乳清肽飲品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)體溫維持的研究

祝金彪

（鄭州澍青醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，鄭州450064）

0 引言

乳清蛋白是牛奶進(jìn)行離心沉淀處理后上清液中的所有蛋白質(zhì)組分的統(tǒng)稱，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，可以與雞蛋和肉類相媲美[1-2]。乳清蛋白中不含有任何膽固醇，含有豐富的蛋白，礦物質(zhì)和微量元素[3-5]。在工業(yè)化加工中乳清蛋白具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，并極易被人體吸收消化，是已知最有效的蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑[6]。近年來，乳清肽的開發(fā)逐漸興起，已被成為乳品深加工的發(fā)展方向[7-8]。運(yùn)動(dòng)員在較冷或較熱的環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，體內(nèi)將出現(xiàn)一系列的生理和生化變化，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)紊亂和代謝失調(diào)，引起運(yùn)動(dòng)能力下降[9-10]。為減輕和調(diào)節(jié)由于體溫改變飲品的運(yùn)動(dòng)能力下降，研制一種運(yùn)動(dòng)飲品十分必要[11]。目前國內(nèi)運(yùn)動(dòng)飲品的種類有數(shù)千種，但是針對(duì)維持運(yùn)動(dòng)員體溫，并采用乳清肽為原料的飲品尚屬空白[12-13]。本研究研制一種乳清肽運(yùn)動(dòng)飲品，并分析這種飲品對(duì)運(yùn)動(dòng)員體溫的維持作用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與試劑

新鮮牛奶購買自內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)公司，木瓜蛋白酶，胰蛋白酶，胃蛋白酶，堿性蛋白酶，中性蛋白酶，食用香精，檸檬酸，蔗糖等購買自當(dāng)?shù)厥称诽砑觿╀N售公司，其他使用試劑均為進(jìn)口分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

RET contro l-visc型磁力攪拌器；YM 30Z型不銹鋼高壓滅菌鍋；300型pH計(jì)；3-18KS型高速離心機(jī)；YC-015型噴霧干燥機(jī)；FC-105型直腸溫度監(jiān)測器；CH-09L型體表溫度監(jiān)測器。

1.3 生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝如圖1所示，具體操作如下：首先對(duì)新鮮牛乳進(jìn)行離心脫脂（8 000 g，20 min），之后去除上層脂肪，采用等電點(diǎn)沉淀法，去除酪蛋白。加熱至乳清蛋白充分變性，離心（8 000 g，20 min）并收集沉淀，沉淀即為乳清蛋白。采用酶解法進(jìn)行肽的制備[5]，在反應(yīng)過程中以酸性和堿性溶液實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)pH值，維持在最適合范圍內(nèi)。水解反應(yīng)結(jié)束后，離心（12 000 g，10 min），收集乳清肽。使用不同量檸檬酸、木糖醇、蜂蜜、復(fù)合穩(wěn)定劑來調(diào)節(jié)飲品風(fēng)味，將調(diào)配好的飲品放入高壓均質(zhì)機(jī)中，在壓力為20 M Pa的條件下，均質(zhì)15 min。均質(zhì)完成立即進(jìn)行加熱，維持在88℃作用6m in，灌裝容器為玻璃容器，灌裝體積為250m L。

圖1 生產(chǎn)工藝

1.4 飲品配方的單因素實(shí)驗(yàn)

除乳清肽外，飲品中主要的配方成分為檸檬酸、木糖醇、蜂蜜和復(fù)合穩(wěn)定劑。在料液比一定的條件下，分別考察不同檸檬酸添加量（1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，3.5%），不同木糖醇添加量（2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，4.5%），不同蜂蜜（3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%）添加量，不同復(fù)合穩(wěn)定劑（3.5%，4.5%，5.5%，6.5%，7.5%）添加量對(duì)飲品配方的感官品質(zhì)的影響。

1.5 飲品配方的正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過感官評(píng)定評(píng)分和正交試驗(yàn)結(jié)果確定飲品的最佳配方，結(jié)果如表1所示。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平 %

1.6 感官指標(biāo)的評(píng)定

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，我們參考相關(guān)資料制定感官評(píng)價(jià)表，按表2的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，選擇10名專業(yè)評(píng)審人員對(duì)乳清肽飲品的色澤、組織形態(tài)、口感、風(fēng)味進(jìn)行評(píng)分。

表2 感官評(píng)價(jià)

1.7 運(yùn)動(dòng)員體溫維持實(shí)驗(yàn)

1.7.1 研究對(duì)象

選擇某體育學(xué)院20名男性大學(xué)生長跑運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行研究，年齡為（21.12±0.15）歲，訓(xùn)練時(shí)間為（3.56±0.17）年，體脂率為11.25%±0.13%，人均最大攝氧量為（61.37±3.43）mL/（kg·min-1）。分成實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組食用乳清肽飲組，對(duì)照組不食用乳清肽飲品，每組10人。

1.7.2 研究方法

測試開始前，實(shí)驗(yàn)組人員已經(jīng)連續(xù)服用飲品60 d，每天兩次，每次250 min。每名自愿者首先進(jìn)行靜止體溫測定，再進(jìn)行功率自行車訓(xùn)練，功率自行車負(fù)荷強(qiáng)度為75%，轉(zhuǎn)速為90 r/min，實(shí)驗(yàn)室溫度控制在（34±0.5）℃，相對(duì)溫度控制在60%±0.25%。每名自愿者具使用直腸溫度探測器（位于直腸內(nèi)（9～10 cm），使用紅外線測溫儀測定皮膚溫度，在實(shí)驗(yàn)開始15 min后，打開溫度監(jiān)控軟件，連續(xù)監(jiān)測自愿者的直腸溫度和皮膚溫度。

1.7.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

監(jiān)測溫度包括自愿者的直腸溫度、小腿溫度、大腿溫度、胸部溫度、上臂溫度。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)出來，所得數(shù)據(jù)的描述采用（±s）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 飲品配方單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 檸檬酸添加量對(duì)配方的影響

如表3所示，隨著檸檬酸用量的上升，從1.5%～2.5%，感官評(píng)價(jià)得分不斷上升，然而在檸檬酸3%使用量后，評(píng)分出現(xiàn)下降，因此選擇1.5%，2.0%和2.5%的水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

表3 檸檬酸添加量對(duì)配方的影響

2.1.2 木糖醇添加量對(duì)配方的影響

如表4所示。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，從2.5%～3.5%，感官評(píng)價(jià)得分不斷上升，然而在木糖醇4.0%使用量后，評(píng)分出現(xiàn)下降，因此選擇2.5%，3.0%和3.5%的水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

表4 木糖醇添加量對(duì)配方的影響

2.1.3 蜂蜜添加量對(duì)配方的影響

如表5所示，隨著蜂蜜用量的上升，從3.5%～6.0%，感官評(píng)價(jià)得分不斷上升，在6.0%時(shí)得分最高，因此選擇4.5%，5.5%和6.0%的水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

表5 蜂蜜添加量對(duì)配方的影響

2.1.4 復(fù)合穩(wěn)定劑用量對(duì)配方的影響

如表6所示，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著復(fù)合穩(wěn)定劑用量的上升，感官評(píng)價(jià)得分不斷下降，因此選擇3.5%，4.5%和5.5%的水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.2 飲品配方的確定

飲品配方的確定研究根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，聯(lián)合正交實(shí)驗(yàn)，并以感官評(píng)價(jià)得分為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。影響乳清肽運(yùn)動(dòng)飲品感官品質(zhì)的因素主次順序?yàn)锽＞D＞C＞A，確定優(yōu)組合為A2B3C3D2，確定最佳配方為即木糖醇3.5%，蜂蜜6.0%，復(fù)合穩(wěn)定劑4.5%，檸檬酸2.0%。

表6 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量對(duì)配方的影響

表7 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 體溫調(diào)節(jié)功能分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表8所示，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員在在高溫環(huán)境下進(jìn)行高負(fù)荷訓(xùn)練，體內(nèi)核心溫度和體表多部位溫度增長幅度較低，均不存在顯著差異（P＞0.05）。而對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員在高溫環(huán)境下進(jìn)行高負(fù)荷訓(xùn)練，體內(nèi)核心溫度和體表多部位溫度增長幅度明顯，存在顯著差異（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員各項(xiàng)溫度指標(biāo)均顯著低于對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員，存在顯著差異（P＜0.05）。

表8 體溫監(jiān)測結(jié)果（±s） ℃

表8 體溫監(jiān)測結(jié)果（±s） ℃

組別實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后36.13±0.01 36.17±0.02 35.18±0.02 35.21±0.03 36.04±0.03 36.12±0.02 36.11±0.04 36.25±0.03 35.29±0.0 35.43±0.0 36.12±0.01 36.98±0.03對(duì)照組直腸溫度 小腿溫度 大腿溫度 胸部溫度 上臂溫度階段實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后35.19±0.02 36.25±0.01 36.03±0.04 36.97±0.01 36.12±0.03 36.96±0.02 13 35.28±0.01 36.22±0.02

3 討論

人體通過增高體溫，可以快速增強(qiáng)人體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度，包括增強(qiáng)肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)和加快代謝過程[14-15]。在高溫環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)員皮膚表面與環(huán)境間的溫度差距縮小，導(dǎo)致散熱作用減弱，引起熱量的持續(xù)蓄積，出現(xiàn)體溫核心出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性增高。在這種生理狀態(tài)下，人體的中樞系統(tǒng)和外周系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂，極易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性疲勞癥狀[16-17]。研究表明，乳清肽具有ACE抑制功能，可以維持人體血壓穩(wěn)定，降低核心體溫；具有抗氧化功能可以保護(hù)細(xì)胞免受體溫過高引起的氧化損傷；具有快速吸收特點(diǎn)，可以為肌肉細(xì)胞快速供能；具有提高細(xì)胞代謝作用，并可以改善細(xì)胞因子分泌[18-20]。本研究根據(jù)乳清肽的功能和運(yùn)動(dòng)員的需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)飲品的開發(fā)。首先從新鮮牛乳中分離乳清蛋白，隨后通過復(fù)合酶解手段對(duì)乳清蛋白進(jìn)行酶解，獲得乳清肽。采用正交試驗(yàn)的方法確定乳清肽運(yùn)動(dòng)飲品的最佳配方，并選擇運(yùn)動(dòng)員試食實(shí)驗(yàn)，分析這種飲品對(duì)運(yùn)動(dòng)員高溫環(huán)境下訓(xùn)練體溫的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，選擇木糖醇3.5%，蜂蜜6.0%，復(fù)合穩(wěn)定劑4.5%，檸檬酸2.0%。配方生產(chǎn)的乳清肽運(yùn)動(dòng)飲品感官評(píng)價(jià)得分最高。實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員連續(xù)服用飲品60天后，在高溫環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，可以有效維持體溫，各項(xiàng)體溫指標(biāo)的波動(dòng)幅度均小于對(duì)照組，證實(shí)乳清肽運(yùn)動(dòng)飲品具有一定的應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)。

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