不同地區(qū)產(chǎn)瑪咖緩解體力疲勞功能比較

周 雨,曹 琦,,彭 景,孫桂菊,*

(1.東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)系,教育部環(huán)境醫(yī)學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210009;2.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225000)

不同地區(qū)產(chǎn)瑪咖緩解體力疲勞功能比較

周 雨1,曹 琦1,2,彭 景2,孫桂菊1,*

(1.東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)系,教育部環(huán)境醫(yī)學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210009;2.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225000)

目的:探討不同地區(qū)和不同顏色瑪咖緩解體力疲勞的效果。方法:將120只昆明種小鼠分為2批,分別進(jìn)行負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn)和不負(fù)重游泳后肝、肌糖原含量檢測(cè)、血漿尿素氮含量檢測(cè)。分別采用酸性染料比色法、高效液相色譜(HPLC)法檢測(cè)瑪咖功能性成分的含量，并探討成分含量對(duì)肝、肌糖原含量、血漿尿素氮含量的影響。結(jié)果:不同地區(qū)產(chǎn)和不同顏色瑪咖水煎液各組均可延長(zhǎng)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間(p<0.05),并且云南產(chǎn)紫瑪咖水煎液組效果最佳(p<0.01)。瑪咖水煎液各組游泳后肝、肌糖原含量均高于對(duì)照組(p<0.01),云南產(chǎn)黃瑪咖組含量最高(p<0.01);各種瑪咖水煎液均可降低游泳后動(dòng)物血清尿素氮的含量(p<0.01),云南產(chǎn)黃瑪咖組血清尿素氮含量明顯低于其他各組(p<0.01);并且隨著功能成分含量由低變高,肝、肌糖原含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),血清尿素氮含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。結(jié)論:瑪咖具有緩解體力疲勞作用,不同地區(qū)產(chǎn)瑪咖在緩解體力疲勞的功能效果上存在一定差異,云南產(chǎn)黃瑪咖比云南產(chǎn)紫、黑瑪咖緩解體力疲勞效果更好。

瑪咖,緩解體力疲勞,運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)

瑪咖(LepidiummeyeniiWalp)是一年生或兩年生十字花科植物,獨(dú)行菜屬,其貯藏根部為主要食用部分,有紫、黑、黃、白瑪咖等品種。作為秘魯安第斯地區(qū)傳統(tǒng)食物和草藥[1],瑪咖具有抗疲勞、抗氧化、改善性功能、提高身體免疫力等功能[2-4]。2011年我國(guó)將瑪咖粉作為新資源食品,并在我國(guó)青海、云南、新疆等地區(qū)大量引種[5]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)陸續(xù)有文獻(xiàn)報(bào)道瑪咖具有緩解體力疲勞效果[6-8],但還缺乏對(duì)不同地區(qū)、不同顏色瑪咖緩解體力疲勞效果的研究。評(píng)價(jià)保健食品緩解體力疲勞作用,常采用運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)與生化指標(biāo)檢測(cè)相結(jié)合的方式[9-10]。運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)一般采用小鼠負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn),生化指標(biāo)檢測(cè)則有小鼠不負(fù)重游泳后肝、肌糖原、血尿素氮和血乳酸、血糖、乳酸脫氫酶等指標(biāo)的測(cè)定,本實(shí)驗(yàn)采用肝、肌糖原含量測(cè)定和血尿素氮含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)各瑪咖組緩解體力疲勞的作用,對(duì)瑪咖水煎液的緩解體力疲勞效果進(jìn)行檢測(cè),并重點(diǎn)比較了不同地區(qū)和不同顏色瑪咖緩解體力疲勞的效果,初步了解其緩解體力疲勞效果的區(qū)別。

表1 瑪咖水煎液對(duì)小鼠體重的影響(g)Table 1 Effect of Maca decoctions on mice body weight(g)

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

SPF級(jí)雄性昆明種小鼠 120只,4周齡,體重(20±2) g，購(gòu)自上海杰思捷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，動(dòng)物質(zhì)量許可證號(hào):SCXK(滬)2013-0006,飼養(yǎng)于東南大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,動(dòng)物使用許可證編號(hào):SYXK(蘇)2008-0003;云南產(chǎn)黃色瑪咖、云南產(chǎn)紫色瑪咖、云南產(chǎn)黑色瑪咖(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)云黃、云紫、云黑) 購(gòu)自云南省麗江引種栽培實(shí)驗(yàn)地;青海產(chǎn)黃色瑪咖(以下簡(jiǎn)稱(chēng)青黃) 購(gòu)自青海省囊謙引種栽培實(shí)驗(yàn)地;飼料 購(gòu)自南京市江寧區(qū)青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng)；糖原測(cè)試盒、血尿素氮試劑盒 南京建成生物工程研究所。

全自動(dòng)酶標(biāo)儀 美國(guó)THERMO公司;小鼠游泳箱(50 cm×50 cm×40 cm) 定制;RE52C5旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;SC-2546低速離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;722N型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司;Agilent 1260高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與受試樣品處理 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前適應(yīng)性飼養(yǎng)小鼠3 d,室溫控制在25 ℃左右,相對(duì)濕度50%左右。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前期和中期對(duì)小鼠進(jìn)行適應(yīng)性游泳鍛煉2 d,一天一次,每次時(shí)間5 min,水溫(25±1) ℃。飼養(yǎng)條件符合衛(wèi)生部頒布的《衛(wèi)生部醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理實(shí)施細(xì)則》和《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》的規(guī)定。

受試樣品均為瑪咖干根,徹底粉碎后,過(guò)60目篩,收集粉末,并將5 g瑪咖粉末與200 mL蒸餾水混合加熱,將其濃縮至需要的濃度:0.05、0.10、0.15 g/mL。

1.2.2 小鼠負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn) 50只小鼠隨機(jī)分成5組,每組10只。分別設(shè)置對(duì)照組(蒸餾水)和云黃、云紫、云黑、青黃水煎液組,給予劑量均為0.8 g/kg BW(相當(dāng)于人體推薦攝入量的20倍,2011年衛(wèi)生部第13號(hào)公文新資源食品公告中瑪咖粉的人體日推薦劑量不得超過(guò)25 g)。連續(xù)經(jīng)口給予受試物30 d,于末次給樣30 min后,小鼠尾根部負(fù)小鼠體重5%的鉛皮,放入水溫為25 ℃,水深40 cm的游泳箱中,小鼠尾巴不接觸游泳箱底部。記錄自游泳開(kāi)始至力竭死亡的時(shí)間,該時(shí)間為小鼠的負(fù)重力竭游泳時(shí)間。

1.2.3 小鼠不負(fù)重游泳后肝、肌糖原含量的測(cè)定 70只小鼠隨機(jī)分成7組,每組10只。分別設(shè)置對(duì)照組(蒸餾水)和云黃水煎液低、中、高三個(gè)劑量組(0.4、0.8、1.2 g/kg BW,分別相當(dāng)于人體推薦攝入量的10倍、20倍和30倍),云紫、云黑、青黃水煎液組(0.8 g/kg·BW)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,觀察小鼠形態(tài),并記錄灌胃前小鼠體重。連續(xù)灌胃受試物30 d,于末次給樣30 min后,將小鼠置于水溫為30 ℃的游泳箱中不負(fù)重游泳90 min后眼球取血。頸椎脫臼處死小鼠后,立刻取肝臟和右后腿肌肉組織,用蒽酮法[11]測(cè)定肝糖原和肌糖原的含量。

1.2.4 小鼠不負(fù)重游泳后血清尿素氮含量的測(cè)定 用二乙酰-肟法[11]測(cè)定“1.2.3 肝、肌糖原測(cè)定”中取得的血清樣本中尿素氮的含量。

1.2.5 功能性成分含量測(cè)定 采用酸性染料比色法測(cè)定各組瑪咖總生物堿含量[12-13];采用HPLC法[14-16]測(cè)定其中兩種瑪咖酰胺含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 瑪咖水煎液對(duì)小鼠體重的影響

小鼠從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始到實(shí)驗(yàn)結(jié)束狀態(tài)均正常。隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,小鼠體重逐漸增加,小鼠各組在同一時(shí)間段下體重差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)(見(jiàn)表1)。

礦石礦物成分以磁鐵礦為主，其次有黃鐵礦、赤鐵礦、假象赤鐵礦、少量黃銅礦、磁黃鐵礦等。脈石礦物主要有透輝石、金云母、綠簾石、透閃石、陽(yáng)起石、綠泥石等。有時(shí)有殘留的大理巖團(tuán)塊。呈脈狀的方解石常常充填在矽卡巖礦物和磁鐵礦石裂隙中。

2.2 瑪咖水煎液對(duì)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間的影響

與對(duì)照組相比,云黃、云紫、云黑、青黃水煎液組均能顯著延長(zhǎng)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間(p<0.05)。云紫水煎液組延長(zhǎng)小鼠游泳時(shí)間最長(zhǎng),與其他瑪咖水煎液組均有顯著差異(p<0.01),其他各組間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)(見(jiàn)表2)。

表2 瑪咖水煎液對(duì)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間的影響Table 2 Effect of Maca decoctions on load swimming time of mice

注:a:與對(duì)照組相比,p<0.05;b:與云紫組相比,p<0.01。

運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)是直接反映受試物對(duì)小鼠緩解體力疲勞作用的客觀指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示各瑪咖水煎液組均可延長(zhǎng)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間,并且云紫水煎液組延長(zhǎng)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間最長(zhǎng)。趙裕虎[17]、張毅[18]等發(fā)現(xiàn)瑪咖干品均可延長(zhǎng)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間,這些研究結(jié)果均與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.3 瑪咖水煎液對(duì)小鼠不負(fù)重游泳后肝、肌糖原含量的影響

瑪咖水煎液各組動(dòng)物肝、肌糖原的含量均高于對(duì)照組(p<0.01)。云黃瑪咖水煎液低、中、高三個(gè)劑量組中,中劑量組肝、肌糖原含量明顯高于低劑量組和高劑量組(p<0.01),而低劑量組和高劑量組之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p>0.05)。相同劑量(0.8 g/kg·BW)組間,云黃中劑量組肝、肌糖原的含量明顯高于青黃組(p<0.01)。云南地區(qū)三色瑪咖組間肝糖原含量排序依次為云黃>云紫>云黑(p<0.05);肌糖原含量排序?yàn)樵泣S>云紫=云黑,云黃組與云紫、云黑組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p<0.01),云紫和云黑組肌糖原含量無(wú)明顯差異(p>0.05)(見(jiàn)表3)。

表3 瑪咖水煎液對(duì)小鼠不負(fù)重游泳后肝、肌糖原的影響Table 3 Effect of Maca decoctions on glycogen content in liver and muscle of mice

注:c:與對(duì)照組相比,p<0.01;d:與云黃中劑量組相比,p<0.01,e:與云紫組相比,p<0.05;表4同。

糖原作為大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的主要能量來(lái)源,主要儲(chǔ)存在動(dòng)物肝臟和肌肉細(xì)胞中。長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,體力的衰竭總是和肌糖原的耗竭同時(shí)發(fā)生,肌糖原消耗的同時(shí),為維持血糖穩(wěn)定,肝糖原儲(chǔ)備量也會(huì)減少,因此糖原的含量能說(shuō)明疲勞發(fā)生的快慢或程度,是估計(jì)疲勞程度的一類(lèi)敏感指標(biāo)。測(cè)定小鼠不負(fù)重游泳后糖原含量結(jié)果表明云黃、云紫、云黑和青黃水煎液組均可以增加小鼠疲勞時(shí)糖原的儲(chǔ)備和減少糖原的消耗,提高糖原利用率,以達(dá)到緩解體力疲勞的目的。不同劑量組之間比較發(fā)現(xiàn),瑪咖劑量與糖原含量之間存在劑量效應(yīng)關(guān)系。通過(guò)產(chǎn)地之間比較發(fā)現(xiàn),云黃水煎液組肝、肌糖原含量高于青黃水煎液組。

由表4可見(jiàn),各組瑪咖水煎液均可降低血清尿素氮含量(p<0.01)。云黃瑪咖水煎液中劑量組與低、高劑量組之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p<0.01),低劑量組和高劑量組之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p>0.05)。相同劑量(0.8 g/kg·BW)組間,云黃中劑量組血清尿素氮含量要明顯低于青黃組(p<0.01)。云南三色瑪咖組間,云黃組血清尿素氮含量明顯低于云紫、云黑組(p<0.01),云紫組血清尿素氮含量低于云黑組(p<0.05)。

表4 不同地區(qū)瑪咖對(duì)血清尿素氮的影響Table 4 Effects of Maca from different areas on blood urea nitrogen

隨著小鼠運(yùn)動(dòng)的不斷進(jìn)行,后續(xù)機(jī)體將不只通過(guò)糖和脂肪代謝獲取足夠能量,還通過(guò)不斷分解蛋白質(zhì)與氨基酸以補(bǔ)充能量缺口,并陸續(xù)產(chǎn)生大量的尿素氮[19-20]。血清尿素氮含量可間接反映機(jī)體肌肉蛋白的代謝情況,評(píng)價(jià)機(jī)體的體力負(fù)荷的承受能力,血清尿素氮含量越低,表明機(jī)體負(fù)荷能力越強(qiáng)。結(jié)果表明,瑪咖水煎液均可以降低血清尿氮素含量,可以有效地抑制小鼠運(yùn)動(dòng)過(guò)程中蛋白質(zhì)和氨基酸的分解消耗,提高機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)的耐受能力。通過(guò)產(chǎn)地之間比較發(fā)現(xiàn),云黃在血清尿素氮的含量水平上要低于青黃。在云黃水煎液低、中、高劑量組中,中劑量組(0.8 g/kg·BW)可明顯降低血清尿素氮含量,這與查圣華[19]的研究結(jié)果一致,并且瑪咖劑量與血清尿素氮含量之間存在劑量效應(yīng)關(guān)系。

比較不同地區(qū)不同顏色瑪咖緩解體力疲勞的效果發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)結(jié)果與生化指標(biāo)結(jié)果并不都一致,雖然均表現(xiàn)為陽(yáng)性結(jié)果,但陽(yáng)性結(jié)果的程度上有不同。運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)中云紫水煎液組延長(zhǎng)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間最長(zhǎng),而生化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果中顯示云紫水煎液組對(duì)小鼠糖原含量和血清尿素氮水平的影響效果并不是最好。何來(lái)英等[21]在探討20個(gè)保健食品緩解體力疲勞作用與肝糖原含量之間意義的研究中發(fā)現(xiàn),肝糖原含量與運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)符合率為70%,認(rèn)為肝糖原含量變化與運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)并不都一致,也可能通過(guò)非糖原途徑實(shí)現(xiàn)。云紫出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)和生化指標(biāo)不一致可能是因?yàn)樵谱喜⒉欢际峭ㄟ^(guò)糖原分解和蛋白質(zhì)分解途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)緩解體力疲勞效果。

2.5 瑪咖功能成分含量對(duì)小鼠不負(fù)重游泳后肝、肌糖原含量和血清尿素氮含量的影響

在0.8 g/kg·BW劑量下,瑪咖干品中各功能成分——總生物堿、N-芐基十六烷酰胺、N-芐基十七烷酰胺含量見(jiàn)表5。各瑪咖組功能成分含量由低到高排序依次為青黃組、云黃組、云紫組、云黑組。

將以上各成色含量的變化趨勢(shì)結(jié)合表3與表4中云南產(chǎn)三色瑪咖比較發(fā)現(xiàn),隨著瑪咖功能成分含量由低變高,肝糖原和肌糖原的含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),血清尿素氮含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),云黃水煎液組糖原含量最高,血清尿素氮含量最低;云黃三個(gè)劑量組之間比較發(fā)現(xiàn),隨瑪咖功能成分含量由低變高,肝、肌糖原含量呈先上升后下降的趨勢(shì),血清尿素氮含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),中劑量組糖原含量最高、血清尿素氮含量最低。結(jié)果表明瑪咖功能性成分含量與糖原、血清尿素氮含量存在劑量效應(yīng)關(guān)系,云黃瑪咖比云紫、云黑瑪咖緩解體力疲勞效果更好。

表5 不同地區(qū)瑪咖功能性成分含量Table 5 Content of functional components in Maca form different areas

3 結(jié)論

云南產(chǎn)黃、紫、黑瑪咖和青海產(chǎn)黃瑪咖均具有緩解體力疲勞的功效。中劑量組(0.8 g/kg·BW)能顯著提高小鼠不負(fù)重游泳后糖原含量,降低血清尿素氮水平。不同地區(qū)產(chǎn)瑪咖在緩解體力疲勞的功能效果上存在一定差異,其中云南產(chǎn)黃瑪咖比云南產(chǎn)紫、黑瑪咖緩解體力疲勞效果更好。

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A comparison of anti-fatigue propertiesin Maca(LepidiummeyeniiWalp)from different area

ZHOU Yu1,CAO Qi1,2,PENG Jing2,SUN Gui-ju1,*

(1.The Department of Nutrition and Food Hygiene,Key Laboratory of Environmental Medicine and Engineering Ministry of Education,Southeast University,Nanjing 210009,China;2.College of Food Science and Technology,Yangzhou University,Yangzhou 225000,China)

Objective:To compare anti-fatigue function of Maca(LepidiummeyeniiWalp)from different area. Method:120 mice were randomly divided into 2 batches to examine load swimming time,hepatic glycogen content,muscle glycogen content and blood urea nitrogen content after non-loaded swimming. Content of functional components in Maca were determined by acid dye colorimetry and high performance liquid chromatography(HPLC) respectively. The effects of the composition on the content of hepatic glycogen content,muscle glycogen content and blood urea nitrogen content were studied. Results:All Maca decoctions could prolong weight-loaded swimming duration(p<0.05),purple Maca from Yunnan significantly prolonged weight-loaded swimming duration(p<0.01). Hepatic glycogen content and muscle glycogen content of all experimental groups were higher than those of control groups(p<0.01),hepatic glycogen content and muscle glycogen content of yellow Maca was the highest(p<0.01). Blood urea nitrogen contents in blood of all experimental groups were lower than those of control group(p<0.01),blood urea nitrogen contents of yellow Maca was lowest(p<0.01). As the concent of functional components rised,the content of hepatic glycogen and muscle glycogen rised at first and went down latter,while the content of blood urea nitrogen went down at first and rised latter. Conclusion:Maca decoctions could alleviate physical fatigue in mice. There were differences in effect of Maca from different areas on alleviating physical fatigue. The effect of yellow Maca is better than purple Maca and black Maca cultivated in Yunnan.

Maca(Lepidiummeyenii);alleviate physical fatigue;endurance exercise testing

2016-08-12

周雨(1991-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué),E-mail：zhooyuu@163.com。

*通訊作者:孫桂菊(1963-)，女，博士，教授，研究方向：植物化學(xué)物與食品功效,E-mail：gjsun@seu.edu.cn。

科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2016YFD0400604)。

TS201.4

A

:1002-0306(2017)04-0361-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.04.060