不同地区产玛咖缓解体力疲劳功能比较

周 雨,曹 琦,,彭 景,孙桂菊,*

(1.东南大学公共卫生学院营养与食品卫生学系,教育部环境医学工程重点实验室,江苏南京 210009;2.扬州大学食品科学与工程学院,江苏扬州 225000)

不同地区产玛咖缓解体力疲劳功能比较

周 雨1,曹 琦1,2,彭 景2,孙桂菊1,*

(1.东南大学公共卫生学院营养与食品卫生学系,教育部环境医学工程重点实验室,江苏南京 210009;2.扬州大学食品科学与工程学院,江苏扬州 225000)

目的:探讨不同地区和不同颜色玛咖缓解体力疲劳的效果。方法:将120只昆明种小鼠分为2批,分别进行负重力竭游泳实验和不负重游泳后肝、肌糖原含量检测、血浆尿素氮含量检测。分别采用酸性染料比色法、高效液相色谱(HPLC)法检测玛咖功能性成分的含量，并探讨成分含量对肝、肌糖原含量、血浆尿素氮含量的影响。结果:不同地区产和不同颜色玛咖水煎液各组均可延长小鼠负重力竭游泳时间(p<0.05),并且云南产紫玛咖水煎液组效果最佳(p<0.01)。玛咖水煎液各组游泳后肝、肌糖原含量均高于对照组(p<0.01),云南产黄玛咖组含量最高(p<0.01);各种玛咖水煎液均可降低游泳后动物血清尿素氮的含量(p<0.01),云南产黄玛咖组血清尿素氮含量明显低于其他各组(p<0.01);并且随着功能成分含量由低变高,肝、肌糖原含量呈现先上升后下降的趋势,血清尿素氮含量呈现先下降后上升的趋势。结论:玛咖具有缓解体力疲劳作用,不同地区产玛咖在缓解体力疲劳的功能效果上存在一定差异,云南产黄玛咖比云南产紫、黑玛咖缓解体力疲劳效果更好。

玛咖,缓解体力疲劳,运动耐力实验

玛咖(LepidiummeyeniiWalp)是一年生或两年生十字花科植物,独行菜属,其贮藏根部为主要食用部分,有紫、黑、黄、白玛咖等品种。作为秘鲁安第斯地区传统食物和草药[1],玛咖具有抗疲劳、抗氧化、改善性功能、提高身体免疫力等功能[2-4]。2011年我国将玛咖粉作为新资源食品,并在我国青海、云南、新疆等地区大量引种[5]。近年来国内陆续有文献报道玛咖具有缓解体力疲劳效果[6-8],但还缺乏对不同地区、不同颜色玛咖缓解体力疲劳效果的研究。评价保健食品缓解体力疲劳作用,常采用运动耐力实验与生化指标检测相结合的方式[9-10]。运动耐力实验一般采用小鼠负重力竭游泳实验,生化指标检测则有小鼠不负重游泳后肝、肌糖原、血尿素氮和血乳酸、血糖、乳酸脱氢酶等指标的测定,本实验采用肝、肌糖原含量测定和血尿素氮含量测定实验评价各玛咖组缓解体力疲劳的作用,对玛咖水煎液的缓解体力疲劳效果进行检测,并重点比较了不同地区和不同颜色玛咖缓解体力疲劳的效果,初步了解其缓解体力疲劳效果的区别。

表1 玛咖水煎液对小鼠体重的影响(g)Table 1 Effect of Maca decoctions on mice body weight(g)

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

SPF级雄性昆明种小鼠 120只,4周龄,体重(20±2) g，购自上海杰思捷实验动物有限公司，动物质量许可证号:SCXK(沪)2013-0006,饲养于东南大学动物实验室,动物使用许可证编号:SYXK(苏)2008-0003;云南产黄色玛咖、云南产紫色玛咖、云南产黑色玛咖(以下分别简称云黄、云紫、云黑) 购自云南省丽江引种栽培实验地;青海产黄色玛咖(以下简称青黄) 购自青海省囊谦引种栽培实验地;饲料 购自南京市江宁区青龙山动物繁殖场；糖原测试盒、血尿素氮试剂盒 南京建成生物工程研究所。

全自动酶标仪 美国THERMO公司;小鼠游泳箱(50 cm×50 cm×40 cm) 定制;RE52C5旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;SC-2546低速离心机 安徽中科中佳科学仪器有限公司;722N型可见分光光度计 上海仪电分析仪器有限公司;Agilent 1260高效液相色谱仪 美国安捷伦公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验动物与受试样品处理 实验开始前适应性饲养小鼠3 d,室温控制在25 ℃左右,相对湿度50%左右。实验开始前期和中期对小鼠进行适应性游泳锻炼2 d,一天一次,每次时间5 min,水温(25±1) ℃。饲养条件符合卫生部颁布的《卫生部医学实验动物管理实施细则》和《实验动物管理条例》的规定。

受试样品均为玛咖干根,彻底粉碎后,过60目筛,收集粉末,并将5 g玛咖粉末与200 mL蒸馏水混合加热,将其浓缩至需要的浓度:0.05、0.10、0.15 g/mL。

1.2.2 小鼠负重力竭游泳实验 50只小鼠随机分成5组,每组10只。分别设置对照组(蒸馏水)和云黄、云紫、云黑、青黄水煎液组,给予剂量均为0.8 g/kg BW(相当于人体推荐摄入量的20倍,2011年卫生部第13号公文新资源食品公告中玛咖粉的人体日推荐剂量不得超过25 g)。连续经口给予受试物30 d,于末次给样30 min后,小鼠尾根部负小鼠体重5%的铅皮,放入水温为25 ℃,水深40 cm的游泳箱中,小鼠尾巴不接触游泳箱底部。记录自游泳开始至力竭死亡的时间,该时间为小鼠的负重力竭游泳时间。

1.2.3 小鼠不负重游泳后肝、肌糖原含量的测定 70只小鼠随机分成7组,每组10只。分别设置对照组(蒸馏水)和云黄水煎液低、中、高三个剂量组(0.4、0.8、1.2 g/kg BW,分别相当于人体推荐摄入量的10倍、20倍和30倍),云紫、云黑、青黄水煎液组(0.8 g/kg·BW)。实验开始后,观察小鼠形态,并记录灌胃前小鼠体重。连续灌胃受试物30 d,于末次给样30 min后,将小鼠置于水温为30 ℃的游泳箱中不负重游泳90 min后眼球取血。颈椎脱臼处死小鼠后,立刻取肝脏和右后腿肌肉组织,用蒽酮法[11]测定肝糖原和肌糖原的含量。

1.2.4 小鼠不负重游泳后血清尿素氮含量的测定 用二乙酰-肟法[11]测定“1.2.3 肝、肌糖原测定”中取得的血清样本中尿素氮的含量。

1.2.5 功能性成分含量测定 采用酸性染料比色法测定各组玛咖总生物碱含量[12-13];采用HPLC法[14-16]测定其中两种玛咖酰胺含量。

1.3 数据统计处理

2 结果与分析

2.1 玛咖水煎液对小鼠体重的影响

小鼠从实验开始到实验结束状态均正常。随着实验进程,小鼠体重逐渐增加,小鼠各组在同一时间段下体重差异无统计学意义(p>0.05)(见表1)。

矿石矿物成分以磁铁矿为主，其次有黄铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿、少量黄铜矿、磁黄铁矿等。脉石矿物主要有透辉石、金云母、绿帘石、透闪石、阳起石、绿泥石等。有时有残留的大理岩团块。呈脉状的方解石常常充填在矽卡岩矿物和磁铁矿石裂隙中。

2.2 玛咖水煎液对小鼠负重力竭游泳时间的影响

与对照组相比,云黄、云紫、云黑、青黄水煎液组均能显著延长小鼠负重游泳时间(p<0.05)。云紫水煎液组延长小鼠游泳时间最长,与其他玛咖水煎液组均有显著差异(p<0.01),其他各组间均无统计学意义(p>0.05)(见表2)。

表2 玛咖水煎液对小鼠负重力竭游泳时间的影响Table 2 Effect of Maca decoctions on load swimming time of mice

注:a:与对照组相比,p<0.05;b:与云紫组相比,p<0.01。

运动耐力实验是直接反映受试物对小鼠缓解体力疲劳作用的客观指标。运动耐力实验结果显示各玛咖水煎液组均可延长小鼠负重力竭游泳时间,并且云紫水煎液组延长小鼠负重游泳时间最长。赵裕虎[17]、张毅[18]等发现玛咖干品均可延长小鼠负重力竭游泳时间,这些研究结果均与本实验结果一致。

2.3 玛咖水煎液对小鼠不负重游泳后肝、肌糖原含量的影响

玛咖水煎液各组动物肝、肌糖原的含量均高于对照组(p<0.01)。云黄玛咖水煎液低、中、高三个剂量组中,中剂量组肝、肌糖原含量明显高于低剂量组和高剂量组(p<0.01),而低剂量组和高剂量组之间没有统计学差异(p>0.05)。相同剂量(0.8 g/kg·BW)组间,云黄中剂量组肝、肌糖原的含量明显高于青黄组(p<0.01)。云南地区三色玛咖组间肝糖原含量排序依次为云黄>云紫>云黑(p<0.05);肌糖原含量排序为云黄>云紫=云黑,云黄组与云紫、云黑组有统计学差异(p<0.01),云紫和云黑组肌糖原含量无明显差异(p>0.05)(见表3)。

表3 玛咖水煎液对小鼠不负重游泳后肝、肌糖原的影响Table 3 Effect of Maca decoctions on glycogen content in liver and muscle of mice

注:c:与对照组相比,p<0.01;d:与云黄中剂量组相比,p<0.01,e:与云紫组相比,p<0.05;表4同。

糖原作为大强度运动的主要能量来源,主要储存在动物肝脏和肌肉细胞中。长时间的运动过程中,体力的衰竭总是和肌糖原的耗竭同时发生,肌糖原消耗的同时,为维持血糖稳定,肝糖原储备量也会减少,因此糖原的含量能说明疲劳发生的快慢或程度,是估计疲劳程度的一类敏感指标。测定小鼠不负重游泳后糖原含量结果表明云黄、云紫、云黑和青黄水煎液组均可以增加小鼠疲劳时糖原的储备和减少糖原的消耗,提高糖原利用率,以达到缓解体力疲劳的目的。不同剂量组之间比较发现,玛咖剂量与糖原含量之间存在剂量效应关系。通过产地之间比较发现,云黄水煎液组肝、肌糖原含量高于青黄水煎液组。

由表4可见,各组玛咖水煎液均可降低血清尿素氮含量(p<0.01)。云黄玛咖水煎液中剂量组与低、高剂量组之间有统计学差异(p<0.01),低剂量组和高剂量组之间没有统计学差异(p>0.05)。相同剂量(0.8 g/kg·BW)组间,云黄中剂量组血清尿素氮含量要明显低于青黄组(p<0.01)。云南三色玛咖组间,云黄组血清尿素氮含量明显低于云紫、云黑组(p<0.01),云紫组血清尿素氮含量低于云黑组(p<0.05)。

表4 不同地区玛咖对血清尿素氮的影响Table 4 Effects of Maca from different areas on blood urea nitrogen

随着小鼠运动的不断进行,后续机体将不只通过糖和脂肪代谢获取足够能量,还通过不断分解蛋白质与氨基酸以补充能量缺口,并陆续产生大量的尿素氮[19-20]。血清尿素氮含量可间接反映机体肌肉蛋白的代谢情况,评价机体的体力负荷的承受能力,血清尿素氮含量越低,表明机体负荷能力越强。结果表明,玛咖水煎液均可以降低血清尿氮素含量,可以有效地抑制小鼠运动过程中蛋白质和氨基酸的分解消耗,提高机体对运动的耐受能力。通过产地之间比较发现,云黄在血清尿素氮的含量水平上要低于青黄。在云黄水煎液低、中、高剂量组中,中剂量组(0.8 g/kg·BW)可明显降低血清尿素氮含量,这与查圣华[19]的研究结果一致,并且玛咖剂量与血清尿素氮含量之间存在剂量效应关系。

比较不同地区不同颜色玛咖缓解体力疲劳的效果发现,运动耐力实验结果与生化指标结果并不都一致,虽然均表现为阳性结果,但阳性结果的程度上有不同。运动耐力实验中云紫水煎液组延长小鼠负重力竭游泳时间最长,而生化指标检测结果中显示云紫水煎液组对小鼠糖原含量和血清尿素氮水平的影响效果并不是最好。何来英等[21]在探讨20个保健食品缓解体力疲劳作用与肝糖原含量之间意义的研究中发现,肝糖原含量与运动耐力实验符合率为70%,认为肝糖原含量变化与运动耐力实验并不都一致,也可能通过非糖原途径实现。云紫出现运动耐力实验和生化指标不一致可能是因为云紫并不都是通过糖原分解和蛋白质分解途径来实现缓解体力疲劳效果。

2.5 玛咖功能成分含量对小鼠不负重游泳后肝、肌糖原含量和血清尿素氮含量的影响

在0.8 g/kg·BW剂量下,玛咖干品中各功能成分——总生物碱、N-苄基十六烷酰胺、N-苄基十七烷酰胺含量见表5。各玛咖组功能成分含量由低到高排序依次为青黄组、云黄组、云紫组、云黑组。

将以上各成色含量的变化趋势结合表3与表4中云南产三色玛咖比较发现,随着玛咖功能成分含量由低变高,肝糖原和肌糖原的含量呈现先上升后下降的趋势,血清尿素氮含量呈现先下降后上升的趋势,云黄水煎液组糖原含量最高,血清尿素氮含量最低;云黄三个剂量组之间比较发现,随玛咖功能成分含量由低变高,肝、肌糖原含量呈先上升后下降的趋势,血清尿素氮含量呈现先下降后上升的趋势,中剂量组糖原含量最高、血清尿素氮含量最低。结果表明玛咖功能性成分含量与糖原、血清尿素氮含量存在剂量效应关系,云黄玛咖比云紫、云黑玛咖缓解体力疲劳效果更好。

表5 不同地区玛咖功能性成分含量Table 5 Content of functional components in Maca form different areas

3 结论

云南产黄、紫、黑玛咖和青海产黄玛咖均具有缓解体力疲劳的功效。中剂量组(0.8 g/kg·BW)能显著提高小鼠不负重游泳后糖原含量,降低血清尿素氮水平。不同地区产玛咖在缓解体力疲劳的功能效果上存在一定差异,其中云南产黄玛咖比云南产紫、黑玛咖缓解体力疲劳效果更好。

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A comparison of anti-fatigue propertiesin Maca(LepidiummeyeniiWalp)from different area

ZHOU Yu1,CAO Qi1,2,PENG Jing2,SUN Gui-ju1,*

(1.The Department of Nutrition and Food Hygiene,Key Laboratory of Environmental Medicine and Engineering Ministry of Education,Southeast University,Nanjing 210009,China;2.College of Food Science and Technology,Yangzhou University,Yangzhou 225000,China)

Objective:To compare anti-fatigue function of Maca(LepidiummeyeniiWalp)from different area. Method:120 mice were randomly divided into 2 batches to examine load swimming time,hepatic glycogen content,muscle glycogen content and blood urea nitrogen content after non-loaded swimming. Content of functional components in Maca were determined by acid dye colorimetry and high performance liquid chromatography(HPLC) respectively. The effects of the composition on the content of hepatic glycogen content,muscle glycogen content and blood urea nitrogen content were studied. Results:All Maca decoctions could prolong weight-loaded swimming duration(p<0.05),purple Maca from Yunnan significantly prolonged weight-loaded swimming duration(p<0.01). Hepatic glycogen content and muscle glycogen content of all experimental groups were higher than those of control groups(p<0.01),hepatic glycogen content and muscle glycogen content of yellow Maca was the highest(p<0.01). Blood urea nitrogen contents in blood of all experimental groups were lower than those of control group(p<0.01),blood urea nitrogen contents of yellow Maca was lowest(p<0.01). As the concent of functional components rised,the content of hepatic glycogen and muscle glycogen rised at first and went down latter,while the content of blood urea nitrogen went down at first and rised latter. Conclusion:Maca decoctions could alleviate physical fatigue in mice. There were differences in effect of Maca from different areas on alleviating physical fatigue. The effect of yellow Maca is better than purple Maca and black Maca cultivated in Yunnan.

Maca(Lepidiummeyenii);alleviate physical fatigue;endurance exercise testing

2016-08-12

周雨(1991-)，女，在读硕士研究生，研究方向：营养与食品卫生学,E-mail：zhooyuu@163.com。

*通讯作者:孙桂菊(1963-)，女，博士，教授，研究方向：植物化学物与食品功效,E-mail：gjsun@seu.edu.cn。

科技部国家重点基础研究发展计划(2016YFD0400604)。

TS201.4

A

:1002-0306(2017)04-0361-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.04.060