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)的一種常見現(xiàn)象。關(guān)于運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的假說,主要有能量耗竭學(xué)說、代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說、離子代謝紊亂學(xué)說、氧自由基及其引起的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng)學(xué)說、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機(jī)能下降學(xué)說等,延緩疲勞的發(fā)生和促進(jìn)疲勞的恢復(fù)一直是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)。
本文通過小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)、小鼠游泳實(shí)驗(yàn)后部分生化指標(biāo)的變化,研究乳清多肽復(fù)合粉(乳清多肽含量>99%,其余為L-肉堿和B族維生素)對(duì)運(yùn)動(dòng)小鼠抗疲勞的作用。同時(shí)對(duì)以乳清多肽、β-羥基-β-甲基丁酸鹽(β-hydroxy-β-methylbutyrate,HMB)、L-肉堿、B族維生素等為主要成分的抗疲勞運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),為其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定一定的理論基礎(chǔ)。
雄性昆明小鼠,體重18 g~22 g,由浙江醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。
乳清多肽:丹麥阿拉食品公司;β-羥基-β-甲基丁酸鈣:超維健康科技有限公司;L-肉堿:瑞士龍沙公司;復(fù)合B族維生素(含煙酰胺、維生素B6和維生素B12):蕪湖美諾食品科技有限公司;異麥芽酮糖:安徽中弘生物工程有限公司;菊粉:重慶驕王天然產(chǎn)物股份有限公司;西柚果粉:西安斯諾特生物技術(shù)有限公司;0卡糖:山東糖之物語健康產(chǎn)業(yè)有限公司;三勒漿(強(qiáng)力抗疲勞劑):四川華美制藥公司,使用前配制成適宜的濃度;血乳酸脫氫酶、血乳酸和血尿素氮檢測試劑盒:南京建成生物工程研究所有限公司。
小型三維混合機(jī)(FZH-300):江蘇宇通干燥工程有限公司;電子天平(ME1002T/02)、pH 計(jì)(PHS-9V)、便攜式折光率儀(Refracto30GS):梅特勒-托利多公司;無菌操作臺(tái)(BBS-H1300):山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司;食品溫度計(jì)(SINCERE 8300):SinCERE公司。
1.4.1 實(shí)驗(yàn)分組
將乳清多肽、L-肉堿、B族維生素直接混合,即為乳清多肽復(fù)合粉,其中乳清多肽含量>99%。
將60只雄性昆明小鼠在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)適應(yīng)10 d后,將小鼠隨機(jī)分成空白對(duì)照組、陽性對(duì)照組、乳清多肽復(fù)合粉低劑量組和高劑量組,每組15只,分別以生理鹽水、三勒漿、低劑量和高劑量乳清多肽復(fù)合粉灌胃,每日1次。
1.4.2 游泳實(shí)驗(yàn)
小鼠游泳實(shí)驗(yàn)Ⅰ:分組劑量及給藥方法同1.4.1,給藥至第30天,進(jìn)行游泳實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件:水深80 cm,水溫(25±1)℃,實(shí)驗(yàn)時(shí)于小鼠尾部吊一鉛錘(質(zhì)量約為小鼠體重的5%),記錄小鼠游泳至力竭的時(shí)間。
小鼠游泳實(shí)驗(yàn)Ⅱ:分組劑量及給藥方法同1.4.1,給藥至第35天。實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)第35天,分別讓小鼠在(25±1)℃的水中游泳45 min,測定乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)、血乳酸(blood lactic acid,LAC)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和肝糖原等生化指標(biāo)。
1.4.3 指標(biāo)測定
乳酸脫氫酶、血乳酸和血尿素氮水平的測定:分別采用相關(guān)試劑盒測定;肝糖原含量的測定:用蒽酮比色法測定肝糖原含量;pH值的測定:用PHS-9V型酸度計(jì)測定;水分的測定:按GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》規(guī)定的方法測定;蛋白質(zhì)的測定:按GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》規(guī)定的方法測定;可溶性固形物的測定:按GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》規(guī)定的方法測定;菌落總數(shù)的測定:按GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》規(guī)定的方法測定;大腸菌群的測定:按GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》規(guī)定的方法測定;霉菌和酵母的測定:按GB 4789.15—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》規(guī)定的方法測定。
1.4.4 抗疲勞補(bǔ)劑生產(chǎn)工藝流程及依據(jù)
本抗疲勞補(bǔ)劑主要由乳清多肽、HMB、L-肉堿、B族維生素等成分組成,其中乳清多肽用量參考本研究抗疲勞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、HMB設(shè)計(jì)量主要參考國內(nèi)外臨床研究報(bào)告[1-6];L-肉堿也具有一定的抗疲勞作用[7-14];B族維生素主要依據(jù)GB 14880—2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)強(qiáng)化量而定;異麥芽酮糖、菊粉和0卡糖作為食品原料或配料,主要依據(jù)產(chǎn)品口感確定使用量;西柚果粉作為香精的替代品,可以為產(chǎn)品提供天然清新的口感。
產(chǎn)品歸屬于固體飲料,生產(chǎn)工藝如圖1所示。
圖1 抗疲勞運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑生產(chǎn)工藝簡圖Fig.1 The diagram of the production process of anti-fatigue sports supplements
1.4.5 稀釋倍數(shù)確認(rèn)與產(chǎn)品口感評(píng)定
將產(chǎn)品(各 30 g)分別溶于 100、150、200、250 mL溫水中(40℃~45℃),測定可溶性固形物含量;邀請(qǐng)由30名大學(xué)生組成的志愿者小組進(jìn)行品嘗,分別對(duì)產(chǎn)品酸甜比、飽滿度、香氣等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判。
乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響見表1。
表1 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠游泳時(shí)間的影響Table 1 The effect of whey peptide compound powder on swimming time in mice
從表1的結(jié)果可以看出,與空白對(duì)照組相比,乳清多肽復(fù)合粉各劑量組小鼠游泳時(shí)間明顯延長(P<0.01),且各劑量組呈一定的劑量依賴性。乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠有一定的抗疲勞作用,可以增強(qiáng)小鼠的耐力。
將小鼠隨機(jī)分成4組,連續(xù)給藥35 d。在實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)第35天,讓小鼠在(25±1)℃的水中游泳45 min,測定乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原等生化指標(biāo),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2和表3。
表2 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原的影響(實(shí)驗(yàn)前)Table 2 Effect of whey peptide compound powder on LDH,LAC,BUN and hepatic glycogen in mice(before test)
表3 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原的影響(實(shí)驗(yàn)后)Table 3 Effect of whey peptide compound powder on LDH,LAC,BUN and hepatic glycogen in mice(after test)
從表2的測試結(jié)果可以看出,實(shí)驗(yàn)前各組生化指標(biāo)均無差異(P>0.05),表明實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分組是隨機(jī)的,可以進(jìn)行后續(xù)的試驗(yàn)研究。
乳酸脫氫酶(LDH)能催化乳酸脫氫,生成丙酮酸,可以減少乳酸在體內(nèi)的蓄積。一般認(rèn)為,LDH活性在一定范圍內(nèi)的升高,說明機(jī)體清除乳酸的能力增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)第35天,乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽性對(duì)照組LDH活力明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。長時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)后機(jī)體內(nèi)乳酸積累過多,會(huì)影響機(jī)體內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定和體內(nèi)的正常代謝過程,引發(fā)運(yùn)動(dòng)性疲勞。實(shí)驗(yàn)第35天,乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽性對(duì)照組運(yùn)動(dòng)后血乳酸水平明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,乳清多肽復(fù)合粉能夠增強(qiáng)LDH活力,有效降低運(yùn)動(dòng)后血乳酸的水平。提示乳清多肽復(fù)合粉通過提高LDH活力,降低血乳酸水平,起到抗疲勞的作用。國內(nèi)外大量的研究表明,許多來自于動(dòng)植物的肽類物質(zhì)具有顯著的抗疲勞作用[15-25],而有關(guān)乳清多肽抗疲勞作用的研究,還不多見。
劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌糖原的消耗增大,能量供應(yīng)失衡,蛋白質(zhì)的分解代謝增強(qiáng)。機(jī)體對(duì)于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)性越低,蛋白質(zhì)分解代謝越強(qiáng),形成的尿素也越多,因此血尿素氮是較為理想、靈敏的疲勞指標(biāo)。乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽性對(duì)照組運(yùn)動(dòng)后血尿素氮極顯著低于對(duì)照組(P<0.01),并且有劑量依賴性,說明乳清多肽復(fù)合粉具有節(jié)約蛋白質(zhì)利用的功能。
肝糖原是機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的重要來源,它的多少直接影響運(yùn)動(dòng)能力。提高肝糖原貯備對(duì)增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)耐力有重要意義。乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽性對(duì)照組肝糖原極顯著高于對(duì)照組(P<0.01),在高劑量組肝糖原的濃度達(dá)到了67.6 mg/g。說明乳清多肽復(fù)合粉能有效地提高機(jī)體肝糖原的貯備,增強(qiáng)機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力。
2.3.1 工藝操作要點(diǎn)
1)L-肉堿、B族維生素在配方中含量很低,需要先把L-肉堿、B族維生素和少量菊粉進(jìn)行一次混合;再將其它原料加入,進(jìn)行第2次混合。
2)定期抽檢成品,檢測各功效成分的含量,確保產(chǎn)品配方的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
2.3.2 稀釋倍數(shù)與產(chǎn)品口感
按照1.4.5的方法,通過分析品嘗結(jié)果,得出最佳的稀釋倍數(shù)為30 g固體飲料溶于200 mL溫水中。
2.3.3 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
2.3.3.1 感官評(píng)價(jià)
色澤:帶有產(chǎn)品應(yīng)有的正常色澤,為色澤均勻一致的淡黃色粉末。
滋味及氣味:具有產(chǎn)品應(yīng)有的氣味和滋味,味感協(xié)調(diào)柔和,酸甜適口,無異味。
狀態(tài):無正常視力可見的外來異物。
2.3.3.2 理化指標(biāo)
測定3個(gè)批次產(chǎn)品的水分含量,求得其平均值為6%,符合GB/T 29602—2013《固體飲料》相關(guān)規(guī)定。
測定3個(gè)批次產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量,求得其平均值為10%,符合GB/T 29602—2013《固體飲料》中含乳固體飲料的相關(guān)規(guī)定。
2.3.3.3 微生物指標(biāo)
測定3個(gè)批次產(chǎn)品的微生物指標(biāo)(菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母),所有批次產(chǎn)品的指標(biāo)均符合GB 7101—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》的相關(guān)規(guī)定。
本文通過小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn),研究乳清多肽復(fù)合粉對(duì)運(yùn)動(dòng)小鼠抗疲勞的作用,結(jié)果提示乳清多肽復(fù)合粉可以提高LDH活力、降低血乳酸水平,提高肝糖原儲(chǔ)備,這些都是其抗疲勞的作用機(jī)理。
本研究根據(jù)人體三大能量物質(zhì)供能系統(tǒng)的特點(diǎn),以乳清多肽、β-羥基-β-甲基丁酸鹽、L-肉堿、B 族維生素等為主要成分得到的抗疲勞運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑,其產(chǎn)品質(zhì)量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定一定的理論基礎(chǔ)。