乳清肽饮品对人体运动体温维持的研究

祝金彪

（郑州澍青医学高等专科学校，郑州450064）

0 引言

乳清蛋白是牛奶进行离心沉淀处理后上清液中的所有蛋白质组分的统称，具有较高的营养价值，可以与鸡蛋和肉类相媲美[1-2]。乳清蛋白中不含有任何胆固醇，含有丰富的蛋白，矿物质和微量元素[3-5]。在工业化加工中乳清蛋白具有较高的营养价值，并极易被人体吸收消化，是已知最有效的蛋白质补充剂[6]。近年来，乳清肽的开发逐渐兴起，已被成为乳品深加工的发展方向[7-8]。运动员在较冷或较热的环境下运动，体内将出现一系列的生理和生化变化，导致内环境出现紊乱和代谢失调，引起运动能力下降[9-10]。为减轻和调节由于体温改变饮品的运动能力下降，研制一种运动饮品十分必要[11]。目前国内运动饮品的种类有数千种，但是针对维持运动员体温，并采用乳清肽为原料的饮品尚属空白[12-13]。本研究研制一种乳清肽运动饮品，并分析这种饮品对运动员体温的维持作用。

1 实验

1.1 材料与试剂

新鲜牛奶购买自内蒙古蒙牛乳业公司，木瓜蛋白酶，胰蛋白酶，胃蛋白酶，碱性蛋白酶，中性蛋白酶，食用香精，柠檬酸，蔗糖等购买自当地食品添加剂销售公司，其他使用试剂均为进口分析纯。

1.2 仪器与设备

RET contro l-visc型磁力搅拌器；YM 30Z型不锈钢高压灭菌锅；300型pH计；3-18KS型高速离心机；YC-015型喷雾干燥机；FC-105型直肠温度监测器；CH-09L型体表温度监测器。

1.3 生产工艺

生产工艺如图1所示，具体操作如下：首先对新鲜牛乳进行离心脱脂（8 000 g，20 min），之后去除上层脂肪，采用等电点沉淀法，去除酪蛋白。加热至乳清蛋白充分变性，离心（8 000 g，20 min）并收集沉淀，沉淀即为乳清蛋白。采用酶解法进行肽的制备[5]，在反应过程中以酸性和碱性溶液实时调节pH值，维持在最适合范围内。水解反应结束后，离心（12 000 g，10 min），收集乳清肽。使用不同量柠檬酸、木糖醇、蜂蜜、复合稳定剂来调节饮品风味，将调配好的饮品放入高压均质机中，在压力为20 M Pa的条件下，均质15 min。均质完成立即进行加热，维持在88℃作用6m in，灌装容器为玻璃容器，灌装体积为250m L。

图1 生产工艺

1.4 饮品配方的单因素实验

除乳清肽外，饮品中主要的配方成分为柠檬酸、木糖醇、蜂蜜和复合稳定剂。在料液比一定的条件下，分别考察不同柠檬酸添加量（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，不同复合稳定剂（3.5%，4.5%，5.5%，6.5%，7.5%）添加量对饮品配方的感官品质的影响。

1.5 饮品配方的正交优化实验

根据单因素实验结果，通过感官评定评分和正交试验结果确定饮品的最佳配方，结果如表1所示。

表1 正交实验因素水平 %

1.6 感官指标的评定

根据实验需求，我们参考相关资料制定感官评价表，按表2的指标进行评分，选择10名专业评审人员对乳清肽饮品的色泽、组织形态、口感、风味进行评分。

表2 感官评价

1.7 运动员体温维持实验

1.7.1 研究对象

选择某体育学院20名男性大学生长跑运动员进行研究，年龄为（21.12±0.15）岁，训练时间为（3.56±0.17）年，体脂率为11.25%±0.13%，人均最大摄氧量为（61.37±3.43）mL/（kg·min-1）。分成实验组和对照组，实验组食用乳清肽饮组，对照组不食用乳清肽饮品，每组10人。

1.7.2 研究方法

测试开始前，实验组人员已经连续服用饮品60 d，每天两次，每次250 min。每名自愿者首先进行静止体温测定，再进行功率自行车训练，功率自行车负荷强度为75%，转速为90 r/min，实验室温度控制在（34±0.5）℃，相对温度控制在60%±0.25%。每名自愿者具使用直肠温度探测器（位于直肠内（9～10 cm），使用红外线测温仪测定皮肤温度，在实验开始15 min后，打开温度监控软件，连续监测自愿者的直肠温度和皮肤温度。

1.7.3 评定标准

监测温度包括自愿者的直肠温度、小腿温度、大腿温度、胸部温度、上臂温度。

1.8 数据统计与分析

所有实验数据采用SPSS 18.0软件进行分析和统计出来，所得数据的描述采用（±s）表示。

2 结果与分析

2.1 饮品配方单因素实验

2.1.1 柠檬酸添加量对配方的影响

如表3所示，随着柠檬酸用量的上升，从1.5%～2.5%，感官评价得分不断上升，然而在柠檬酸3%使用量后，评分出现下降，因此选择1.5%，2.0%和2.5%的水平进行正交实验。

表3 柠檬酸添加量对配方的影响

2.1.2 木糖醇添加量对配方的影响

如表4所示。从实验结果可知，从2.5%～3.5%，感官评价得分不断上升，然而在木糖醇4.0%使用量后，评分出现下降，因此选择2.5%，3.0%和3.5%的水平进行正交实验。

表4 木糖醇添加量对配方的影响

2.1.3 蜂蜜添加量对配方的影响

如表5所示，随着蜂蜜用量的上升，从3.5%～6.0%，感官评价得分不断上升，在6.0%时得分最高，因此选择4.5%，5.5%和6.0%的水平进行正交实验。

表5 蜂蜜添加量对配方的影响

2.1.4 复合稳定剂用量对配方的影响

如表6所示，从实验结果可知，随着复合稳定剂用量的上升，感官评价得分不断下降，因此选择3.5%，4.5%和5.5%的水平进行正交实验。

2.2 饮品配方的确定

饮品配方的确定研究根据单因素试验结果，联合正交实验，并以感官评价得分为评定标准，实验结果如表7所示。影响乳清肽运动饮品感官品质的因素主次顺序为B＞D＞C＞A，确定优组合为A2B3C3D2，确定最佳配方为即木糖醇3.5%，蜂蜜6.0%，复合稳定剂4.5%，柠檬酸2.0%。

表6 复合稳定剂添加量对配方的影响

表7 正交实验结果

2.3 体温调节功能分析

实验结果如表8所示，实验组运动员在在高温环境下进行高负荷训练，体内核心温度和体表多部位温度增长幅度较低，均不存在显著差异（P＞0.05）。而对照组运动员在高温环境下进行高负荷训练，体内核心温度和体表多部位温度增长幅度明显，存在显著差异（P＜0.05）。实验结束后，实验组运动员各项温度指标均显著低于对照组运动员，存在显著差异（P＜0.05）。

表8 体温监测结果（±s） ℃

表8 体温监测结果（±s） ℃

组别实验组实验前实验后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对照组直肠温度 小腿温度 大腿温度 胸部温度 上臂温度阶段实验前实验后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 讨论

人体通过增高体温，可以快速增强人体内的化学反应速度，包括增强肌肉收缩、神经传导和加快代谢过程[14-15]。在高温环境下，运动员皮肤表面与环境间的温度差距缩小，导致散热作用减弱，引起热量的持续蓄积，出现体温核心出现运动性增高。在这种生理状态下，人体的中枢系统和外周系统出现紊乱，极易出现运动性疲劳症状[16-17]。研究表明，乳清肽具有ACE抑制功能，可以维持人体血压稳定，降低核心体温；具有抗氧化功能可以保护细胞免受体温过高引起的氧化损伤；具有快速吸收特点，可以为肌肉细胞快速供能；具有提高细胞代谢作用，并可以改善细胞因子分泌[18-20]。本研究根据乳清肽的功能和运动员的需要进行运动饮品的开发。首先从新鲜牛乳中分离乳清蛋白，随后通过复合酶解手段对乳清蛋白进行酶解，获得乳清肽。采用正交试验的方法确定乳清肽运动饮品的最佳配方，并选择运动员试食实验，分析这种饮品对运动员高温环境下训练体温的影响。试验结果表明，选择木糖醇3.5%，蜂蜜6.0%，复合稳定剂4.5%，柠檬酸2.0%。配方生产的乳清肽运动饮品感官评价得分最高。实验组运动员连续服用饮品60天后，在高温环境下运动，可以有效维持体温，各项体温指标的波动幅度均小于对照组，证实乳清肽运动饮品具有一定的应用价值，值得进一步开发生产。

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