發酵對金絲小棗多糖緩解體力疲勞功效的影響

王洪杰WANG Hong-jie

張平平1,2

歐可可1

馮 聰1

揣東華1

(1.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384；2.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384)

體力疲勞又叫軀體性疲勞，當機體長時間從事繁重緊張的體力勞動時，會有大量的代謝物在體內積聚，刺激人體組織細胞和神經系統，使人產生疲勞感[1]。緩解體力疲勞就是通過一些方法來緩解這種疲勞的感覺，從而使人感覺輕松。金絲小棗(Ziziphusjujuba)隸屬于鼠李科棗屬植物，至今已有3 000多年的栽培歷史，風味甘美，營養豐富，含有多糖、環磷酸腺苷、生物堿類、皂苷類、黃酮類等[2]，是傳統的藥食兼用佳品。棗多糖有抗氧化、抗腫瘤、降低血糖和血脂、延緩機體衰老、增強免疫力、保肝等藥理功效[3]。雖然目前中國對棗多糖的生物活性研究較多[4-5]，但對緩解小鼠體力疲勞方面的研究不多[6-7]，且未見發酵對棗多糖緩解體力疲勞功效影響的報道。

本研究以金絲小棗為原料，利用酵母菌發酵棗漿，提取發酵多糖進行緩解小鼠體力疲勞方面的研究，以期為發酵棗粉、發酵多糖在功能食品中的應用及產品開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金絲小棗：產自山東樂陵；

安琪高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；

SPF級雄性昆明小鼠：中國食品藥品檢定研究院；

無水乙醇：分析純，南京化學試劑一廠；

三氯甲烷、苯酚：分析純，利安隆博華(天津)醫藥化學有限公司；

正丁醇：分析純，天津市北方天醫化學試劑廠；

硫酸：分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司；

苦味酸：天津市科密歐化學試劑有限公司；

尿素氮(BUN)、血乳酸(LD)、肝糖原(HG)、肌糖原(MG)、肌酸激酶(CK)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)等試劑盒：南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

電子天平：JA2003型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；

冷凍干燥機：LGJ-18S型，北京松源華興科技發展有限公司；

臺式高速冷凍離心機：LGR20-W型，北京京立離心機有限公司；

水浴鍋：HWS-28型，上海恒科學儀器有限公司；

紫外-可見分光光度計：722型，上海菁華科技儀器有限公司；

酶標儀：ELx800型，美國MD公司；

全自動生化分析儀：GLAMOUR3000型，美國MD公司。

1.3 方法

1.3.1 金絲小棗多糖的制備

(1) 發酵前的棗多糖：參照吉爽爽[8]提取棗多糖的方法并作改進。金絲小棗去核打漿后按料液比1∶3(質量比)的比例加入蒸餾水，于80 ℃水浴鍋中浸提2 h，4 000 r/min離心10 min，收集下層濾渣加入蒸餾水再水浴2 h，合并2次濾液，旋轉蒸發濃縮至原體積的1/3，加95%乙醇，4 ℃放置24 h，取沉淀加蒸餾水溶解，過8 kD的超濾膜，截留液用Sevage法除蛋白質，冷凍干燥(參數設置：冷阱盤管溫度-66 ℃，真空度1 Pa，捕水能力6 kg/24 h，凍干面積0.18～0.27 m2)得到棗多糖。經硫酸苯酚法[9]測定棗多糖含量為65% 。

(2) 發酵后的棗多糖：金絲小棗去核打漿，經滅菌處理后接種1%的酵母菌，37 ℃發酵8 h，發酵結束后放入冰箱冷凍室終止發酵。提取發酵多糖的過程同1.3.1(1)。經硫酸苯酚法測定棗多糖含量為59%。

1.3.2 試驗動物條件和分組 選取6周齡、體重(19±1) g的SPF級雄性昆明小鼠56只，適應性喂養5 d后，按體重隨機分為7組并灌胃不同濃度的多糖液。正常對照組ZD(蒸餾水)，發酵前的棗多糖高劑量組WG[0.2 g/(kg·d)]、中劑量組WZ[ (0.15 g/kg·d)]、低劑量組WD[0.1 g/(kg·d)]，發酵后的棗多糖高劑量組FG[0.2 g/(kg·d)]、中劑量組FZ[0.15 g/(kg·d)]、低劑量組FD[0.1 g/(kg·d)]，規定每只小鼠每天灌胃量為0.1 mL/10 g·BW。每日下午5:00進行一次灌胃，連續灌胃4周。

1.3.3 緩解小鼠體力疲勞的試驗方法 末次灌胃相應劑量的多糖后，將尾根部負荷自身體重6%鐵絲的小鼠置于游泳箱(尺寸約 60 cm × 60 cm × 50 cm)中游泳，水深約30 cm，水溫25 ℃左右，記錄小鼠從游泳到其頭部沉入溫水中8 s后，不能再露出水面的時間，即為小鼠的負重游泳時間[10]11。負重方法[10]12：用等長的棉線在距小鼠尾巴根部2～3 cm處系上負重鐵絲環。根據中華人民共和國衛生部頒布的《保健食品檢驗與評價技術規范》[11]的要求記錄小鼠每日體重及力竭游泳時間，按BUN、LD、HG、MG、CK、GSH-Px、SOD等試劑盒說明測定各指標。

1.3.4 小鼠力竭游泳時間延長率的計算

(1)

式中：

P——延長率，%；

t1——試驗組小鼠存活時間，min；

t0——正常對照組小鼠存活時間，min。

1.4 統計方法

采用 SPSS 22.0 軟件進行數據處理及統計學分析。

2 結果與分析

2.1 多糖劑量對各組小鼠體重的影響

體重變化是小鼠生長發育受到影響最直接的體現，即反映小鼠在飼養期間，多糖對其生長發育的影響。表1為不同劑量多糖對各組小鼠體重的影響。

表1 各組小鼠體重的增量Table 1 Weight increment of mice in each group g

由表1可知，與ZD相比，各試驗組小鼠每2周內體重的增量有差別，但用統計學方法對其分析，均無顯著性差異，即在飼養期間，灌胃發酵前后的棗多糖不會對小鼠的生長及發育造成不良影響。

2.2 多糖劑量對小鼠力竭游泳時間的影響

運動耐力的提高是抗疲勞能力加強最直接的表現，游泳時間的長短可以反映動物運動疲勞的程度。表2為不同劑量的多糖對各組小鼠力竭游泳時間的影響。

由表2可知，與ZD相比，各試驗組小鼠的力竭游泳時間都有所延長，WG、FG、FZ與ZD相比差異極顯著，WZ、FD與ZD相比差異顯著。說明發酵前后的棗多糖能不同程度地緩解小鼠的體力疲勞。雖然WG、FG、FZ與ZD相比差異都極顯著，但FZ的延長率更高，更能緩解小鼠的體力疲勞。

表2多糖劑量對小鼠力竭游泳時間的影響?
Table 2 Effects of different doses of jujube polysaccharide on the exhaustive swimming time of mice

組別力竭游泳時間/min延長率/%ZD8．33±0．89WG11．00±1．59??32．01WZ9．97±1．12?19．69WD8．93±0．547．20FG10．43±0．88??25．17FZ12．33±0．81??47．98FD10．06±0．37?20．77

? *表示與ZD相比有顯著性差異(P<0.05)，**表示與ZD相比有極顯著性差異(P<0.01)。

2.3 多糖劑量對小鼠血清中BUN、LD含量的影響

能源物質的消耗、代謝物質的堆積是產生疲勞的重要原因[12]。表3為不同劑量多糖對各組小鼠BUN、LD的影響結果。

表3 多糖劑量對小鼠BUN、LD的影響?Table 3 Effects of different doses of jujube polysaccharide on the BUN, LD of mice mmol/L

? *表示與ZD相比有顯著性差異(P<0.05)，**表示與ZD相比有極顯著性差異(P<0.01)。

機體劇烈運動時，氧供應相對不足，BUN、LD等代謝產物增多，會引起肌肉收縮效率下降[13]，因此，BUN、LD是檢測疲勞程度最主要的指標[14]。由表3可知，與ZD相比，各試驗組小鼠血清中BUN和LD含量均有所降低。FZ小鼠血清中BUN含量與ZD相比，差異極顯著，WG、FG、FD小鼠血清中BUN含量與ZD相比，差異顯著。WG、FZ小鼠血清中LD含量與ZD相比，差異極顯著，WZ、FG小鼠血清中LD含量與ZD相比，差異顯著，且發酵多糖組的BUN含量都比棗多糖組的低，FZ小鼠血清中BUN、LD含量都是最低的。說明發酵前后的棗多糖可不同程度地減少機體蛋白質和含氮物質的分解代謝，以提高肌肉的運動能力，緩解小鼠的體力疲勞，其中FZ的緩解效果最好。

2.4 多糖劑量對小鼠HG、MG含量的影響

HG和MG是機體運動時重要的供能物質[15]。表4為不同劑量的多糖對各組小鼠HG、MG的影響結果。

劇烈運動時，機體的HG、MG被大量消耗以維持血糖恒定，當HG、MG耗竭，血糖含量明顯下降，則運動不能持續[16]。

表4 多糖劑量對小鼠HG、MG的影響?Table 4 Effects of different doses of jujube polysaccharide on the HG, MG of mice mg/g

? *表示與ZD相比有顯著性差異(P<0.05)，**表示與ZD相比有極顯著性差異(P<0.01)。

因此HG、MG的儲備量直接影響小鼠負重游泳的能力，是反映疲勞程度的主要指標[17]。由表4可知，與ZD比，各試驗組小鼠體內的HG和MG含量均有所增加。其中，FZ的HG含量與ZD相比，差異顯著，其它各組均無統計學意義。WG、FZ的MG含量與ZD相比，差異極顯著，WZ、WD的MG含量與ZD相比，差異顯著。說明發酵前后的棗多糖可通過改善機體糖代謝系統來達到緩解小鼠體力疲勞的作用。而且發酵后的HG含量比發酵前的高，其中FZ小鼠的HG、MG含量都是最高的，表明FZ更能緩解小鼠的體力疲勞。

2.5 多糖劑量對小鼠CK、GSH-Px、SOD含量的影響

自由基理論認為，抗氧化與緩解體力疲勞具有一定的關系，GSH-Px活力、SOD活力、CK活力3項指標能直接反映機體的抗氧化狀態和脂質過氧化水平[18]。表5為不同劑量的多糖對各組小鼠GSH-Px、SOD、CK活力的影響結果。

表5 多糖劑量對小鼠GSH-Px、SOD、CK活力的影響?Table 5 Effects of different doses of jujube polysaccharide on the GSH-Px, SOD, CK of mice U/mL

? *表示與ZD相比有顯著性差異(P<0.05)，**表示與ZD相比有極顯著性差異(P<0.01)。

GSH-Px、SOD是機體抗氧化系統中2個重要的酶，而CK活性的變化與機體脂質過氧化程度密切相關，是評定骨骼肌微細損傷的一個重要生理指標[19]。由表5可知，與ZD相比，各劑量組多糖均能提高GSH-Px、SOD活力，降低CK活力，其中WG、FZ極顯著增加了GSH-Px、SOD活力，降低了CK活力。WZ顯著增加了GSH-Px、SOD活力，顯著降低了CK活力，FG顯著增加了GSH-Px、SOD活力，極顯著降低了CK活力，說明發酵前后棗多糖均具有良好的體內抗氧化活性，不僅能顯著提高體內酶系統的抗氧化活力，而且能夠有效清除體內自由基并防止細胞膜脂質過氧化，減少血管壁及一些組織的損傷，進而緩解小鼠的體力疲勞，其中WG和FZ緩解小鼠體力疲勞的效果最佳。

3 結論

運動耐力的提高是抗疲勞能力加強最直接的表現，力竭游泳時間的長短可以直接反映動物運動的疲勞程度，BLA、BUN、HG及MG是反映機體疲勞程度的重要生化指標。機體通過糖酵解的方式提供能量，維持正常生活，當機體處于長時間的運動狀態時，會加快糖酵解速度，氧供應會相對不足，機體啟動無氧糖酵解過程，HG、MG大量消耗，提供能量的同時會產生大量的LD和BUN等蛋白質代謝的最終產物，其在體內堆積會直接或間接引起運動能力的下降，產生疲勞。因此，BLA、BUN含量越低，HG、MG含量越高，機體的抗疲勞能力越強。自由基理論認為，抗氧化與緩解體力疲勞有一定的關系，在對機體抗氧化系統中2個重要的酶GSH-Px、SOD及CK活力進行測定時，證實了發酵前后棗多糖不僅能顯著提高體內酶系統的抗氧化活力，而且能夠有效清除體內自由基并防止細胞膜脂質過氧化，進而緩解機體的體力疲勞。與對照組相比，隨著棗多糖劑量的增加，各試驗組小鼠的力竭游泳時間都有延長，體內HG、MG含量都有不同程度的增加，BLA、BUN含量都有不同程度的降低，證明發酵前后棗多糖均具有緩解體力疲勞的作用，且發酵前的棗多糖緩解體力疲勞的功效是隨著多糖劑量的增加而增強的，發酵后多糖的抗疲勞功效是先增強再減弱的，其中發酵后棗多糖中劑量對小鼠體力疲勞的緩解效果更為明顯。

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