运动后恢复类运动营养食品的生产工艺及稳定性研究

张晓洁，邓颖妍，林小洁，黎 婷，李嘉卿，周燕玉，韦祝娟，李梓榕，程 彦

（广州富诺营养科技有限公司，广东 广州 510700）

自2016 年以来，我国相继出台了《“健康中国2030”规划纲要》《全民健身计划（2021—2025 年）》和《科技冬奥（2022）行动计划》等建设体育强国的相关政策[1]。随着居民生活水平的不断提高，人们通过运动改善生活质量的意识不断增强[2]，运动人群的数量和与运动相关的产业占比也都在不断升高[3]。其中，运动营养食品就是建设体育强国背景下得到快速发展的产业之一。

和普通食品相比，运动营养食品具有一定的保健功能，可以满足人体在运动前后及运动中机体的需求[4]。运动营养食品在《食品安全国家标准 运动营养食品通则》（GB 24154—2015）中按特征营养素分类，有补充能量类、控制能量类、补充蛋白质类；按运动项目分类，有速度力量类、耐力类、运动后恢复类。根据市场需求，中、高强度或长时间运动人群在运动后期，机体会处于营养“亏损”的状态，容易出现明显的运动性疲劳，从而威胁身体健康影响生活质量[5]。研究证明，肽类作为蛋白质的功能活性片段，具有比蛋白质和氨基酸更容易被人体消化、吸收的优势，从而发挥抗疲劳作用[6]；B 族营养素作为辅酶因子在机体能量供应中起到调控和限速的作用[7]；硫酸软骨素具有促进软骨再生、抗炎、抗氧化等作用[8]。基于此，研究开发了一款适用于中、高强度或长时间运动后人群使用，且含有肽类、维生素B1、维生素B2、维生素B6、硫酸软骨素等营养物质的运动后恢复类运动营养食品。

通过查阅文献，发现很多文献资料都是针对运动营养的产业发展进行研究，或者针对具有抗疲劳、促进骨骼肌生长修复、促进体能恢复作用的某类物质进行研究，未发现有学者对运动营养食品的生产工艺和稳定性进行考察研究，故本文从运动营养食品的生产工艺、稳定性角度出发，分析生产工艺、加速实验对运动后恢复类运动营养食品中营养素稳定性的影响，为运动营养产品的配方研发、营养素设计、生产工艺设计提供一定的数据支撑和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

广州富诺营养科技有限公司旗下惠优喜牌运动后恢复类运动营养食品，规格为0.6 g/片×60 片/瓶。实验样品在广州富诺营养科技有限公司的10 万级生产车间进行生产，该工厂通过ISO 22000 质量体系认证。

LC-20A 高效液相色谱仪、GC-2010 气相色谱仪，日本岛津公司；FA1004B 电子天平，上海越平科学仪器有限公司；JJ1000电子天平，常熟市双杰测试仪器厂；GB-250SD 药品稳定性实验箱，重庆盖博试验设备有限公司；MULTSKAN 热电酶标仪，赛默飞世尔科技（上海）有限公司；752 紫外可见分光光度计，上海凤凰光学科仪有限公司；LDZM-60KCS 立式蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械有限公司；HH·B11-500-BS 电热恒温培养箱，上海博泰实验设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 运动营养食品生产工艺

运动营养食品生产工艺流程为原辅料→紫外照射→过筛→称量→混合→压片→半成品检验→内包装→外包装→成品检验→合格品入库。

1.2.2 混合时间的选择

原辅料的物理性状存在差异，混合时间过短会影响营养素的混合均匀度，混合时间过长会影响生产效益增加生产成本。因此，选择3 批次样品开展混合时间研究，设定混合时间为10 min、15 min、20 min、25 min、30 min，以维生素B6的混合均匀度为指标，采用九点取样法采集混合后的样品并进行检测。

1.2.3 混合时间的验证

确定混合时间后，采用九点取样法采集1.2.2 样品，选择维生素B6、维生素D3、硫酸软骨素作为研究对象，对混合时间进行验证。

1.2.4 生产工艺对营养素稳定性的影响

本产品为片剂，原辅料在经过过筛、称量、混合、压片、包装、检验和入库一系列工序后，营养素会有一定的衰减。通过分析营养素的平均衰减率，考察生产工艺对营养素的影响，更好地优化产品配方及工艺。投产前、后，分别对感官、维生素D3、维生素B1、维生素B2和维生素B6进行检测，考察生产工艺对营养素稳定性的影响。

1.2.5 加速实验研究

将3 批次样品置于恒温恒湿培养箱中，在温度（37±2）℃、相对湿度（75±5）%条件下放置90 d，分别于0 d、30 d、60 d、90 d 进行取样，对感官、维生素D3、维生素B1、维生素B2、维生素B6进行检测，以考察产品营养素在高温、高湿条件下的稳定性。

1.2.6 指标测定方法

（1）感官评价方法。依据《食品安全国家标准运动营养食品通则》（GB 24154—2015）对运动营养食品进行评价。

（2）营养素含量测定。维生素D3含量依据《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E 的测定》（GB 5009.82—2016）测定；维生素B1含量依据《食品安全国家标准食品中维生素B1的测定》（GB 5009.84—2016）测定；维生素B2含量依据《食品安全国家标准 食品中维生素B2的测定》（GB 5009.85—2016）测定；维生素B6含量依据《食品安全国家标准 食品中维生素B6的测定》（GB 5009.154—2016）测定；硫酸软骨素含量依据《硫酸软骨素和盐酸氨基葡萄糖含量的测定 液相色谱法》（GB/T 20365—2006）测定。

（3）营养素平均衰减率测定。测定实验前、后营养素的含量，按式（1）计算营养素平均衰减率。

（4）营养素混合均匀度测定。营养素混合均匀度以变异系数（Coefficient of Variation，CV）评估，测定营养素的含量。

1.3 数据处理

使用Excel 2016、SPSS 19.0 软件进行数据处理分析。所有理化指标进行3次平行测定，数据使用平均值。

2 结果与分析

2.1 混合时间的选择

依据1.2.2 开展原料混合实验，采用九点取样法采集混合后的样品检测维生素B6，验证该营养素在不同混合时间条件下的混合均匀度，结果如表1 所示。在不同混合时间条件下，随着混合时间的延长，3 批次样品中维生素B6的混合均匀度变异系数由高到低，超过20 min 后，维生素B6的混合均匀度变异系数保持平稳，说明混合时间达到一定程度后均匀度会保持稳定。因此，最终确定混合时间为20 min。

表1 3 批次样品混合时间验证结果表（n=3）

2.2 混合时间的验证结果

采用九点取样法采集2.1 中混合20 min 的样品对维生素D3、维生素B6、硫酸软骨素的混合均匀度进行检测。同时以营养素投产前的含量检测值为参照，验证营养素在一定条件混合均匀度，结果如表2 所示。3 批次样品的维生素D3、维生素B6、硫酸软骨素的CV≤5%，均符合GB 24154—2015 的相关要求。故3 批次的混合均匀度合格，再次证明混合时间是可行的。

表2 3 批次样品均匀度和平均衰减率验证结果表（n=3）

2.3 生产工艺对营养素的影响

在设定好的生产过程中，每道工序中的器具、设备与原辅料间的摩擦都会对营养素造成物理破坏，从而降低营养素的含量。由表3 可知，本产品设定的生产工艺对3 批次样品的营养素有不同程度的影响。其中，维生素B1的平均衰减率最高，为14.3%；维生素B2和维生素D3的平均衰减率分别为5.5%、2.4%；维生素B6的平均衰减率为-2.2%（检测并非同一时间进行，检测值在±5%之内属于检测误差）。3 批次样品的数据分析说明，生产工艺对B 族维生素的影响最大，尤其是对维生素B1，但产后4 种维生素的含量均符合GB 24154—2015 的相关要求。

表3 3 批次样品生产前后营养素衰减结果表（n=3）

2.4 加速实验结果

加速实验是在高温、高湿条件下考察产品的稳定性，可为研究产品偏离实际贮存条件是否依然能保持质量稳定提供依据，并可初步预测产品在规定贮存条件下的长期稳定性。依据1.2.5 开展加速实验，结果如表4 所示。

随着加速实验的进行，产品感官未发生明显变化，均为淡黄色。3 批次样品的维生素有不同程度衰减，其中维生素D3的衰减程度最高，90 d 平均衰减率为12.16%；维生素B1、维生素B2、维生素B6的90 d 衰减程度依次降低。感官和维生素含量指标的检测结果均符合GB 24154—2015 的相关要求。

表4 3 批次样品加速实验结果表（n=3）

3 结论

通过对样品混合时间、工艺的考察及验证，最终确定20 min 是该运动营养食品的最佳混合时间，且工艺设计合理，无须更改；加速实验表明样品稳定性良好，包装材料可行，储存于阴凉干燥的条件下能保证营养素货架期的稳定性及有效性。

运动后人群属于特殊人群，为保证运动后人群营养素摄入的充足性，同时避免营养素摄入过量或不足对运动人群产生不良反应，在运动营养食品研发初期，不仅要参考法规要求的营养素摄入量、营养素化合物来源，也要研究生产工艺中各工序对营养素的影响，以提高产品质量。