抗疲劳小麦肽运动能量胶的研发及作用分析

董煜

（北京石油化工学院，北京102617）

抗疲劳小麦肽运动能量胶的研发及作用分析

董煜

（北京石油化工学院，北京102617）

采用小麦肽为主要原料开发一种运动食品能量胶，主要用于预防和缓解运动性疲劳。研究结果证明制备的能量胶具有良好的品质，在小鼠运动模型中可以有效预防和缓解运动性疲劳，在自愿者运动实验中，能量胶可以有效预防和缓解运动性疲劳，并具有足够的安全性，具有良好的开发前景。

小麦肽；能量胶；运动性疲劳；小鼠实验；自愿者实验

疲劳已经成为困扰我国人民的主要社会问题，据调查研究结果显示，我国目前有30%以上的人群处于疲劳或亚疲劳状态[1]。适度运动可以有效改善身体状态，达到缓解疲劳的目的[2]，但是受到商业化的影响，大量组织机构广泛推广马拉松运动，部分未经训练人员报名参赛后造成运动过度，形成运动性疲劳，导致机体肌肉发生损伤，以及代谢产物无法通过休息等方式清除，对健康产生危害，严重时产生生命危险[3-4]。延缓运动性疲劳发生，促进运动性疲劳恢复一直是营养学和运动医学领域的研究重点，因此进行抗疲劳功能食品开发要考虑必须氨基酸和能量的摄入，同时开发食品应具有增强机体神经活力、酶活力、维持内环境稳定和抗氧化的功效[5-6]。功能性多肽具有多种生物学功能，来源广泛易提取和易加工，远胜于其他抗疲劳因子。从经济性、吸收效率和生物学功能的角度上考虑，功能性多肽成为近年来抗疲劳功能性食品研发的主要原料[7]。小麦肽属于功能性多肽，来源于小麦蛋白，其可以为人体提供一般蛋白质的营养作用，同时具有多种生物学功能，已知其具有维持神经纤维活性、缓解机体疲劳和提高运动能力的作用，已经成为抗疲劳研究领域中的热点[8]。本研究以小麦肽为主要原料，开发一种自主配方的能量胶，供参与马拉松等耐力运动的自愿者服用，以期为小麦肽能量胶的进一步研究提供参考。

1材料与方法

1.1主要原辅料

糖、乳清蛋白、淀粉、食盐等均购买自上海昕宜食品辅料有限公司。含镁（100mg/g）、铁（50 mg/g）、钾（30mg/g）、钠（40mg/g）、的矿物质营养补充粉剂购买自修正药业；Alcalase碱性蛋白酶：购自天津润祥生物科技有限公司；Sephadex G-15、离子交换树脂：购自北京索莱宝科技有限公司。

1.2主要仪器

CH1006恒温水浴锅：苏州江东精密仪器；3100/ FpH计：OHAUS公司；DM8L超大容量高速离心机：长沙湘锐；GE AKTA Pure蛋白质纯化系统：GE公司；HF-3800全自动血液细胞分析仪：海力孚；AMS-300全自动血液生化分析仪：北京奥普森；LGJ-10C真空冷冻干燥机：北京四环科学仪器厂。

1.3方法

1.3.1小麦肽的提取

采用酶解法提取小麦肽，具体方法参考文献[9]，采用Alcalase碱性蛋白酶（15×104U/g），在58℃，pH9.2条件下作用120min。将水解液进行离心（8 000 r/min，30min）收集上清液，经过Sephadex G-15和离子交换树脂进行精细纯化，采用真空冷冻干燥制成干粉，备用。

1.3.2能量胶制备工艺

小麦肽（10 g）、糖（2 g）、乳清蛋白（3 g）、矿物质营养补充粉剂（0.5 g）以及淀粉（2 g）。将原料充分混合，缓慢加入纯净水搅拌，加热至40℃继续搅拌至充分溶解，采用均质机进行均质后无菌分装，100 mL包装1袋，灭菌（超高压瞬时杀菌，131℃，7 s）后立即封装，室温保存备用。

1.3.3品质鉴定

从大一至大四的学生中，每个年级选取10人组成一个鉴定组，共4组，评估能量胶的口感、气味、色泽、酸度和甜度评分，评分标准为：品质优为5分；品质良为4分；品质中为3分；品质较差为2分；品质差为1分。统计各个鉴定组的品质评分，对能量胶的品质进行评估。

1.4小鼠实验

1.4.1小鼠运动型疲劳模型

选择昆明鼠40只，随机分成实验组和对照组，每组20只，雌雄各半，体重均为（20±1）g。两组小鼠均进行精心分盒饲养，不可饲喂除饲料外其他食品。实验组小鼠每日服用1次，每次1 g，对照组服用生理盐水作为对照，连续服用4周后进行负重游泳训练。具体的训练计划如下，连续服用能量胶4周后，选择专用游泳箱，控制水温为26℃，水深深度超过40 cm，实验开始时小鼠在尾部负重5%体重铁皮，记录小鼠入水到沉入水3 s以上的时间，作为停止实验的标准。

1.4.2检测指标

实验结束后，两组小鼠均进行眼球采血，分离血清后进行血清尿素氮、肝糖原和血乳酸测定。

1.4.3安全性分析

在实验全程中对小鼠进行实时监控，如发生任何不良反应事件应及时记录。

1.5自愿者实验模型

1.5.1自愿者选择

选择报名参加2016年北京马拉松比赛的人员为实验对象，共入选20人，入选标准为：男性，年龄25岁～35岁，常规体检各项指标正常，无任何疾病。随机分成试验组和对照组两组，每组10人，在马拉松比赛开始1个月前开始试验。

1.5.2实验方案

开始连续4周的马拉松备赛训练，聘请专业教练和医生在整个实验过程中进行指导。每日马拉松相关训练项目训练时间不低于4 h，训练强度较大。试验组自愿者每日训练中期服用能量胶1袋，并在马拉松比赛过程中服用4袋，对照组自愿者每日服用同等包装纯净水1袋，并在马拉松比赛过程中服用4袋纯净水。

1.5.3检测指标

在实验开始的第一天未进行训练和马拉松比赛结束后的第二日清晨两组自愿者均空腹采集静脉血10mL，采用全自动生化分析仪测定所有血清样本中的疲劳相关生化指标，包括尿素氮（BUN）、尿激酶（CK）、葡萄糖（GLU）、碱性磷酸激酶（AKP）、肌酐（CREA）、乳酸脱氢酶（LDH）、谷草转氨酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）。同时采用全自动血细胞分析仪测定所有血液样本的疲劳相关血液指标，包括血小板（PLT）、红细胞分布宽度（RDW）、白细胞数（W-SCC）、白细胞比率（WSCR）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）、平均红细胞血红蛋白量（MCH）、平均红细胞体积（MCV）、红细胞压积（HCT）、血红蛋白含量（HB）、红细胞数量（RBC）和白细胞数量（WBC）。

1.5.4不良反应事件分析

在实验全程对参与实验的自愿者进行严格监控，如发生任何不良反应事件需采取措施治疗，并进行仔细记录。

1.6数据分析与统计

所有数据的统计分析均采用spss18.0，计量资料进行采用t检验，计数资料采用χ2检验，P＜0.05为差异显著，具有统计学意义。

2结果与分析

2.1能量胶品质评估

我们采用4个来自学生的鉴定组，对制备的小麦肽能量胶的品质进行评估。如表1所示，通过对口感、气味、色泽、酸度和甜度5个项目评分，4组各项评分均超过4.5分，具有较佳品质。

表1 能量胶品质评分Tab le1 Energy gelquality evaluation

2.2小鼠疲劳指标分析

通过小鼠运动模型实验，我们比较实验前后两个阶段小鼠血清中血尿素氮、肝糖原和血乳酸的含量，结果如表2所示。

试验组小鼠实验前后3项疲劳相关指标未发生降低现象，而对照组小鼠实验前后3项疲劳相关指标下降明显（P＜0.05）。在实验结束后，比较两组小鼠3项指标数值，试验组小鼠显著高于对照组小鼠，证明试验组小鼠疲劳程度较低。

表2 小鼠疲劳相关指标分析Table2 The related param etersof fatigueanalysis inm ice mg/mL

2.3自愿者血清疲劳相关生化指标检测结果分析

通过分析自愿者的血清中疲劳相关指标，对自愿者的疲劳程度进行分析，结果如表3所示。

表3 自愿者血清疲劳相关指标检测结果分析Table3 Analysis the test resultsof volunteer’sserum fatigue related index

实验前后试验组自愿者血清中的疲劳相关指标相对稳定，波动程度显著低于对照组自愿者，证明对照组自愿者疲劳程度显著增高（P＜0.05）。

2.4自愿者血液疲劳相关指标检测结果分析

通过分析自愿者的血液细胞的各项数值，对自愿者的疲劳程度进行分析，结果如表4所示。

表4 自愿者血液疲劳相关指标检测结果分析Table4 Volunteer b lood related param etersof fatigue test resultsanalysis

实验前后试验组自愿者血液细胞的各项数值略有增加，相对于对照组其波动程度较小，再次证明对照组自愿者疲劳程度显著增高（P＜0.05）。

2.5安全性分析

在小鼠实验和自愿者实验进行中均对实验对象的健康采用严格监控，均未发生任何不良反应事件，证明所制备的小麦肽能量胶具有足够的安全性。

3结论与讨论

对小麦蛋白进行精加工可以制得具有活性的小麦肽，大量的研究证明，小麦肽具有吸收效率高，活性稳定的特点，在多种生命活动中发挥功能活性，如抗氧化、免疫调节、恢复体能、增强体力等。将小麦肽加入食品供运动过程服用，可以显著缩短或抑制体内出现的“负氮平衡”现象[10]。目前国内关于以小麦肽为原料制备抗运动性疲劳食品的研究开展较少，仅有少数研究对小麦肽的功能活性进行研发。在研究方法上，小麦肽抗疲劳研究的小鼠动物模型已经被广泛采用，而采用自愿者的方法尚属新颖。本研究对小鼠和自愿者均开展为期4周的大负荷运动训练，对实验组研究对象补充小麦肽能量胶，分别测定小鼠和自愿者血液中的疲劳相关指标，证明小麦肽能量胶对小鼠和人体运动疲劳程度的有缓解作用，本研究为开发小麦肽能量胶在运动中的应用提供有效的理论参考。

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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（汉），讲师，硕士，研究方向：体育教学与训练。