功能飲料抗疲勞作用的實驗研究

蔡愈杭，榮耀中，程能能，羅 殷，*，陳 偉

(1.上海東錦飲品有限公司，上海201812;2.復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)研究室，上海201203)

功能飲料抗疲勞作用的實驗研究

蔡愈杭1，榮耀中1，程能能2，羅 殷1，*，陳 偉1

(1.上海東錦飲品有限公司，上海201812;2.復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)研究室，上海201203)

目的:研究功能飲料的抗疲勞作用。方法:將雄性昆明小鼠按體重隨機分為4組:空白對照組和12.5、25、75mL/(kg·bw)3個劑量組。在給予受試物30d后測定各組的小鼠負(fù)重游泳的持續(xù)時間，血乳酸水平(游泳前、游泳后0min、游泳后30min值)、血清尿素氮，以及肝糖原含量的變化。結(jié)果:25、75mL/(kg·bw)劑量的功能飲料能夠顯著延長小鼠的游泳時間(p＜0.05)，降低了小鼠血清中的乳酸、尿素氮含量(p＜0.05或p＜0.01);75mL/(kg·bw)劑量的功能飲料顯著增加小鼠的肝糖原含量(p＜0.01)。結(jié)論:功能飲料具有抗疲勞作用。

功能飲料，乳酸，尿素氮，肝糖原，抗疲勞

疲勞的發(fā)生機制目前尚不十分明確，可能主要是因為機體短期內(nèi)因大運動量消耗過多，導(dǎo)致缺氧、乳酸堆積，引起人體內(nèi)環(huán)境紊亂，同時伴有低血糖、肌糖原和肝糖原耗竭等現(xiàn)象［1］。本研究從補充營養(yǎng)物質(zhì)、降低消耗和給予適量興奮等幾個方面對于抗疲勞作用進行研究，以血清乳酸含量、肌糖原含量等為指標(biāo)，探索功能飲料口服對小鼠的抗疲勞作用和耐受力的影響，從而為增強機體運動機能，延緩疲勞提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瓜拉那氨基酸功能飲料簡稱功能飲料(functional drink) 由上海東錦飲品有限公司研制，主要配方成分:水、白砂糖、瓜拉那提取物、牛磺酸、L－賴氨酸鹽酸鹽、甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、檸檬酸、蘋果酸、檸檬酸鈉、阿斯巴甜、安塞蜜、天然芒果濃縮汁、食用甜橙香精，主要功效成分含量:總氨基酸743mg/100mL，牛磺酸381mg/100mL，咖啡因9.6mg/100mL。雄性昆明小鼠 體重18～21g，由上海西普爾實驗動物有限公司提供，合格證號:滬動合證字155號。小鼠在溫度為19～22℃、相對濕度為50%～70%的環(huán)境中飼養(yǎng)。血乳酸測定試劑盒、血清尿素氮測定試劑盒 由南京建成生物制品研究所提供。

722 型分光光度計，XHF－1型高速分散器。

1.2 實驗方法［2］

按《保健食品功能學(xué)評價程序和檢驗方法》進行。

1.2.1 劑量分組 根據(jù)功能飲料人體攝入量(120mL/d，相當(dāng)于2.5mg/kg·bw)，分別按其5倍、10倍、30 倍設(shè)計3 個劑量組即12.5、25、75mL/(kg·bw)，以及蒸餾水對照組。

1.2.2 負(fù)重游泳實驗

1.2.2.1 分組及給樣 雄性昆明小鼠隨機分為4組，每組10只，分別灌服低、中、高劑量即 12.5、25、75mL/(kg·bw)功能飲料及蒸餾水，將原液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器低溫減壓濃縮5倍后，每日灌胃，連續(xù)30d。

1.2.2.2 測試 末次給樣30min后，小鼠負(fù)重5%體重的鉛皮，置于水溫25℃、水深35～40cm的水箱中游泳，記錄小鼠自游泳開始至死亡的時間，作為小鼠的游泳時間(min)。

1.2.3 血乳酸的測定

1.2.3.1 游泳前血乳酸 分組及給樣:同1.2.2.1。末次給樣30min后眼眶采血，取血清用722型分光光度計進行乳酸測定。

1.2.3.2 游泳后0min血乳酸 分組及給樣同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min，立即眼眶采血，取血清用722分光光度計進行乳酸測定。

1.2.3.3 游泳后30min血乳酸 分組及給樣同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min，休息30min后立即眼眶采血，取血清用722分光光度計進行乳酸測定。

1.2.4 血清尿素氮的測定 分組及給樣:同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min后，立即眼眶采血，取血清用722分光光度計進行尿素氮測定。

1.2.5 肝糖原的測定 分組及給樣:同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min，立即處死，取肝臟經(jīng)生理鹽水漂洗后用濾紙吸干。稱取肝臟100mg，加入8mL TCA，勻漿1min，將勻漿液倒入離心管，以3000r/min離心15min，取上清液1mL，加95%乙醇4mL，充分混勻至兩種液體間不留有界面，用干凈塞子塞上，室溫下豎立放置過夜。次日以3000r/min離心15min。小心倒掉上清液并使試管倒立放置10min。用2mL蒸餾水溶解糖原。試劑空白管:吸2mL蒸餾水到干凈離心管標(biāo)準(zhǔn)管:吸0.5mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液(100mg/dL)和1.5mL蒸餾水放入同樣的管子。將10mL蒽酮試劑加入各管，煮沸15min，然后移到冰水浴，冷卻后在620nm波長下，用試劑空白管調(diào)零后測定吸光度。按下式計算肝糖原含量:

式中:DU:樣品管吸光度;V:提取液體積(mL);DS:標(biāo)準(zhǔn)管吸光度;0.5:0.5mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液中的葡萄糖含量;G:肝組織重量(g);0.9:將葡萄糖換算成糖原的系數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用SPSS10.0 for windows進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 功能飲料對小鼠體重的影響

由表1所示，小鼠服用功能飲料30d后，小鼠體重與對照組比較無顯著差異(p＞0.05)。功能飲料不會引起體重過快增長，也不會抑制小鼠的正常發(fā)育。

表1 功能飲料對小鼠體重的影響(ˉX±SD)

2.2 功能飲料對小鼠負(fù)重游泳時間的影響

由表2所示，25、75mL/(kg·bw)劑量組(即中、高劑量組)小鼠服用功能飲料30d后，小鼠負(fù)重游泳時間有顯著的延長(p＜0.05)。高劑量組與對照組相比，游泳時間從9.3min提高到28.7min，提高幅度將近3倍。可見，功能飲料在對小鼠生命力的提高方面有較大的改善，可以提高生命力約3倍左右。

表2 功能飲料對小鼠游泳時間的影響(±SD)

表2 功能飲料對小鼠游泳時間的影響(±SD)

注:“* ”與對照組比較，p＜0.05。

組別 劑量(mL/kg·bw)動物數(shù)(只)游泳時間(min)10 9.3±5.3低劑量組 12.5 10 18.5±13.8中劑量組 25 10 27.6±21.3*高劑量組 75 10 28.7±23.8*對照組0

2.3 功能飲料對小鼠運動生化指標(biāo)的影響

2.3.1 血乳酸的測定 如表3所示，游泳后0min 12.5、25、75mL/(kg·bw)劑量組(即低、中、高劑量組)小鼠血乳酸及游泳后30min 12.5、25、75mL/(kg·bw)劑量組(即低、中、高劑量組)小鼠血乳酸明顯低于對照組(p＜0.01)。可見，功能飲料能夠顯著降低小鼠運動后的乳酸水平，清除能力也隨劑量的增加而加強。

表3 功能飲料對小鼠血乳酸的影響(±SD)

表3 功能飲料對小鼠血乳酸的影響(±SD)

注:“＊＊”與對照組比較，p＜0.01。

血乳酸(mmol/L)劑量(mL/kg·bw)動物數(shù)(只)組別 游泳前 游泳后0min游泳后0 10 5.4±0.7 9.7±0.6 8.1±0.7低劑量組 12.5 10 5.7±0.8 9.1±1.0 7.3±0.6＊＊中劑量組 25 10 5.4±1.2 8.8±0.6＊＊ 6.4±1.1＊＊高劑量組 75 10 5.5±0.6 8.4±0.9＊＊ 5.8±1.1 30min對照組＊＊

2.3.2 血清尿素氮、肝糖原的測定 如表4所示，75mL/(kg·bw)劑量組(即高劑量組)小鼠肝糖原含量明顯高于對照組(p＜0.01);25、75mL/(kg·bw)劑量組(即中、高劑量組)小鼠血清尿素氮水平明顯低于對照組(p＜0.01或p＜0.05)。可見，高劑量的功能飲料在幫助提高小鼠肝糖原貯備的同時，也有效緩解了劇烈運動發(fā)生的蛋白質(zhì)代謝。

表4 功能飲料對小鼠血清尿素氮、肝糖原的影響(±SD)

表4 功能飲料對小鼠血清尿素氮、肝糖原的影響(±SD)

注:“*”與對照組比較，p＜0.05;“＊＊”與對照組比較，p＜0.01。

組別劑量(mL/kg·bw)動物數(shù)(只)血清尿素氮(mmol/L)肝糖原(mg/g肝組織)0 10 11.4±1.5 2.22±1.41低劑量組 12.5 10 10.5±1.0 2.50±0.49中劑量組 25 10 10.1±1.0* 3.17±1.24高劑量組 75 10 9.6±1.0＊＊ 5.88±3.41對照組＊＊

3 討論

3.1 運動耐力的提高是抗疲勞能力加強最有力的表現(xiàn)，游泳時間的長短可以反映動物運動疲勞的程度［3］。功能飲料中的瓜拉那成分早在兩個世紀(jì)前，就被巴西作為運動或能量飲料的關(guān)鍵成分而存在，它含有豐富的天然生物堿、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等活力因子，能夠提供能量，給予適度地舒服興奮，刺激小鼠，提高小鼠的運動能力［4］。

3.2 機體劇烈運動時，加速糖原的分解，血糖濃度降低，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生干擾而出現(xiàn)疲勞。增加糖原儲備或在運動過程中節(jié)約糖原的消耗，有助于推遲或減弱疲勞。功能飲料中含有糖，雖然理論上糖分解后可以供能，有助于延長游泳時間，但本實驗中所觀察到的抗疲勞作用主要是不同產(chǎn)品中糖以外的功能成分所產(chǎn)生的。文獻報道以0.08～8.33g/kg體重的劑量給小鼠灌服蔗糖溶液30d，結(jié)果表明，小鼠負(fù)重游泳時間、肝糖原含量、游泳后血清尿素氮和血乳酸值與對照組相比均無差異，說明長期服用糖水并沒有能夠抗疲勞［5］。由此推斷，氨基酸是功能飲料中主要的營養(yǎng)物質(zhì)，有效地幫助機體增加糖原儲備，提高身體機能，增加乳酸清除力，減少蛋白質(zhì)分解［6－7］。

3.3 乳酸、尿素氮是劇烈運動的主要代謝產(chǎn)物。乳酸在體內(nèi)的堆積使得肌肉中的H+濃度上升，pH下降，引起一系列的生化變化，導(dǎo)致疲勞的產(chǎn)生。隨著運動強度的增加，糖代謝無法滿足機體對能量的需要，繼而通過蛋白質(zhì)代謝進行補充。因此，蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物－尿素氮，反映了機體運動的疲勞程度。

3.4 實驗結(jié)論:功能飲料能夠提高小鼠運動耐力、增加肝糖原含量、降低小鼠運動后乳酸水平和尿素氮含量，對機體具有抗疲勞作用。效果隨劑量的增加而加強，具有明顯的量效關(guān)系。

［1］侯悅.軍隊衛(wèi)生學(xué)［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，1998:384－389.

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Study on the anti－fatigue effect of functional drink

CAI Yu－h(huán)ang1，RONG Yao－zhong1，CHENG Neng－neng2，LUO Yin1，*，CHEN Wei1
(1.Shanghai Tohkin Beverage Co.，Ltd.，Shanghai 201812，China;2.School of Pharmacy，F(xiàn)udan University，Shanghai 201203，China)

Objective:To study the anti－fatigue effect of functional drink.Methods:The KM male mice were randomLy divided into four groups according to their body weight:a solvent control group，functional drink group of 12.5，25 and 75mL/(kg·bw).The mice were administered respectively with water and 12.5，25，75mL/(kg·bw)functional drink.After 30 days，the forced swimming test，blood lactic acid，blood urea nitrogen(BUN)and hepatic glycogen content were determined.Result:In 25，75mL/(kg·bw)functional drink could not only significantly prolonged the swimming time of mice(p ＜0.05)，but also could obviously accelerate lactic acid clearance and reduce blood urea nitrogen(p＜0.05 or p＜0.01).75mL/(kg·bw)functional drink could decrease the consumption of hepatic glycogen content compared with that in control group(p ＜0.01).Conclusion:Functional drink had an anti－fatigue effect.

functional drink;lactic acid;blood urea nitrogen;hepatic glycogen content;anti－fatigue

TS275.4

A

1002－0306(2011)09－0167－03

2011－03－08 *通訊聯(lián)系人

蔡愈杭(1975－)，女，本科，中級職稱，研究方向:食品營養(yǎng)。