超临界萃取蚕蛹提取物在抗运动性疲劳方面的作用

孙桂芳

(山东省体育科研中心,山东济南 250002)

超临界萃取蚕蛹提取物在抗运动性疲劳方面的作用

孙桂芳

(山东省体育科研中心,山东济南 250002)

蚕蛹为药膳同源型传统中药材,具有很高的营养和药用价值,利用超临界流体萃取技术可将蚕蛹中有效成分进行萃取和分离。鉴于蚕蛹中含有的蛹油、蛹蛋白、蛹核酸和蚕蛹多糖等成分,对抗运动性疲劳具有极广泛的应用价值。蚕蛹经超临界 CO2萃取等技术深加工后,可分离出蚕蛹油、蛋白质、氨基酸、蚕蛹多糖和微量元素。这些成份对抗运动性疲劳等方面具有较高的应用价值。

超临界萃取;蚕蛹;抗运动性疲劳

Abstract:The silkwor m pupa is herbal diets homologous to the traditionalChinesemedicine herbswith high nutritional and medicinal value.Supercritical fluid extraction technology can be effective components in silkworm pupa extraction and separation,as contained in silkwor m pupal oil,pupal protein,nucleic acid and silkworm pupae polysaccharides and other components,it has awide application value in anti-sports fatigue.After deep processingwith pupa supercritical CO2extraction technology,it can extracted chrysalis oil,protein,amino acids,polysaccharides and trace elements.These ingredients are of high value in the aspectsof anti-sports fatigue.

Key words:supercritical extraction;silkworm pupa;anti-sports fatigue

运动训练始终处在消耗 (训练)-营养补充 (膳食与营养)-休息 (睡眠)-恢复这一周而复始的循环之中。该循环链中,合理的营养是至关重要的环节。运动营养补剂既可以有针对性地补充运动员因剧烈运动消耗掉的体内营养素,还能起到加速身体新陈代谢速度,加快机体对运动代谢终产物的清除,促进体内能量物质的恢复,增强机体的免疫力,稳定内环境,调节各器官系统功能,最终达到提高运动能力等功效[1]。通过使用抗疲劳营养补剂,可以使运动员身体上由于大负荷运动造成的功能低下与紊乱,在新的适应基础上达到新的平衡,即所谓训练 -恢复 -再训练 -再恢复。蚕蛹为药膳同源传统中药材,具有很高的营养和药用价值。《本草纲目》等古代医药经典著作中,均记载蚕蛹具有生津止渴、消食理气、壮阳、滋补强壮等作用。近代药理学研究表明,蚕蛹具有促进脂肪代谢、肝细胞再生,降血脂、降胆固醇、降血糖,提高免疫机能,保护肝脏,促进生殖能力,强壮,抗癌,利尿等作用及增长智力、保护视力、延缓衰老等多种功能[2]。利用超临界流体萃取技术可将蚕蛹中有效成分进行萃取和分离,鉴于蚕蛹中含有的蛹油、蛹蛋白、蛹核酸和蚕蛹多糖等成分,可望成为运动营养补充剂的原料,对抗运动性疲劳具有极广泛的应用价值。

超临界流体萃取技术是一种用超临界流体作溶剂,对药材所含成分进行萃取和分离的新技术。在临界压力和临界温度以上相区内的气体称为超临界流体。蚕蛹经超临界 CO2萃取等技术深加工后,可分离出蚕蛹油、蛋白质、氨基酸、蚕蛹多糖和微量元素,这些成份对抗运动性疲劳等方面具有较高的利用价值。

1 蚕蛹营养成份及其功能

1.1 蚕蛹多糖与运动免疫

多糖是由 10个以上单糖通过苷键连接而成的聚糖,具有增强机体免疫、抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、降血糖等多方面的生物活性,因而受到人们的关注,成为医药和食品领域的研究热点之一。大量的科学实验证明[3],多糖对机体非特异性免疫与特异性免疫的细胞免疫与体液免疫有广泛的药理活性。多糖作为生物免疫调节剂[4],主要通过以下 5个途径作用于人体的免疫系统:(1)激活巨噬细胞,促进 Th细胞转变为活性 Tc细胞,提高 B淋巴细胞和 NK细胞的数量与活性;(2)激活巨噬细胞系统和补体系统;(3)诱生多种免疫因子,如 IFN、IF、TFN等;(4)影响神经 -内分泌 -免疫系统网络;(5)促进细胞中的 RNA、DNA、蛋白质的合成和细胞内环核苷酸的含量等。有实验研究[5]提取的蚕蛹多糖在较低的剂量时可显著增强小鼠血清溶血素的生成,提高小鼠淋巴细胞的转化率,促进小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,表明蚕蛹多糖对小鼠有促进特异性免疫和非特异性免疫功能的作用,因而具有较好的医药和食品开发潜力,值得进一步深入研究。王国基等人实验研究表明[6]蚕蛹多糖对巨噬细胞有明显的激活作用,能提高小鼠网状内皮系统的吞噬功能,促进淋巴细胞的转化,增强抗体形成细胞的活性,增加抗体形成。以上结果表明蚕蛹多糖对小鼠具有非特异性免疫促进作用,从多个环节影响小鼠免疫功能。

1.2 蚕蛹蛋白与运动疲劳

在耐力训练中超负荷的运动量打破机体内环境原有的平衡,如果疲劳得不到消除,就可能引起中枢神经系统疲劳、内分泌功能抑制、免疫机能下降、造血系统功能抑制等方面的问题。充足的蛋白质补充对耐力运动员的神经供能系统、肌肉组织的修复、免疫调节及消除疲劳有着不可替代的作用。蚕蛹蛋白的作用正是通过对这些活性物质的摄取补充而实现的。服用蚕蛹蛋白可降低稳态运动 HR,提高氧脉搏,表明蚕蛹蛋白能提高机体的有氧运动能力。服用蚕蛹蛋白能提高 30sAnmean,表明蚕蛹蛋白能增加机体的磷酸肌酸和糖原无氧酵解供能,提高无氧运动耐力。张丽萍[7]等人研究表明,蚕蛹蛋白能明显提高小鼠的耐缺氧能力的抗疲劳能力,增强耐力。从目前研究资料分析,蚕蛹蛋白提高小鼠耐力的机理表现在多个方面。首先,蚕蛹蛋白具有湿润、乳化、分散和渗透等特性,能协助和促进食物消化、吸收和利用,其本身亦可通过消化系统吸收进入机体各部,进而通过刺激细胞增生,增强细胞活力,促进机体生长、提高耐力和体力。其次,能通过提高基础代谢率保证能量供应,以增进耐久力、体力和精力。再次,蚕蛹蛋白在体内可维系许多酶的活性,提高机体的免疫力,增强机体对有害刺激的抵抗力,从而减轻机体损伤。最后,蚕蛹蛋白可有效提高机体内超氧化物歧化酶 (SOD)的活性,因此,蚕蛹蛋白可通过清除自由基,减少脂质过氧化物的形成,来保证机体免受过氧化损伤。宋燕青等人研究表明[8],蚕蛹含有丰富的营养及生物活性成分。据测定,干蚕蛹含粗蛋白质约 55%～60%,蚕蛹蛋白与蛹肽是一种优质纯天然全价蛋白质,蚕蛹蛋白经水解制得复合氨基酸含有人体生长发育所需的 18种氨基酸,其中8种人体必需氨基酸含量高达 42.20%,18种氨基酸的配比和必需氨基酸含量均符合WHO/FAO所规定的理想蛋白质模式。研究表明[9],蚕蛹蛋白粉的功效比值和生物价明显优于大豆蛋白,且易消化吸收,具有促进动物生长发育的作用。每 100 g蚕蛹蛋白中氨基酸的种类含量见表1。据分析,以蛋白质含量计算:100kg鲜蛹相当于 85kg瘦猪肉、96kg鸡蛋或 100kg鲫鱼[8]。

表1 每 100 g蚕蛹蛋白中所含氨基酸的种类及质量

现代药理学研究表明[10],蚕蛹水解复合氨基酸具有提高免疫机能、保护肝脏、营养滋补强壮作用,雄性激素样作用,抗肿瘤作用及降压、降血糖作用;蚕蛹不饱和脂肪酸特别是α-亚麻酸是维系人类脑进化的生命核心物质,具有增长智力、保护视力、延缓衰老等多种功能。魏克民研究证明[11]蚕蛹复合氨基酸有如下功能:①营养试证实能明显促进大鼠体重增长,提高血液中白细胞、红细、血红蛋白、血小板量,对外科手术创伤动物能迅速纠正氮平衡,促进伤口愈合;②护肝试验,提示有护肝降酶,进肝糖元合成作用,组织学观察证实能保护肝细胞和肝小的结构,减轻肝细胞的混浊肿胀程度。并有防治肝细胞脂变性,抑制炎症细胞和成纤维细胞的肝内胶原合成,减轻纤维化程度;③经相关实验研究证实能明显增强小鼠耐寒力,耐缺氧能力,延长爬竿时间,说明其有增强正常小鼠力和增强体质的作用;④免疫功能试验证实能明显提高小免疫功能,对实验小鼠 T淋巴细胞转化功能和 B淋巴细胞化功能均有明显促进作用。浦锦宝等研究表明[12]蚕蛹复合氨基酸具有明显加快营养不良大鼠体重恢复,促进机体蛋白质合成、促进幼年大鼠体重增长、增进造血功能、增加血清总蛋白和白蛋白的含量、血液红细胞数量、HCT和血红蛋白浓度等,具有补血作用和营养物质能力,能明显提高大鼠肝脏系数、肝脏含氮量,纠正营养不良大鼠负氮平衡;蚕蛹糖皮质激素有刺激骨髓造血的作用。蚕蛹蛋白中提取核苷酸及其衍生物可作为新型的医药品,如核苷酸作为放射治疗的辅助药物,以改善造血机能。

《本草纲目》中记载,蚕蛹味咸辛、性平、无毒,人食可强身健体,入药可医多病,能补气养血、强腰壮肾和滋肺润肠。新鲜蚕蛹经过脱脂、酶解和超滤等工艺,可制成蚕蛹复合氨基酸,浦锦宝等人研究证明[12],其有改善外伤大鼠营养和促进创口愈合的作用;彭欣莉等人研究表明[13],蚕蛹油有明显改善小鼠记忆的功能,原因可能是由于蚕蛹中含有大量α-亚麻酸和锌元素;梁俊荣等人证实[14],蚕蛹对小鼠有抗疲劳作用,原因可能是蚕蛹中含有大量多糖的作用。蚕蛹蛋白经过水解,制成水解蛋白注射液,可以作为一种静脉营养剂。蚕蛹蛋白中提取核苷及其衍生物可作为新型的医药品,如核苷酸可作为放射治疗的辅助药物,以改善造血机能。蚕蛹中提取的蚕蛹多糖可用于生产人造皮肤、人造血管和手术缝合线等[15]。

1.3 蚕蛹中微量元素

蚕蛹还含有核黄素、维生素 A、维生素 B1、维生素 B2、维生素 D及麦角醇,锌、铁、铜、锰等微量元素,具有促进动物生长发育的作用,以蚕蛹为原料可制成微量元素口服液,对运动员补锌有帮助。

1.4 蛹肽的作用

肽在运动营养中的应用成为近年来的研究热点。传统的蛋白质消化吸收理论认为,蛋白质在消化道内经过胰蛋白酶、糜蛋白酶等的作用生成游离氨基酸 (FAA)和小肽 (OP),小肽在肽酶作用下完全水解成氨基酸,然后被吸收入血。随着研究的深入,发现肠腔中有相当量的二肽、三肽未经水解直接转运入血。小肽和游离氨基酸的吸收机制不同,且彼此相互独立。FAA是通过不同的 Na+泵或非 Na+泵系统逆浓度梯度主动转运的。而小肽主要依赖 H+浓度梯度转运。肽转运系统具有转运速度快、耗能低和不易饱和的特点,而氨基酸转运则速度慢、载体易饱和且耗能高。经检测,蚕蛹蛋白中含有 1 9种游离氨基酸 (约占 5%),生物活性多肽含量丰富 (>6mg/g),还含有OD、凝集素、保幼素、多种维生素和海藻糖等。这些成分是机体构成和维持正常生理功能所必需的。生物活性多肽是与生长、发育、免疫、造血等重要生命活动都密切相关的重要物质[16]。

2 蚕蛹提取物在抗运动性疲劳方面开发前景

现代科学技术的发展将给古老的蚕业注入新的活力,蚕蛹资源综合利用已逐步成为一门新兴的应用科学,其研究开发内容广泛,涉及医疗、化工、食品、环保、生物等有关学科和专业。对提取出来的蚕蛹营养物质的认可和充分利用,必将为体育运动领域在抗疲劳保健食品的开发具有极为广阔的市场空间。

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Effect of supercritical fluid extraction silkworm pupa extract on anti-sports fatigue

SUN Gui-fang
(Shandong Research Center of Sports Science,Jinan250002,China)

G804.5

A

1009-9840(2010)01-0026-03

2009-11-05

孙桂芳 (1969- ),女,副研究员,硕士,研究方向运动医学。