长白山元蘑运动饮料的研制及对大鼠运动后糖原影响

陈军，赵锦锦

（1.南京工业大学，江苏南京211800；2.吉林农业大学，吉林长春130000）

长白山元蘑运动饮料的研制及对大鼠运动后糖原影响

陈军1，赵锦锦2

（1.南京工业大学，江苏南京211800；2.吉林农业大学，吉林长春130000）

以长白山元蘑为主要原料研制运动饮料，采用单因素和响应面试验优化其最佳工艺参数，并研究长白山元蘑运动饮料对大鼠有氧运动后糖原恢复情况的影响。结果表明，最佳工艺配方为长白山元蘑汁添加量为12.5%、蔗糖添加量7.6%、柠檬酸添加量2.3%，在此工艺条件下，长白山元蘑运动饮料感官评分值为98.85分。大鼠试验表明，服用长白山元蘑运动饮料运动后大鼠糖原含量比服用普通长白山元蘑运动饮料后运动组显著增加，说明长白山元蘑运动饮料能够快速恢复运动后大鼠的肝糖原和肌糖原含量水平，对运动后机体快速恢复具有良好的效果。

长白山元蘑；饮料；有氧运动；糖原

元蘑，学名是亚侧耳，又被称为黄蘑，在食用菌中具有重要地位[1]。元蘑子实体肉多，味道鲜美，营养多，即可鲜品用，又可将其干制，食用价值非常高[2-3]。长白山元蘑中含有大量的营养成分，如多种氨基酸、维生素、蛋白质以及元蘑多糖，有专家研究表明，长白山元蘑是极少数不能人工培育的食用菌之一[4]，含有人体必须的多种氨基酸和维生素，经常食用长白山元蘑有增强机体免疫力，抗氧化，抗疲劳等功效[5-6]，长白山元蘑性甘、温，还具有药用活性，有舒筋活络、清热祛湿，预防癌症、肿瘤等作用[7]，目前长白山元蘑一般主要以干制销售[8]，深加工的食品几乎没有，针对机体长时间有氧运动中消耗大量的糖原能量，需要及时予以补给，本研究采用长白山元蘑为主要原料，再加入蔗糖、柠檬酸等调配出运动饮料，再通过大鼠试验，分析其对大鼠有氧运动后糖原恢复作用的影响，旨在为运动员开发出促进糖原快速恢复的产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

长白山元蘑：抚松县福顺土特产有限公司；蔗糖：广州华糖食品有限公司；柠檬酸：苏州源立化工有限公司；大鼠：合格证编号为 SCXK-（吉）2015-0014，由吉林大学动物中心提供，体重220 g~230 g，每天服用正常饲料，由美国Reserach Diets公司生产。

1.2 仪器与设备

CFXB-1型电磁炉：星光电器（深圳）有限公司；FUER1000-25型高压均质机：温州万喜机械科技有限公司；TY-150型灌装机：广州腾跃机械制造有限公司；XFS-280A型灭菌锅：上虞市索普仪器制造有限公司；LPW型电子计重秤：凯丰集团有限公司。

1.3 方法

1.3.1 长白山元蘑汁的制取

称取一定量的离心脱水后的长白山元蘑，将其放入不锈钢锅内，加入水的重量为长白山元蘑重量的10倍，煮沸后维持30 min，进行浸提，过滤，得长白山元蘑汁，备用。

1.3.2 长白山元蘑运动饮料工艺流程

1.3.3 长白山元蘑运动饮料单因素试验

1.3.3.1 长白山元蘑汁添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

在蔗糖添加量8%、柠檬酸添加量2.4%的条件下，长白山元蘑汁添加量分别为8%、10%、12%、14%、16%，以长白山元蘑运动饮料感官评分为考核指标，考察长白山元蘑汁添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响。

1.3.3.2 蔗糖添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

在长白山元蘑汁添加量12%、柠檬酸添加量2.4%的条件下，蔗糖添加量分别为4%、6%、8%、10%、12%，以长白山元蘑运动饮料感官评分为考核指标，考察蔗糖添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响。

1.3.3.3 柠檬酸添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

在蔗糖添加量8%、长白山元蘑汁添加量12%的条件下，柠檬酸添加量分别为2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%，以长白山元蘑运动饮料感官评分为考核指标，考察柠檬酸添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响。

1.3.4 长白山元蘑运动饮料最佳工艺配方的确定

在单因素试验的基础上，以长白山元蘑汁添加量（X1）、蔗糖添加量（X2）、柠檬酸添加量（X3）为影响因素，以长白山元蘑运动饮料感官评分（Y）为响应值，通过Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析法确定长白山元蘑运动饮料的最佳工艺配方。试验设计因素水平见表1。

1.3.5 感官评分标准

请30名有食用菌运动饮料感官评分经验的专家进行评分，以色泽（10分）、气味（20分）、组织状态（30分）和口感（40分）为指标[9-10]，共100分，具体标准见表2。

表1 因素水平表Table 1 The table of factor level

表2 饮料感官评分标准Table 2 The scoring criteria of drinks sensory

1.3.6 动物与分组[11]

取健康雄性SD大鼠80只，将其随机分为对照组（I）、普通矿泉水+运动组（II）、小剂量长白山元蘑运动饮料+运动组（III）、大剂量长白山元蘑运动饮料+运动组（IV），共4组，每组20只。对照组每日正常饲养，不进行运动和服用其他食物；运动+普通矿泉水、小剂量长白山元蘑运动饮料+运动组、大剂量长白山元蘑运动饮料+运动组每天按照有氧运动方案进行运动且服用长白山元蘑运动饮料，定量控制剂量分别为3 g/kg·d和6 g/kg·d，对照组服用等量矿泉水。

1.3.7 运动方案、采样及测试

有氧运动方案：参考Wang等训练模型[12]，大鼠开始进行跑台适应性训练（10 m/min~15 m/min，30 min/d，共 5 d）。之后以 16 m/min（50%VO2max~60%VO2max）运动60 min/d，5 d/周，共8周。第8周结束后，对照组（I）、普通矿泉水+运动组（II）、小剂量长白山元蘑运动饮料+运动组（III）、大剂量长白山元蘑运动饮料+运动组（IV）SD大鼠均进行腹腔注射1%戊巴比妥钠麻醉，然后取肝、腓肠肌组织进行肝糖原、肌糖原含量测定[13]。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 长白山元蘑运动饮料工艺参数优化结果

2.1.1 长白山元蘑汁添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

长白山元蘑汁添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响见图1。

图1 长白山元蘑汁添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响Fig.1 Effects of the addiction of Changmai Mountain mushroom juice on the sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drinks

根据图1可知，当长白山元蘑汁添加量为8%时，长白山元蘑运动饮料感官评分最低，随着长白山元蘑汁的增多，长白山元蘑运动饮料感官评分逐渐升高，当长白山元蘑汁添加量增大到12%时，感官评分达到最高，继续增大后感官评分几乎不变，说明元蘑汁添加量为12%已经达到口感以及色泽、口味的要求，继续增加对感官评分无影响，又考虑到产品成本问题，选择长白山元蘑汁添加量为10%、12%、14%为响应面试验研究水平。

2.1.2 蔗糖添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

蔗糖添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分影响见图2。

图2 蔗糖添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分影响Fig.2 Effect of sucrose addition on sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drinks

根据图2可知，当蔗糖添加量为4%时，长白山元蘑运动饮料感官评分最低，随着蔗糖的增多，长白山元蘑运动饮料感官评分逐渐升高，当蔗糖添加量增大到8%时，感官评分达到最高，继续增大后感官评分下降，原因可能是蔗糖过多后，长白山元蘑运动饮料甜度过大，从而影响感官评分，因此，选择蔗糖添加量为6%、8%、10%为响应面试验研究水平。

2.1.3 柠檬酸添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

柠檬酸添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响见图3。

图3 柠檬酸添加量对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响Fig.3 Effect of citric acid addition on sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drinks

根据图3可知，当柠檬酸添加量为2.0%时，长白山元蘑运动饮料感官评分最低，随着柠檬酸的增多，长白山元蘑运动饮料感官评分逐渐升高，当柠檬酸添加量增大到2.4%时，感官评分达到最高，继续增大后感官评分呈现明显下降趋势，原因可能是当柠檬酸添加量超过2.4%时，长白山元蘑运动饮料酸度过大，口感下降，导致长白山元蘑运动饮料感官评分下降。因此，选择柠檬酸添加量为2.2%、2.4%、2.6%为多因素研究水平。

2.2 长白山元蘑运动饮料工艺配方的优化

2.2.1 数学模型的构建与检验

根据单因素分析结果，选择长白山元蘑汁添加量（X1）、蔗糖添加量（X2）、柠檬酸添加量（X3）为因素变量，以长白山元蘑运动饮料感官评分（Y）为响应值，根据Box-Behnken中心组合试验设计原理进行分析，结果见表3。

表3 响应面试验设计及结果Table 3 Response surface design and results

采用Design-Expert8.0.6软件对表3进行方差分析及显著性检验，得到以感官评分为函数，关于各因素编码值的回归方程为：

对该模型进行显著性检验，可得到方差分析见表4，模型的可信度分析见表5。

表4 回归模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression equation

续表4 回归模型方差分析Continue table 4 Variance analysis of regression equation

表5 回归模型可信度分析Table 5 Reliability analysis for the established regression model

根据表4、表5，感官评分回归方程极显著。模型与实际值拟合效果好，能够代替实测值对试验结果做分析，R2=0.985 6，说明该模型能够反映98.56%的函数值，变异系数较小。R2Adj=0.967 1，说明预测值与实测值高度相关。长白山元蘑汁添加量X1对感官评分影响极显著，蔗糖添加量X2对感官评分影响显著，交互项中X1X2影响极显著，X1X3影响显著，而二次项中X12、X22影响极显著，X32影响显著。各因素影响长白山元蘑运动饮料感官评分由大到小依次为长白山元蘑汁添加量＞蔗糖添加量＞柠檬酸添加量。

2.2.2 各两因素对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响

各两因素交互作用对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响见图4。

图4 各两因素交互作用对长白山元蘑运动饮料感官评分的影响Fig.4 The influence of two factors on sensory score of drink

响应面图是感官评分与各个因素之间形成的三维空间图，能够反映出两个因素交互作用对感官评分的影响[14-15]。等高线中的椭圆形表示两因素之间交互作用对感官评分影响显著，圆形可表示两因素交互作用对感官评分影响不显著。长白山元蘑汁添加量（X1）与蔗糖添加量（X2）之间交互作用极显著，表现为等高线为椭圆形，长白山元蘑汁添加量（X1）与柠檬酸添加量（X3）之间交互作用显著，表现为等高线为近似椭圆形，而蔗糖添加量（X2）与柠檬酸添加量（X3）之间交互作用不显著，等高线表现为圆形。

2.2.3 长白山元蘑运动饮料工艺参数的优化

为确定最佳参数，对拟合的回归方程分别求一阶偏导数，令其为0，得到三元一次方程如下：

求解得：X1＝0.975、X2＝-0.126、X3＝-0.321，即最佳工艺参数为长白山元蘑汁添加量为12.45%、蔗糖添加量7.64%、柠檬酸添加量2.31%。按照此最佳工艺参数长白山元蘑运动饮料感官评分理论值为98.74分。考虑到实际方便及易操作性，将工艺参数优化为：长白山元蘑汁添加量为12.5%、蔗糖添加量7.6%、柠檬酸添加量2.3%，在此工艺参数下做3次平行试验，3次试验的平均感官评分为98.85分。与理论预测值较为接近，表明该数学模型对长白山元蘑运动饮料工艺优化是可行的。

2.3 各组SD大鼠肝糖原、肌糖原含量的比较

各组SD大鼠肝糖原、肌糖原含量的比较见表6。

从表6中可知，与普通矿泉水+运动组（II）比较相比，小剂量长白山元蘑运动饮料+运动组（III）、大剂量长白山元蘑运动饮料+运动组（IV）大鼠肝糖原和肌糖原含量均极显著提高（p＜0.01），说明服用长白山元蘑运动饮料后大鼠糖原含量能够得到明显恢复，比普通矿泉水效果显著，因此，在运动过程中补充长白山元蘑运动饮料能够促进糖原恢复。

表6 实验6周末各组大鼠肝糖原、肌糖原含量比较Table 6 Glycogen level in liver and muscle by the end of the 6thweek of exercise

3 结论

本试验研究长白山元蘑运动饮料旨在为运动员及运动爱好者在训练及比赛后快速恢复所消耗的糖原能量。本研究以长白山元蘑为主要原料研制长白山元蘑运动饮料，采用响应面法优化其最佳工艺参数，并研究长白山元蘑运动饮料对大鼠运动后糖原恢复情况的影响。结果表明，最佳工艺配方为长白山元蘑汁添加量为12.5%、蔗糖添加量7.6%、柠檬酸添加量2.3%，在此工艺条件下，长白山元蘑运动饮料感官评分值为98.85分。各因素影响长白山元蘑运动饮料感官评分的顺序由强到弱依次为长白山元蘑汁添加量＞蔗糖添加量＞柠檬酸添加量。大鼠试验表明，服用长白山元蘑运动饮料后大鼠肝糖原含量比服用普通矿泉水+运动组显著增加，能够说明长白山元蘑运动饮料可提高运动大鼠肝糖原含量，具有促进糖原恢复的作用，可在为运动员提供一种快速恢复体力的产品，是一种很好的运动中补给食品。

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The Preparation of Changbai Mountain Mushroom Sports Drink and the Effect of Glycogen in Rats after Exercise

CHEN Jun1，ZHAO Jin-jin2
（1.Nanjing Tech University，Nanjing 211800，Jiangsu，China；2.Jilin Agricultural University，Changchun 130000，Jilin，China）

The exercise beverage was developed with the main raw material of Changbai Mountain as the main raw material.The optimum parameters were optimized by single factor and response surface test.The effects of the athletic beverage of Changbai Mountain mushroom on the recovery of glycogen after aerobic exercise were studied.The results showed that the optimum formulation was as follows：the content of the mixture was 12.5%，the content of sucrose was 7.6%，and the content of citric acid was 2.3%.Under the condition of the process，the sensory score of Changbai Mountain mushroom sports drink was 98.85.The experimental results showed that the content of glycogen in rats after exercise exercise in Changbai Mountain was significantly higher than that in Changbai Mountain mushroom exercise drink，indicating that Changbai Mountain mushroom exercise drink could recover the hepatic glycogen and Muscle glycogen content level，the rapid recovery of the body after exercise has a good effect.

Changbai Mountain mushroom；drink；aerobic exercise；glycogen

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.025

陈军（1978—），男（汉），讲师，硕士，研究方向：食品科学。

2017-08-07