運動飲品的配方優化及其對運動后血糖應答的影響

馬飛

（上海外國語大學賢達經濟人文學院，上海200083）

運動飲品的配方優化及其對運動后血糖應答的影響

馬飛

（上海外國語大學賢達經濟人文學院，上海200083）

設計一種以復合甜味劑為主要甜味劑的運動飲品，并在飲品配方中添加少量蔗糖作為能量補充。首先設計5種不同復合甜味劑和蔗糖含量組合配方，通過感官評價試驗、大鼠運動后血糖水平分析、人體運動效果和運動后血糖水平分析，證實2號飲品配方（100 mL體積，1.8 g復合甜味劑，0.5 g蔗糖）感官評價最高，對大鼠和人體運動后血糖影響最輕微。2號飲品配方是最佳的運動飲品配方，適合深入研究開發。

復合甜味劑；運動飲品；蔗糖；血糖

隨著時代發展，保持身體健康已經成為人們生活的目標。運動是維持身體健康的主要方式，保持長期運動習慣可以強壯體格，促進肌肉發育，增強呼吸功能，調節血液循環和預防慢性疾病[1]。但是長時間運動可能引起機體疲勞，產生倦怠性[2]。在運動中補充運動飲品可以有效緩解運動疲勞，提高運動能力[3]。目前市場上主要銷售的運動飲品主要以含蔗糖飲品為主，雖然補充糖分可以快速補充能力，但是攝入過多的蔗糖可能由于攝入熱量過高，導致運動后血糖應答失調，脂肪沉積，降低胰島素敏感性，引起一系列代謝疾病[4]。隨著糖類研究進展，甜菊糖、木糖醇、赤蘚糖醇、低聚木糖、低聚果糖、阿拉伯糖、麥芽糖醇等復合甜味劑逐漸引起研究者的注意，復合甜味劑類較蔗糖具有GI低，熱量低等諸多優點，并具有調劑免疫、抗氧化等生物活性[5]。本研究為制備一種復合甜味劑和蔗糖組合的運動飲品，采用復合甜味劑結合蔗糖進行配方優化組合，并通過感官實驗和對運動后血糖應答的影響選擇最佳的飲品配方。

1 材料與方法

1.1 原料

檸檬濃縮汁、牛磺酸、蘋果酸、檸檬酸、蔗糖：購買自沈陽旭日食品添加劑銷售公司；復合氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、亮氨酸等）、瓜拉納提取物：購買自上海星宇保健品銷售公司；復合甜味劑（20%甜菊糖、10%木糖醇、20%赤蘚糖醇、25%低聚木糖、15%低聚果糖、5%阿拉伯糖、5%麥芽糖醇）：由上海外國語大學賢達經濟人文學院基礎部體育教研室實驗室制備。

1.2 主要儀器

PL104電子天平：梅特勒-托利多儀器；DDN-15電熱恒溫水浴鍋：嘉興市中新醫療儀器有限公司；TF12-10W低溫超速離心機：長沙湘儀離心機儀器有限公司；HCSM紅外線電腦超高溫瞬時滅菌機：得昊力食品機械；YT4T-4G灌裝機：星火機械；全自動C-line血糖儀：德國BIOSEN。

1.3 飲品配方設計

為選擇最佳的飲品配方，我們將設計5種不同蔗糖含量的運動飲品方案，供評價飲品配方感官品質和對運動后血糖的調節實驗檢測，選擇最優配方進行開發，具體配方設計如表1所示。

表1 不同飲品配方組合Table 1 Different beverage recipe combinations

1.4 飲品的工業流程

具體的飲品制備的流程如圖1所示。

圖1 飲品工藝流程圖Fig.1 The flow chart of beverage production process

1.5 感官評價

對5種配方制備的飲品進行感官評價，評價在產品生產完儲存24 h后開始，選擇10名飲品感官評價專業人員進行產品的外觀形態、口味、氣味和色澤的評價，根據評價標準進行評分，滿分100分，收集所有評分并進行計算，得分越高的產品表示配方組成越佳，具體的評分標準見表2。

1.6 運動后血糖應答實驗分析方案

1.6.1 大鼠運動后血糖水平分析方案

選擇健康大鼠30只，隨機分成6組，每組5只。除對照組外，每組對應一種運動飲品，即實驗1組為1號復合甜味劑飲品實驗組，實驗2組為2號復合甜味劑飲品實驗組，實驗3組為3號復合甜味劑飲品實驗組，實驗4組為4號復合甜味劑飲品實驗組，實驗5組為5號復合甜味劑飲品實驗組。所有大鼠均進行跑臺訓練，訓練開始前采集1次靜脈血，測定血液中血糖水平。之后開始實驗，每天訓練30 min，每次訓練15 min后補充運動飲品1.5 mL，在進行15 min的訓練，運動訓練結束20 min后，采集大鼠尾靜脈血，測定血糖水平，連續進行7天時間，對所獲得的結果進行計算統計，并進行分析。

表2 感官評價標準Table 2 The Sensory evaluation standard

1.6.2 人體運動后血糖水平分析方案

隨機選擇某大學男女大學生120名，其中男生60名，女生60名，平均年齡為（21.35±1.16）歲，男生身高為（172.52±1.16）cm，女生身高為（161.34±1.18）cm，男生體重為（61.22±0.54）kg，女生體重為（51.13±0.21）kg。對所有參與實驗的大學生均有輕度的運動習慣，每周運動兩次，并且身體健康，無吸煙和高血壓癥狀。按照男女比例1∶1，隨機分成6組，包括5個實驗組和1個對照組，實驗組分組情況參考大鼠實驗。實驗開始后，首先采集所有測試人員運動前血糖情況，之后每天進行1次60 min的長跑訓練，要求速度為10 km/h，在運動開始前10 min內或訓練中可以飲用運動飲品250 mL，訓練結束后30 min開始血糖監測，共進行3次訓練，每天進行1次，連續3天進行。在實驗進行過程中，所有參與測試人員均不進行任何其他運動，避免暴飲暴食和飲酒。

1.6.3 安全性分析

所有實驗在進行過程中，對參與實驗的大鼠和測試人員進行進行安全性分析，對發生的任何不良反應事件均進行治療、記錄，并進行原因分析。

1.7 數據統計與分析

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x2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 飲品配方感官評價結果分析

根據感官評價標準，進行感官分析，具體結果如表3所示，2號復合甜味劑飲品所得評分最高（P＜0.05），證明在添加復合甜味劑和少量蔗糖后獲得最佳的感官品質。

表3 感官評價結果（±s）Table 3 The result of sensory evaluation

表3 感官評價結果（±s）Table 3 The result of sensory evaluation

注：*表示組間比較P＜0.05，差異顯著。

飲品名稱 感官評價得分1號復合甜味劑飲品 65.45±1.15 2號復合甜味劑飲品 90.25±1.35*3號復合甜味劑飲品 70.35±1.25 4號復合甜味劑飲品 75.85±1.75 5號復合甜味劑飲品 80.35±1.55

2.2 大鼠運動后血糖變化情況

大鼠運動后血糖變化檢測結果見表4。

表4 大鼠運動后血糖變化檢測結果（±s）Table 4 The test results of rat blood glucose changes after exercise

表4 大鼠運動后血糖變化檢測結果（±s）Table 4 The test results of rat blood glucose changes after exercise

飲品名稱運動前血糖/（mmoL/L）運動后血糖/（mmoL/L）實驗 1 組 3.89±1.14 3.98±1.12實驗 2 組 3.88±1.12 3.99±1.14實驗 3 組 3.90±1.12 4.24±1.17實驗 4組 3.87±1.13 4.49±1.13實驗 5組 3.89±1.13 4.53±1.24對照組 3.88±1.12 3.96±1.11

由表4可知，根據大鼠運動后血糖變化情況，實驗1組和實驗2組大鼠在分析中，運動前后血糖波動最小，與對照組最為接近，證明1號復合甜味劑飲品和2號復合甜味劑飲品對大鼠運動后血糖刺激最弱。其中1號飲品中不含有蔗糖成分，而2號飲品中含有20%的蔗糖含量，從運動水平的角度分析，2號飲品可以在運動中補充能量，提高運動能力，緩解運動疲勞，更適合作為運動飲品開發。

2.3 人體運動后血糖變化情況

人體運動后血糖變化情況見表5。

根據人體運動能力和運動后血糖變化情況，實驗2組測試人員在研究中表現出由于對照組人員的運動能力，而實驗1組、實驗2組和對照組人員運動前后血糖波動最小，證明1號復合甜味劑飲品和2號復合甜味劑飲品對人體血糖刺激最弱。根據大鼠實驗的研究結果，參考運動能力影響，我們認為實驗2組的飲品配方更適合開發為運動飲品。

2.4 安全性分析

實驗過程中未發生任何不良反應事件。

表5 人體運動后血糖變化情況（±s）Table 5 The test results of human blood glucose changes after exercise

表5 人體運動后血糖變化情況（±s）Table 5 The test results of human blood glucose changes after exercise

飲品名稱運動前血糖/（mmoL/L）運動后血糖/（mmoL/L）實驗 1組 4.46±0.36 4.79±0.22實驗 2組 4.45±0.34 4.81±0.21實驗 3 組 4.46±0.38 5.19±0.34實驗 4 組 4.47±0.34 5.49±0.25實驗 5 組 4.45±0.35 5.84±0.11對照組 4.44±0.33 4.89±0.17

3 討論

糖類作為主要的能量物質扮演重要作用，其代謝快，耗氧少，并可為其他營養物質提供碳骨架[6]。血糖是體內細胞組織活動能量的主要來源，所以血糖水平必須維持在正常范圍內才能維持組織和器官健康。在運動過程中，血糖水平受到多個因素共同調節，肝糖原分解促進血糖提高，而糖異生作用發生抑制，則導致血糖濃度降低[7]。過去的研究指出運動中補充含蔗糖飲品可以有效改善緩解運動疲勞，提高運動能力[8-9]，但是對于運動后的血糖水平影響并未有研究報道。運動后的血糖水平雖然已經不涉及運動能力，但由于運動中補糖引起的血糖濃度升高，將會導致胰島素的反應過度，產生一系列的健康問題，影響人體健康[10]。現代的運動飲品研究已經意識到這一現象，采用健康的低聚果糖或者其他甜味劑替代蔗糖已經成為主要的發展趨勢，但是考慮到運動能量的補充，對于飲品中蔗糖的具體含量，尚未有研究進行。

本研究通過感官評價試驗、飲用后運動效果試驗和運動后血糖影響實驗。我們同時設計5種不同蔗糖含量配方，從中尋找一種最佳的復合甜味劑和蔗糖組合的飲品配方。根據感官評價，2號配方飲品具有最佳的感官評價得分，證實復合甜味劑結合少量蔗糖可以提高感官品質。通過大鼠運動后血糖水平分析實驗，證實1號和2號配方飲品可以有效減緩大鼠的運動后血糖水平；通過人體運動后血糖水平分析實驗，證實1號和2號配方飲品可以有效減緩測試人員的運動后血糖水平，而從運動能力的角度分析，飲用2號配方飲品后獲得較好的運動能力。研究結果證實，2號飲品配方采用復合甜味劑作為主要甜味劑結合少量蔗糖，可以在提高運動能力的同時，有效改善運動后血糖水平，具有最佳的飲品配方潛質，適合進行深度開發。

[1] 孫凱歌,張旭熙,吳士艷,等.應用健康信念模式探究高血壓患者的運動鍛煉行為及其影響因素[J].中國健康教育,2016,32(5):414-418

[2] 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

[3] 劉海燕,張建偉.抗疲勞發酵花生芽漿的研制[J].食品研究與開發,2016,37(9):94-99,100

[4] 徐慶科,劉虹,蔡尚郎,等.高糖攝入對大鼠血壓、血糖、血清胰島素及一氧化氮和血漿內皮素-1的影響[J].青島大學醫學院學報,2005,41(2):102-104

[5] 楊遠志,李發財,帥斌,等.天然復合甜味劑醇—赤蘚糖醇在低能量食品中的應用[J].中國食品添加劑,2013(1):181-185

[6] 楊兵,瞿榮蘭,晏丕軍,等.緩釋糖類營養制劑對危重患者血糖和血脂代謝的影響[J].檢驗醫學與臨床,2015(21):3242-3243

[7] 張文靜,孫琳.運動對老年糖尿病患者血糖血脂水平的影響[J].中國老年學雜志,2012,32(2):389-390

[8] 朱榮,陳勝,陳芳,等.補糖對少年游泳運動員能源物質代謝及運動能力的影響[J].中國體育科技,2011,47(3):54-58

[9] 韓曉麗,丁樹哲.運動與補糖研究進展[J].體育與科學,2000,21(2):28-31,27

[10]何雋,顏玉鳳.運動與補糖[J].沈陽體育學院學報,2004,23(1):51-53

Formulation Optimization of Sports Drinks and Its Effects on Postprandial Blood Glucose Response

MA Fei
（Xianda College of Economic and Humanities of Shanghai International Studies University，Shanghai 200083，China）

In this study，the healthy drink as the main sweetener，and added a small amount of sucrose as energy supplement in the beverage formula.First，five different health sugar and sucrose content combination formula were designed，through sensory evaluation test，rat blood glucose levels after exercise analysis，human exercise effect and blood glucose levels after exercise analysis，the results showed that the formula of the No.2 drink（100 mL volume，1.8 g health sugar，0.5 g sucrose）had the highest sensory evaluation，and the slightest impact on the rats and human after exercise.No.2 sport drink was the best recipe for further research and development.

healthy sugar；sports drink；sucrose；blood glucose

2016-12-27

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.043

馬飛（1977—），男（回），講師，碩士，研究方向：體育教育訓練學。