乳清多肽復(fù)合粉對(duì)運(yùn)動(dòng)小鼠抗疲勞作用研究

劉小杰，張瀟旖，王春華

（上海城建職業(yè)學(xué)院，上海 201415）

隨著生活節(jié)奏的加快，現(xiàn)代人面臨更多的職業(yè)發(fā)展壓力、家庭生活壓力和學(xué)習(xí)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，導(dǎo)致亞健康的人群與日俱增。而“疲勞”作為一種生理現(xiàn)象，是指“身體機(jī)能不能持續(xù)在特定水平或者整體不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度”而出現(xiàn)的一種狀態(tài)，已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)的一種常見(jiàn)現(xiàn)象。關(guān)于運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的假說(shuō)，主要有能量耗竭學(xué)說(shuō)、代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說(shuō)、離子代謝紊亂學(xué)說(shuō)、氧自由基及其引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)增強(qiáng)學(xué)說(shuō)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機(jī)能下降學(xué)說(shuō)等，延緩疲勞的發(fā)生和促進(jìn)疲勞的恢復(fù)一直是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)。

本文通過(guò)小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)、小鼠游泳實(shí)驗(yàn)后部分生化指標(biāo)的變化，研究乳清多肽復(fù)合粉（乳清多肽含量＞99%，其余為L(zhǎng)-肉堿和B族維生素）對(duì)運(yùn)動(dòng)小鼠抗疲勞的作用。同時(shí)對(duì)以乳清多肽、β-羥基-β-甲基丁酸鹽（β-hydroxy-β-methylbutyrate，HMB）、L-肉堿、B族維生素等為主要成分的抗疲勞運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，為其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

雄性昆明小鼠，體重18 g～22 g，由浙江醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 材料

乳清多肽：丹麥阿拉食品公司；β-羥基-β-甲基丁酸鈣：超維健康科技有限公司；L-肉堿：瑞士龍沙公司；復(fù)合B族維生素（含煙酰胺、維生素B6和維生素B12）：蕪湖美諾食品科技有限公司；異麥芽酮糖：安徽中弘生物工程有限公司；菊粉：重慶驕王天然產(chǎn)物股份有限公司；西柚果粉：西安斯諾特生物技術(shù)有限公司；0卡糖：山東糖之物語(yǔ)健康產(chǎn)業(yè)有限公司；三勒漿（強(qiáng)力抗疲勞劑）：四川華美制藥公司，使用前配制成適宜的濃度；血乳酸脫氫酶、血乳酸和血尿素氮檢測(cè)試劑盒：南京建成生物工程研究所有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

小型三維混合機(jī)（FZH-300）：江蘇宇通干燥工程有限公司；電子天平（ME1002T/02）、pH 計(jì)（PHS-9V）、便攜式折光率儀（Refracto30GS）：梅特勒-托利多公司；無(wú)菌操作臺(tái)（BBS-H1300）：山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司；食品溫度計(jì)（SINCERE 8300）：SinCERE公司。

1.4 方法

1.4.1 實(shí)驗(yàn)分組

將乳清多肽、L-肉堿、B族維生素直接混合，即為乳清多肽復(fù)合粉，其中乳清多肽含量＞99%。

將60只雄性昆明小鼠在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)適應(yīng)10 d后，將小鼠隨機(jī)分成空白對(duì)照組、陽(yáng)性對(duì)照組、乳清多肽復(fù)合粉低劑量組和高劑量組，每組15只，分別以生理鹽水、三勒漿、低劑量和高劑量乳清多肽復(fù)合粉灌胃，每日1次。

1.4.2 游泳實(shí)驗(yàn)

小鼠游泳實(shí)驗(yàn)Ⅰ：分組劑量及給藥方法同1.4.1，給藥至第30天，進(jìn)行游泳實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件：水深80 cm，水溫（25±1）℃，實(shí)驗(yàn)時(shí)于小鼠尾部吊一鉛錘（質(zhì)量約為小鼠體重的5%），記錄小鼠游泳至力竭的時(shí)間。

小鼠游泳實(shí)驗(yàn)Ⅱ：分組劑量及給藥方法同1.4.1，給藥至第35天。實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)第35天，分別讓小鼠在（25±1）℃的水中游泳45 min，測(cè)定乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、血乳酸（blood lactic acid，LAC）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）和肝糖原等生化指標(biāo)。

1.4.3 指標(biāo)測(cè)定

乳酸脫氫酶、血乳酸和血尿素氮水平的測(cè)定：分別采用相關(guān)試劑盒測(cè)定；肝糖原含量的測(cè)定：用蒽酮比色法測(cè)定肝糖原含量；pH值的測(cè)定：用PHS-9V型酸度計(jì)測(cè)定；水分的測(cè)定：按GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定；蛋白質(zhì)的測(cè)定：按GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定；可溶性固形物的測(cè)定：按GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》規(guī)定的方法測(cè)定；菌落總數(shù)的測(cè)定：按GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》規(guī)定的方法測(cè)定；大腸菌群的測(cè)定：按GB 4789.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》規(guī)定的方法測(cè)定；霉菌和酵母的測(cè)定：按GB 4789.15—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》規(guī)定的方法測(cè)定。

1.4.4 抗疲勞補(bǔ)劑生產(chǎn)工藝流程及依據(jù)

本抗疲勞補(bǔ)劑主要由乳清多肽、HMB、L-肉堿、B族維生素等成分組成，其中乳清多肽用量參考本研究抗疲勞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、HMB設(shè)計(jì)量主要參考國(guó)內(nèi)外臨床研究報(bào)告[1-6]；L-肉堿也具有一定的抗疲勞作用[7-14]；B族維生素主要依據(jù)GB 14880—2012《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)強(qiáng)化量而定；異麥芽酮糖、菊粉和0卡糖作為食品原料或配料，主要依據(jù)產(chǎn)品口感確定使用量；西柚果粉作為香精的替代品，可以為產(chǎn)品提供天然清新的口感。

產(chǎn)品歸屬于固體飲料，生產(chǎn)工藝如圖1所示。

圖1 抗疲勞運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)圖Fig.1 The diagram of the production process of anti-fatigue sports supplements

1.4.5 稀釋倍數(shù)確認(rèn)與產(chǎn)品口感評(píng)定

將產(chǎn)品（各 30 g）分別溶于 100、150、200、250 mL溫水中（40℃～45℃），測(cè)定可溶性固形物含量；邀請(qǐng)由30名大學(xué)生組成的志愿者小組進(jìn)行品嘗，分別對(duì)產(chǎn)品酸甜比、飽滿度、香氣等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠游泳時(shí)間的影響

乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響見(jiàn)表1。

表1 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠游泳時(shí)間的影響Table 1 The effect of whey peptide compound powder on swimming time in mice

從表1的結(jié)果可以看出，與空白對(duì)照組相比，乳清多肽復(fù)合粉各劑量組小鼠游泳時(shí)間明顯延長(zhǎng)（P＜0.01），且各劑量組呈一定的劑量依賴性。乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠有一定的抗疲勞作用，可以增強(qiáng)小鼠的耐力。

2.2 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原的影響

將小鼠隨機(jī)分成4組，連續(xù)給藥35 d。在實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)第35天，讓小鼠在（25±1）℃的水中游泳45 min，測(cè)定乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原等生化指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

表2 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原的影響（實(shí)驗(yàn)前）Table 2 Effect of whey peptide compound powder on LDH，LAC，BUN and hepatic glycogen in mice（before test）

表3 乳清多肽復(fù)合粉對(duì)小鼠乳酸脫氫酶、血乳酸、血尿素氮和肝糖原的影響（實(shí)驗(yàn)后）Table 3 Effect of whey peptide compound powder on LDH，LAC，BUN and hepatic glycogen in mice（after test）

從表2的測(cè)試結(jié)果可以看出，實(shí)驗(yàn)前各組生化指標(biāo)均無(wú)差異（P＞0.05），表明實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分組是隨機(jī)的，可以進(jìn)行后續(xù)的試驗(yàn)研究。

乳酸脫氫酶（LDH）能催化乳酸脫氫，生成丙酮酸，可以減少乳酸在體內(nèi)的蓄積。一般認(rèn)為，LDH活性在一定范圍內(nèi)的升高，說(shuō)明機(jī)體清除乳酸的能力增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)第35天，乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽(yáng)性對(duì)照組LDH活力明顯高于對(duì)照組（P＜0.05）。長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)后機(jī)體內(nèi)乳酸積累過(guò)多，會(huì)影響機(jī)體內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定和體內(nèi)的正常代謝過(guò)程，引發(fā)運(yùn)動(dòng)性疲勞。實(shí)驗(yàn)第35天，乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽(yáng)性對(duì)照組運(yùn)動(dòng)后血乳酸水平明顯低于對(duì)照組（P＜0.05）。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，乳清多肽復(fù)合粉能夠增強(qiáng)LDH活力，有效降低運(yùn)動(dòng)后血乳酸的水平。提示乳清多肽復(fù)合粉通過(guò)提高LDH活力，降低血乳酸水平，起到抗疲勞的作用。國(guó)內(nèi)外大量的研究表明，許多來(lái)自于動(dòng)植物的肽類物質(zhì)具有顯著的抗疲勞作用[15-25]，而有關(guān)乳清多肽抗疲勞作用的研究，還不多見(jiàn)。

劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌糖原的消耗增大，能量供應(yīng)失衡，蛋白質(zhì)的分解代謝增強(qiáng)。機(jī)體對(duì)于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)性越低，蛋白質(zhì)分解代謝越強(qiáng)，形成的尿素也越多，因此血尿素氮是較為理想、靈敏的疲勞指標(biāo)。乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽(yáng)性對(duì)照組運(yùn)動(dòng)后血尿素氮極顯著低于對(duì)照組（P＜0.01），并且有劑量依賴性，說(shuō)明乳清多肽復(fù)合粉具有節(jié)約蛋白質(zhì)利用的功能。

肝糖原是機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的重要來(lái)源，它的多少直接影響運(yùn)動(dòng)能力。提高肝糖原貯備對(duì)增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)耐力有重要意義。乳清多肽復(fù)合粉各劑量組及陽(yáng)性對(duì)照組肝糖原極顯著高于對(duì)照組（P＜0.01），在高劑量組肝糖原的濃度達(dá)到了67.6 mg/g。說(shuō)明乳清多肽復(fù)合粉能有效地提高機(jī)體肝糖原的貯備，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力。

2.3 抗疲勞補(bǔ)劑的工藝要點(diǎn)及質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.3.1 工藝操作要點(diǎn)

1）L-肉堿、B族維生素在配方中含量很低，需要先把L-肉堿、B族維生素和少量菊粉進(jìn)行一次混合；再將其它原料加入，進(jìn)行第2次混合。

2）定期抽檢成品，檢測(cè)各功效成分的含量，確保產(chǎn)品配方的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2.3.2 稀釋倍數(shù)與產(chǎn)品口感

按照1.4.5的方法，通過(guò)分析品嘗結(jié)果，得出最佳的稀釋倍數(shù)為30 g固體飲料溶于200 mL溫水中。

2.3.3 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.3.3.1 感官評(píng)價(jià)

色澤：帶有產(chǎn)品應(yīng)有的正常色澤，為色澤均勻一致的淡黃色粉末。

滋味及氣味：具有產(chǎn)品應(yīng)有的氣味和滋味，味感協(xié)調(diào)柔和，酸甜適口，無(wú)異味。

狀態(tài)：無(wú)正常視力可見(jiàn)的外來(lái)異物。

2.3.3.2 理化指標(biāo)

測(cè)定3個(gè)批次產(chǎn)品的水分含量，求得其平均值為6%，符合GB/T 29602—2013《固體飲料》相關(guān)規(guī)定。

測(cè)定3個(gè)批次產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，求得其平均值為10%，符合GB/T 29602—2013《固體飲料》中含乳固體飲料的相關(guān)規(guī)定。

2.3.3.3 微生物指標(biāo)

測(cè)定3個(gè)批次產(chǎn)品的微生物指標(biāo)（菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母），所有批次產(chǎn)品的指標(biāo)均符合GB 7101—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》的相關(guān)規(guī)定。

3 結(jié)論

本文通過(guò)小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)，研究乳清多肽復(fù)合粉對(duì)運(yùn)動(dòng)小鼠抗疲勞的作用，結(jié)果提示乳清多肽復(fù)合粉可以提高LDH活力、降低血乳酸水平，提高肝糖原儲(chǔ)備，這些都是其抗疲勞的作用機(jī)理。

本研究根據(jù)人體三大能量物質(zhì)供能系統(tǒng)的特點(diǎn)，以乳清多肽、β-羥基-β-甲基丁酸鹽、L-肉堿、B 族維生素等為主要成分得到的抗疲勞運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑，其產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定一定的理論基礎(chǔ)。