昆蟲蛋白飲品改善運動員競技狀態(tài)的研究

孫慧霞

（黃河科技學院體育學院，河南鄭州450000）

昆蟲蛋白飲品改善運動員競技狀態(tài)的研究

孫慧霞

（黃河科技學院體育學院，河南鄭州450000）

昆蟲蛋白資源是目前世界上最為豐富的蛋白質(zhì)資源，同時昆蟲蛋白具有多種的生物學活性。本研究采用蟬蛋白、蠶蛹蛋白、螞蟻蛋白3種昆蟲蛋白共同制備蛋白質(zhì)功能飲品，配合健美運動員進行3個月的訓練，分析昆蟲蛋白的功能活性。結(jié)果表明：試驗結(jié)束后，試驗組運動員的免疫球蛋白含量較對照組運動員明顯提高（P<0.05），淋巴細胞分群情況優(yōu)于對照組運動員（P<0.05），身體基本成分和肌肉狀態(tài)明顯優(yōu)于對照組運動員（P<0.05），有氧功和無氧功均高于對照組運動員（P<0.05），另外，在試驗過程中無任何不良反應(yīng)事件發(fā)生，證明昆蟲蛋白對運動員免疫力、肌肉狀態(tài)和運動水平有正調(diào)節(jié)作用。

昆蟲蛋白；功能飲品；免疫力；肌肉狀態(tài)；運動水平

目前世界上已知的昆蟲種類超過1 000萬種，從數(shù)量和種類上已經(jīng)成為世界上最大的類群。昆蟲普遍具有較高的蛋白質(zhì)含量，超過常見的哺乳動物和植物，與魚粉蛋白含量接近[1]。昆蟲蛋白屬于動物蛋白質(zhì)資源，必須氨基酸組成和消化吸收率非常高，同時昆蟲蛋白具有豐富的保健功能，主要包括：免疫調(diào)節(jié)，促進生長，抗疲勞，降低血脂，抗組織缺氧等多種功能，因此昆蟲蛋白具有豐富的應(yīng)用價值[2]。昆蟲蛋白為主要原料的保健品已經(jīng)上市，但昆蟲蛋白在運動食品領(lǐng)域的研究并不深入[3]。本研究采用蟬蛋白，蠶蛹蛋白，螞蟻蛋白共同制備蛋白功能性飲品，通過分析健美運動員服用后的效果，評估昆蟲蛋白食品對運動員免疫力、肌肉狀態(tài)和運動水平的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

昆蟲原料包括：螞蚱、蠶蛹、螞蟻、蟬購買自深圳市心誠生物養(yǎng)殖有限公司；蜂蜜、蔗糖、檸檬酸等購買自北京天晶食品添加劑銷售公司；HCl、NaOH等化學試劑購買自國藥集團。

1.2 主要儀器

TDGS-3烘箱：吳江市臺達烘箱制造廠；TG-16W離心機：濟南堃康醫(yī)療器械有限公司；Scientz-12ND冷凍干燥機：寧波新芝凍干設(shè)備股份有限公司；HN-05凱氏定氮儀：上海勇規(guī)分析儀器有限公司；Calibur流式細胞儀：美國BD；ioi353人體成分分析儀：韓國JAWONMDICAL；Myoton-3無創(chuàng)傷性的肌肉狀態(tài)快速檢測系統(tǒng)：美國Myotonmusclediagnostics。

1.3 昆蟲蛋白提取

昆蟲蛋白的提取方法參考文獻報道[4]，根據(jù)試驗目的略作修改，具體流程如下：收集新鮮昆蟲清洗后晾干→烘箱烘干（55℃）→機械粉碎→昆蟲干粉→30℃鹽溶液按照體積比（10∶1）溶解→離心（4℃，12 000 r/min，30min）→調(diào)節(jié)pH值至目的蛋白等電點（0.01mol/LHCl和0.01mol/LNaOH）→離心收集沉淀（4℃，12000 r/min，30min）→目的蛋白透析→冷凍干燥→純化后的昆蟲蛋白→含量測定（凱氏定氮法）。

1.4 昆蟲蛋白功能蛋白質(zhì)飲料的制備

昆蟲蛋白功能蛋白質(zhì)飲料參考文獻報道[5]，根據(jù)試驗目的略作修改，具體的制備工藝如下：昆蟲蛋白溶解→離心（去除沉淀）→調(diào)整蛋白濃度為20%→加入各種穩(wěn)定劑和食品添加劑（蜂蜜、蔗糖、檸檬酸等）→高壓均質(zhì)→滅菌→灌裝（120mL每罐）→室溫保存。

1.5 試驗對象

我們選擇廣東省健美隊20名運動員參與試驗，運動級別均為一級運動員，隨機分為試驗組和對照組，每組10人。試驗組運動員的平均年齡為（20.14±1.32）歲，平均身高為（169.25±2.24）cm，平均體重為（73.41± 1.74）kg。對照組運動員的平均年齡為（20.15±1.29）歲，平均身高為（169.23±2.26）cm，平均體重為（73.42± 1.75）kg。兩組運動員一般資料差異不顯著，P>0.05，具有可比性。

1.6 試驗方案

所有運動員在相同環(huán)境下共同訓練3個月，并采用相同的營養(yǎng)標準，禁止食用任何加餐和其他功能性飲品。試驗組運動員每日服用昆蟲蛋白質(zhì)飲品3次，早中晚各一次，持續(xù)服用至試驗結(jié)束。在整個試驗過程中，兩組運動員均采用相同的訓練方案，每周訓練12次，每周休息1 d。具體訓練內(nèi)容包括有氧訓練（慢跑，自行車，橢圓機），全身各個部位肌肉的專項訓練（無氧器械訓練），以及心肺功能的強化訓練（功率自行車）等。根據(jù)每名運動員的具體素質(zhì)進行輕微調(diào)整，做到訓練計劃科學有效。

1.7 檢測指標

1.7.1 免疫力檢測

免疫力檢測指標參考文獻報道[6]，在試驗開始前和試驗結(jié)束后，采集所有運動員的血液進行免疫球蛋白和淋巴細胞分群情況分析，分析方法采用ELISA檢測法和美國BDCalibur流式細胞儀檢測法進行。

1.7.2 肌肉狀態(tài)檢測

肌肉狀態(tài)的檢測包括人體基本成分測定和肌肉彈性測定兩個方面，采用韓國JAWONMDICAL ioi353人體成分分析儀測定運動員的身體成分，記錄試驗開始前和試驗結(jié)束后所有運動員的肌肉重量，體脂含量，體脂率的詳細數(shù)據(jù)。測定時要求運動員空腹，并處于安靜狀態(tài)3 h以上。同時采用美國Myotonmuscle diagnosticsMyoton-3無創(chuàng)傷性的肌肉狀態(tài)快速檢測系統(tǒng)對運動員的肌肉狀態(tài)進行分析。

1.7.3 運動水平檢測

1.7.3.1 有氧功測定

有氧運動能力測定方法采用功率自行車進行，要求運動員進行梯度負荷的運動定量測試。根據(jù)運動員心率變化情況確定具體的負荷重量，首先記錄心率達到120次/min時的負荷重量，再記錄心率達到165次/ min的負荷重量。根據(jù)文獻指出的有氧運動能力測定公式PWC170進行計算[7]。

1.7.3.2 無氧功測定

無氧運動能力測定方法采用功率自行車進行，要求運動員進行恒定負荷的狀態(tài)下運動，要求在3min內(nèi)使心率達到160次/min，之后在盡全力蹬車4min，之后立即休息3min，準備開始測試，測試負荷阻力參數(shù)為2，要求在此負荷下記錄運動的蹬車圈數(shù)，根據(jù)文獻報道的Wingate無氧功測試公式計算，具體公式計算方法[7]如下：無氧功=-0.491 4×[0.215 1×體重（kg）]+ 2.114×圈數(shù)

1.8 不良反應(yīng)事件

在試驗進行的過程中，對運動員的身體狀態(tài)進行嚴格監(jiān)控，記錄任何不良反應(yīng)事件的發(fā)生情況。

1.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析均采用spss18.0，計量資料進行采用t檢驗，計數(shù)資料采用x2檢驗，P＜0.05為差異顯著，具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 免疫力測定結(jié)果比較

免疫力的檢測采用測定免疫球蛋白含量和淋巴細胞分群情況進行分析，試驗結(jié)果如表1和表2所示。

表1 免疫球蛋白含量檢測Table1 Immunoglobu lin content test

從試驗結(jié)果可知，試驗組運動員3種免疫球蛋白的含量明顯高于對照組運動員（P<0.05），而試驗組運動員淋巴細胞分群情況也明顯優(yōu)于對照組運動員（P< 0.05），證明試驗結(jié)束后，試驗組運動員的免疫力明顯高于對照組運動員。

表2 兩組運動員免疫力測定結(jié)果比較Table2 Comparison of the resultof imm unity testof two groups

2.2 肌肉狀態(tài)測定結(jié)果比較

運動員的肌肉狀態(tài)可以從肌肉重量的基本參數(shù)反應(yīng)，也可以從肌肉彈性狀態(tài)反應(yīng)。本研究通過人體成分分析儀和無創(chuàng)傷性的Myoton-3肌肉狀態(tài)快速檢測系統(tǒng)對兩組運動員的肌肉狀態(tài)進行測定，試驗結(jié)果如表3和表4所示。

表3 兩組運動員身體成分比較Table3 Com parison of thebasicbody composition of two groups

表4 兩組運動肌肉彈性測試比較Table4 Comparison of exercisem uscleelasticity testof two groups

通過比較兩組運動員的身體成分，我們發(fā)現(xiàn)試驗組運動員的肌肉重量較對照組運動員明顯提高（P< 0.05），而在水分含量未發(fā)生明顯變化的情況下，試驗組運動員的體脂重量和體脂率較對照組運動員明顯下降（P<0.05）。通過比較兩組運動員胸部肌肉群、背部肌肉群和腿部肌肉群的彈性變化結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)試驗組運動員的3個部位的肌肉群彈性較對照組運動員提升明顯（P<0.05），具有顯著性差異，證明試驗組運動員在試驗結(jié)束后表現(xiàn)出肌肉狀態(tài)改善的特點。

2.3 有氧及無氧運動水平比較

為評估兩組運動員的運動水平，我們采用通用的有氧功和無氧功的測定方法進行比較，試驗結(jié)果見表5。

表5 兩組運動員有氧及無氧運動水平比較Table5 Com parison of theaerobic and anaerobic sport levelsof two groups

由表5可知，試驗結(jié)束后，試驗組運動員的有氧功和無氧功數(shù)據(jù)均明顯高于對照組運動員，P<0.05，差異顯著，證明試驗組運動員在試驗結(jié)束后，運動水平發(fā)生顯著提高。

2.5 不良反應(yīng)事件分析

在整個試驗進行的過程中，通過分析兩組運動員的運動狀態(tài)，證明所有運動員均未發(fā)生任何不良反應(yīng)事件

3 結(jié)論與討論

昆蟲資源被認為是21世紀最重要的生物資源，具有營養(yǎng)成分豐富，生物學功能豐富的特點。目前人民需要攝入健康蛋白質(zhì)的需求日益增高，昆蟲蛋白相對于哺乳動物蛋白和植物蛋白具有大量優(yōu)勢，因此以昆蟲蛋白為原料的保健食品已經(jīng)占據(jù)市場的部分份額[8]。對于昆蟲蛋白的生物學功能剛剛開始，有研究指出蠶蛹蛋白制品可以有效改善動物的體液免疫和細胞免疫水平[9]；黃粉蟲的分泌性蛋白具有抗菌肽的功能活性，可以抑制大量細菌的生長繁殖[10]；而蠅蛆蛋白制品對多種癌癥細胞具有明顯的體外抑制功能，表現(xiàn)出一定程度的抗癌功效[11]。然而在功能食品領(lǐng)域，關(guān)于昆蟲蛋白的生物學功能研究才剛剛開始。在動物實驗中已經(jīng)有研究證實昆蟲蛋白對改善小鼠的免疫力、肌肉狀態(tài)以及運動水平有明顯功效?；谇捌诘难芯拷Y(jié)果，本研究使用3種具有生物學活性的昆蟲蛋白混合制備蛋白質(zhì)飲品，選擇健美運動員參與試驗后驗證昆蟲蛋白在運動領(lǐng)域的功效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：試驗組運動員在服用昆蟲蛋白后可以明顯改善運動員的免疫力，淋巴細胞分群情況明顯優(yōu)于對照組運動員，P<0.05，差異顯著；通過比較兩組運動員的肌肉狀況，我們發(fā)現(xiàn)試驗組運動員的整體肌肉含量顯著高于對照組運動員，P< 0.05，差異顯著，而體脂含量、體脂百分數(shù)和身體質(zhì)量指數(shù)顯著低于對照組運動員，P<0.05，差異顯著；分別比較兩組運動員的有氧運動水平和無氧運動水平，通過功率自行車測定結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)試驗組運動員的有氧運動水平和無氧運動水平均顯著高于對照組運動員，P<0.05，差異顯著；通過觀察不良反應(yīng)事件的發(fā)生情況，證明昆蟲蛋白質(zhì)飲品和試驗方案具有足夠的安全性?；谠囼灲Y(jié)果，我們認為昆蟲蛋白對于運動員具有調(diào)節(jié)免疫力、改善肌肉狀態(tài)和提高運動水平的功效，并具有一定的安全性。

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Research in the Improve of Insect Protein Drink on Athletes Com petitive State

SUNHui-xia
（PhysicalEducation Institute，Huanghe S&TCollege，Zhengzhou 450000，Henan，China）

Insect protein resources is themost abundant protein resources in the world，while insect protein havingmuch biologicalactivity.Cicadas protein，pupa protein and ant protein were jointly producing a protein drink with bodybuilders for threemonthsof training，the functional activity of insect protein was analyzed.The results showed that：in the end ofexperiment，the immunoglobulin content of the experimental groupwasenhancedsignificantlythan the controlgroup（P<0.05），the classification of lymphocytes resultof theexperimental group wasbetter than the controlgroup（P<0.05），the basic body composition andmuscle status of the experimentalgroup wasbetter than the controlgroup（P<0.05），aerobic power and anaerobic power of the experimen－tal group washigher than the controlgroup（P<0.05），in addition，during the experimentwithoutany adverse events，proof insectprotein forathletes immunity，musclestateand sport levelhaveapositive regulatory role.

insectprotein；functionaldrink；immunity；muscle state；sport levels

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.038

2016-07-13

孫慧霞（1975—），女（漢），副教授，碩士研究生，研究方向：體育教育與訓練學。