壓縮合成食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響

彭一騰

(北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，河北 黃驊 061199)

壓縮合成食品是指以大米、小麥等主食作為原料，食用植物油、奶油、食用鹽、食用添加劑(木糖醇、麥芽糖醇、碳酸氫鈉、碳酸氫銨、食用香精等)輔料經(jīng)過(guò)壓縮合成的塊狀食品，其原料在加工合成前均經(jīng)過(guò)熟化處理，無(wú)需烹飪，可以直接食用的一種塊狀食物[1-2]，且由于具有質(zhì)量輕、體積小、攜帶方便、貯存期較長(zhǎng)、熱量值高于普通食物等優(yōu)點(diǎn)經(jīng)常被用于野外生存以及自然災(zāi)害等短期食品供給，高原、高寒地區(qū)巡邏部隊(duì)，抗震救災(zāi)的飲食保障[3-4]，還可以作為戰(zhàn)爭(zhēng)軍用食品儲(chǔ)備物資，在歷史中許多重大軍事或非軍事行動(dòng)中都發(fā)揮了不可限量的作用，是一種應(yīng)用廣泛的應(yīng)急食品[5-6]。

壓縮合成食品中除了大米、小麥等主食原料，最多的成分就是糖，糖是人體最重要的也是最基本的能源，具有輸出功率高，相對(duì)含氧量低的優(yōu)點(diǎn)，是人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)所需的最基本供能物質(zhì)，人體熱能的1/2以上均來(lái)自于糖供給[7]。為了更加科學(xué)、合理、有效地評(píng)價(jià)壓縮合成食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力和體能恢復(fù)方面的影響，本試驗(yàn)選取合適的試驗(yàn)對(duì)象，對(duì)他們食用壓縮合成食品(以90軍用干糧為例)和普通膳食前后的運(yùn)動(dòng)能力、抗疲勞狀態(tài)等方面的不同表現(xiàn)進(jìn)行測(cè)試[8]。現(xiàn)在依據(jù)各類(lèi)精密儀器，研究壓縮合成食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的血糖濃度、血乳酸濃度、心率、相關(guān)激素水平等變化情況。

1 壓縮合成食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響研究

1.1 試驗(yàn)對(duì)象的選取

通過(guò)5 km跑成績(jī)以及血液生化指標(biāo)的測(cè)試選取某大學(xué)體育學(xué)院2017級(jí)競(jìng)技體育專業(yè)在校生中體能狀況差異不大的12人作為試驗(yàn)對(duì)象(由于男女生理特點(diǎn)的不同，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可對(duì)比性，此次試驗(yàn)對(duì)象只選男性)，這12名試驗(yàn)對(duì)象的基本生理參數(shù)如圖1所示。

試驗(yàn)前向試驗(yàn)對(duì)象說(shuō)明需要食用不同種類(lèi)的壓縮合成食品，且參與測(cè)試時(shí)需要進(jìn)行抽血化驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)象均表示試驗(yàn)過(guò)程可以接受，同時(shí)在試驗(yàn)開(kāi)始前需要詢問(wèn)試驗(yàn)對(duì)象身體狀況(包括是否有泌尿系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、心臟病等)。并將這12名試驗(yàn)對(duì)象隨機(jī)分為2組，每組6人，用A、B代表。

圖1 試驗(yàn)對(duì)象的基本生理參數(shù)Figure 1 Basic physiological parameters of the test subject

1.2 試驗(yàn)材料與方法

2組試驗(yàn)對(duì)象依次參加4輪試驗(yàn)，每輪試驗(yàn)周期為7 d，每輪試驗(yàn)中每人分別定量使用4種規(guī)定食物，其中4 d進(jìn)食規(guī)定食物，剩余3 d可以自由進(jìn)食，在測(cè)試期間，每天嚴(yán)格按照12.6 MJ熱量標(biāo)準(zhǔn)為每名試驗(yàn)對(duì)象提供不同食物(包括90軍用干糧和普通膳食)，試驗(yàn)對(duì)象可以自由飲水，但是不允許在進(jìn)食規(guī)定食物之后再補(bǔ)充其他食物，更不允許吸煙和喝酒。

1.3 試驗(yàn)儀器

血糖儀：卓越金銳型，羅氏診斷產(chǎn)品(上海)有限公司；

血乳酸分析儀：Lactate scout型，上海欣曼科教設(shè)備有限公司；

全自動(dòng)生化分析儀：BS-600型，上海欣曼科教設(shè)備有限公司；

全自動(dòng)發(fā)光儀：HT-SCZ04型，北京鴻濤基業(yè)科技發(fā)展有限公司；

心肺功能遙測(cè)儀：METAMAXⅡ型，上海益聯(lián)醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展有限公司。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)測(cè)得的全部數(shù)據(jù)均采用微軟Excel 97處理，采用平均值±數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示，并采用顯著性T檢驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)對(duì)象測(cè)試前后的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同食品對(duì)人體血糖變化的影響

機(jī)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中血糖濃度的變化情況能夠在一定程度上反映出機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力，特別是人體運(yùn)動(dòng)的耐久性和抗疲勞程度。選取測(cè)試日的5個(gè)時(shí)間點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)食用常規(guī)膳食與壓縮合成食品試驗(yàn)對(duì)象的血糖變化情況，結(jié)果如表1所示。

表1 進(jìn)食不同食品運(yùn)動(dòng)前后試驗(yàn)對(duì)象的血糖變化情況Table 1 Changes in blood glucose of test subjects before and after eating different foods

從表1可以清楚地看出，試驗(yàn)對(duì)象在空腹?fàn)顟B(tài)下體內(nèi)血糖濃度水平相同的情況下，進(jìn)食壓縮合成食品45 min 后，55%～65%最大攝氧量情況下運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練30，60，90 min，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象血糖濃度水平明顯高于進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象，結(jié)果顯示，在維持試驗(yàn)對(duì)象機(jī)體在高強(qiáng)度、時(shí)間較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練時(shí)血糖濃度水平方面，壓縮合成食品要優(yōu)于普通膳食。

2.2 不同食品對(duì)人體血乳酸濃度的影響

從圖2可以看出，在55%～65%最大攝氧量情況下運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練一段時(shí)間后，進(jìn)食壓縮合成食品試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)的血乳酸濃度相對(duì)較高，但在運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練結(jié)束后的恢復(fù)期內(nèi)，進(jìn)食壓縮合成食品試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)的血乳酸濃度低于進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象；從圖3中可以看出，進(jìn)食壓縮合成食品試驗(yàn)對(duì)象在運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練恢復(fù)期的幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)，體內(nèi)血乳酸清除率明顯高于進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象，說(shuō)明進(jìn)食壓縮合成食品的人體運(yùn)動(dòng)能力明顯優(yōu)于進(jìn)食普通膳食的人體運(yùn)動(dòng)能力。且其與進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。

2.3 進(jìn)食不同食品運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期試驗(yàn)對(duì)象的心率變化

進(jìn)食不同食品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后恢復(fù)期內(nèi)試驗(yàn)對(duì)象的心率變化情況能夠充分反映人體的疲勞緩解狀況。圖4展示了2組試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)食不同食物進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后恢復(fù)期的心率變化情況，試驗(yàn)結(jié)果顯示，相比于進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象在運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后個(gè)各個(gè)測(cè)定時(shí)間內(nèi)的心率值均較低。說(shuō)明進(jìn)食壓縮合成食品后的試驗(yàn)對(duì)象在進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后的心率恢復(fù)情況要明顯優(yōu)于進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象。

圖2 試驗(yàn)對(duì)象測(cè)試過(guò)程中體內(nèi)血乳酸濃度變化情況Figure 2 Changes in blood lactate concentration during test of test subjects

圖3 進(jìn)食不同食品運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期內(nèi)血乳酸清除率變化Figure 3 Changes in blood lactate clearance during the recovery period after eating different foods

圖4 運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后恢復(fù)期機(jī)體心率變化Figure 4 Changes in heart rate during recovery after exercise or training

2.4 人體內(nèi)血清等相關(guān)激素水平變化情況

表2給出了試驗(yàn)期間，2組試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)食普通膳食和壓縮合成食品運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練前后的相關(guān)激素水平變化情況。

觀察表2可以發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)血清睪酮與皮質(zhì)醇的比值(T/C)，無(wú)論試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)食的是普通膳食還是壓縮合成食品，運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練0 min后分別比空腹?fàn)顟B(tài)時(shí)升高0.003 和0.002；2組試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)食不同食品運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練24 h后體內(nèi)的血清睪酮與皮質(zhì)醇的比值(T/C)，只有進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象該項(xiàng)指標(biāo)值比日前空腹?fàn)顟B(tài)高，說(shuō)明進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象該項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果呈現(xiàn)出有利于運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后消除疲勞的優(yōu)勢(shì)。除此之外，在表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中還可以看出，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練24 h后的血清胰島素水平均高于進(jìn)行普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象，其與進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。綜上分析，試驗(yàn)對(duì)象在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后的恢復(fù)期內(nèi)，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)合成代謝激素水平高于進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象，說(shuō)明壓縮合成食品可能有利于快速消除疲勞，恢復(fù)人體運(yùn)動(dòng)能力。

2.5 進(jìn)食不同食品人體內(nèi)底物氧化變化情況

對(duì)人體呼吸交換率的有效測(cè)定能夠?qū)θ梭w某一時(shí)間段內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧化種類(lèi)和大概比例進(jìn)行推算。如圖5所示，給出了在55%～65%最大攝氧量情況下運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練一段時(shí)間后，進(jìn)食不同食品的2組試驗(yàn)對(duì)象的呼吸交換率變化曲線。

從圖5中可以看出，在55%～65%最大攝氧量情況下運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練一段時(shí)間后，進(jìn)食壓縮合成食品試驗(yàn)對(duì)象的呼吸交換率變化較高，且與進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象之間存在顯著差異(即P<0.01或者P<0.05)。在力竭跑時(shí)進(jìn)食2種不同食品的2組試驗(yàn)對(duì)象的呼吸交換率變化曲線不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

圖6和圖7分別展示了2組試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)食普通膳食和壓縮合成食品運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練過(guò)程中體內(nèi)碳水化合物氧化率變化情況和脂肪氧化率變化情況。

從圖6中可以看出，人體內(nèi)碳水化合物氧化率變化在進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行90 min運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練時(shí)最低，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象的碳水化合物氧化率較高，且二者之間存在明顯差異性(P<0.01)。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在力竭跑的前8 min內(nèi)進(jìn)食普通膳食和進(jìn)食壓縮合成食品的2組試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)碳水化合物氧化率變化差異較小，而在力竭跑8 min之后，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)碳水化合物氧化率變化最低。

表2 試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)食不同食品運(yùn)動(dòng)前后的相關(guān)激素水平Table 2 Subjects before and after eating without food related hormone levels

圖5 進(jìn)食不同食品試驗(yàn)對(duì)象的呼吸交換率變化曲線Figure 5 Breath exchange rate curve of different food test subjects

圖6 進(jìn)食不同食品試驗(yàn)對(duì)象的碳水化合物氧化率變化Figure 6 Changes in carbohydrate oxidation rate in different food test subjects

圖7 進(jìn)食不同食品試驗(yàn)對(duì)象的脂肪氧化率變化曲線Figure 7 Fat oxidation rate curve of different food test subjects

從圖7中可以看出，人體內(nèi)脂肪氧化率變化在進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行90 min運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練時(shí)高于進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象，且二者之間存在明顯差異(P<0.01)。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在力竭跑的前8 min內(nèi)進(jìn)食普通膳食和進(jìn)食壓縮合成食品的2組試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)碳水化合物氧化率變化差異較大，其中進(jìn)食普通膳食的試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)脂肪氧化率較高，但在力竭跑8 min之后，進(jìn)食壓縮合成食品的試驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)碳水化合物氧化率變化無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

綜上所述，人體內(nèi)3種主要供能物質(zhì)中，碳水化合物的功能效益最高，在試驗(yàn)對(duì)象食用碳水化合物含量較高的壓縮合成食品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練后不易產(chǎn)生導(dǎo)致人體疲勞的不良代謝廢棄物，有利于保持人體運(yùn)動(dòng)能力和快速消除疲勞。

3 結(jié)論

研究選取12名生理指標(biāo)相對(duì)類(lèi)似的試驗(yàn)對(duì)象，針對(duì)普通膳食和以90軍用干糧為例的壓縮合成食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響進(jìn)行了分析，分析結(jié)果顯示，壓縮合成食品對(duì)于維持試驗(yàn)對(duì)象高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練時(shí)或在力竭運(yùn)動(dòng)后的血糖濃度水平、血乳酸清除率、心率恢復(fù)情況、人體內(nèi)血清睪酮、皮質(zhì)醇、血清睪酮與皮質(zhì)醇的比值(T/C)、胰島素等相關(guān)激素水平均具有明顯優(yōu)勢(shì)，且通過(guò)對(duì)進(jìn)食2種不同食品的人體內(nèi)底物氧化變化情況分析，證明了壓縮合成食品相比于普通膳食能夠更好地保持人體運(yùn)動(dòng)能力，且在力竭運(yùn)動(dòng)后的體能恢復(fù)方面具有顯著優(yōu)越性。本文對(duì)人體各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，外界干擾可能會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，今后將對(duì)如何減少檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行研究。