湖北杂交枸杞浓浆饮料的营养品质及抗疲劳功效研究

摘要 为探究湖北杂交枸杞浓浆饮料的营养品质与缓解运动疲劳的功效，以湖北杂交枸杞为原料制备枸杞浓浆饮料，并与市售北方枸杞浓浆饮料对比，分析其理化成分特性和抗氧化能力；动物实验中，测定用不同剂量（4、8、12 mL/kg）枸杞浓浆饮料灌胃后小鼠的负重游泳力竭时间，以及运动后肝糖原（liver glycogen，LG）、肌糖原（muscle glycogen，MG）、血乳酸（blood lactic acid，BLA）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽还原酶（gluathione reductase，GR）的活性，并与空白组的各项指标进行对比。结果显示，湖北杂交枸杞浓浆饮料含酚类（175.44 μg/g）、黄酮（98.91 μg/g）、蛋白质（1.90 mg/g）、甜菜碱（0.30 mg/mL）和Se（1.59 μg/kg）等活性物质，其含量均高于市售枸杞浓浆饮料，并具有较好的抗氧化活性。湖北杂交枸杞浓浆饮料的中、高剂量组（8、12 mL/kg）可以有效延长小鼠的负重游泳时间，对缓解小鼠运动疲劳效果均有显著提高（Plt;0.05），分别是空白组的1.66 和2.10 倍，且高剂量组（12 mL/kg）是市售枸杞浓浆饮料组的1.32 倍，差异显著（Plt;0.05）；运动后湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量组小鼠的MG、LG 含量相较空白组分别提高47.03%、116.22%，并且BLA、BUN、MDA 含量均显著下降（Plt;0.05），SOD 和GR 活性均显著增加（Plt;0.05）。结果表明，湖北杂交枸杞浓浆饮料含有丰富的营养物质，具有良好的抗氧化活性和较好的抗疲劳效果，为湖北杂交枸杞功能性食品开发提供了新思路。

关键词 湖北杂交枸杞； 抗疲劳； 负重游泳； 肝糖原； 血尿素氮； 运动饮料

中图分类号 TS255.44 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2024）06-0316-09

枸杞（Lycium barbarum），主要分布于我国西北和华北等地区，尤以宁夏、新疆和青海等地种植最为普遍，是药食同源的营养保健型食品和传统中药材［1］。枸杞果实为鲜亮的椭球状浆果，含有多种功能成分［2］。现代药理学研究表明，枸杞富含多糖、甜菜碱、类胡萝卜素、黄酮、多种氨基酸以及微量元素等成分，具有抑菌、抗诱变、降血脂、降血糖、抗衰老和抗疲劳等多种功能活性［3-5］。

湖北杂交枸杞是通过先将宁夏枸杞诱导加倍，再与华夏枸杞（湖北当地野生枸杞）杂交后成功选育，于1987 年定型并通过科技成果鉴定［3］。近年来，湖北省建始县枸杞种植面积已近467 hm2，年产鲜果1 000 余t［6］，是当地重要的经济作物，同时也是当地乡村振兴的重要产业之一。研究表明，湖北杂交枸杞的药用成分符合我国药典的标准要求，其营养成分与宁夏枸杞基本持平［3］。

目前，国内外涌现出众多以枸杞为原料开发的相关产品，主要针对中老年、青少年、办公族和运动族等不同群体。由于湖北杂交枸杞鲜果的水分含量高达90% 以上，高水分含量导致加工干燥时间延长、干燥温度升高，干制时容易破裂，内容物流出，不易加工成“枸杞子”制品，最终导致产品质量下降和能源消耗增加等问题。相较于加工成干果，将枸杞加工为浓浆饮料的方式不仅可以较好地保留枸杞的色香味及营养成分，还具有即饮、便携的特点，已成为新型枸杞消费市场的主体产品。因此，将湖北杂交枸杞加工成枸杞浓浆饮料并探究其健康效应是高质化加工的有益探索。

健康运动的兴起使得运动疲劳恢复成为一大需求。疲劳是由于长时间运动导致机体工作能力短暂下降、能量供应短缺、代谢产物积聚和氧化应激作用等因素引发的一种生理现象，会削弱身体的运动能力，同时降低免疫能力、肌肉功能和神经系统的稳定［7］。长期疲劳会引发急性循环器官疾病（如脑血管疾病和心血管疾病）［8-9］，甚至致命症状。现代营养学研究认为，具有抗氧化活性的物质能改善细胞代谢，恢复失调的内环境，从而延缓或消除疲劳［7］。为缓解疲劳，目前常用的解决办法是使用提取物、化学药物和氨基酸等营养补充剂［10-12］，但皆存在一定的局限性。随着人们健康意识的逐渐加强，人们更喜欢通过膳食摄入富含天然活性成分食物的方法去缓解运动疲劳。枸杞浓浆饮料凭借其丰富的营养价值和传统的养生功效，有望成为缓解运动疲劳的理想选择。当前关于枸杞饮料的研究主要聚焦于以我国北方枸杞为原料的产品加工工艺优化及营养品质分析方面［13-15］，而以湖北杂交枸杞鲜果为原料展开的加工工艺和生理活性评价的研究鲜有报道。

本研究以湖北杂交枸杞为研究对象，制备枸杞浓浆饮料，并与市售北方枸杞为原料的浓浆饮料进行比较，分析其营养品质以及抗疲劳功效，旨在为湖北杂交枸杞高质化加工产品的开发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

SPF 级昆明种小鼠80 只，雄性，体质量（20±2）g，河南斯克贝斯生物科技股份有限公司，实验动物许可证号：SCXK（豫）2020-0005，实验伦理审查编号：HZAUMO-2024-0069。在试验期间，所有小鼠均在标准实验室条件（温度：20～26 °C，湿度：40%～70%，12 h 光/暗循环）下饲养，自由饮食。

湖北杂交枸杞鲜果，湖北枸杞珍酒业有限公司；红牛饮料，北京红牛维他命饮料有限公司；市售枸杞饮料（100% 原果浆；原料产地：宁夏），网上某商城采购；甜菜碱标品、没食子酸、芦丁、2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS），1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH），上海源叶生物科技有限公司；甲醇、乙腈，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；肝糖原（liver glycogen，LG）、肌糖原（muscle glycogen，MG）、血乳酸（blood lactic acid，BLA）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽还原酶（gluathione reductase，GR）试剂盒，南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

JYL-Y32 高速破壁调理机，九阳电器有限公司；AH-MINI PLUS 大流量均质机，多宁生物有限公司；ATY-244 电子分析天平，日本岛津；Multiskan Sky 全波长酶标仪，赛默飞世尔科技有限公司；UltiMate3000 UHPLC 液相色谱（二级阵列检测器），ThermoFisher Scientific；Aglient7800 型电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦科技有限公司；Allegra X-15R 低温高速离心机，美国Beckman Coulter 有限公司；HH-2恒温水浴锅，国华电器有限公司。

1.3 枸杞浓浆饮料的制备

湖北枸杞浓浆饮料的制备流程如图1 所示。

1.4 枸杞浓浆饮料主要营养成分的测定

总酚、类黄酮和类胡萝卜素含量的测定参照文献［16］。可溶性糖、还原糖、可溶性蛋白含量的测定参照文献［17］。枸杞多糖的含量测定参考GB/T18672—2014《枸杞》中附录A 分光光度法。甜菜碱的提取参照文献［18］。矿物质元素的测定参考GB5009.268—2016《食品中多元素的测定》中第一法，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定Na、K、Se、Mg、As、Pb 的含量。

1.5 体外抗氧化活性的测定

DPPH 和ABTS 自由基清除能力的测定参照范亦菲等［19］的方法。

1.6 动物实验分组及给药剂量

适应性饲养7 d 后，通过小鼠游泳实验剔除掉游泳姿势不正常的小鼠，剩余小鼠随机分为6 组，每组10 只。6 组分别为空白对照组（Con），湖北杂交枸杞浓浆饮料低剂量组（L）、中剂量组（M）、高剂量组（H），市售枸杞浓浆饮料高剂量组（S）和阳性对照组（P），其中P 组为红牛饮料。

灌胃剂量参照曹茸茸等［20］的方法，结合枸杞浓浆饮料的每日推荐用量稍作修改，红牛饮料组剂量设为12 mL/kg，枸杞浓浆饮料低、中、高剂量组剂量分别为4、8、12 mL/kg，空白对照组按12 mL/kg 的剂量给予蒸馏水。灌胃期间，小鼠自由摄食、饮水，试验周期为31 d。

1.7 负重游泳实验

在灌胃期间，小鼠每周进行无负重游泳训练2次，每次30 min。在实验的第28 天，灌胃后30 min，在每只小鼠尾根部负荷5% 体质量的铅丝，放入装有（30±3） ℃温水、水深30 cm 的游泳箱中进行负重游泳。自小鼠入水开始计时，不时搅动水，使小鼠保持四肢运动。直至小鼠头部沉入水中，经7 s 仍不能浮起为力竭终点［21］，记录每组小鼠游泳体力耗尽时间。

1.8 抗疲劳生化指标测定

经过负重游泳实验后，将小鼠用吹风机吹干并休息2 d 后再进行无负重游泳40 min，水温（30±3） ℃，将小鼠从水槽中捞出并吹干，休息30 min 后取血处死，并取肝脏和腓肠肌，用生理盐水洗净并用滤纸吸干，用试剂盒检测LG、MG、BUN、BLA 含量［22］。

1.9 数据处理

设置3 次平行试验，采用Excel 2016 对数据进行统计分析，结果以“平均值±标准差”表示。采用SPSS 26.0 软件进行统计学显著性分析，GraphPadPrism6 进行绘图。多组间比较采用单因素方差分析（ANOVA），在α=0.05 水平进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同枸杞浓浆饮料的营养品质对比

湖北杂交枸杞浓浆饮料与市售枸杞浓浆饮料的营养品质测定结果见表1。由表1可见，湖北杂交枸杞浓浆饮料与市售枸杞浓浆饮料都呈弱酸性，市售枸杞浓浆饮料含有较高的可溶性固形物、可溶性糖、还原糖、粗多糖和胡萝卜素，而湖北杂交枸杞浓浆饮料含有较多的酚类、黄酮、蛋白质和甜菜碱等活性物质。

2.2 不同枸杞浓浆饮料的抗氧化活性与微量元素对比

由表2 可知，湖北杂交枸杞浓浆饮料的DPPH 清除率为61.72%、ABTS 清除率为81.34%，分别是市售枸杞浓浆饮料的1.06、1.09 倍。由微量元素测定结果可知，湖北杂交枸杞浓浆饮料的Se 含量为1.59μg/kg，约是市售枸杞浓浆饮料的2 倍。Pb 和As 含量符合NY/T1051—2014《绿色食品 枸杞及枸杞制品 农业行业标准》污染物的限量要求。综上可知，湖北杂交枸杞浓浆饮料具有较好的抗氧化活性，且含有微量的Se 元素。

2.3 灌胃不同枸杞浓浆饮料后小鼠肝体比指标的对比

如图2 所示，试验期间，所有小鼠总体情况正常，存活率为100%。各组小鼠的肝脏质量与体质量的比值无显著差异（Pgt;0.05）。在正常生理状态下，各器官与体质量的比值保持相对稳定。

2.4 灌胃不同枸杞浓浆饮料后运动疲劳小鼠力竭游泳时间的对比

由图3 可知，与空白组的负重游泳力竭时间363.44 s 相比，红牛阳性对照组小鼠的负重游泳力竭时间为531.00 s，显著提高了46.10%（Plt;0.05）。湖北杂交枸杞浓浆饮料中、高剂量组和市售枸杞浓浆饮料高剂量组的负重游泳力竭时间分别为601.70、763.43、556.43 s，与空白组相比分别提高了65.56%、110% 和53.10%，且具有显著性差异（Plt;0.05）。结合图2B 的结果可知，枸杞浓浆饮料有效延长了小鼠的负重游泳时间，提升了小鼠的抗疲劳能力，且湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量组延长时间是市售枸杞浓浆饮料高剂量组的1.37 倍。结果表明，在本试验条件下，湖北杂交枸杞浓浆饮料的抗疲劳效果更优。

2.5 灌胃不同枸杞浓浆饮料后运动疲劳小鼠肌糖原和肝糖原的对比

由图4 可知，连续灌胃28 d 后，阳性对照组小鼠的肌糖原和肝糖原分别为0.67、0.98 mg/g，与空白组相比显著提高（Plt;0.05）。而湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量组小鼠的肌糖原和肝糖原含量分别为0.81、1.53 mg/g，显著高于阳性对照组（Plt;0.05）。与空白对照组相比，湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量肌糖原、肝糖原含量分别提高47.03%、116.22%。结果表明，湖北杂交枸杞浓浆饮料可以有效提高运动小鼠肝糖原和肌糖原的积累，进而提高机体的能量供给，且其效果要优于市售枸杞产品及阳性对照组。

2.6 灌胃不同枸杞浓浆饮料后运动疲劳小鼠BLA和BUN水平的对比

如图5A 所示，恢复30 min 后，湖北杂交枸杞浓浆饮料中、高剂量与阳性对照组的BLA 浓度分别为9.72、9.25、9.53 mmol/L，与空白组（11.50 mmol/L）相比，差异显著（Plt;0.05）。如图5B 所示，灌胃28 d后，枸杞浓浆饮料组与阳性对照组中BUN 水平均显著低于空白对照组（Plt;0.05）。同时，湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量组BUN 水平（1.63 mmol/L）显著低于市售枸杞浓浆饮料组（2.17 mmol/L）（Plt;0.05）。结果表明，枸杞浓浆饮料能够有效促进运动后小鼠体内的乳酸分解，并减少BUN 在体内的分解代谢，从而达到延缓疲劳的效果，在同等剂量条件下，湖北杂交枸杞浓浆饮料的效果优于市售枸杞浓浆饮料。

2.7 灌胃不同枸杞浓浆饮料后运动疲劳小鼠MDA水平的对比

由图6 可知，与对照组相比，湖北杂交枸杞浓浆饮料低、中、高剂量组和市售枸杞浓浆饮料组以及阳性对照组都可以明显降低血清中MDA 的含量，下降率分别为22.64%、36.93%、48.79%、43.79%、31.50%，而且中、高剂量组和市售枸杞浓浆饮料组的降低效果要优于阳性对照组。结果表明，湖北杂交枸杞浓浆饮料具有良好的抗氧化效果，有助于清除小鼠体内的自由基，阻止MDA 的生成，减轻细胞的氧化损伤程度，发挥抗疲劳作用。

2.8 灌胃不同枸杞浓浆饮料后运动疲劳小鼠的SOD水平的对比

由图7 可知，与对照组相比，湖北杂交枸杞浓浆饮料低、中、高剂量组和市售枸杞浓浆饮料组以及阳性对照组都可以明显提高血清中SOD 的活性，其中高剂量湖北杂交枸杞浓浆饮料与市售枸杞浓浆饮料组SOD 活性分别为73.99、68.98 U/mL，与空白组（38.97 U/mL）相比，分别提高了89.86%、77.00%。结果表明，枸杞浓浆饮料能增加小鼠体内SOD 活性，且同等剂量下，湖北杂交枸杞浓浆饮料效果要优于市售枸杞浓浆饮料。

2.9 灌胃不同枸杞浓浆饮料后运动疲劳小鼠的GR水平的对比

由图8 可见，湖北杂交枸杞浓浆饮料的低、中、高剂量组和市售枸杞浓浆饮料组以及阳性对照组的小鼠血清GR 活性分别为21.65、23.48、29.29、24.41、18.65 U/L，与空白组（14.49 U/L）对比，均显著提高（Plt;0.05）。结合图5C 的结果，表明湖北杂交枸杞浓浆饮料有利于维持红细胞膜的完整性，防止血红蛋白的氧化，减少细胞的氧化损伤，增加抗疲劳效果。

3 讨论

湖北杂交枸杞作为建始县乡村振兴的支柱产业，在经济与社会层面的贡献不容小觑。然而，目前围绕湖北杂交枸杞精深加工方面的研究相对匮乏，通过适度加工，将其融入到大健康产业中可能是推动其加工转化的有益尝试。因此，制备湖北杂交枸杞浓浆饮料，在分析其营养成分的基础上，采用动物模型，科学评估其缓解运动疲劳的效果，可为此类产品的研发提供科学依据。

负重游泳实验是一种被广泛应用的运动模型实验方法，通过迫使小鼠游泳，直至其精疲力竭，观察游泳时间的变化从而评估小鼠的耐疲劳能力是否得到提升［23］。本试验中，湖北杂交枸杞浓浆饮料中、高剂量组和市售枸杞浓浆饮料高剂量组的负重游泳力竭时间与空白组相比都有显著提高（Plt;0.05），这可能与枸杞浓浆饮料中含有酚类、黄酮、甜菜碱和多糖等具有抗疲劳作用的活性成分相关。酚类化合物作为植物中重要的次生代谢物，是天然抗氧化剂的主要来源，可通过减少机体自由基过度积累表现出良好的抗疲劳活性，与多糖延缓疲劳的作用机制相似［24］；甜菜碱等生物碱类化合物不仅可以促进骨骼肌利用葡萄糖、乳酸和脂肪酸等产能作用，还能通过增加肝糖原含量等方式来增强耐力［25-26］；而蛋白质在体内经酶或酸的作用下生成活性肽，具有更易消化、吸收和利用的特点，可以完整的形式经小肠吸收后进入循环系统，为机体提供营养和能量［27］。

运动过程中，肌肉需要大量的能量来维持运动。当体内的糖原、脂肪和蛋白质等能源物质消耗殆尽，尤其是肌肉和肝脏中的糖原储备减少时，供能不足会导致疲劳，糖原是短时间内高强度运动的主要能源，糖原的耗竭与运动性疲劳密切相关［28］。与空白对照组相比，湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量肌糖原、肝糖原含量显著提高，这可能与枸杞浓浆饮料含有丰富的酚类等生物活性物质从而具有较高的抗氧化活性有关，其在清除超氧阴离子自由基的同时，可修复运动氧化过激造成的肝细胞损伤，并能够阻止细胞中产生氧化性更强的氧化自由基，进而提高体内肌糖原与肝糖原的含量，促进ATP 合成，增加能量供应［29］。运动性疲劳主要由氧化应激、产能不足及体内酶的相互作用引起。剧烈运动导致自由基积累，引发氧化应激，损伤细胞膜、蛋白质和DNA，削弱体内抗氧化酶的活性，进一步加重疲劳。MDA 是脂质过氧化的主要副产物，也是细胞氧化损伤的重要指标，较低的MDA 含量表明机体内抗氧化活性的提高［30］。本研究中，湖北杂交枸杞浓浆饮料的Se 含量为1.59 μg/kg，约是市售枸杞浓浆饮料的2 倍。硒元素摄入体内后能够参与体内抗氧化物酶的合成，提高机体抗氧化物酶的活性，降低脂质过氧化产物的浓度，从而缓解疲劳［31-32］，这可能也是湖北杂交枸杞浓浆饮料具有抗氧化、缓解运动疲劳作用的原因之一。

在剧烈运动过程中，体内的代谢产物如BLA、BUN 等会大量积累。尤其是在无氧运动时，BLA 增多，导致体内酸碱平衡失调，BLA 含量的增加会影响循环系统和骨骼肌系统功能，导致肌肉运动能力下降，从而引起疲劳感［33］。此外，BUN 作为蛋白质分解的代谢产物，水平的升高也与运动负荷密切相关，在运动过程中，蛋白质和氨基酸的分解代谢加强，导致BUN 含量增加，机体对负荷的适应性越差［33-34机体内酶的活性与疲劳的关系密切，SOD 在清除自由基及其代谢产物以及维持正常的细胞生理机能，促进免疫力和预防各种疾病方面起着至关重要的作用，其酶活力的高低可以间接反映机体清除氧自由基的能力［35］。此外，GR 是由辅酶NADPH 提供氢气催化谷胱甘肽的氧化和还原型谷胱甘肽的形成，还原型谷胱甘肽可以使含巯基的酶保持还原和活性状态，因此，较高的GR 水平与较强的SOD 活性相关［36］。枸杞浓浆饮料可以提高小鼠体内的GR 活性，GR 可以催化机体内氧化型谷胱甘肽还原成谷胱甘肽，谷胱甘肽进一步可以与氧自由基结合，清除机体内产生的氧合自由基，从而减少自由基对机体的侵害，增加抗疲劳效果［30］。

综上，湖北杂交枸杞浓浆饮料的酚类、黄酮、蛋白质、甜菜碱和 Se 元素等活性物质更为丰富，具有更好的抗氧化活性，并能通过清除体内自由基，降低小鼠运动后血液中 BLA、BUN 和 MDA 含量，提高 SOD、GR 活性以及 LG、MG 储备量，每日饮用剂量为12 mL/kg 时，延缓小鼠运动疲劳效果较好。

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（责任编辑：赵琳琳）

基金项目：湖北省技术创新专项-民族专项（2017AKB074）；中央预算内投资国家服务业发展引导资金项目（鄂发改投资［207］296 号）