董煜

（北京石油化工學(xué)院，北京102617）

抗疲勞小麥肽運動能量膠的研發(fā)及作用分析

董煜

（北京石油化工學(xué)院，北京102617）

采用小麥肽為主要原料開發(fā)一種運動食品能量膠，主要用于預(yù)防和緩解運動性疲勞。研究結(jié)果證明制備的能量膠具有良好的品質(zhì)，在小鼠運動模型中可以有效預(yù)防和緩解運動性疲勞，在自愿者運動實驗中，能量膠可以有效預(yù)防和緩解運動性疲勞，并具有足夠的安全性，具有良好的開發(fā)前景。

小麥肽；能量膠；運動性疲勞；小鼠實驗；自愿者實驗

疲勞已經(jīng)成為困擾我國人民的主要社會問題，據(jù)調(diào)查研究結(jié)果顯示，我國目前有30%以上的人群處于疲勞或亞疲勞狀態(tài)[1]。適度運動可以有效改善身體狀態(tài)，達到緩解疲勞的目的[2]，但是受到商業(yè)化的影響，大量組織機構(gòu)廣泛推廣馬拉松運動，部分未經(jīng)訓(xùn)練人員報名參賽后造成運動過度，形成運動性疲勞，導(dǎo)致機體肌肉發(fā)生損傷，以及代謝產(chǎn)物無法通過休息等方式清除，對健康產(chǎn)生危害，嚴重時產(chǎn)生生命危險[3-4]。延緩運動性疲勞發(fā)生，促進運動性疲勞恢復(fù)一直是營養(yǎng)學(xué)和運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究重點，因此進行抗疲勞功能食品開發(fā)要考慮必須氨基酸和能量的攝入，同時開發(fā)食品應(yīng)具有增強機體神經(jīng)活力、酶活力、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和抗氧化的功效[5-6]。功能性多肽具有多種生物學(xué)功能，來源廣泛易提取和易加工，遠勝于其他抗疲勞因子。從經(jīng)濟性、吸收效率和生物學(xué)功能的角度上考慮，功能性多肽成為近年來抗疲勞功能性食品研發(fā)的主要原料[7]。小麥肽屬于功能性多肽，來源于小麥蛋白，其可以為人體提供一般蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用，同時具有多種生物學(xué)功能，已知其具有維持神經(jīng)纖維活性、緩解機體疲勞和提高運動能力的作用，已經(jīng)成為抗疲勞研究領(lǐng)域中的熱點[8]。本研究以小麥肽為主要原料，開發(fā)一種自主配方的能量膠，供參與馬拉松等耐力運動的自愿者服用，以期為小麥肽能量膠的進一步研究提供參考。

1材料與方法

1.1主要原輔料

糖、乳清蛋白、淀粉、食鹽等均購買自上海昕宜食品輔料有限公司。含鎂（100mg/g）、鐵（50 mg/g）、鉀（30mg/g）、鈉（40mg/g）、的礦物質(zhì)營養(yǎng)補充粉劑購買自修正藥業(yè)；Alcalase堿性蛋白酶：購自天津潤祥生物科技有限公司；Sephadex G-15、離子交換樹脂：購自北京索萊寶科技有限公司。

1.2主要儀器

CH1006恒溫水浴鍋：蘇州江東精密儀器；3100/ FpH計：OHAUS公司；DM8L超大容量高速離心機：長沙湘銳；GE AKTA Pure蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)：GE公司；HF-3800全自動血液細胞分析儀：海力孚；AMS-300全自動血液生化分析儀：北京奧普森；LGJ-10C真空冷凍干燥機：北京四環(huán)科學(xué)儀器廠。

1.3方法

1.3.1小麥肽的提取

采用酶解法提取小麥肽，具體方法參考文獻[9]，采用Alcalase堿性蛋白酶（15×104U/g），在58℃，pH9.2條件下作用120min。將水解液進行離心（8 000 r/min，30min）收集上清液，經(jīng)過Sephadex G-15和離子交換樹脂進行精細純化，采用真空冷凍干燥制成干粉，備用。

1.3.2能量膠制備工藝

小麥肽（10 g）、糖（2 g）、乳清蛋白（3 g）、礦物質(zhì)營養(yǎng)補充粉劑（0.5 g）以及淀粉（2 g）。將原料充分混合，緩慢加入純凈水?dāng)嚢瑁訜嶂?0℃繼續(xù)攪拌至充分溶解，采用均質(zhì)機進行均質(zhì)后無菌分裝，100 mL包裝1袋，滅菌（超高壓瞬時殺菌，131℃，7 s）后立即封裝，室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3品質(zhì)鑒定

從大一至大四的學(xué)生中，每個年級選取10人組成一個鑒定組，共4組，評估能量膠的口感、氣味、色澤、酸度和甜度評分，評分標準為：品質(zhì)優(yōu)為5分；品質(zhì)良為4分；品質(zhì)中為3分；品質(zhì)較差為2分；品質(zhì)差為1分。統(tǒng)計各個鑒定組的品質(zhì)評分，對能量膠的品質(zhì)進行評估。

1.4小鼠實驗

1.4.1小鼠運動型疲勞模型

選擇昆明鼠40只，隨機分成實驗組和對照組，每組20只，雌雄各半，體重均為（20±1）g。兩組小鼠均進行精心分盒飼養(yǎng)，不可飼喂除飼料外其他食品。實驗組小鼠每日服用1次，每次1 g，對照組服用生理鹽水作為對照，連續(xù)服用4周后進行負重游泳訓(xùn)練。具體的訓(xùn)練計劃如下，連續(xù)服用能量膠4周后，選擇專用游泳箱，控制水溫為26℃，水深深度超過40 cm，實驗開始時小鼠在尾部負重5%體重鐵皮，記錄小鼠入水到沉入水3 s以上的時間，作為停止實驗的標準。

1.4.2檢測指標

實驗結(jié)束后，兩組小鼠均進行眼球采血，分離血清后進行血清尿素氮、肝糖原和血乳酸測定。

1.4.3安全性分析

在實驗全程中對小鼠進行實時監(jiān)控，如發(fā)生任何不良反應(yīng)事件應(yīng)及時記錄。

1.5自愿者實驗?zāi)Ｐ?/p>

1.5.1自愿者選擇

選擇報名參加2016年北京馬拉松比賽的人員為實驗對象，共入選20人，入選標準為：男性，年齡25歲～35歲，常規(guī)體檢各項指標正常，無任何疾病。隨機分成試驗組和對照組兩組，每組10人，在馬拉松比賽開始1個月前開始試驗。

1.5.2實驗方案

開始連續(xù)4周的馬拉松備賽訓(xùn)練，聘請專業(yè)教練和醫(yī)生在整個實驗過程中進行指導(dǎo)。每日馬拉松相關(guān)訓(xùn)練項目訓(xùn)練時間不低于4 h，訓(xùn)練強度較大。試驗組自愿者每日訓(xùn)練中期服用能量膠1袋，并在馬拉松比賽過程中服用4袋，對照組自愿者每日服用同等包裝純凈水1袋，并在馬拉松比賽過程中服用4袋純凈水。

1.5.3檢測指標

在實驗開始的第一天未進行訓(xùn)練和馬拉松比賽結(jié)束后的第二日清晨兩組自愿者均空腹采集靜脈血10mL，采用全自動生化分析儀測定所有血清樣本中的疲勞相關(guān)生化指標，包括尿素氮（BUN）、尿激酶（CK）、葡萄糖（GLU）、堿性磷酸激酶（AKP）、肌酐（CREA）、乳酸脫氫酶（LDH）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）。同時采用全自動血細胞分析儀測定所有血液樣本的疲勞相關(guān)血液指標，包括血小板（PLT）、紅細胞分布寬度（RDW）、白細胞數(shù)（W-SCC）、白細胞比率（WSCR）、平均紅細胞血紅蛋白濃度（MCHC）、平均紅細胞血紅蛋白量（MCH）、平均紅細胞體積（MCV）、紅細胞壓積（HCT）、血紅蛋白含量（HB）、紅細胞數(shù)量（RBC）和白細胞數(shù)量（WBC）。

1.5.4不良反應(yīng)事件分析

在實驗全程對參與實驗的自愿者進行嚴格監(jiān)控，如發(fā)生任何不良反應(yīng)事件需采取措施治療，并進行仔細記錄。

1.6數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計

所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析均采用spss18.0，計量資料進行采用t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，P＜0.05為差異顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果與分析

2.1能量膠品質(zhì)評估

我們采用4個來自學(xué)生的鑒定組，對制備的小麥肽能量膠的品質(zhì)進行評估。如表1所示，通過對口感、氣味、色澤、酸度和甜度5個項目評分，4組各項評分均超過4.5分，具有較佳品質(zhì)。

表1 能量膠品質(zhì)評分Tab le1 Energy gelquality evaluation

2.2小鼠疲勞指標分析

通過小鼠運動模型實驗，我們比較實驗前后兩個階段小鼠血清中血尿素氮、肝糖原和血乳酸的含量，結(jié)果如表2所示。

試驗組小鼠實驗前后3項疲勞相關(guān)指標未發(fā)生降低現(xiàn)象，而對照組小鼠實驗前后3項疲勞相關(guān)指標下降明顯（P＜0.05）。在實驗結(jié)束后，比較兩組小鼠3項指標數(shù)值，試驗組小鼠顯著高于對照組小鼠，證明試驗組小鼠疲勞程度較低。

表2 小鼠疲勞相關(guān)指標分析Table2 The related param etersof fatigueanalysis inm ice mg/mL

2.3自愿者血清疲勞相關(guān)生化指標檢測結(jié)果分析

通過分析自愿者的血清中疲勞相關(guān)指標，對自愿者的疲勞程度進行分析，結(jié)果如表3所示。

表3 自愿者血清疲勞相關(guān)指標檢測結(jié)果分析Table3 Analysis the test resultsof volunteer’sserum fatigue related index

實驗前后試驗組自愿者血清中的疲勞相關(guān)指標相對穩(wěn)定，波動程度顯著低于對照組自愿者，證明對照組自愿者疲勞程度顯著增高（P＜0.05）。

2.4自愿者血液疲勞相關(guān)指標檢測結(jié)果分析

通過分析自愿者的血液細胞的各項數(shù)值，對自愿者的疲勞程度進行分析，結(jié)果如表4所示。

表4 自愿者血液疲勞相關(guān)指標檢測結(jié)果分析Table4 Volunteer b lood related param etersof fatigue test resultsanalysis

實驗前后試驗組自愿者血液細胞的各項數(shù)值略有增加，相對于對照組其波動程度較小，再次證明對照組自愿者疲勞程度顯著增高（P＜0.05）。

2.5安全性分析

在小鼠實驗和自愿者實驗進行中均對實驗對象的健康采用嚴格監(jiān)控，均未發(fā)生任何不良反應(yīng)事件，證明所制備的小麥肽能量膠具有足夠的安全性。

3結(jié)論與討論

對小麥蛋白進行精加工可以制得具有活性的小麥肽，大量的研究證明，小麥肽具有吸收效率高，活性穩(wěn)定的特點，在多種生命活動中發(fā)揮功能活性，如抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、恢復(fù)體能、增強體力等。將小麥肽加入食品供運動過程服用，可以顯著縮短或抑制體內(nèi)出現(xiàn)的“負氮平衡”現(xiàn)象[10]。目前國內(nèi)關(guān)于以小麥肽為原料制備抗運動性疲勞食品的研究開展較少，僅有少數(shù)研究對小麥肽的功能活性進行研發(fā)。在研究方法上，小麥肽抗疲勞研究的小鼠動物模型已經(jīng)被廣泛采用，而采用自愿者的方法尚屬新穎。本研究對小鼠和自愿者均開展為期4周的大負荷運動訓(xùn)練，對實驗組研究對象補充小麥肽能量膠，分別測定小鼠和自愿者血液中的疲勞相關(guān)指標，證明小麥肽能量膠對小鼠和人體運動疲勞程度的有緩解作用，本研究為開發(fā)小麥肽能量膠在運動中的應(yīng)用提供有效的理論參考。

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Development and Function Analysis of Anti-fatigueW heat Peptide Energy Gel

DONGYu
（Beijing Institute ofPetrochemical Technology，Beijing 102617，China）

Wheat peptidewas themain ram material to develop a sport plastic food energy，primarily used to prevent and relieve exercise-induced fatigue.The results showed that the energy gel prepared that had good quality and could effectively prevent and relieve exercise-induced fatigue in themousemovementmodel.It could effectively prevent and alleviate exercise-induce fatigue in volunteer exercise test，and have sufficient safety.Therefore，ithave thegood developmentprospect.

wheatpeptide；energy gel；exercise-induced fatigue；mice test；volunteer test

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.05.031

2016-10-26

董煜（1987—），女（漢），講師，碩士，研究方向：體育教學(xué)與訓(xùn)練。