昆虫蛋白饮品改善运动员竞技状态的研究

孙慧霞

（黄河科技学院体育学院，河南郑州450000）

昆虫蛋白饮品改善运动员竞技状态的研究

孙慧霞

（黄河科技学院体育学院，河南郑州450000）

昆虫蛋白资源是目前世界上最为丰富的蛋白质资源，同时昆虫蛋白具有多种的生物学活性。本研究采用蝉蛋白、蚕蛹蛋白、蚂蚁蛋白3种昆虫蛋白共同制备蛋白质功能饮品，配合健美运动员进行3个月的训练，分析昆虫蛋白的功能活性。结果表明：试验结束后，试验组运动员的免疫球蛋白含量较对照组运动员明显提高（P<0.05），淋巴细胞分群情况优于对照组运动员（P<0.05），身体基本成分和肌肉状态明显优于对照组运动员（P<0.05），有氧功和无氧功均高于对照组运动员（P<0.05），另外，在试验过程中无任何不良反应事件发生，证明昆虫蛋白对运动员免疫力、肌肉状态和运动水平有正调节作用。

昆虫蛋白；功能饮品；免疫力；肌肉状态；运动水平

目前世界上已知的昆虫种类超过1 000万种，从数量和种类上已经成为世界上最大的类群。昆虫普遍具有较高的蛋白质含量，超过常见的哺乳动物和植物，与鱼粉蛋白含量接近[1]。昆虫蛋白属于动物蛋白质资源，必须氨基酸组成和消化吸收率非常高，同时昆虫蛋白具有丰富的保健功能，主要包括：免疫调节，促进生长，抗疲劳，降低血脂，抗组织缺氧等多种功能，因此昆虫蛋白具有丰富的应用价值[2]。昆虫蛋白为主要原料的保健品已经上市，但昆虫蛋白在运动食品领域的研究并不深入[3]。本研究采用蝉蛋白，蚕蛹蛋白，蚂蚁蛋白共同制备蛋白功能性饮品，通过分析健美运动员服用后的效果，评估昆虫蛋白食品对运动员免疫力、肌肉状态和运动水平的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

昆虫原料包括：蚂蚱、蚕蛹、蚂蚁、蝉购买自深圳市心诚生物养殖有限公司；蜂蜜、蔗糖、柠檬酸等购买自北京天晶食品添加剂销售公司；HCl、NaOH等化学试剂购买自国药集团。

1.2 主要仪器

TDGS-3烘箱：吴江市台达烘箱制造厂；TG-16W离心机：济南堃康医疗器械有限公司；Scientz-12ND冷冻干燥机：宁波新芝冻干设备股份有限公司；HN-05凯氏定氮仪：上海勇规分析仪器有限公司；Calibur流式细胞仪：美国BD；ioi353人体成分分析仪：韩国JAWONMDICAL；Myoton-3无创伤性的肌肉状态快速检测系统：美国Myotonmusclediagnostics。

1.3 昆虫蛋白提取

昆虫蛋白的提取方法参考文献报道[4]，根据试验目的略作修改，具体流程如下：收集新鲜昆虫清洗后晾干→烘箱烘干（55℃）→机械粉碎→昆虫干粉→30℃盐溶液按照体积比（10∶1）溶解→离心（4℃，12 000 r/min，30min）→调节pH值至目的蛋白等电点（0.01mol/LHCl和0.01mol/LNaOH）→离心收集沉淀（4℃，12000 r/min，30min）→目的蛋白透析→冷冻干燥→纯化后的昆虫蛋白→含量测定（凯氏定氮法）。

1.4 昆虫蛋白功能蛋白质饮料的制备

昆虫蛋白功能蛋白质饮料参考文献报道[5]，根据试验目的略作修改，具体的制备工艺如下：昆虫蛋白溶解→离心（去除沉淀）→调整蛋白浓度为20%→加入各种稳定剂和食品添加剂（蜂蜜、蔗糖、柠檬酸等）→高压均质→灭菌→灌装（120mL每罐）→室温保存。

1.5 试验对象

我们选择广东省健美队20名运动员参与试验，运动级别均为一级运动员，随机分为试验组和对照组，每组10人。试验组运动员的平均年龄为（20.14±1.32）岁，平均身高为（169.25±2.24）cm，平均体重为（73.41± 1.74）kg。对照组运动员的平均年龄为（20.15±1.29）岁，平均身高为（169.23±2.26）cm，平均体重为（73.42± 1.75）kg。两组运动员一般资料差异不显著，P>0.05，具有可比性。

1.6 试验方案

所有运动员在相同环境下共同训练3个月，并采用相同的营养标准，禁止食用任何加餐和其他功能性饮品。试验组运动员每日服用昆虫蛋白质饮品3次，早中晚各一次，持续服用至试验结束。在整个试验过程中，两组运动员均采用相同的训练方案，每周训练12次，每周休息1 d。具体训练内容包括有氧训练（慢跑，自行车，椭圆机），全身各个部位肌肉的专项训练（无氧器械训练），以及心肺功能的强化训练（功率自行车）等。根据每名运动员的具体素质进行轻微调整，做到训练计划科学有效。

1.7 检测指标

1.7.1 免疫力检测

免疫力检测指标参考文献报道[6]，在试验开始前和试验结束后，采集所有运动员的血液进行免疫球蛋白和淋巴细胞分群情况分析，分析方法采用ELISA检测法和美国BDCalibur流式细胞仪检测法进行。

1.7.2 肌肉状态检测

肌肉状态的检测包括人体基本成分测定和肌肉弹性测定两个方面，采用韩国JAWONMDICAL ioi353人体成分分析仪测定运动员的身体成分，记录试验开始前和试验结束后所有运动员的肌肉重量，体脂含量，体脂率的详细数据。测定时要求运动员空腹，并处于安静状态3 h以上。同时采用美国Myotonmuscle diagnosticsMyoton-3无创伤性的肌肉状态快速检测系统对运动员的肌肉状态进行分析。

1.7.3 运动水平检测

1.7.3.1 有氧功测定

有氧运动能力测定方法采用功率自行车进行，要求运动员进行梯度负荷的运动定量测试。根据运动员心率变化情况确定具体的负荷重量，首先记录心率达到120次/min时的负荷重量，再记录心率达到165次/ min的负荷重量。根据文献指出的有氧运动能力测定公式PWC170进行计算[7]。

1.7.3.2 无氧功测定

无氧运动能力测定方法采用功率自行车进行，要求运动员进行恒定负荷的状态下运动，要求在3min内使心率达到160次/min，之后在尽全力蹬车4min，之后立即休息3min，准备开始测试，测试负荷阻力参数为2，要求在此负荷下记录运动的蹬车圈数，根据文献报道的Wingate无氧功测试公式计算，具体公式计算方法[7]如下：无氧功=-0.491 4×[0.215 1×体重（kg）]+ 2.114×圈数

1.8 不良反应事件

在试验进行的过程中，对运动员的身体状态进行严格监控，记录任何不良反应事件的发生情况。

1.9 数据统计

所有数据的统计分析均采用spss18.0，计量资料进行采用t检验，计数资料采用x2检验，P＜0.05为差异显著，具有统计学意义。

2 结果

2.1 免疫力测定结果比较

免疫力的检测采用测定免疫球蛋白含量和淋巴细胞分群情况进行分析，试验结果如表1和表2所示。

表1 免疫球蛋白含量检测Table1 Immunoglobu lin content test

从试验结果可知，试验组运动员3种免疫球蛋白的含量明显高于对照组运动员（P<0.05），而试验组运动员淋巴细胞分群情况也明显优于对照组运动员（P< 0.05），证明试验结束后，试验组运动员的免疫力明显高于对照组运动员。

表2 两组运动员免疫力测定结果比较Table2 Comparison of the resultof imm unity testof two groups

2.2 肌肉状态测定结果比较

运动员的肌肉状态可以从肌肉重量的基本参数反应，也可以从肌肉弹性状态反应。本研究通过人体成分分析仪和无创伤性的Myoton-3肌肉状态快速检测系统对两组运动员的肌肉状态进行测定，试验结果如表3和表4所示。

表3 两组运动员身体成分比较Table3 Com parison of thebasicbody composition of two groups

表4 两组运动肌肉弹性测试比较Table4 Comparison of exercisem uscleelasticity testof two groups

通过比较两组运动员的身体成分，我们发现试验组运动员的肌肉重量较对照组运动员明显提高（P< 0.05），而在水分含量未发生明显变化的情况下，试验组运动员的体脂重量和体脂率较对照组运动员明显下降（P<0.05）。通过比较两组运动员胸部肌肉群、背部肌肉群和腿部肌肉群的弹性变化结果，我们发现试验组运动员的3个部位的肌肉群弹性较对照组运动员提升明显（P<0.05），具有显著性差异，证明试验组运动员在试验结束后表现出肌肉状态改善的特点。

2.3 有氧及无氧运动水平比较

为评估两组运动员的运动水平，我们采用通用的有氧功和无氧功的测定方法进行比较，试验结果见表5。

表5 两组运动员有氧及无氧运动水平比较Table5 Com parison of theaerobic and anaerobic sport levelsof two groups

由表5可知，试验结束后，试验组运动员的有氧功和无氧功数据均明显高于对照组运动员，P<0.05，差异显著，证明试验组运动员在试验结束后，运动水平发生显著提高。

2.5 不良反应事件分析

在整个试验进行的过程中，通过分析两组运动员的运动状态，证明所有运动员均未发生任何不良反应事件

3 结论与讨论

昆虫资源被认为是21世纪最重要的生物资源，具有营养成分丰富，生物学功能丰富的特点。目前人民需要摄入健康蛋白质的需求日益增高，昆虫蛋白相对于哺乳动物蛋白和植物蛋白具有大量优势，因此以昆虫蛋白为原料的保健食品已经占据市场的部分份额[8]。对于昆虫蛋白的生物学功能刚刚开始，有研究指出蚕蛹蛋白制品可以有效改善动物的体液免疫和细胞免疫水平[9]；黄粉虫的分泌性蛋白具有抗菌肽的功能活性，可以抑制大量细菌的生长繁殖[10]；而蝇蛆蛋白制品对多种癌症细胞具有明显的体外抑制功能，表现出一定程度的抗癌功效[11]。然而在功能食品领域，关于昆虫蛋白的生物学功能研究才刚刚开始。在动物实验中已经有研究证实昆虫蛋白对改善小鼠的免疫力、肌肉状态以及运动水平有明显功效。基于前期的研究结果，本研究使用3种具有生物学活性的昆虫蛋白混合制备蛋白质饮品，选择健美运动员参与试验后验证昆虫蛋白在运动领域的功效，结果发现：试验组运动员在服用昆虫蛋白后可以明显改善运动员的免疫力，淋巴细胞分群情况明显优于对照组运动员，P<0.05，差异显著；通过比较两组运动员的肌肉状况，我们发现试验组运动员的整体肌肉含量显著高于对照组运动员，P< 0.05，差异显著，而体脂含量、体脂百分数和身体质量指数显著低于对照组运动员，P<0.05，差异显著；分别比较两组运动员的有氧运动水平和无氧运动水平，通过功率自行车测定结果，我们发现试验组运动员的有氧运动水平和无氧运动水平均显著高于对照组运动员，P<0.05，差异显著；通过观察不良反应事件的发生情况，证明昆虫蛋白质饮品和试验方案具有足够的安全性。基于试验结果，我们认为昆虫蛋白对于运动员具有调节免疫力、改善肌肉状态和提高运动水平的功效，并具有一定的安全性。

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[4]赵国玉,曹莉,陈镜华,等.昆虫蛋白的价值、应用及提取工艺[J].环境昆虫学报,2015,37(4):894-904

[5]吴振.富含支链氨基酸的低胆固醇鸡蛋粉冲调饮品的研制[J].肉类研究,2010(6):82-85

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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

孙慧霞（1975—），女（汉），副教授，硕士研究生，研究方向：体育教育与训练学。