黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料對長跑運(yùn)動員耐力素質(zhì)的影響

張佳運(yùn)，孫哲（.沈陽大學(xué) 遼寧沈陽 0003；.東北大學(xué) 遼寧沈陽 067）

黑枸杞是一種茄科枸杞屬植物，廣泛分布于我國西北地區(qū)，作為常見的保健食材與中藥材被開發(fā)應(yīng)用，具有滋補(bǔ)肝腎、明目等功效?；诤阼坭截S富的營養(yǎng)價值，近年來逐漸被嘗試應(yīng)用于運(yùn)動食品領(lǐng)域，如在黑枸杞飲料的研發(fā)方面取得了較大進(jìn)展。長跑運(yùn)動員需要以良好的耐力素質(zhì)來維持運(yùn)動競技狀態(tài)與水平，黑枸杞經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵后，制備成的黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料可為運(yùn)動員提供便捷且高效的營養(yǎng)支持，通過進(jìn)一步分析黑枸杞乳酸菌發(fā)酵的原理，為后續(xù)運(yùn)動食品市場的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

一、黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料的營養(yǎng)特征

1.黑枸杞的營養(yǎng)價值

枸杞屬于我國傳統(tǒng)中藥材，近年在抗衰老、運(yùn)動保健等領(lǐng)域的營養(yǎng)價值逐漸被開發(fā)。枸杞中所含的生物活性物質(zhì)具有多樣性特征，且不同品種間營養(yǎng)成分、含量存在一定差異。通過對枸杞功效作用及化學(xué)成分的分析，證實了枸杞在抗氧化、抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)等方面具有明顯功效，且含有8種人體必需氨基酸及鋅、鐵、鈣、銅等多種微量元素，枸杞中的枸杞多糖、類胡蘿卜素、甜菜堿等物質(zhì)還具有降血糖、抗輻射等功效。

2.乳酸菌發(fā)酵飲料的特征

目前，市面上常見的乳酸菌發(fā)酵飲料主要分為活性乳酸菌、非活性乳酸菌兩種，因風(fēng)味獨特、營養(yǎng)豐富而吸引了眾多消費(fèi)群體，市場前景廣闊。其中，活性乳酸菌飲料需在冷藏條件下保存，經(jīng)食用后可進(jìn)入人體腸道，對腸道中的pH值產(chǎn)生直接影響，抑制有害菌的生長，維持菌群平衡；非活性乳酸菌飲料經(jīng)過滅菌處理，可在常溫環(huán)境下保存，但因不含活性乳酸菌，并不具備乳酸菌生理功能，一般僅作為乳酸菌風(fēng)味飲料飲用。

乳酸菌的代謝途徑主要有同型發(fā)酵、異型發(fā)酵、雙歧途徑等，經(jīng)過發(fā)酵后，營養(yǎng)價值及腸道對乳酸菌的吸收效率提升，發(fā)生乳糖不耐癥狀的概率降低，腸道內(nèi)有害菌群數(shù)量減少，同時生成不同類型的生物活性物質(zhì)。其中，最常用的乳酸菌代謝途徑為同型發(fā)酵途徑，將葡萄糖經(jīng)反應(yīng)生成1，6-二磷酸果糖，再通過醛縮酶催化生成2分子的三碳化合物，然后氧化為2分子丙酮醛，最后還原成2分子乳酸。這一發(fā)酵途徑作用下，乳酸菌轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%，同型發(fā)酵途徑代謝的乳酸菌主要有乳桿菌與鏈球菌。異型發(fā)酵途徑代謝的乳酸菌主要有短乳桿菌、腸膜明串珠菌等。雙歧發(fā)酵途徑代謝的乳酸菌主要為雙歧桿菌，屬于嚴(yán)格厭氧發(fā)酵，代謝產(chǎn)物為乳酸、乙酸。

3.黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料的主要活性物質(zhì)

黑枸杞乳酸發(fā)酵飲料中，主要的活性物質(zhì)包括多酚類物質(zhì)、有機(jī)酸類物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)等。其中，多酚類物質(zhì)包括香葉木素、沒食子酸、木犀草素等，具有天然的抗菌、抗癌等特性，一般根據(jù)酚環(huán)數(shù)量、結(jié)構(gòu)的不同，可分為酚酸、黃酮、單寧等，多以結(jié)合態(tài)和游離態(tài)的形式存在，因容易氧化，保存時間較短。乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酚酸脂酶能夠?qū)Y(jié)合態(tài)酚進(jìn)行水解，使之轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，催生大量有機(jī)酸，促使酚類物質(zhì)及其他活性物質(zhì)含量提升，抗氧化活性也隨之提升。有機(jī)酸屬于一種有機(jī)化合物，具有弱酸性特征，能夠與醇反應(yīng)生成酯。有機(jī)酸包含乳酸、檸檬酸等，乳酸使用最為廣泛，常在食品領(lǐng)域作為酸化劑、添加劑使用，且能夠增加飲料的營養(yǎng)價值，對味覺產(chǎn)生較大刺激。揮發(fā)性物質(zhì)在食物中給人提供氣味上的感受，與非揮發(fā)性物質(zhì)一起構(gòu)成食品的整體風(fēng)味。黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料中，揮發(fā)性物質(zhì)主要包含酯類化合物、酸類化合物、醇類化合物等。

二、長跑運(yùn)動員耐力素質(zhì)的影響因素

長跑運(yùn)動員的耐力素質(zhì)決定著競技水平，耐力素質(zhì)下降即意味著運(yùn)動性疲勞的產(chǎn)生，人體腎臟等器官的負(fù)荷加重，難以保持機(jī)體運(yùn)動能力的原始狀態(tài)，甚至可能導(dǎo)致運(yùn)動損傷的出現(xiàn)。而從長跑運(yùn)動員耐力素質(zhì)的主要影響因素來看，能源耗竭理論、代謝產(chǎn)物堆積是運(yùn)動研究領(lǐng)域普遍認(rèn)可的說法。其中，能源耗竭理論的提出，是基于機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)需要以能源物質(zhì)為支撐這一原理，只有在供能充足、攝入能量可覆蓋消耗需求的狀態(tài)下，才能防止體力不支、運(yùn)動能力快速下降等問題的出現(xiàn)。人體運(yùn)動所需的能量物質(zhì)中，糖和脂肪是必不可少的主要部分，既是維持運(yùn)動狀態(tài)的必需要素，也是減少運(yùn)動損傷的重要條件。

長跑運(yùn)動員在高強(qiáng)度運(yùn)動中，首先消耗的是糖原，其次是脂肪。通常情況下，脂肪可維持2h～3h的正常運(yùn)動供能，為功能系統(tǒng)提供必要保護(hù)。而在超出正常水平的持續(xù)性運(yùn)動狀態(tài)下，脂肪被過度消耗，機(jī)體進(jìn)入超負(fù)荷狀態(tài)，機(jī)體功能與運(yùn)動狀態(tài)都可能受到不同程度的影響。同時，機(jī)體運(yùn)動時，肝糖原分解速度低于肌糖原，減緩了血糖供給速度，而大腦皮質(zhì)應(yīng)激能力的維持需要以足夠的血糖供應(yīng)為支撐，當(dāng)需求得不到滿足時，腦力疲勞、運(yùn)動性疲勞就此產(chǎn)生。因此，許多長跑運(yùn)動員在運(yùn)動間隙常通過及時補(bǔ)充糖分來維持耐力素質(zhì)達(dá)標(biāo)，提升運(yùn)動能力，推遲疲勞產(chǎn)生時間。

從代謝理論來看，人體代謝產(chǎn)物在體內(nèi)堆積過多時，原有的機(jī)體平衡將被打破，進(jìn)而直接催生運(yùn)動性疲勞，耐力素質(zhì)隨之下降。乳酸等代謝產(chǎn)物在體內(nèi)滯留時，得不到及時排出的有害物質(zhì)對身體正常代謝系統(tǒng)構(gòu)成攻擊，肌組織與血液中部分離子的濃度也因此升高，大腦產(chǎn)生的興奮、沖動無法以正常速度傳向肌肉組織，整體運(yùn)動反應(yīng)能力下降，糖酵解能力也隨之減弱。在此狀態(tài)下，ATP的合成速率較之正常狀態(tài)有明顯的降低趨勢，體內(nèi)環(huán)境呈酸性變化。相關(guān)研究結(jié)果表明，在代謝產(chǎn)物長期堆積作用下，各器官功能共同支撐的運(yùn)動能力下降，肌肉無力、發(fā)力滯緩等情況產(chǎn)生，難以達(dá)成預(yù)期的運(yùn)動能力標(biāo)準(zhǔn)，這也是耐力素質(zhì)不足的重要體現(xiàn)。

三、黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料對長跑運(yùn)動員耐力素質(zhì)的支持路徑

1.加快代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化與排出效率

血尿素氮通?？勺鳛槿梭w蛋白質(zhì)與氨基酸分解代謝的指標(biāo)，既屬于蛋白質(zhì)代謝的主要產(chǎn)物，也可直觀反映出機(jī)體的運(yùn)動能力。血尿素氮的含量與機(jī)體疲勞感成正比關(guān)系，其含量提升表示機(jī)體疲勞感加劇，運(yùn)動能力隨之減弱。相關(guān)大鼠實驗研究結(jié)果表明，大鼠處于力竭運(yùn)動狀態(tài)下時，血尿素氮水平大量上升，而通過攝入黑枸杞可對血尿素氮的不斷產(chǎn)生形成一定抑制作用，主要通過降低機(jī)體在運(yùn)動過程中對蛋白質(zhì)的利用度，促使代謝系統(tǒng)能量水平恢復(fù)至正常狀態(tài)，從而延緩機(jī)體疲勞、增強(qiáng)運(yùn)動能力。同時，黑枸杞還可促進(jìn)機(jī)體某些酶活性的提升，加快氨基酸合成蛋白質(zhì)的速率，進(jìn)而對鳥氨酸循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)生影響，使血尿素氮產(chǎn)生速度放緩。另外，機(jī)體中血乳酸與乳酸脫氫酶活力的水平也直接影響著有氧代謝能力，黑枸杞能夠幫助運(yùn)動員清除體內(nèi)多余乳酸，增強(qiáng)乳酸脫氫酶活力，在降低血乳酸水平的同時，增加糖原儲備，維持體能水平。因此，長跑運(yùn)動員攝入黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料后，代謝物轉(zhuǎn)化與排出效率將得以提升，可用于延緩疲勞產(chǎn)生，有助于耐力素質(zhì)的優(yōu)化，對于身體機(jī)能恢復(fù)、提升運(yùn)動效果具有積極影響。

2.促進(jìn)糖異生

在耐力素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，糖原利用率是重要的構(gòu)成要素。尤其對于長跑運(yùn)動員而言，在高強(qiáng)度耐力訓(xùn)練中，糖原是維持運(yùn)動狀態(tài)與運(yùn)動水平的關(guān)鍵性能源物質(zhì)，如能夠提高對糖原的利用度，減緩機(jī)體內(nèi)糖原消耗速率，加快機(jī)體恢復(fù)，保證體內(nèi)糖原供給充足，有助于持續(xù)性注入能量，帶動耐力素質(zhì)的整體提升。當(dāng)人體肌糖原消耗速度加快甚至耗竭時，血糖水平陷入紊亂狀態(tài)，肝糖原與肌糖原指標(biāo)隨之受到影響，機(jī)體疲勞程度加劇。有研究表明，螺旋藻多糖、枸杞多糖等物質(zhì)能夠幫助維持人體肌糖原、肝糖原的穩(wěn)定性，將含量控制在相對理想的范圍內(nèi)，使人體能夠從中獲得充分的能量支持，以此來對抗機(jī)體疲勞感，維持耐力素質(zhì)。同時，黑枸杞促進(jìn)糖異生的功能還有利于回收人體乳酸分子中的能量，提高體內(nèi)貯存的糖量，確保人體糖量供需平衡，維持血糖濃度穩(wěn)定性，及時更新肌糖原，并避免乳酸中毒等情況的發(fā)生。對于長跑運(yùn)動員而言，通過補(bǔ)充黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料，能夠最大化地幫助運(yùn)動員實現(xiàn)糖異生，從而使身體機(jī)能處于興奮活躍的狀態(tài)，更好地提升訓(xùn)練效果。

3.提升自由基清除能力

黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料能夠提升長跑運(yùn)動員機(jī)體的自由基清除能力，進(jìn)而有效緩解運(yùn)動疲勞，促使機(jī)體時刻處于較佳的運(yùn)動狀態(tài)。對于長跑運(yùn)動員而言，經(jīng)過持續(xù)性有氧運(yùn)動后，體內(nèi)代謝產(chǎn)物堆積，催生大量自由基。如果堆積的自由基得不到及時清除，數(shù)量過多且不穩(wěn)定，便會對人體細(xì)胞及組織進(jìn)行無選擇攻擊，進(jìn)而使得細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能受到破壞，直接對機(jī)體健康產(chǎn)生危害。在許多關(guān)于運(yùn)動食品的研究中，學(xué)者致力于探索能夠清除自由基的天然食材，針對黑枸杞的營養(yǎng)功能的研究很大程度基于這一目的。通過攝入以黑枸杞為原料制成的乳酸菌發(fā)酵飲料，能夠提升機(jī)體本身的自由基清除能力，從而幫助長跑運(yùn)動員有效對抗機(jī)體疲勞、優(yōu)化耐力素質(zhì)，同時防止脂質(zhì)過氧化等問題的產(chǎn)生，形成良性循環(huán)。

4.調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平

耐力運(yùn)動與神經(jīng)遞質(zhì)水平息息相關(guān)，如5-HT在人體內(nèi)大量累積時，隨著運(yùn)動時間的延長而出現(xiàn)代謝不斷增加的情況，對大腦皮層產(chǎn)生不同程度的抑制作用，導(dǎo)致中樞神經(jīng)紊亂，進(jìn)而引發(fā)機(jī)體疲勞癥狀。為調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平，有學(xué)者在實驗中對比了支鏈氨基酸與生理鹽水對運(yùn)動員的耐力的影響，結(jié)果表明，支鏈氨基酸比生理鹽水能夠更好地保護(hù)大腦皮層，緩解運(yùn)動性疲勞，提升耐力素質(zhì)。長跑運(yùn)動員在高強(qiáng)度訓(xùn)練后，大腦中的5-HT水平增加，5-HT對大腦的保護(hù)性降低，而血液中的支鏈氨基酸則會隨著運(yùn)動而升高，促使大腦的保護(hù)性抑制增強(qiáng)。此外，多巴胺的合成與分解代謝速度直接影響著人體運(yùn)動能力的強(qiáng)弱，可對肌肉狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之趨于松弛，避免因肌肉過度緊張而導(dǎo)致體能消耗增加，甚至造成運(yùn)動損傷。黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料所含的營養(yǎng)成分，可對5-HT、多巴胺、去甲腎上腺素的含量起到一定調(diào)節(jié)作用，如降低5-HT含量、提升多巴胺含量等，從而改善單胺類神經(jīng)遞質(zhì)合成與代謝紊亂狀況，從根本上調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平。中樞神經(jīng)遞質(zhì)中，乙酰膽堿參與著多種神經(jīng)活動，其含量直接影響人體運(yùn)動能力及運(yùn)動耐力。中樞神經(jīng)系統(tǒng)是機(jī)體調(diào)節(jié)肌肉、產(chǎn)生行為的主要區(qū)域，當(dāng)某一部位發(fā)生障礙時，整體運(yùn)行機(jī)能受到影響。黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料能夠減緩大腦皮層乙酰膽堿的紊亂，防止膽堿系統(tǒng)衰竭，抵抗疲勞感產(chǎn)生，從而將人體運(yùn)動耐力維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

四、結(jié)語

黑枸杞乳酸菌發(fā)酵飲料以黑枸杞為主要原料，含有多種活性物質(zhì)，對于營養(yǎng)補(bǔ)充需求較高的長跑運(yùn)動員而言，可作為一種日常體能補(bǔ)充飲料飲用，輔助提升耐力素質(zhì)?；诤阼坭饺樗峋l(fā)酵飲料的營養(yǎng)支持功能，在未來的運(yùn)動食品開發(fā)中，還可通過優(yōu)化工藝、豐富口感等路徑來進(jìn)一步提升利用率，開辟更廣闊的市場空間。