黄芪莲子口服液研制及其抗运动性疲劳研究

董晶晶，石小鹏，马善波，张 伟

（1.空军军医大学，陕西 西安 710032；2.空军军医大学 西京医院，陕西 西安710032）

人体在过度疲劳时，体内的氧化还原平衡状态被破坏，生成的过量自由基易使得组织出现损伤，进而引发一系列疾病。功能型口服溶液由于具有较好的抗氧化作用，可为疲劳机体快速补充水分、电解质与能量，从而被广泛研究[1,2]。前人研究发现黄芪富含黄酮、皂苷及多糖化合物，可提高机体免疫，并具有较好的抗疲劳和抗衰老作用[3,4]，而莲子则富含多种生物碱、金丝桃苷、芸香苷、天门冬素、VB、尼克酸、超氧化物歧化酶及数种人体必需的微量元素，因而具有养心安神、益心补肾的功效[5,6]。本研究以黄芪和莲子为原料，利用二者的药食两用特性与功效，辅以相关食品添加剂，研制黄芪莲子口服液，通过相关动物试验，观察其抗运动性疲劳效果，从而为相关功能型口服液的研究提供参考。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

黄芪、莲子均为药房市售；果胶、黄原胶、海藻酸钠和蔗糖均为食品级，市售；α-淀粉酶（酶活：100000 IU·g-1，潍坊奥迪尔生物工程有限公司）；乳酸（BLA）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌糖原（MG）和肝糖原（HG）检测试剂盒（南京建成生物工程研究所）；试验用水为纯化水。

试验动物：健康雄性小鼠40只，由陕西省动物实验中心提供。

1.2 仪器与设备

ME-104型电子天平（梅特勒-托利多公司）；SE-205型植物粉碎机（天津泰斯特仪器有限公司）；GJ-152型高压均质机 （常州市超力均质泵厂）；CX-12型灌装机 （张家港市陆鼎机械有限公司）；DHR-9013A型干热灭菌柜（上海笃特科学仪器有限公司）；小鼠恒温游泳池（上海艾研生物科技有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 制备工艺

1.3.1.1 黄芪提取液制备 挑选无杂质、无霉变、含水量低于5%的黄芪根，利用植物粉碎机完全粉碎后，过80目筛，准确称取一定质量的黄芪粉加水（m黄芪∶m水=1∶8）置于 100℃混合均匀后，提取 60min，抽滤后合并，制得黄芪提取液，冷藏备用[7]。

1.3.1.2 莲子浆液制备 挑选饱满、色泽纯正且无破损的莲子，去芯加水（m莲子∶m水=1∶10）浸泡 30min，加热打浆后，加入α-淀粉酶（莲子质量的0.05mg·g-1），置于50℃水浴锅内酶解1h，随后升温至80℃，保温10min过滤，制得莲子浆液，备用[8]。

1.3.1.3 口服液制备 依次将黄芪提取液、莲子浆液、蔗糖、果胶、黄原胶、海藻酸钠在水中溶解后过滤，于20MPa、70℃条件下均质搅拌后，真空脱气并灌装，随后在干热灭菌柜内于121°C下灭菌15min，即得黄芪莲子口服液[9]。

1.3.2 感官评价方法 参考相关口服溶液的感官评价标准[10]，并根据黄芪莲子口服液的实际特性，制定黄芪莲子口服液的感官评价标准，见表1所示。邀请富有评价经验的5位食品专家，分别按照口服液的色泽、气味、口感与组织形态四个维度，对不同配方组成的黄芪莲子口服液的进行感官评价，最终的感官得分取总分平均值。

表1 口服液的感官评价标准Tab.1 Sensory evaluation criteria oforal liquid

1.3.3 单因素试验 以感官评分为衡量指标，分别考察黄芪提取液、莲子浆液、蔗糖及复合稳定剂（果胶、黄原胶和海藻酸钠组成）的浓度对口服液的感官影响，具体如下：1）10%莲子浆液、4%蔗糖、0.04%复合稳定剂条件下，黄芪提取液浓度分别为：1%、3%、5%、7%、9%；2）5%黄芪提取液、4%蔗糖、0.04%复合稳定剂条件下，莲子浆液浓度分别为6%、8%、10%、12%、14%；3）5%黄芪提取液、10%莲子浆液、0.04%复合稳定剂条件下，蔗糖浓度分别为：2%、4%、6%、8%、10%；4）5%黄芪提取液、10%莲子浆液、4%蔗糖、复合稳定剂浓度分别为：0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%。

1.3.4 正交试验 以感官得分（Y）为衡量指标，进行四因素三水平的正交试验，以确定黄芪莲子口服液的最佳配方。

1.3.5 抗运动性疲劳研究 40只健康雄性小鼠，随机平均分为四组，分别为对照组和低、中、高剂量组，其中对照组采取纯化水灌胃，而低、中、高剂量组则采用口服液灌胃，剂量分别为 0.05、0.1、0.2L·（kg·bw）-1，每天1次，连续灌胃30d。

1.3.5.1 负重游泳时间 小鼠末次给药30min后，于鼠尾负重5%体重重物，记录自入水至沉入水中10s未浮出水面的时间，即为小鼠负重游泳时间[11]。

1.3.5.2 体内生化指标测定 游泳运动进行10min后，取出动物擦净，摘取眼球，抽血离心，同时分取肝与肌肉组织，利用相关试剂盒，分别测得各组动物血清中乳酸、肝糖原、肌糖原的含量和乳酸脱氢酶活力[12]。

1.3.6 统计学分析 采用均数、标准差描述动物抗运动性疲劳试验的结果，并进行方差分析，检验水准α=0.05，以 p＜0.05 为差异具有显著性，以 p＜0.01 为差异具有极显著性。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 黄芪提取液用量考察

图1为黄芪提取液用量对口服液的感官影响。

图1 黄芪提取液用量对口服液的感官影响Fig.1 Effect of Astragalus radix extractconcentration on sensory score

从图1可见，口服液的感官得分伴随黄芪提取液用量的增多而增大，这可能因为伴随黄芪提取液的用量增多，口服液中黄芪的清香味突出，但当浓度超过5%时，则会掩盖其它成分的滋味，因此，本研究选择4%、5%、6%的黄芪提取液浓度作为正交试验研究水平。

2.1.2 莲子浆液用量考察

图2为莲子浆液用量对口服液的感官得分影响。

图2 莲子浆液用量对口服液的感官影响Fig.2 Effect ofLotus seedserifluxconcentration on sensory score

从图2可知，随着口服液中莲子浆液的浓度增大，感官得分逐渐增多，至10%后开始下降，这归因于当莲子浆液用量过多时，口服液的色泽较为不均一，因此，本研究选择9%、10%、11%的莲子浆液浓度作为正交试验研究水平。

2.1.3 蔗糖用量考察

图3为蔗糖的不同用量对口服液的感官得分影响。

图3 蔗糖用量对口服液的感官影响Fig.3 Effect of saccharoseconcentration on sensory score

从图3可见，随着蔗糖用量的增多，口服液的感官得分出现先增大后减小的趋势，这归因于适当的糖分有利于改善口服液的口感，而浓度过大，则使得口服液甜度较高，进而影响口感，因而选择3%、4%、5%的蔗糖浓度作为正交试验研究水平。

2.1.4 复合稳定剂用量影响 稳定剂的用量对口服液的组织形态影响较大，若使用过多，则溶液过于浓稠，稳定性较差，而添加过少，则可能引起长时间存放时溶液分层，进而影响产品的外观质量，因此，选择常规口服液稳定剂复配，制得复合稳定剂（m果胶∶m黄原胶∶m海藻酸钠=1∶1.5∶2.5），并考察其不同用量对其感官影响，见图4。

图4 复合稳定剂用量对口服液的感官影响Fig.4 Effect of composite stabilizer concentration on sensory score

随着复合稳定剂的用量增大，口服液的感官得分出现先增大后减小的趋势，这可能由于当复合稳定剂用量不断增多时，口服液的粘稠度逐渐上升，致使溶液的组织形态出现明显分层，因此选择0.7%、0.8%、0.9%的复合稳定剂浓度作为正交试验研究水平。

2.2 正交试验

根据单因素试验结果确定的不同因素考察范围，进行四因素三水平正交试验，因素水平见表2所示。同时，依照表3所列9种配方，配制黄芪莲子口服液，并按照评价标准分别进行感官评价。从表3结果可知，上述组分对黄芪莲子口服液的感官评分的影响程度为C＞A＞D＞B，通过极差分析可知最佳配方参数为A2B2C2D3，即黄芪提取液浓度5%、莲子浆液浓度10%、蔗糖浓度4%、复合稳定剂浓度0.9%。在该配比下，制得的口服液的感官得分为89.16分。

表2 正交试验因素水平（%）Tab.2 Table of the factorial experiment

表3 正交试验结果Tab.3 Results of the orthogonal-test method

2.3 抗运动性疲劳研究

2.3.1 负重游泳时间影响 小鼠的抗运动型疲劳能力可通过其负重游泳时间体现，为此考察不同剂量口服液对小鼠负重游泳时间的影响[13]，结果见表4。

表4 黄芪莲子口服液对运动时间的影响Tab.4 The effect of compound functional beverageon movement time

从表4可见，低剂量组小鼠的负重游泳时间明显长于空白对照组，且具有显著性差异（P＜0.05），而中、高剂量组小鼠与空白对照组的负重游泳时间差异，则具有极显著性差异（P＜0.01），从而可知黄芪莲子口服液有助于增强小鼠的运动耐力。

2.3.2 血乳酸和乳酸脱氢酶活力影响 由于高强度运动后的身体部分细胞缺氧，使得体内血糖发生无氧酵解反应生成乳酸，因此，身体运动后乳酸的浓度水平与疲劳程度呈正相关，同时体内的乳酸脱氢酶活性水平应激升高，有利于乳酸迅速排出体外[14]。不同剂量口服液对运动后小鼠的体内乳酸生化指标影响，见表5所示。各剂量组小鼠体内的血乳酸含量和乳酸脱氢酶酶活力相较空白对照组，差异均极为显著（P＜0.01），表明黄芪莲子口服液可明显提高体内乳酸脱氢酶活力，并有利于抑制体内乳酸生成。

表5 黄芪莲子口服液对体内乳酸浓度和乳酸脱氢酶活力影响Tab.5 Effect ofcompound functional beverageonlactic acid concentration and LDH

2.3.3 肝糖原和肌糖原含量影响 肝糖原与肌糖原是机体的重要储能物质，当机体开始运动时，肌糖原逐渐消耗至殆尽，随后利用肝糖原以维持体内运动时血糖水平[15]。表6为不同组别小鼠的肝糖原与肌糖原含量，与空白对照组相比，低、中、高剂量组体内的两种糖原含量均明显提高，具有极显著性差异（P＜0.01），表明黄芪莲子口服液有助于增加体内肝糖原与肌糖原储备，抗运动性疲劳能力较好。

表6 黄芪莲子口服液对体内肝糖原与肌糖原含量影响Tab.6 Effect of compound functional beverage oncontents of liver glycogen and muscle glycogen

3 结论

本研究利用单因素与正交试验确定黄芪莲子口服液的最佳配方为：黄芪提取液浓度5%、莲子浆液浓度10%、蔗糖浓度4%、复合稳定剂浓度0.9%，上述组分对黄芪莲子口服液感官评分的影响程度为蔗糖＞黄芪提取液＞复合稳定剂＞莲子浆液，小鼠长期灌胃该口服液后可明显增强机体运动耐力，提高体内乳酸脱氢酶活力，抑制乳酸生成水平，并可增加肝糖原与肌糖原的储备，从而具有较好抗运动性疲劳能力，适于体育运动相关领域推广。