抗疲勞小麥肽運動能量膠的研發及作用分析

董煜

（北京石油化工學院，北京102617）

抗疲勞小麥肽運動能量膠的研發及作用分析

董煜

（北京石油化工學院，北京102617）

采用小麥肽為主要原料開發一種運動食品能量膠，主要用于預防和緩解運動性疲勞。研究結果證明制備的能量膠具有良好的品質，在小鼠運動模型中可以有效預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

疲勞已經成為困擾我國人民的主要社會問題，據調查研究結果顯示，我國目前有30%以上的人群處于疲勞或亞疲勞狀態[1]。適度運動可以有效改善身體狀態，達到緩解疲勞的目的[2]，但是受到商業化的影響，大量組織機構廣泛推廣馬拉松運動，部分未經訓練人員報名參賽后造成運動過度，形成運動性疲勞，導致機體肌肉發生損傷，以及代謝產物無法通過休息等方式清除，對健康產生危害，嚴重時產生生命危險[3-4]。延緩運動性疲勞發生，促進運動性疲勞恢復一直是營養學和運動醫學領域的研究重點，因此進行抗疲勞功能食品開發要考慮必須氨基酸和能量的攝入，同時開發食品應具有增強機體神經活力、酶活力、維持內環境穩定和抗氧化的功效[5-6]。功能性多肽具有多種生物學功能，來源廣泛易提取和易加工，遠勝于其他抗疲勞因子。從經濟性、吸收效率和生物學功能的角度上考慮，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的營養作用，同時具有多種生物學功能，已知其具有維持神經纖維活性、緩解機體疲勞和提高運動能力的作用，已經成為抗疲勞研究領域中的熱點[8]。本研究以小麥肽為主要原料，開發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）、的礦物質營養補充粉劑購買自修正藥業；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蛋白質純化系統：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：北京四環科學儀器廠。

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）、礦物質營養補充粉劑（0.5 g）以及淀粉（2 g）。將原料充分混合，緩慢加入純凈水攪拌，加熱至40℃繼續攪拌至充分溶解，采用均質機進行均質后無菌分裝，100 mL包裝1袋，滅菌（超高壓瞬時殺菌，131℃，7 s）后立即封裝，室溫保存備用。

1.3.3品質鑒定

從大一至大四的學生中，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：品質優為5分；品質良為4分；品質中為3分；品質較差為2分；品質差為1分。統計各個鑒定組的品質評分，對能量膠的品質進行評估。

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，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，連續服用4周后進行負重游泳訓練。具體的訓練計劃如下，連續服用能量膠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控，如發生任何不良反應事件應及時記錄。

1.5自愿者實驗模型

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4周的馬拉松備賽訓練，聘請專業教練和醫生在整個實驗過程中進行指導。每日馬拉松相關訓練項目訓練時間不低于4 h，訓練強度較大。試驗組自愿者每日訓練中期服用能量膠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練和馬拉松比賽結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）、谷草轉氨酶（AST）和谷丙轉氨酶（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血液指標，包括血小板（PLT）、紅細胞分布寬度（RDW）、白細胞數（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）、紅細胞數量（RBC）和白細胞數量（WBC）。

1.5.4不良反應事件分析

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

1.6數據分析與統計

所有數據的統計分析均采用spss18.0，計量資料進行采用t檢驗，計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05為差異顯著，具有統計學意義。

2結果與分析

2.1能量膠品質評估

我們采用4個來自學生的鑒定組，對制備的小麥肽能量膠的品質進行評估。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。

表1 能量膠品質評分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，結果如表2所示。

試驗組小鼠實驗前后3項疲勞相關指標未發生降低現象，而對照組小鼠實驗前后3項疲勞相關指標下降明顯（P＜0.05）。在實驗結束后，比較兩組小鼠3項指標數值，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生化指標檢測結果分析

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

表3 自愿者血清疲勞相關指標檢測結果分析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指標相對穩定，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指標檢測結果分析

通過分析自愿者的血液細胞的各項數值，對自愿者的疲勞程度進行分析，結果如表4所示。

表4 自愿者血液疲勞相關指標檢測結果分析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控，均未發生任何不良反應事件，證明所制備的小麥肽能量膠具有足夠的安全性。

3結論與討論

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，活性穩定的特點，在多種生命活動中發揮功能活性，如抗氧化、免疫調節、恢復體能、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出現的“負氮平衡”現象[10]。目前國內關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，僅有少數研究對小麥肽的功能活性進行研發。在研究方法上，小麥肽抗疲勞研究的小鼠動物模型已經被廣泛采用，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，本研究為開發小麥肽能量膠在運動中的應用提供有效的理論參考。

[1]賈丹兵,李乃民,劉珊,等.癥候性疲勞對人體健康狀態評估的重要意義[J].中國初級衛生保健,2011,25(11):92-93

[2]陳靜,鄭明珠,王浩,等.蠶蛹蛋白肽的制備及其運動飲料研制[J].食品科學,2009,30(14):318-320

[3]田峰.對中樞與外周運動性疲勞的再認識[J].中國組織工程研究, 2015(42):6849-6854

[4]劉坤媛,田秀麗,秦治國,等.壺瓶碎米薺中含硒蛋白結構特性及其緩解運動性疲勞的作用[J].食品科學,2015,36(9):160-165

[5]許洪文,齊海萍.運動食品抗疲勞功能因子研究進展[J].福建體育科技,2010,29(6):7-9,19

[6]談智武,秦丹.抗疲勞功能成分研究進展[J].中國食物與營養, 2009(5):54-56

[7]楊少玲,李來好.抗疲勞肽的研究現狀[J].湛江海洋大學學報, 2006,26(6):77-82

[8]印虹,孫桂菊.小麥肽研究進展[J].江蘇農業科學,2013,41(9):7-9

[9]潘興昌,印虹,谷瑞增,等.小麥肽對大鼠氮代謝以及胃腸黏膜結構和功能的影響[J].食品科學,2013,34(5):264-269

[10]代卉,施用暉,韓芳,等.小麥肽免疫活性及抗氧化作用的研究[J].天然產物研究與開發,2009,21(3):473-476

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：體育教學與訓練。