膠原蛋白酵素飲品對提升足球運動員抗運動性疲勞的作用

王勇（深圳職業(yè)技術(shù)學院體育部 廣東 深圳 518055）

足球運動是一項對運動員體能要求較高的運動項目。隨著體育競技的不斷發(fā)展，足球運動員為了在比賽中取勝，其日常訓練強度也越來越大。高強度運動會導致機體疲勞，適度的疲勞有助于提高身體的機能水平，但過度的疲勞則會對生理機能造成損害，影響運動員的運動表現(xiàn)，提高運動損傷發(fā)生風險。為此，如何快速、有效地消除運動疲勞一直是運動及運動營養(yǎng)學領(lǐng)域研究的熱點。膠原蛋白和天然酵素運動食品近年來廣受運動群體的關(guān)注與喜愛，膠原蛋白具有補充水分、增強免疫力、促進鈣質(zhì)吸收等作用，天然酵素則具有加快生化代謝、促進細胞修復(fù)、清除體內(nèi)廢物等作用。以深海魚膠原蛋白和水果酵素為原料開發(fā)制成的膠原蛋白酵素飲品，富含多種生物功能活性，在運動營養(yǎng)補劑領(lǐng)域具有巨大潛能。該文從膠原蛋白、天然酵素的結(jié)構(gòu)及生物學功能出發(fā)，重點論述了其在緩解足球運動員運動疲勞及增強運動表現(xiàn)方面的作用，以期為膠原蛋白酵素飲品的推廣應(yīng)用提供參考。

一、膠原蛋白及天然酵素的生物學功能

（一）膠原蛋白的結(jié)構(gòu)

膠原蛋白是一種多糖蛋白，分子量為300 ku，是組成細胞外基質(zhì)的重要成分。膠原蛋白家族共有19 種膠原蛋白和10 余種膠原樣蛋白，而不同膠原蛋白在基因類型及定位方面存在一定差異。有研究通過膠原蛋白探針篩選cDNA 及基因組DNA 文庫證實甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸是膠原蛋白的主要成分，脯氨酸和羥脯氨酸約占14%，并被證實是膠原蛋白的特有氨基酸。按照體內(nèi)分布及功能特點差異，膠原蛋白被分為間質(zhì)膠原蛋白、基底膜膠原蛋白（Ⅳ型膠原蛋白）、細胞外周膠原蛋白（Ⅴ型膠原蛋白）3 種類型，其中間質(zhì)膠原蛋白占比最高。間質(zhì)膠原蛋白有3 種類型的膠原蛋白分子，Ⅰ型主要分布于肌腱、骨骼、韌帶及皮膚中，Ⅱ型主要分布于髓核、玻璃體及軟骨中，Ⅲ型主要分布在肌肉、結(jié)締組織及皮膚中，多與Ⅰ型共分布?；啄つz原蛋白主要分布在基底膜中，細胞外周膠原蛋白則主要存在于結(jié)締組織中，多與Ⅰ型膠原蛋白共分布。

（二）膠原蛋白的生物學功能

膠原蛋白的生物活性較強，生物功能多樣，在細胞轉(zhuǎn)移、分化及增殖過程中均有參與。膠原蛋白含量增加，可加強骨骼、肌肉、軟骨、皮膚自身的生物特性。在人體血管內(nèi)膜受到損傷后，暴露出的內(nèi)膜下組織即為膠原蛋白，膠原蛋白迅速聚集可起到局部凝血作用，發(fā)揮止血功能。膠原蛋白經(jīng)蛋白酶作用降解為膠原多肽，該物質(zhì)經(jīng)研究證實可促進過氧化氫分解，抑制自由基生成，具有較好的抗氧化作用。從魚骨及魚皮中提取出的膠原蛋白經(jīng)酶解后得到的活性肽具有優(yōu)異的抗氧化功能，其在清除體內(nèi)自由基、延緩細胞衰老方面有確切作用。

膠原蛋白的親和性好、免疫原性低，并有一定的抗毒性。人體攝入膠原蛋白類食物后，幾乎不會發(fā)生排斥反應(yīng)，吸收較好，并且膠原蛋白還能在組織結(jié)構(gòu)與宿主細胞間發(fā)揮協(xié)調(diào)作用。研究表明，鱈魚胃中的蛋白酶經(jīng)水解生成的酸性肽物質(zhì)能夠增強人體細胞的免疫活性。另有研究顯示，從鮭魚中提取的酸性肽可增強巨噬細胞活性，增加活性氧代謝產(chǎn)物，對非特異性免疫系統(tǒng)的防御能力有明顯的強化作用。Ⅱ型膠原蛋白還被證實是人體的重要抗原，濃度適宜的Ⅱ型膠原蛋白可以增強機體的免疫耐受能力。鑒于膠原蛋白豐富的生物學功能，目前已被廣泛用于生物醫(yī)學材料、臨床醫(yī)學、美容保健、食品等領(lǐng)域。

（三）天然酵素的生物學功能

酵素是以動物、植物、菌類為原材料，經(jīng)微生物發(fā)酵得到的一種具有特定活性成分的物質(zhì)。我國的酵素生產(chǎn)工藝源自早期的釀酒技藝，目前國內(nèi)的酵素生產(chǎn)加工技術(shù)已十分成熟。雖然我國的發(fā)酵技術(shù)歷史悠久，但大眾對于酵素的營養(yǎng)價值卻缺乏深入的認識，酵素的生產(chǎn)直到20 世紀90 年代才在我國開始，并逐步形成了酵素產(chǎn)品市場。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，酵素產(chǎn)品在醫(yī)學美容、日化用品、食品、營養(yǎng)保健品等領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越多。天然酵素是酵素產(chǎn)品的主要形式，其原材料源自各類天然物質(zhì)（如水果、蔬菜、食用菌類、中草藥等），這類產(chǎn)品最大限度地保留了原材料本身的營養(yǎng)物質(zhì)。受原材料類型、提取工藝的影響，不同酵素所含活性成分差異較大。目前，天然酵素所含成分主要有碳水化合物、氨基酸、皂苷、黃酮類物質(zhì)、低聚糖、多酚等，其所含氨基酸種類是人體氨基酸種類的數(shù)十倍，并且還含有多種微量元素，對維持人體健康有積極作用。研究表明，天然酵素具有加快生化反應(yīng)、促進新陳代謝、抗氧化、抗癌、抗炎、改善營養(yǎng)性貧血、增強缺氧耐受能力等作用。目前，天然酵素作為保健食品已在國內(nèi)外市場中廣受歡迎，隨著人們對運動營養(yǎng)食品認知度的不斷提高，天然酵素類運動營養(yǎng)食品在國內(nèi)有著廣闊的市場潛力。

二、膠原蛋白酵素飲品的開發(fā)思路

目前，國內(nèi)的功能性運動飲料市場產(chǎn)品豐富，如高蛋白飲料、維生素飲料、功能性果汁飲料、電解質(zhì)補充飲料等。鑒于膠原蛋白和天然酵素所具有的多重生物學功能，若能將膠原蛋白及天然酵素與運動飲料相結(jié)合，以膠原蛋白、天然酵素為原料，并配合其他果汁、食品添加劑等，開發(fā)出一款無人工香精、色素，口味酸甜、風味獨特、營養(yǎng)豐富的膠原蛋白酵素飲品，勢必會受到廣大運動人群的喜愛。以深海鱈魚膠原蛋白（≥5%）和水果酵素（≥5%）為主要原料，添加山楂汁、蘋果汁、低聚半乳糖、檸檬酸、維生素C 等，通過溶解、過濾、罐裝、滅菌等工藝流程，研發(fā)出的膠原蛋白酵素飲品，經(jīng)相關(guān)試驗證明了其生物活性成分的有效性。

三、膠原蛋白酵素飲品對足球運動員的影響

（一）膠原蛋白可提高足球運動員的肌肉質(zhì)量

現(xiàn)有研究顯示，足球運動員在長期訓練后及時補充蛋白質(zhì)可以加快肌肉蛋白合成，減少肌肉蛋白質(zhì)的分解，從而維持肌肉重量。一項以男性健身愛好者為對象的研究顯示，訓練后補充乳清蛋白的實驗組相比補充安慰劑的對照組，其干預(yù)3 個月后的左大臂圍平均增長0.52 cm，體質(zhì)量指數(shù)平均減少0.4 kg/m2，該結(jié)果提示運動后補充蛋白質(zhì)具有明顯的增肌作用。但是，研究認為長期應(yīng)用乳清蛋白粉會增加腎臟代謝壓力，而膠原蛋白肽比乳清蛋白更易于吸收，不會增加腎臟負擔，安全性更好。膠原蛋白提高足球運動員肌肉質(zhì)量的作用機制可能：一是膠原蛋白中的氨基酸含有大量的低分子量氮原子，有助于維持機體氮平衡；二是膠原蛋白中的甘氨酸、精氨酸均為合成肌酸的重要物質(zhì)，而肌酸具有增加肌肉表面積、增強肌肉相關(guān)機能的作用。

（二）膠原蛋白可保障足球運動員的骨骼質(zhì)量

研究證實，膠原蛋白在骨骼生長發(fā)育過程中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，其能增加骨密度、促進骨生長。動物實驗研究顯示，以鱔魚皮膠原蛋白肽對小鼠進行灌胃處理后，小鼠的股骨指數(shù)、鈣含量變化明顯，且膠原蛋白多肽分子量越多，小鼠的骨骼生長發(fā)育越好。另有以絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者為對象的研究顯示，口服膠原蛋白肽的實驗組患者，其脊柱骨骼密度明顯改善。上述研究均證實，膠原蛋白肽能夠促進骨骼健康，其作用機制可能是膠原蛋白肽可增強成骨細胞/破骨細胞的增殖分化活性，加快骨鈣素生成。膠原蛋白肽可促進Runx2 表達，激活胞外信號調(diào)控激酶1/2、c-Jun N-末端蛋白激酶1/2 等與成骨細胞合成相關(guān)的信號通路，誘導Ⅰ型膠原蛋白表達，促進骨骼健康。

（三）膠原蛋白可減緩足球運動員的運動性疲勞

足球運動員在進行大量高強度訓練或比賽后，體能消耗較大，暫時性的體能下降可導致運動性疲勞癥狀，這是一種正常的運動生理現(xiàn)象。運動性疲勞的發(fā)生機制復(fù)雜，中樞機制主要是運動員在運動訓練過程中，大腦皮層容易過度興奮而對大腦皮層生理功能造成影響，導致大腦皮層功能紊亂，引發(fā)運動疲勞。外周機制則主要與運動導致的能量代謝異常（如體內(nèi)酶氧化系統(tǒng)損耗等）有關(guān)。多項研究認為，從魷魚魚皮、鯉魚魚皮等原料中提取出的膠原蛋白肽均能對體內(nèi)氧自由基的清除發(fā)揮作用。動物實驗顯示，運動小鼠在補充膠原蛋白48 h 后，其體內(nèi)的肝糖原水平明顯上升，尿素氮水平明顯下降，該結(jié)果表明膠原蛋白在緩解運動性疲勞方面有確切作用。

（四）膠原蛋白可預(yù)防足球運動員的骨損傷

足球運動員需要大量使用腿部力量，長期高強度的腿部力量訓練容易增加下肢骨關(guān)節(jié)損傷風險。調(diào)查顯示，足球運動員的骨關(guān)節(jié)損傷發(fā)生概率明顯高于普通人，而骨關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生不僅會直接影響運動員的運動表現(xiàn)，還會對其運動職業(yè)生涯發(fā)展造成影響。足球運動員在日常訓練中，需要高度重視骨關(guān)節(jié)健康，補充膠原蛋白類營養(yǎng)食品對于減緩關(guān)節(jié)疼痛、降低骨折風險、降低鎮(zhèn)痛藥物用量有著積極意義。以膝關(guān)節(jié)炎患者為對象的研究指出，實驗組患者補充膠原蛋白肽6 個月后，其膝關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分明顯下降，認為膠原蛋白肽可以緩解膝關(guān)節(jié)疼痛、促進膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。另一項以有骨關(guān)節(jié)疼痛感的舉重運動員為對象的研究顯示，實驗組運動員口服膠原蛋白肽、對照組口服葡萄糖，實驗組運動員干預(yù)后在不同狀態(tài)（站、走、負重、休息、舉重）的疼痛視覺模擬評分均低于對照組。該結(jié)果表明，膠原蛋白肽對運動引起的關(guān)節(jié)損傷有一定的修復(fù)作用。

（五）酵素可對足球運動員產(chǎn)生抗疲勞功效

膠原蛋白酵素飲品中的天然酵素含有多酚、皂苷、功效酶、有機酸等活性成分，這些成分具有一定的抗疲勞功效。天然酵素中的功效酶主要有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等，其中蛋白酶能夠水解蛋白質(zhì)產(chǎn)生小分子肽、血紅素等物質(zhì)，研究證實小分子肽可改善機體免疫系統(tǒng)，增強機體免疫力，促進細胞生長修復(fù)，從而緩解疲勞。脂肪酶能夠分解油脂，其在醫(yī)學領(lǐng)域及保健養(yǎng)生領(lǐng)域中的應(yīng)用廣泛。足球運動員體內(nèi)脂肪酶含量充足，有助于分解油脂、降低體脂。淀粉酶能夠促進機體高效分解和利用淀粉類物質(zhì)，在運動過程中為足球運動員持續(xù)供能，從而緩解運動疲勞。足球運動員在高強度運動后，體內(nèi)淀粉酶含量下降，補充膠原蛋白酵素飲料后，能夠從中獲取大量淀粉酶，這有助于緩解運動疲勞。另外，膠原蛋白酵素飲品中所含的多酚類化合物，具有優(yōu)異的抗氧化特性，能夠有效清除自由基，從而緩解運動疲勞。天然酵素中的皂苷類物質(zhì)可以降低體內(nèi)的血乳酸、丙二醛含量，增強超氧化物歧化酶活性，增強持續(xù)運動能力，有效緩解疲勞。有機酸能夠較好地保留天然酵素原料的風味，并保護腸道黏膜，部分有機酸還可清除體內(nèi)自由基，促進代謝，具有一定的抗疲勞作用。

四、結(jié)語

綜上，膠原蛋白酵素飲品以膠原蛋白和天然酵素為主要原料，二者均具有多重生物學功能，尤其在緩解運動性疲勞、增強運動能力方面有著突出表現(xiàn)。足球運動員在訓練前后攝入適量的膠原蛋白酵素飲品，可提高肌肉質(zhì)量，促進骨骼健康，有效預(yù)防骨損傷，從而有效緩解運動性疲勞，保證訓練效果。