功能饮料抗疲劳作用的实验研究

蔡愈杭，荣耀中，程能能，罗 殷，*，陈 伟

(1.上海东锦饮品有限公司，上海201812;2.复旦大学药学院药理学研究室，上海201203)

功能饮料抗疲劳作用的实验研究

蔡愈杭1，荣耀中1，程能能2，罗 殷1，*，陈 伟1

(1.上海东锦饮品有限公司，上海201812;2.复旦大学药学院药理学研究室，上海201203)

目的:研究功能饮料的抗疲劳作用。方法:将雄性昆明小鼠按体重随机分为4组:空白对照组和12.5、25、75mL/(kg·bw)3个剂量组。在给予受试物30d后测定各组的小鼠负重游泳的持续时间，血乳酸水平(游泳前、游泳后0min、游泳后30min值)、血清尿素氮，以及肝糖原含量的变化。结果:25、75mL/(kg·bw)剂量的功能饮料能够显著延长小鼠的游泳时间(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)剂量的功能饮料显著增加小鼠的肝糖原含量(p＜0.01)。结论:功能饮料具有抗疲劳作用。

功能饮料，乳酸，尿素氮，肝糖原，抗疲劳

疲劳的发生机制目前尚不十分明确，可能主要是因为机体短期内因大运动量消耗过多，导致缺氧、乳酸堆积，引起人体内环境紊乱，同时伴有低血糖、肌糖原和肝糖原耗竭等现象［1］。本研究从补充营养物质、降低消耗和给予适量兴奋等几个方面对于抗疲劳作用进行研究，以血清乳酸含量、肌糖原含量等为指标，探索功能饮料口服对小鼠的抗疲劳作用和耐受力的影响，从而为增强机体运动机能，延缓疲劳提供新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

瓜拉那氨基酸功能饮料简称功能饮料(functional drink) 由上海东锦饮品有限公司研制，主要配方成分:水、白砂糖、瓜拉那提取物、牛磺酸、L－赖氨酸盐酸盐、甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、柠檬酸、苹果酸、柠檬酸钠、阿斯巴甜、安塞蜜、天然芒果浓缩汁、食用甜橙香精，主要功效成分含量:总氨基酸743mg/100mL，牛磺酸381mg/100mL，咖啡因9.6mg/100mL。雄性昆明小鼠 体重18～21g，由上海西普尔实验动物有限公司提供，合格证号:沪动合证字155号。小鼠在温度为19～22℃、相对湿度为50%～70%的环境中饲养。血乳酸测定试剂盒、血清尿素氮测定试剂盒 由南京建成生物制品研究所提供。

722 型分光光度计，XHF－1型高速分散器。

1.2 实验方法［2］

按《保健食品功能学评价程序和检验方法》进行。

1.2.1 剂量分组 根据功能饮料人体摄入量(120mL/d，相当于2.5mg/kg·bw)，分别按其5倍、10倍、30 倍设计3 个剂量组即12.5、25、75mL/(kg·bw)，以及蒸馏水对照组。

1.2.2 负重游泳实验

1.2.2.1 分组及给样 雄性昆明小鼠随机分为4组，每组10只，分别灌服低、中、高剂量即 12.5、25、75mL/(kg·bw)功能饮料及蒸馏水，将原液用旋转蒸发器低温减压浓缩5倍后，每日灌胃，连续30d。

1.2.2.2 测试 末次给样30min后，小鼠负重5%体重的铅皮，置于水温25℃、水深35～40cm的水箱中游泳，记录小鼠自游泳开始至死亡的时间，作为小鼠的游泳时间(min)。

1.2.3 血乳酸的测定

1.2.3.1 游泳前血乳酸 分组及给样:同1.2.2.1。末次给样30min后眼眶采血，取血清用722型分光光度计进行乳酸测定。

1.2.3.2 游泳后0min血乳酸 分组及给样同1.2.2.1。末次给样30min后在温度30℃的水中游泳90min，立即眼眶采血，取血清用722分光光度计进行乳酸测定。

1.2.3.3 游泳后30min血乳酸 分组及给样同1.2.2.1。末次给样30min后在温度30℃的水中游泳90min，休息30min后立即眼眶采血，取血清用722分光光度计进行乳酸测定。

1.2.4 血清尿素氮的测定 分组及给样:同1.2.2.1。末次给样30min后在温度30℃的水中游泳90min后，立即眼眶采血，取血清用722分光光度计进行尿素氮测定。

1.2.5 肝糖原的测定 分组及给样:同1.2.2.1。末次给样30min后在温度30℃的水中游泳90min，立即处死，取肝脏经生理盐水漂洗后用滤纸吸干。称取肝脏100mg，加入8mL TCA，匀浆1min，将匀浆液倒入离心管，以3000r/min离心15min，取上清液1mL，加95%乙醇4mL，充分混匀至两种液体间不留有界面，用干净塞子塞上，室温下竖立放置过夜。次日以3000r/min离心15min。小心倒掉上清液并使试管倒立放置10min。用2mL蒸馏水溶解糖原。试剂空白管:吸2mL蒸馏水到干净离心管标准管:吸0.5mL葡萄糖标准液(100mg/dL)和1.5mL蒸馏水放入同样的管子。将10mL蒽酮试剂加入各管，煮沸15min，然后移到冰水浴，冷却后在620nm波长下，用试剂空白管调零后测定吸光度。按下式计算肝糖原含量:

式中:DU:样品管吸光度;V:提取液体积(mL);DS:标准管吸光度;0.5:0.5mL葡萄糖标准液中的葡萄糖含量;G:肝组织重量(g);0.9:将葡萄糖换算成糖原的系数。

1.3 数据处理

用SPSS10.0 for windows进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 功能饮料对小鼠体重的影响

由表1所示，小鼠服用功能饮料30d后，小鼠体重与对照组比较无显著差异(p＞0.05)。功能饮料不会引起体重过快增长，也不会抑制小鼠的正常发育。

表1 功能饮料对小鼠体重的影响(¯X±SD)

2.2 功能饮料对小鼠负重游泳时间的影响

由表2所示，25、75mL/(kg·bw)剂量组(即中、高剂量组)小鼠服用功能饮料30d后，小鼠负重游泳时间有显著的延长(p＜0.05)。高剂量组与对照组相比，游泳时间从9.3min提高到28.7min，提高幅度将近3倍。可见，功能饮料在对小鼠生命力的提高方面有较大的改善，可以提高生命力约3倍左右。

表2 功能饮料对小鼠游泳时间的影响(±SD)

表2 功能饮料对小鼠游泳时间的影响(±SD)

注:“* ”与对照组比较，p＜0.05。

组别 剂量(mL/kg·bw)动物数(只)游泳时间(min)10 9.3±5.3低剂量组 12.5 10 18.5±13.8中剂量组 25 10 27.6±21.3*高剂量组 75 10 28.7±23.8*对照组0

2.3 功能饮料对小鼠运动生化指标的影响

2.3.1 血乳酸的测定 如表3所示，游泳后0min 12.5、25、75mL/(kg·bw)剂量组(即低、中、高剂量组)小鼠血乳酸及游泳后30min 12.5、25、75mL/(kg·bw)剂量组(即低、中、高剂量组)小鼠血乳酸明显低于对照组(p＜0.01)。可见，功能饮料能够显著降低小鼠运动后的乳酸水平，清除能力也随剂量的增加而加强。

表3 功能饮料对小鼠血乳酸的影响(±SD)

表3 功能饮料对小鼠血乳酸的影响(±SD)

注:“＊＊”与对照组比较，p＜0.01。

血乳酸(mmol/L)剂量(mL/kg·bw)动物数(只)组别 游泳前 游泳后0min游泳后0 10 5.4±0.7 9.7±0.6 8.1±0.7低剂量组 12.5 10 5.7±0.8 9.1±1.0 7.3±0.6＊＊中剂量组 25 10 5.4±1.2 8.8±0.6＊＊ 6.4±1.1＊＊高剂量组 75 10 5.5±0.6 8.4±0.9＊＊ 5.8±1.1 30min对照组＊＊

2.3.2 血清尿素氮、肝糖原的测定 如表4所示，75mL/(kg·bw)剂量组(即高剂量组)小鼠肝糖原含量明显高于对照组(p＜0.01);25、75mL/(kg·bw)剂量组(即中、高剂量组)小鼠血清尿素氮水平明显低于对照组(p＜0.01或p＜0.05)。可见，高剂量的功能饮料在帮助提高小鼠肝糖原贮备的同时，也有效缓解了剧烈运动发生的蛋白质代谢。

表4 功能饮料对小鼠血清尿素氮、肝糖原的影响(±SD)

表4 功能饮料对小鼠血清尿素氮、肝糖原的影响(±SD)

注:“*”与对照组比较，p＜0.05;“＊＊”与对照组比较，p＜0.01。

组别剂量(mL/kg·bw)动物数(只)血清尿素氮(mmol/L)肝糖原(mg/g肝组织)0 10 11.4±1.5 2.22±1.41低剂量组 12.5 10 10.5±1.0 2.50±0.49中剂量组 25 10 10.1±1.0* 3.17±1.24高剂量组 75 10 9.6±1.0＊＊ 5.88±3.41对照组＊＊

3 讨论

3.1 运动耐力的提高是抗疲劳能力加强最有力的表现，游泳时间的长短可以反映动物运动疲劳的程度［3］。功能饮料中的瓜拉那成分早在两个世纪前，就被巴西作为运动或能量饮料的关键成分而存在，它含有丰富的天然生物碱、蛋白质、维生素、矿物质等活力因子，能够提供能量，给予适度地舒服兴奋，刺激小鼠，提高小鼠的运动能力［4］。

3.2 机体剧烈运动时，加速糖原的分解，血糖浓度降低，使中枢神经系统发生干扰而出现疲劳。增加糖原储备或在运动过程中节约糖原的消耗，有助于推迟或减弱疲劳。功能饮料中含有糖，虽然理论上糖分解后可以供能，有助于延长游泳时间，但本实验中所观察到的抗疲劳作用主要是不同产品中糖以外的功能成分所产生的。文献报道以0.08～8.33g/kg体重的剂量给小鼠灌服蔗糖溶液30d，结果表明，小鼠负重游泳时间、肝糖原含量、游泳后血清尿素氮和血乳酸值与对照组相比均无差异，说明长期服用糖水并没有能够抗疲劳［5］。由此推断，氨基酸是功能饮料中主要的营养物质，有效地帮助机体增加糖原储备，提高身体机能，增加乳酸清除力，减少蛋白质分解［6－7］。

3.3 乳酸、尿素氮是剧烈运动的主要代谢产物。乳酸在体内的堆积使得肌肉中的H+浓度上升，pH下降，引起一系列的生化变化，导致疲劳的产生。随着运动强度的增加，糖代谢无法满足机体对能量的需要，继而通过蛋白质代谢进行补充。因此，蛋白质代谢产物－尿素氮，反映了机体运动的疲劳程度。

3.4 实验结论:功能饮料能够提高小鼠运动耐力、增加肝糖原含量、降低小鼠运动后乳酸水平和尿素氮含量，对机体具有抗疲劳作用。效果随剂量的增加而加强，具有明显的量效关系。

［1］侯悦.军队卫生学［M］.北京:人民卫生出版社，1998:384－389.

［2］卫生部.保健食品检验与评价技术规范［M］.2003:87－93.［3］包文芳，李保桦，杨宝云，等.西洋参药理作用的研究进展［J］.天然产物研究与开发，1998，10(3):103.

［4］EB Espinola，RF Dias，R Mattei，et al.Pharmacological activity of Guarana(Paullinia cupana Mart.)in laboratory animals［J］.Journal of Ethno pharmacology，1997，55:223－229.

［5］何来英，冯晓莲，杨华，等.保健食品中的糖对抗疲劳作用评价指标的影响［J］.中国临床保健杂志，2004，7(4):244－246.

［6］魏智清，张振汉，于洪川，等.牛磺酸对小鼠耐力影响的研究［J］.氨基酸和生物资源，2003，25(1):65－66.

［7］徐运杰，方热军.支链氨基酸的抗疲劳作用［J］.氨基酸和生物资源，2008，30(1):65－69.

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 *通讯联系人

蔡愈杭(1975－)，女，本科，中级职称，研究方向:食品营养。