2種運動食品對人體運動能力的影響對比研究

黃國陽

(桂林電子科技大學信息科技學院，廣西 桂林 541004)

運動食品是指為滿足參與運動人群的體能、生理代謝、營養需求等特殊要求而開發的功能性食品，其具有體積小、質量輕、運動時攜帶方便的優點，一直是運動訓練、比賽過程中重要的功能性食品[1-4]。在運動訓練和比賽過程中，運動強度較高，人員容易出現疲憊狀態，因此通過食用有效的運動食品改善體能狀態就變得十分重要[5-7]。根據運動訓練內容和周期的不同，運動食品可能需要連續多餐或多日服用。同時，在訓練過程中，受到氣候環境、情緒緊張等外在或內在的應激因素，運動人員將會產生綜合的負面效應，容易造成人體內環境紊亂，引起食欲和消化水平下降，最終影響人體的運動機能，造成訓練效果和比賽成績的下降[8-10]。

目前類似的研究報道較少，僅有耿戰輝等[11]分析2種壓縮餅干對人體運動能力的影響，但是壓縮食品的消費范圍較低，不符合大眾消費需求。針對這一問題，本研究設計2種適合普通人食用的運動食品，并對2種運動食品進行自身對照和交叉食用分析，通過試驗結果對人體運動能力和疲勞狀態等方面進行測試，旨在為不斷改善運動食品的性能表現提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試劑

血乳酸檢測試劑盒、血清激素檢測試劑盒：北京百奧萊博科技有限公司；

乙醇：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 材料

試驗中功能因子含量不同的運動食品分為運動食品A和運動食品B，并以此為基礎設置為運動食品A組、運動食品B組和對照組。運動食品A和運動食品B的三大營養物質和功能因子的詳細組成情況見表1。

表1 2種運動食品的基本組成情況Table 1 Basic composition of two sports nutrition

1.3 試驗對象及分組

最初選擇運動員100人，性別為男性，年齡范圍在22～24歲。通過脈搏、心率、血壓、自行車和5 km跑步成績等基本情況，選擇測試數據結果接近的人員共60人。之后再進行跑臺體能測試和血液生化指標檢測，根據綜合結果確定所選運動員的體能狀態。綜合基本身體指標和體能狀態，最終選擇數據接近或接近的30名運動員作為試驗對象，最終確定試驗對象的基本身體參數為：最大攝氧量(58.1±0.4)L、身高(172.3±0.9)cm、體重(64.22±0.92)kg。根據試驗目的，將30名運動員每組10人，隨機分成3組，分別命名為：運動食品A組、運動食品B組和對照組。

1.4 儀器與設備

全自動發光儀：Unicel DxI800型，美國貝克曼庫爾特公司；

全自動生化分析儀：BIOBASE BK8000型，山東博科科學儀器有限公司；

乳酸儀：EKF Blood Lactate型，德國EKF公司；

血糖儀：ACCU-CHEK?Integra型，美國羅氏公司；

心率監測儀：Prince 80D型，深圳力康公司。

1.5 方法

1.5.1 試驗設計 根據試驗目的，分別設計運動食品各組的自身對照試驗和平衡交叉試驗，試驗共分為A、B、C 3個階段，每個階段進行7 d，總試驗共進行21 d，運動食品食用的具體細節如表2所示。在試驗的每個階段，要求每名參與試驗的運動員每日攝入的食物熱量不超過3 000 J，試驗過程中可以自由飲水，需要嚴格禁止飲酒和吸煙，杜絕在試驗期間食用其他運動食品和營養補充劑。

1.5.2 試驗流程 每個試驗階段(A、B、C)均按照以下流程和要求進行試驗：

(1)第1～2天，運動員要按照規定食用運動食品，按照同一標準強度進行運動訓練和休息。

(2)第3天，運動員要按照規定食用運動食品，進行運動強度較低的訓練。

(3)第4天，所有運動員均進行檢測，具體步驟：晨起空腹抽取運動員的靜脈血，測定血液生化指標，血乳酸和血糖，之后進行正常食用早飯。早飯后休息30 min，采集指尖血測定血乳酸和血糖。之后進行緩慢熱身10 min，然后以60% VO2max的強度跑步，在試驗設計的時間點，采集指尖血測定血乳酸和血糖。之后原地休息10 min，進行力竭跑(15 km/h)，記錄起跑至力竭的時間和距離，結束后立即采集靜脈血測定所需生化指標。從休息開始計時，分別在0，3，6，9，12，15 min 5個時間點采集指尖血，測定休息恢復期的血乳酸變化趨勢，在休息1 h后測定血糖。

表2 交叉設計方案?Table 2 Experimental design of the cross trial

? 食用表示食用本組規定的運動食品。

(4)第5天，晨起空腹采集靜脈血測定生理指標。

(5)第6～7天，充分休息進行下一輪試驗，在休息期間可以自由飲食。

1.5.3 主要檢測指標 試驗中主要檢測指標包括：心率水平、血乳酸和血糖水平、血清激素含量(睪酮、皮質醇、睪酮/皮質醇、胰島素)。心率水平采用心率計測定；血乳酸和血清激素含量采用試劑盒法，血糖水平采用血糖儀測定。

1.6 數據統計與分析

2 結果與分析

2.1 運動后恢復期心率變化

人體在訓練過程中，心率的變化情況可以反映人體的運動能力，而經過運動訓練，進入恢復期后直接測定心率變化情況可以反映出人體的恢復情況[12]。圖1為各組運動員在進行力竭訓練過程中的心率變化情況。圖2為各組運動員在進行力竭運動后心率測定結果。檢測結果證實，3個試驗組運動的心率變化情況相比，在運動過程中，運動食品A組心率增長速率快于其他2組，可以在較短的時間將心率水平迅速提升，更早的進入穩定期間，進入最高心率時間較晚。在運動訓練結束后，運動食品A組運動員在各個時間點的心率監測數值都低于其他2組，說明運動食品A組的運動員可以快速進入恢復水平。以上的檢測結果表明運動食品A組運動員在進行力竭訓練運動時，心率增加速率較快，而在運動訓練結束后，心率恢復更快，明顯優于運動食品B組和對照組。

2.2 血乳酸濃度的變化

由于肌肉產生的乳酸產生后10 min左右就可以立即滲入血液，直到肌肉和血液間的乳酸濃度達到平衡。同時由于血液中乳酸濃度受到多方面因素影響，因此需要進行多時間點采樣測定血乳酸數值后才能有效的評估人體的血乳酸清除率[13]。

圖1 運動期間心率水平測定Figure 1 Changes of heart rate during exercise period

圖2 恢復期間心率水平測定Figure 2 Changes of heart rate during recovery period

由圖3可知，在60% VO2max強度下，連續跑步100 min，在運動過程中運動食品A組運動員的血乳酸整體水平相對較低，而且在力竭訓練后的休息期內，各個時間點上運動食品A組運動員的血乳酸水平都明顯低于其他2組的。進一步的檢測結果如圖4所示，在力竭訓練后，運動食品A組在各個時間點的血乳酸清除效率高于運動食品B組的。由此血乳酸的檢測結果可知，在進行運動訓練后，運動食品A組運動員的血乳酸產生水平低于運動食品B組的和對照組的，同時血乳酸的清除效率高于運動食品B組的和對照組的，表明食用運動食品A的體能恢復效果優于運動食品B。

圖3 血乳酸產生水平Figure 3 Changes of blood lactic acid level

圖4 血乳酸清除效率Figure 4 The clearance rates of blood lactic acid

2.3 血糖水平的變化

如表3所示，在空腹血糖水平接近的條件下，運動食品A組在飯后30 min，(60±2)% VO2max強度跑步30，60，90 min的血糖水平均高于運動食品B組的和對照組的。特別是在跑步訓練60 min和90 min后的血糖水平測定結果存在顯著性差異(P<0.05)。由此測定結果可知，在運動訓練過程中，運動員食用運動食品A可以有效地維持人體血糖水平，效果明顯優于食用運動食品B和不食用運動食品的運動員。

2.4 血清相關激素水平變化

3組運動員在力竭運動前后血清中睪酮、皮質醇、睪酮/皮質醇(T/C)和胰島素水平的變化情況如表4所示。從檢測結果可知，食用運動食品A的運動員在晨起、運動后和運動后12 h 3個檢測時間點的睪酮水平均高于其他2組的；皮質醇水平低于其他2組的，T/C值和胰島素水平均高于其他2組的。結果證實運動食品A可以有效地調節人體的激素水平，維持較好的人體運動狀態和恢復效率。

表3 血糖濃度變化?Table 3 Changes of blood glucose concentration in different groups mmol/L

? *表示與對照組相比差異顯著，P<0.05；#表示與運動食品B組相比差異顯著，P<0.05。

表4 血清激素水平變化情況?Table 4 Changes of serum hormone level

? *表示與對照組相比差異顯著，P<0.05；#表示與運動食品B組相比差異顯著，P<0.05。

3 結論

本研究結果顯示，在連續多日單獨食用某一運動食品的情況下，運動食品A在維持運動員的血糖水平、血液血乳酸的清除效率、心率恢復情況和血液中相關激素水平變化情況等方面，均明顯優于運動食品B。說明運動食品A具有更好的促進運動后體能恢復和維持人體運動能力作用。過去的研究，主要是對單一品種運動食品的功效進行分析，本研究采用比較的方式，分析2種運動食品的功效，研究方法具有一定的應用價值。但是，本研究缺乏對運動功效進行機理研究，這部分工作將在進一步的研究中進行。