功能飲料抗疲勞作用的實驗研究

蔡愈杭，榮耀中，程能能，羅 殷，*，陳 偉

(1.上海東錦飲品有限公司，上海201812;2.復旦大學藥學院藥理學研究室，上海201203)

功能飲料抗疲勞作用的實驗研究

蔡愈杭1，榮耀中1，程能能2，羅 殷1，*，陳 偉1

(1.上海東錦飲品有限公司，上海201812;2.復旦大學藥學院藥理學研究室，上海201203)

目的:研究功能飲料的抗疲勞作用。方法:將雄性昆明小鼠按體重隨機分為4組:空白對照組和12.5、25、75mL/(kg·bw)3個劑量組。在給予受試物30d后測定各組的小鼠負重游泳的持續時間，血乳酸水平(游泳前、游泳后0min、游泳后30min值)、血清尿素氮，以及肝糖原含量的變化。結果:25、75mL/(kg·bw)劑量的功能飲料能夠顯著延長小鼠的游泳時間(p＜0.05)，降低了小鼠血清中的乳酸、尿素氮含量(p＜0.05或p＜0.01);75mL/(kg·bw)劑量的功能飲料顯著增加小鼠的肝糖原含量(p＜0.01)。結論:功能飲料具有抗疲勞作用。

功能飲料，乳酸，尿素氮，肝糖原，抗疲勞

疲勞的發生機制目前尚不十分明確，可能主要是因為機體短期內因大運動量消耗過多，導致缺氧、乳酸堆積，引起人體內環境紊亂，同時伴有低血糖、肌糖原和肝糖原耗竭等現象［1］。本研究從補充營養物質、降低消耗和給予適量興奮等幾個方面對于抗疲勞作用進行研究，以血清乳酸含量、肌糖原含量等為指標，探索功能飲料口服對小鼠的抗疲勞作用和耐受力的影響，從而為增強機體運動機能，延緩疲勞提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瓜拉那氨基酸功能飲料簡稱功能飲料(functional drink) 由上海東錦飲品有限公司研制，主要配方成分:水、白砂糖、瓜拉那提取物、牛磺酸、L－賴氨酸鹽酸鹽、甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、檸檬酸、蘋果酸、檸檬酸鈉、阿斯巴甜、安塞蜜、天然芒果濃縮汁、食用甜橙香精，主要功效成分含量:總氨基酸743mg/100mL，牛磺酸381mg/100mL，咖啡因9.6mg/100mL。雄性昆明小鼠 體重18～21g，由上海西普爾實驗動物有限公司提供，合格證號:滬動合證字155號。小鼠在溫度為19～22℃、相對濕度為50%～70%的環境中飼養。血乳酸測定試劑盒、血清尿素氮測定試劑盒 由南京建成生物制品研究所提供。

722 型分光光度計，XHF－1型高速分散器。

1.2 實驗方法［2］

按《保健食品功能學評價程序和檢驗方法》進行。

1.2.1 劑量分組 根據功能飲料人體攝入量(120mL/d，相當于2.5mg/kg·bw)，分別按其5倍、10倍、30 倍設計3 個劑量組即12.5、25、75mL/(kg·bw)，以及蒸餾水對照組。

1.2.2 負重游泳實驗

1.2.2.1 分組及給樣 雄性昆明小鼠隨機分為4組，每組10只，分別灌服低、中、高劑量即 12.5、25、75mL/(kg·bw)功能飲料及蒸餾水，將原液用旋轉蒸發器低溫減壓濃縮5倍后，每日灌胃，連續30d。

1.2.2.2 測試 末次給樣30min后，小鼠負重5%體重的鉛皮，置于水溫25℃、水深35～40cm的水箱中游泳，記錄小鼠自游泳開始至死亡的時間，作為小鼠的游泳時間(min)。

1.2.3 血乳酸的測定

1.2.3.1 游泳前血乳酸 分組及給樣:同1.2.2.1。末次給樣30min后眼眶采血，取血清用722型分光光度計進行乳酸測定。

1.2.3.2 游泳后0min血乳酸 分組及給樣同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min，立即眼眶采血，取血清用722分光光度計進行乳酸測定。

1.2.3.3 游泳后30min血乳酸 分組及給樣同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min，休息30min后立即眼眶采血，取血清用722分光光度計進行乳酸測定。

1.2.4 血清尿素氮的測定 分組及給樣:同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min后，立即眼眶采血，取血清用722分光光度計進行尿素氮測定。

1.2.5 肝糖原的測定 分組及給樣:同1.2.2.1。末次給樣30min后在溫度30℃的水中游泳90min，立即處死，取肝臟經生理鹽水漂洗后用濾紙吸干。稱取肝臟100mg，加入8mL TCA，勻漿1min，將勻漿液倒入離心管，以3000r/min離心15min，取上清液1mL，加95%乙醇4mL，充分混勻至兩種液體間不留有界面，用干凈塞子塞上，室溫下豎立放置過夜。次日以3000r/min離心15min。小心倒掉上清液并使試管倒立放置10min。用2mL蒸餾水溶解糖原。試劑空白管:吸2mL蒸餾水到干凈離心管標準管:吸0.5mL葡萄糖標準液(100mg/dL)和1.5mL蒸餾水放入同樣的管子。將10mL蒽酮試劑加入各管，煮沸15min，然后移到冰水浴，冷卻后在620nm波長下，用試劑空白管調零后測定吸光度。按下式計算肝糖原含量:

式中:DU:樣品管吸光度;V:提取液體積(mL);DS:標準管吸光度;0.5:0.5mL葡萄糖標準液中的葡萄糖含量;G:肝組織重量(g);0.9:將葡萄糖換算成糖原的系數。

1.3 數據處理

用SPSS10.0 for windows進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 功能飲料對小鼠體重的影響

由表1所示，小鼠服用功能飲料30d后，小鼠體重與對照組比較無顯著差異(p＞0.05)。功能飲料不會引起體重過快增長，也不會抑制小鼠的正常發育。

表1 功能飲料對小鼠體重的影響(ˉX±SD)

2.2 功能飲料對小鼠負重游泳時間的影響

由表2所示，25、75mL/(kg·bw)劑量組(即中、高劑量組)小鼠服用功能飲料30d后，小鼠負重游泳時間有顯著的延長(p＜0.05)。高劑量組與對照組相比，游泳時間從9.3min提高到28.7min，提高幅度將近3倍。可見，功能飲料在對小鼠生命力的提高方面有較大的改善，可以提高生命力約3倍左右。

表2 功能飲料對小鼠游泳時間的影響(±SD)

表2 功能飲料對小鼠游泳時間的影響(±SD)

注:“* ”與對照組比較，p＜0.05。

組別 劑量(mL/kg·bw)動物數(只)游泳時間(min)10 9.3±5.3低劑量組 12.5 10 18.5±13.8中劑量組 25 10 27.6±21.3*高劑量組 75 10 28.7±23.8*對照組0

2.3 功能飲料對小鼠運動生化指標的影響

2.3.1 血乳酸的測定 如表3所示，游泳后0min 12.5、25、75mL/(kg·bw)劑量組(即低、中、高劑量組)小鼠血乳酸及游泳后30min 12.5、25、75mL/(kg·bw)劑量組(即低、中、高劑量組)小鼠血乳酸明顯低于對照組(p＜0.01)。可見，功能飲料能夠顯著降低小鼠運動后的乳酸水平，清除能力也隨劑量的增加而加強。

表3 功能飲料對小鼠血乳酸的影響(±SD)

表3 功能飲料對小鼠血乳酸的影響(±SD)

注:“＊＊”與對照組比較，p＜0.01。

血乳酸(mmol/L)劑量(mL/kg·bw)動物數(只)組別 游泳前 游泳后0min游泳后0 10 5.4±0.7 9.7±0.6 8.1±0.7低劑量組 12.5 10 5.7±0.8 9.1±1.0 7.3±0.6＊＊中劑量組 25 10 5.4±1.2 8.8±0.6＊＊ 6.4±1.1＊＊高劑量組 75 10 5.5±0.6 8.4±0.9＊＊ 5.8±1.1 30min對照組＊＊

2.3.2 血清尿素氮、肝糖原的測定 如表4所示，75mL/(kg·bw)劑量組(即高劑量組)小鼠肝糖原含量明顯高于對照組(p＜0.01);25、75mL/(kg·bw)劑量組(即中、高劑量組)小鼠血清尿素氮水平明顯低于對照組(p＜0.01或p＜0.05)。可見，高劑量的功能飲料在幫助提高小鼠肝糖原貯備的同時，也有效緩解了劇烈運動發生的蛋白質代謝。

表4 功能飲料對小鼠血清尿素氮、肝糖原的影響(±SD)

表4 功能飲料對小鼠血清尿素氮、肝糖原的影響(±SD)

注:“*”與對照組比較，p＜0.05;“＊＊”與對照組比較，p＜0.01。

組別劑量(mL/kg·bw)動物數(只)血清尿素氮(mmol/L)肝糖原(mg/g肝組織)0 10 11.4±1.5 2.22±1.41低劑量組 12.5 10 10.5±1.0 2.50±0.49中劑量組 25 10 10.1±1.0* 3.17±1.24高劑量組 75 10 9.6±1.0＊＊ 5.88±3.41對照組＊＊

3 討論

3.1 運動耐力的提高是抗疲勞能力加強最有力的表現，游泳時間的長短可以反映動物運動疲勞的程度［3］。功能飲料中的瓜拉那成分早在兩個世紀前，就被巴西作為運動或能量飲料的關鍵成分而存在，它含有豐富的天然生物堿、蛋白質、維生素、礦物質等活力因子，能夠提供能量，給予適度地舒服興奮，刺激小鼠，提高小鼠的運動能力［4］。

3.2 機體劇烈運動時，加速糖原的分解，血糖濃度降低，使中樞神經系統發生干擾而出現疲勞。增加糖原儲備或在運動過程中節約糖原的消耗，有助于推遲或減弱疲勞。功能飲料中含有糖，雖然理論上糖分解后可以供能，有助于延長游泳時間，但本實驗中所觀察到的抗疲勞作用主要是不同產品中糖以外的功能成分所產生的。文獻報道以0.08～8.33g/kg體重的劑量給小鼠灌服蔗糖溶液30d，結果表明，小鼠負重游泳時間、肝糖原含量、游泳后血清尿素氮和血乳酸值與對照組相比均無差異，說明長期服用糖水并沒有能夠抗疲勞［5］。由此推斷，氨基酸是功能飲料中主要的營養物質，有效地幫助機體增加糖原儲備，提高身體機能，增加乳酸清除力，減少蛋白質分解［6－7］。

3.3 乳酸、尿素氮是劇烈運動的主要代謝產物。乳酸在體內的堆積使得肌肉中的H+濃度上升，pH下降，引起一系列的生化變化，導致疲勞的產生。隨著運動強度的增加，糖代謝無法滿足機體對能量的需要，繼而通過蛋白質代謝進行補充。因此，蛋白質代謝產物－尿素氮，反映了機體運動的疲勞程度。

3.4 實驗結論:功能飲料能夠提高小鼠運動耐力、增加肝糖原含量、降低小鼠運動后乳酸水平和尿素氮含量，對機體具有抗疲勞作用。效果隨劑量的增加而加強，具有明顯的量效關系。

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Study on the anti－fatigue effect of functional drink

CAI Yu－hang1，RONG Yao－zhong1，CHENG Neng－neng2，LUO Yin1，*，CHEN Wei1
(1.Shanghai Tohkin Beverage Co.，Ltd.，Shanghai 201812，China;2.School of Pharmacy，Fudan University，Shanghai 201203，China)

Objective:To study the anti－fatigue effect of functional drink.Methods:The KM male mice were randomLy divided into four groups according to their body weight:a solvent control group，functional drink group of 12.5，25 and 75mL/(kg·bw).The mice were administered respectively with water and 12.5，25，75mL/(kg·bw)functional drink.After 30 days，the forced swimming test，blood lactic acid，blood urea nitrogen(BUN)and hepatic glycogen content were determined.Result:In 25，75mL/(kg·bw)functional drink could not only significantly prolonged the swimming time of mice(p ＜0.05)，but also could obviously accelerate lactic acid clearance and reduce blood urea nitrogen(p＜0.05 or p＜0.01).75mL/(kg·bw)functional drink could decrease the consumption of hepatic glycogen content compared with that in control group(p ＜0.01).Conclusion:Functional drink had an anti－fatigue effect.

functional drink;lactic acid;blood urea nitrogen;hepatic glycogen content;anti－fatigue

TS275.4

A

1002－0306(2011)09－0167－03

2011－03－08 *通訊聯系人

蔡愈杭(1975－)，女，本科，中級職稱，研究方向:食品營養。