孫桂芳

(山東省體育科研中心,山東濟(jì)南 250002)

超臨界萃取蠶蛹提取物在抗運(yùn)動(dòng)性疲勞方面的作用

孫桂芳

(山東省體育科研中心,山東濟(jì)南 250002)

蠶蛹為藥膳同源型傳統(tǒng)中藥材,具有很高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值,利用超臨界流體萃取技術(shù)可將蠶蛹中有效成分進(jìn)行萃取和分離。鑒于蠶蛹中含有的蛹油、蛹蛋白、蛹核酸和蠶蛹多糖等成分,對(duì)抗運(yùn)動(dòng)性疲勞具有極廣泛的應(yīng)用價(jià)值。蠶蛹經(jīng)超臨界 CO2萃取等技術(shù)深加工后,可分離出蠶蛹油、蛋白質(zhì)、氨基酸、蠶蛹多糖和微量元素。這些成份對(duì)抗運(yùn)動(dòng)性疲勞等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

超臨界萃取;蠶蛹;抗運(yùn)動(dòng)性疲勞

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

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練始終處在消耗 (訓(xùn)練)-營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充 (膳食與營(yíng)養(yǎng))-休息 (睡眠)-恢復(fù)這一周而復(fù)始的循環(huán)之中。該循環(huán)鏈中,合理的營(yíng)養(yǎng)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑既可以有針對(duì)性地補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)員因劇烈運(yùn)動(dòng)消耗掉的體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)素,還能起到加速身體新陳代謝速度,加快機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)代謝終產(chǎn)物的清除,促進(jìn)體內(nèi)能量物質(zhì)的恢復(fù),增強(qiáng)機(jī)體的免疫力,穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境,調(diào)節(jié)各器官系統(tǒng)功能,最終達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)能力等功效[1]。通過(guò)使用抗疲勞營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑,可以使運(yùn)動(dòng)員身體上由于大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)造成的功能低下與紊亂,在新的適應(yīng)基礎(chǔ)上達(dá)到新的平衡,即所謂訓(xùn)練 -恢復(fù) -再訓(xùn)練 -再恢復(fù)。蠶蛹為藥膳同源傳統(tǒng)中藥材,具有很高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值。《本草綱目》等古代醫(yī)藥經(jīng)典著作中,均記載蠶蛹具有生津止渴、消食理氣、壯陽(yáng)、滋補(bǔ)強(qiáng)壯等作用。近代藥理學(xué)研究表明,蠶蛹具有促進(jìn)脂肪代謝、肝細(xì)胞再生,降血脂、降膽固醇、降血糖,提高免疫機(jī)能,保護(hù)肝臟,促進(jìn)生殖能力,強(qiáng)壯,抗癌,利尿等作用及增長(zhǎng)智力、保護(hù)視力、延緩衰老等多種功能[2]。利用超臨界流體萃取技術(shù)可將蠶蛹中有效成分進(jìn)行萃取和分離,鑒于蠶蛹中含有的蛹油、蛹蛋白、蛹核酸和蠶蛹多糖等成分,可望成為運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑的原料,對(duì)抗運(yùn)動(dòng)性疲勞具有極廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

超臨界流體萃取技術(shù)是一種用超臨界流體作溶劑,對(duì)藥材所含成分進(jìn)行萃取和分離的新技術(shù)。在臨界壓力和臨界溫度以上相區(qū)內(nèi)的氣體稱為超臨界流體。蠶蛹經(jīng)超臨界 CO2萃取等技術(shù)深加工后,可分離出蠶蛹油、蛋白質(zhì)、氨基酸、蠶蛹多糖和微量元素,這些成份對(duì)抗運(yùn)動(dòng)性疲勞等方面具有較高的利用價(jià)值。

1 蠶蛹營(yíng)養(yǎng)成份及其功能

1.1 蠶蛹多糖與運(yùn)動(dòng)免疫

多糖是由 10個(gè)以上單糖通過(guò)苷鍵連接而成的聚糖,具有增強(qiáng)機(jī)體免疫、抗腫瘤、抗病毒、抗衰老、降血糖等多方面的生物活性,因而受到人們的關(guān)注,成為醫(yī)藥和食品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明[3],多糖對(duì)機(jī)體非特異性免疫與特異性免疫的細(xì)胞免疫與體液免疫有廣泛的藥理活性。多糖作為生物免疫調(diào)節(jié)劑[4],主要通過(guò)以下 5個(gè)途徑作用于人體的免疫系統(tǒng):(1)激活巨噬細(xì)胞,促進(jìn) Th細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚?Tc細(xì)胞,提高 B淋巴細(xì)胞和 NK細(xì)胞的數(shù)量與活性;(2)激活巨噬細(xì)胞系統(tǒng)和補(bǔ)體系統(tǒng);(3)誘生多種免疫因子,如 IFN、IF、TFN等;(4)影響神經(jīng) -內(nèi)分泌 -免疫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò);(5)促進(jìn)細(xì)胞中的 RNA、DNA、蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞內(nèi)環(huán)核苷酸的含量等。有實(shí)驗(yàn)研究[5]提取的蠶蛹多糖在較低的劑量時(shí)可顯著增強(qiáng)小鼠血清溶血素的生成,提高小鼠淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能,表明蠶蛹多糖對(duì)小鼠有促進(jìn)特異性免疫和非特異性免疫功能的作用,因而具有較好的醫(yī)藥和食品開(kāi)發(fā)潛力,值得進(jìn)一步深入研究。王國(guó)基等人實(shí)驗(yàn)研究表明[6]蠶蛹多糖對(duì)巨噬細(xì)胞有明顯的激活作用,能提高小鼠網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬功能,促進(jìn)淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)抗體形成細(xì)胞的活性,增加抗體形成。以上結(jié)果表明蠶蛹多糖對(duì)小鼠具有非特異性免疫促進(jìn)作用,從多個(gè)環(huán)節(jié)影響小鼠免疫功能。

1.2 蠶蛹蛋白與運(yùn)動(dòng)疲勞

在耐力訓(xùn)練中超負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)量打破機(jī)體內(nèi)環(huán)境原有的平衡,如果疲勞得不到消除,就可能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞、內(nèi)分泌功能抑制、免疫機(jī)能下降、造血系統(tǒng)功能抑制等方面的問(wèn)題。充足的蛋白質(zhì)補(bǔ)充對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)員的神經(jīng)供能系統(tǒng)、肌肉組織的修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)及消除疲勞有著不可替代的作用。蠶蛹蛋白的作用正是通過(guò)對(duì)這些活性物質(zhì)的攝取補(bǔ)充而實(shí)現(xiàn)的。服用蠶蛹蛋白可降低穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng) HR,提高氧脈搏,表明蠶蛹蛋白能提高機(jī)體的有氧運(yùn)動(dòng)能力。服用蠶蛹蛋白能提高 30sAnmean,表明蠶蛹蛋白能增加機(jī)體的磷酸肌酸和糖原無(wú)氧酵解供能,提高無(wú)氧運(yùn)動(dòng)耐力。張麗萍[7]等人研究表明,蠶蛹蛋白能明顯提高小鼠的耐缺氧能力的抗疲勞能力,增強(qiáng)耐力。從目前研究資料分析,蠶蛹蛋白提高小鼠耐力的機(jī)理表現(xiàn)在多個(gè)方面。首先,蠶蛹蛋白具有濕潤(rùn)、乳化、分散和滲透等特性,能協(xié)助和促進(jìn)食物消化、吸收和利用,其本身亦可通過(guò)消化系統(tǒng)吸收進(jìn)入機(jī)體各部,進(jìn)而通過(guò)刺激細(xì)胞增生,增強(qiáng)細(xì)胞活力,促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)、提高耐力和體力。其次,能通過(guò)提高基礎(chǔ)代謝率保證能量供應(yīng),以增進(jìn)耐久力、體力和精力。再次,蠶蛹蛋白在體內(nèi)可維系許多酶的活性,提高機(jī)體的免疫力,增強(qiáng)機(jī)體對(duì)有害刺激的抵抗力,從而減輕機(jī)體損傷。最后,蠶蛹蛋白可有效提高機(jī)體內(nèi)超氧化物歧化酶 (SOD)的活性,因此,蠶蛹蛋白可通過(guò)清除自由基,減少脂質(zhì)過(guò)氧化物的形成,來(lái)保證機(jī)體免受過(guò)氧化損傷。宋燕青等人研究表明[8],蠶蛹含有豐富的營(yíng)養(yǎng)及生物活性成分。據(jù)測(cè)定,干蠶蛹含粗蛋白質(zhì)約 55%～60%,蠶蛹蛋白與蛹肽是一種優(yōu)質(zhì)純天然全價(jià)蛋白質(zhì),蠶蛹蛋白經(jīng)水解制得復(fù)合氨基酸含有人體生長(zhǎng)發(fā)育所需的 18種氨基酸,其中8種人體必需氨基酸含量高達(dá) 42.20%,18種氨基酸的配比和必需氨基酸含量均符合WHO/FAO所規(guī)定的理想蛋白質(zhì)模式。研究表明[9],蠶蛹蛋白粉的功效比值和生物價(jià)明顯優(yōu)于大豆蛋白,且易消化吸收,具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的作用。每 100 g蠶蛹蛋白中氨基酸的種類含量見(jiàn)表1。據(jù)分析,以蛋白質(zhì)含量計(jì)算:100kg鮮蛹相當(dāng)于 85kg瘦豬肉、96kg雞蛋或 100kg鯽魚(yú)[8]。

表1 每 100 g蠶蛹蛋白中所含氨基酸的種類及質(zhì)量

現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明[10],蠶蛹水解復(fù)合氨基酸具有提高免疫機(jī)能、保護(hù)肝臟、營(yíng)養(yǎng)滋補(bǔ)強(qiáng)壯作用,雄性激素樣作用,抗腫瘤作用及降壓、降血糖作用;蠶蛹不飽和脂肪酸特別是α-亞麻酸是維系人類腦進(jìn)化的生命核心物質(zhì),具有增長(zhǎng)智力、保護(hù)視力、延緩衰老等多種功能。魏克民研究證明[11]蠶蛹復(fù)合氨基酸有如下功能:①營(yíng)養(yǎng)試證實(shí)能明顯促進(jìn)大鼠體重增長(zhǎng),提高血液中白細(xì)胞、紅細(xì)、血紅蛋白、血小板量,對(duì)外科手術(shù)創(chuàng)傷動(dòng)物能迅速糾正氮平衡,促進(jìn)傷口愈合;②護(hù)肝試驗(yàn),提示有護(hù)肝降酶,進(jìn)肝糖元合成作用,組織學(xué)觀察證實(shí)能保護(hù)肝細(xì)胞和肝小的結(jié)構(gòu),減輕肝細(xì)胞的混濁腫脹程度。并有防治肝細(xì)胞脂變性,抑制炎癥細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的肝內(nèi)膠原合成,減輕纖維化程度;③經(jīng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)能明顯增強(qiáng)小鼠耐寒力,耐缺氧能力,延長(zhǎng)爬竿時(shí)間,說(shuō)明其有增強(qiáng)正常小鼠力和增強(qiáng)體質(zhì)的作用;④免疫功能試驗(yàn)證實(shí)能明顯提高小免疫功能,對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠 T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化功能和 B淋巴細(xì)胞化功能均有明顯促進(jìn)作用。浦錦寶等研究表明[12]蠶蛹復(fù)合氨基酸具有明顯加快營(yíng)養(yǎng)不良大鼠體重恢復(fù),促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)合成、促進(jìn)幼年大鼠體重增長(zhǎng)、增進(jìn)造血功能、增加血清總蛋白和白蛋白的含量、血液紅細(xì)胞數(shù)量、HCT和血紅蛋白濃度等,具有補(bǔ)血作用和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力,能明顯提高大鼠肝臟系數(shù)、肝臟含氮量,糾正營(yíng)養(yǎng)不良大鼠負(fù)氮平衡;蠶蛹糖皮質(zhì)激素有刺激骨髓造血的作用。蠶蛹蛋白中提取核苷酸及其衍生物可作為新型的醫(yī)藥品,如核苷酸作為放射治療的輔助藥物,以改善造血機(jī)能。

《本草綱目》中記載,蠶蛹味咸辛、性平、無(wú)毒,人食可強(qiáng)身健體,入藥可醫(yī)多病,能補(bǔ)氣養(yǎng)血、強(qiáng)腰壯腎和滋肺潤(rùn)腸。新鮮蠶蛹經(jīng)過(guò)脫脂、酶解和超濾等工藝,可制成蠶蛹復(fù)合氨基酸,浦錦寶等人研究證明[12],其有改善外傷大鼠營(yíng)養(yǎng)和促進(jìn)創(chuàng)口愈合的作用;彭欣莉等人研究表明[13],蠶蛹油有明顯改善小鼠記憶的功能,原因可能是由于蠶蛹中含有大量α-亞麻酸和鋅元素;梁俊榮等人證實(shí)[14],蠶蛹對(duì)小鼠有抗疲勞作用,原因可能是蠶蛹中含有大量多糖的作用。蠶蛹蛋白經(jīng)過(guò)水解,制成水解蛋白注射液,可以作為一種靜脈營(yíng)養(yǎng)劑。蠶蛹蛋白中提取核苷及其衍生物可作為新型的醫(yī)藥品,如核苷酸可作為放射治療的輔助藥物,以改善造血機(jī)能。蠶蛹中提取的蠶蛹多糖可用于生產(chǎn)人造皮膚、人造血管和手術(shù)縫合線等[15]。

1.3 蠶蛹中微量元素

蠶蛹還含有核黃素、維生素 A、維生素 B1、維生素 B2、維生素 D及麥角醇,鋅、鐵、銅、錳等微量元素,具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的作用,以蠶蛹為原料可制成微量元素口服液,對(duì)運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)鋅有幫助。

1.4 蛹肽的作用

肽在運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)消化吸收理論認(rèn)為,蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)經(jīng)過(guò)胰蛋白酶、糜蛋白酶等的作用生成游離氨基酸 (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。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)腸腔中有相當(dāng)量的二肽、三肽未經(jīng)水解直接轉(zhuǎn)運(yùn)入血。小肽和游離氨基酸的吸收機(jī)制不同,且彼此相互獨(dú)立。FAA是通過(guò)不同的 Na+泵或非 Na+泵系統(tǒng)逆濃度梯度主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的。而小肽主要依賴 H+濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)。肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)運(yùn)速度快、耗能低和不易飽和的特點(diǎn),而氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)則速度慢、載體易飽和且耗能高。經(jīng)檢測(cè),蠶蛹蛋白中含有 1 9種游離氨基酸 (約占 5%),生物活性多肽含量豐富 (>6mg/g),還含有OD、凝集素、保幼素、多種維生素和海藻糖等。這些成分是機(jī)體構(gòu)成和維持正常生理功能所必需的。生物活性多肽是與生長(zhǎng)、發(fā)育、免疫、造血等重要生命活動(dòng)都密切相關(guān)的重要物質(zhì)[16]。

2 蠶蛹提取物在抗運(yùn)動(dòng)性疲勞方面開(kāi)發(fā)前景

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將給古老的蠶業(yè)注入新的活力,蠶蛹資源綜合利用已逐步成為一門新興的應(yīng)用科學(xué),其研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容廣泛,涉及醫(yī)療、化工、食品、環(huán)保、生物等有關(guān)學(xué)科和專業(yè)。對(duì)提取出來(lái)的蠶蛹營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的認(rèn)可和充分利用,必將為體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域在抗疲勞保健食品的開(kāi)發(fā)具有極為廣闊的市場(chǎng)空間。

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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

孫桂芳 (1969- ),女,副研究員,碩士,研究方向運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)。