运动饮品的配方优化及其对运动后血糖应答的影响

马飞

（上海外国语大学贤达经济人文学院，上海200083）

运动饮品的配方优化及其对运动后血糖应答的影响

马飞

（上海外国语大学贤达经济人文学院，上海200083）

设计一种以复合甜味剂为主要甜味剂的运动饮品，并在饮品配方中添加少量蔗糖作为能量补充。首先设计5种不同复合甜味剂和蔗糖含量组合配方，通过感官评价试验、大鼠运动后血糖水平分析、人体运动效果和运动后血糖水平分析，证实2号饮品配方（100 mL体积，1.8 g复合甜味剂，0.5 g蔗糖）感官评价最高，对大鼠和人体运动后血糖影响最轻微。2号饮品配方是最佳的运动饮品配方，适合深入研究开发。

复合甜味剂；运动饮品；蔗糖；血糖

随着时代发展，保持身体健康已经成为人们生活的目标。运动是维持身体健康的主要方式，保持长期运动习惯可以强壮体格，促进肌肉发育，增强呼吸功能，调节血液循环和预防慢性疾病[1]。但是长时间运动可能引起机体疲劳，产生倦怠性[2]。在运动中补充运动饮品可以有效缓解运动疲劳，提高运动能力[3]。目前市场上主要销售的运动饮品主要以含蔗糖饮品为主，虽然补充糖分可以快速补充能力，但是摄入过多的蔗糖可能由于摄入热量过高，导致运动后血糖应答失调，脂肪沉积，降低胰岛素敏感性，引起一系列代谢疾病[4]。随着糖类研究进展，甜菊糖、木糖醇、赤藓糖醇、低聚木糖、低聚果糖、阿拉伯糖、麦芽糖醇等复合甜味剂逐渐引起研究者的注意，复合甜味剂类较蔗糖具有GI低，热量低等诸多优点，并具有调剂免疫、抗氧化等生物活性[5]。本研究为制备一种复合甜味剂和蔗糖组合的运动饮品，采用复合甜味剂结合蔗糖进行配方优化组合，并通过感官实验和对运动后血糖应答的影响选择最佳的饮品配方。

1 材料与方法

1.1 原料

柠檬浓缩汁、牛磺酸、苹果酸、柠檬酸、蔗糖：购买自沈阳旭日食品添加剂销售公司；复合氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、亮氨酸等）、瓜拉纳提取物：购买自上海星宇保健品销售公司；复合甜味剂（20%甜菊糖、10%木糖醇、20%赤藓糖醇、25%低聚木糖、15%低聚果糖、5%阿拉伯糖、5%麦芽糖醇）：由上海外国语大学贤达经济人文学院基础部体育教研室实验室制备。

1.2 主要仪器

PL104电子天平：梅特勒-托利多仪器；DDN-15电热恒温水浴锅：嘉兴市中新医疗仪器有限公司；TF12-10W低温超速离心机：长沙湘仪离心机仪器有限公司；HCSM红外线电脑超高温瞬时灭菌机：得昊力食品机械；YT4T-4G灌装机：星火机械；全自动C-line血糖仪：德国BIOSEN。

1.3 饮品配方设计

为选择最佳的饮品配方，我们将设计5种不同蔗糖含量的运动饮品方案，供评价饮品配方感官品质和对运动后血糖的调节实验检测，选择最优配方进行开发，具体配方设计如表1所示。

表1 不同饮品配方组合Table 1 Different beverage recipe combinations

1.4 饮品的工业流程

具体的饮品制备的流程如图1所示。

图1 饮品工艺流程图Fig.1 The flow chart of beverage production process

1.5 感官评价

对5种配方制备的饮品进行感官评价，评价在产品生产完储存24 h后开始，选择10名饮品感官评价专业人员进行产品的外观形态、口味、气味和色泽的评价，根据评价标准进行评分，满分100分，收集所有评分并进行计算，得分越高的产品表示配方组成越佳，具体的评分标准见表2。

1.6 运动后血糖应答实验分析方案

1.6.1 大鼠运动后血糖水平分析方案

选择健康大鼠30只，随机分成6组，每组5只。除对照组外，每组对应一种运动饮品，即实验1组为1号复合甜味剂饮品实验组，实验2组为2号复合甜味剂饮品实验组，实验3组为3号复合甜味剂饮品实验组，实验4组为4号复合甜味剂饮品实验组，实验5组为5号复合甜味剂饮品实验组。所有大鼠均进行跑台训练，训练开始前采集1次静脉血，测定血液中血糖水平。之后开始实验，每天训练30 min，每次训练15 min后补充运动饮品1.5 mL，在进行15 min的训练，运动训练结束20 min后，采集大鼠尾静脉血，测定血糖水平，连续进行7天时间，对所获得的结果进行计算统计，并进行分析。

表2 感官评价标准Table 2 The Sensory evaluation standard

1.6.2 人体运动后血糖水平分析方案

随机选择某大学男女大学生120名，其中男生60名，女生60名，平均年龄为（21.35±1.16）岁，男生身高为（172.52±1.16）cm，女生身高为（161.34±1.18）cm，男生体重为（61.22±0.54）kg，女生体重为（51.13±0.21）kg。对所有参与实验的大学生均有轻度的运动习惯，每周运动两次，并且身体健康，无吸烟和高血压症状。按照男女比例1∶1，随机分成6组，包括5个实验组和1个对照组，实验组分组情况参考大鼠实验。实验开始后，首先采集所有测试人员运动前血糖情况，之后每天进行1次60 min的长跑训练，要求速度为10 km/h，在运动开始前10 min内或训练中可以饮用运动饮品250 mL，训练结束后30 min开始血糖监测，共进行3次训练，每天进行1次，连续3天进行。在实验进行过程中，所有参与测试人员均不进行任何其他运动，避免暴饮暴食和饮酒。

1.6.3 安全性分析

所有实验在进行过程中，对参与实验的大鼠和测试人员进行进行安全性分析，对发生的任何不良反应事件均进行治疗、记录，并进行原因分析。

1.7 数据统计与分析

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x2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 饮品配方感官评价结果分析

根据感官评价标准，进行感官分析，具体结果如表3所示，2号复合甜味剂饮品所得评分最高（P＜0.05），证明在添加复合甜味剂和少量蔗糖后获得最佳的感官品质。

表3 感官评价结果（±s）Table 3 The result of sensory evaluation

表3 感官评价结果（±s）Table 3 The result of sensory evaluation

注：*表示组间比较P＜0.05，差异显著。

饮品名称 感官评价得分1号复合甜味剂饮品 65.45±1.15 2号复合甜味剂饮品 90.25±1.35*3号复合甜味剂饮品 70.35±1.25 4号复合甜味剂饮品 75.85±1.75 5号复合甜味剂饮品 80.35±1.55

2.2 大鼠运动后血糖变化情况

大鼠运动后血糖变化检测结果见表4。

表4 大鼠运动后血糖变化检测结果（±s）Table 4 The test results of rat blood glucose changes after exercise

表4 大鼠运动后血糖变化检测结果（±s）Table 4 The test results of rat blood glucose changes after exercise

饮品名称运动前血糖/（mmoL/L）运动后血糖/（mmoL/L）实验 1 组 3.89±1.14 3.98±1.12实验 2 组 3.88±1.12 3.99±1.14实验 3 组 3.90±1.12 4.24±1.17实验 4组 3.87±1.13 4.49±1.13实验 5组 3.89±1.13 4.53±1.24对照组 3.88±1.12 3.96±1.11

由表4可知，根据大鼠运动后血糖变化情况，实验1组和实验2组大鼠在分析中，运动前后血糖波动最小，与对照组最为接近，证明1号复合甜味剂饮品和2号复合甜味剂饮品对大鼠运动后血糖刺激最弱。其中1号饮品中不含有蔗糖成分，而2号饮品中含有20%的蔗糖含量，从运动水平的角度分析，2号饮品可以在运动中补充能量，提高运动能力，缓解运动疲劳，更适合作为运动饮品开发。

2.3 人体运动后血糖变化情况

人体运动后血糖变化情况见表5。

根据人体运动能力和运动后血糖变化情况，实验2组测试人员在研究中表现出由于对照组人员的运动能力，而实验1组、实验2组和对照组人员运动前后血糖波动最小，证明1号复合甜味剂饮品和2号复合甜味剂饮品对人体血糖刺激最弱。根据大鼠实验的研究结果，参考运动能力影响，我们认为实验2组的饮品配方更适合开发为运动饮品。

2.4 安全性分析

实验过程中未发生任何不良反应事件。

表5 人体运动后血糖变化情况（±s）Table 5 The test results of human blood glucose changes after exercise

表5 人体运动后血糖变化情况（±s）Table 5 The test results of human blood glucose changes after exercise

饮品名称运动前血糖/（mmoL/L）运动后血糖/（mmoL/L）实验 1组 4.46±0.36 4.79±0.22实验 2组 4.45±0.34 4.81±0.21实验 3 组 4.46±0.38 5.19±0.34实验 4 组 4.47±0.34 5.49±0.25实验 5 组 4.45±0.35 5.84±0.11对照组 4.44±0.33 4.89±0.17

3 讨论

糖类作为主要的能量物质扮演重要作用，其代谢快，耗氧少，并可为其他营养物质提供碳骨架[6]。血糖是体内细胞组织活动能量的主要来源，所以血糖水平必须维持在正常范围内才能维持组织和器官健康。在运动过程中，血糖水平受到多个因素共同调节，肝糖原分解促进血糖提高，而糖异生作用发生抑制，则导致血糖浓度降低[7]。过去的研究指出运动中补充含蔗糖饮品可以有效改善缓解运动疲劳，提高运动能力[8-9]，但是对于运动后的血糖水平影响并未有研究报道。运动后的血糖水平虽然已经不涉及运动能力，但由于运动中补糖引起的血糖浓度升高，将会导致胰岛素的反应过度，产生一系列的健康问题，影响人体健康[10]。现代的运动饮品研究已经意识到这一现象，采用健康的低聚果糖或者其他甜味剂替代蔗糖已经成为主要的发展趋势，但是考虑到运动能量的补充，对于饮品中蔗糖的具体含量，尚未有研究进行。

本研究通过感官评价试验、饮用后运动效果试验和运动后血糖影响实验。我们同时设计5种不同蔗糖含量配方，从中寻找一种最佳的复合甜味剂和蔗糖组合的饮品配方。根据感官评价，2号配方饮品具有最佳的感官评价得分，证实复合甜味剂结合少量蔗糖可以提高感官品质。通过大鼠运动后血糖水平分析实验，证实1号和2号配方饮品可以有效减缓大鼠的运动后血糖水平；通过人体运动后血糖水平分析实验，证实1号和2号配方饮品可以有效减缓测试人员的运动后血糖水平，而从运动能力的角度分析，饮用2号配方饮品后获得较好的运动能力。研究结果证实，2号饮品配方采用复合甜味剂作为主要甜味剂结合少量蔗糖，可以在提高运动能力的同时，有效改善运动后血糖水平，具有最佳的饮品配方潜质，适合进行深度开发。

[1] 孙凯歌,张旭熙,吴士艳,等.应用健康信念模式探究高血压患者的运动锻炼行为及其影响因素[J].中国健康教育,2016,32(5):414-418

[2] 田峰.对中枢与外周运动性疲劳的再认识[J].中国组织工程研究,2015(42):6849-6854

[3] 刘海燕,张建伟.抗疲劳发酵花生芽浆的研制[J].食品研究与开发,2016,37(9):94-99,100

[4] 徐庆科,刘虹,蔡尚郎,等.高糖摄入对大鼠血压、血糖、血清胰岛素及一氧化氮和血浆内皮素-1的影响[J].青岛大学医学院学报,2005,41(2):102-104

[5] 杨远志,李发财,帅斌,等.天然复合甜味剂醇—赤藓糖醇在低能量食品中的应用[J].中国食品添加剂,2013(1):181-185

[6] 杨兵,瞿荣兰,晏丕军,等.缓释糖类营养制剂对危重患者血糖和血脂代谢的影响[J].检验医学与临床,2015(21):3242-3243

[7] 张文静,孙琳.运动对老年糖尿病患者血糖血脂水平的影响[J].中国老年学杂志,2012,32(2):389-390

[8] 朱荣,陈胜,陈芳,等.补糖对少年游泳运动员能源物质代谢及运动能力的影响[J].中国体育科技,2011,47(3):54-58

[9] 韩晓丽,丁树哲.运动与补糖研究进展[J].体育与科学,2000,21(2):28-31,27

[10]何隽,颜玉凤.运动与补糖[J].沈阳体育学院学报,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

马飞（1977—），男（回），讲师，硕士，研究方向：体育教育训练学。