馬飛

（上海外國語大學(xué)賢達(dá)經(jīng)濟(jì)人文學(xué)院，上海200083）

運(yùn)動(dòng)飲品的配方優(yōu)化及其對運(yùn)動(dòng)后血糖應(yīng)答的影響

馬飛

（上海外國語大學(xué)賢達(dá)經(jīng)濟(jì)人文學(xué)院，上海200083）

設(shè)計(jì)一種以復(fù)合甜味劑為主要甜味劑的運(yùn)動(dòng)飲品，并在飲品配方中添加少量蔗糖作為能量補(bǔ)充。首先設(shè)計(jì)5種不同復(fù)合甜味劑和蔗糖含量組合配方，通過感官評價(jià)試驗(yàn)、大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖水平分析、人體運(yùn)動(dòng)效果和運(yùn)動(dòng)后血糖水平分析，證實(shí)2號飲品配方（100 mL體積，1.8 g復(fù)合甜味劑，0.5 g蔗糖）感官評價(jià)最高，對大鼠和人體運(yùn)動(dòng)后血糖影響最輕微。2號飲品配方是最佳的運(yùn)動(dòng)飲品配方，適合深入研究開發(fā)。

復(fù)合甜味劑；運(yùn)動(dòng)飲品；蔗糖；血糖

隨著時(shí)代發(fā)展，保持身體健康已經(jīng)成為人們生活的目標(biāo)。運(yùn)動(dòng)是維持身體健康的主要方式，保持長期運(yùn)動(dòng)習(xí)慣可以強(qiáng)壯體格，促進(jìn)肌肉發(fā)育，增強(qiáng)呼吸功能，調(diào)節(jié)血液循環(huán)和預(yù)防慢性疾病[1]。但是長時(shí)間運(yùn)動(dòng)可能引起機(jī)體疲勞，產(chǎn)生倦怠性[2]。在運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)飲品可以有效緩解運(yùn)動(dòng)疲勞，提高運(yùn)動(dòng)能力[3]。目前市場上主要銷售的運(yùn)動(dòng)飲品主要以含蔗糖飲品為主，雖然補(bǔ)充糖分可以快速補(bǔ)充能力，但是攝入過多的蔗糖可能由于攝入熱量過高，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)后血糖應(yīng)答失調(diào)，脂肪沉積，降低胰島素敏感性，引起一系列代謝疾病[4]。隨著糖類研究進(jìn)展，甜菊糖、木糖醇、赤蘚糖醇、低聚木糖、低聚果糖、阿拉伯糖、麥芽糖醇等復(fù)合甜味劑逐漸引起研究者的注意，復(fù)合甜味劑類較蔗糖具有GI低，熱量低等諸多優(yōu)點(diǎn)，并具有調(diào)劑免疫、抗氧化等生物活性[5]。本研究為制備一種復(fù)合甜味劑和蔗糖組合的運(yùn)動(dòng)飲品，采用復(fù)合甜味劑結(jié)合蔗糖進(jìn)行配方優(yōu)化組合，并通過感官實(shí)驗(yàn)和對運(yùn)動(dòng)后血糖應(yīng)答的影響選擇最佳的飲品配方。

1 材料與方法

1.1 原料

檸檬濃縮汁、牛磺酸、蘋果酸、檸檬酸、蔗糖：購買自沈陽旭日食品添加劑銷售公司；復(fù)合氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、亮氨酸等）、瓜拉納提取物：購買自上海星宇保健品銷售公司；復(fù)合甜味劑（20%甜菊糖、10%木糖醇、20%赤蘚糖醇、25%低聚木糖、15%低聚果糖、5%阿拉伯糖、5%麥芽糖醇）：由上海外國語大學(xué)賢達(dá)經(jīng)濟(jì)人文學(xué)院基礎(chǔ)部體育教研室實(shí)驗(yàn)室制備。

1.2 主要儀器

PL104電子天平：梅特勒-托利多儀器；DDN-15電熱恒溫水浴鍋：嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司；TF12-10W低溫超速離心機(jī)：長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；HCSM紅外線電腦超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)：得昊力食品機(jī)械；YT4T-4G灌裝機(jī)：星火機(jī)械；全自動(dòng)C-line血糖儀：德國BIOSEN。

1.3 飲品配方設(shè)計(jì)

為選擇最佳的飲品配方，我們將設(shè)計(jì)5種不同蔗糖含量的運(yùn)動(dòng)飲品方案，供評價(jià)飲品配方感官品質(zhì)和對運(yùn)動(dòng)后血糖的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)檢測，選擇最優(yōu)配方進(jìn)行開發(fā)，具體配方設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 不同飲品配方組合Table 1 Different beverage recipe combinations

1.4 飲品的工業(yè)流程

具體的飲品制備的流程如圖1所示。

圖1 飲品工藝流程圖Fig.1 The flow chart of beverage production process

1.5 感官評價(jià)

對5種配方制備的飲品進(jìn)行感官評價(jià)，評價(jià)在產(chǎn)品生產(chǎn)完儲存24 h后開始，選擇10名飲品感官評價(jià)專業(yè)人員進(jìn)行產(chǎn)品的外觀形態(tài)、口味、氣味和色澤的評價(jià)，根據(jù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，滿分100分，收集所有評分并進(jìn)行計(jì)算，得分越高的產(chǎn)品表示配方組成越佳，具體的評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.6 運(yùn)動(dòng)后血糖應(yīng)答實(shí)驗(yàn)分析方案

1.6.1 大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖水平分析方案

選擇健康大鼠30只，隨機(jī)分成6組，每組5只。除對照組外，每組對應(yīng)一種運(yùn)動(dòng)飲品，即實(shí)驗(yàn)1組為1號復(fù)合甜味劑飲品實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)2組為2號復(fù)合甜味劑飲品實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)3組為3號復(fù)合甜味劑飲品實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)4組為4號復(fù)合甜味劑飲品實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)5組為5號復(fù)合甜味劑飲品實(shí)驗(yàn)組。所有大鼠均進(jìn)行跑臺訓(xùn)練，訓(xùn)練開始前采集1次靜脈血，測定血液中血糖水平。之后開始實(shí)驗(yàn)，每天訓(xùn)練30 min，每次訓(xùn)練15 min后補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)飲品1.5 mL，在進(jìn)行15 min的訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束20 min后，采集大鼠尾靜脈血，測定血糖水平，連續(xù)進(jìn)行7天時(shí)間，對所獲得的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行分析。

表2 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The Sensory evaluation standard

1.6.2 人體運(yùn)動(dòng)后血糖水平分析方案

隨機(jī)選擇某大學(xué)男女大學(xué)生120名，其中男生60名，女生60名，平均年齡為（21.35±1.16）歲，男生身高為（172.52±1.16）cm，女生身高為（161.34±1.18）cm，男生體重為（61.22±0.54）kg，女生體重為（51.13±0.21）kg。對所有參與實(shí)驗(yàn)的大學(xué)生均有輕度的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，每周運(yùn)動(dòng)兩次，并且身體健康，無吸煙和高血壓癥狀。按照男女比例1∶1，隨機(jī)分成6組，包括5個(gè)實(shí)驗(yàn)組和1個(gè)對照組，實(shí)驗(yàn)組分組情況參考大鼠實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始后，首先采集所有測試人員運(yùn)動(dòng)前血糖情況，之后每天進(jìn)行1次60 min的長跑訓(xùn)練，要求速度為10 km/h，在運(yùn)動(dòng)開始前10 min內(nèi)或訓(xùn)練中可以飲用運(yùn)動(dòng)飲品250 mL，訓(xùn)練結(jié)束后30 min開始血糖監(jiān)測，共進(jìn)行3次訓(xùn)練，每天進(jìn)行1次，連續(xù)3天進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，所有參與測試人員均不進(jìn)行任何其他運(yùn)動(dòng)，避免暴飲暴食和飲酒。

1.6.3 安全性分析

所有實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行過程中，對參與實(shí)驗(yàn)的大鼠和測試人員進(jìn)行進(jìn)行安全性分析，對發(fā)生的任何不良反應(yīng)事件均進(jìn)行治療、記錄，并進(jìn)行原因分析。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析均采用Spss18.0，計(jì)量資料進(jìn)行采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 飲品配方感官評價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行感官分析，具體結(jié)果如表3所示，2號復(fù)合甜味劑飲品所得評分最高（P＜0.05），證明在添加復(fù)合甜味劑和少量蔗糖后獲得最佳的感官品質(zhì)。

表3 感官評價(jià)結(jié)果（±s）Table 3 The result of sensory evaluation

表3 感官評價(jià)結(jié)果（±s）Table 3 The result of sensory evaluation

注：*表示組間比較P＜0.05，差異顯著。

飲品名稱 感官評價(jià)得分1號復(fù)合甜味劑飲品 65.45±1.15 2號復(fù)合甜味劑飲品 90.25±1.35*3號復(fù)合甜味劑飲品 70.35±1.25 4號復(fù)合甜味劑飲品 75.85±1.75 5號復(fù)合甜味劑飲品 80.35±1.55

2.2 大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況

大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖變化檢測結(jié)果見表4。

表4 大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖變化檢測結(jié)果（±s）Table 4 The test results of rat blood glucose changes after exercise

表4 大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖變化檢測結(jié)果（±s）Table 4 The test results of rat blood glucose changes after exercise

飲品名稱運(yùn)動(dòng)前血糖/（mmoL/L）運(yùn)動(dòng)后血糖/（mmoL/L）實(shí)驗(yàn) 1 組 3.89±1.14 3.98±1.12實(shí)驗(yàn) 2 組 3.88±1.12 3.99±1.14實(shí)驗(yàn) 3 組 3.90±1.12 4.24±1.17實(shí)驗(yàn) 4組 3.87±1.13 4.49±1.13實(shí)驗(yàn) 5組 3.89±1.13 4.53±1.24對照組 3.88±1.12 3.96±1.11

由表4可知，根據(jù)大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況，實(shí)驗(yàn)1組和實(shí)驗(yàn)2組大鼠在分析中，運(yùn)動(dòng)前后血糖波動(dòng)最小，與對照組最為接近，證明1號復(fù)合甜味劑飲品和2號復(fù)合甜味劑飲品對大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖刺激最弱。其中1號飲品中不含有蔗糖成分，而2號飲品中含有20%的蔗糖含量，從運(yùn)動(dòng)水平的角度分析，2號飲品可以在運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)充能量，提高運(yùn)動(dòng)能力，緩解運(yùn)動(dòng)疲勞，更適合作為運(yùn)動(dòng)飲品開發(fā)。

2.3 人體運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況

人體運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況見表5。

根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況，實(shí)驗(yàn)2組測試人員在研究中表現(xiàn)出由于對照組人員的運(yùn)動(dòng)能力，而實(shí)驗(yàn)1組、實(shí)驗(yàn)2組和對照組人員運(yùn)動(dòng)前后血糖波動(dòng)最小，證明1號復(fù)合甜味劑飲品和2號復(fù)合甜味劑飲品對人體血糖刺激最弱。根據(jù)大鼠實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果，參考運(yùn)動(dòng)能力影響，我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)2組的飲品配方更適合開發(fā)為運(yùn)動(dòng)飲品。

2.4 安全性分析

實(shí)驗(yàn)過程中未發(fā)生任何不良反應(yīng)事件。

表5 人體運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況（±s）Table 5 The test results of human blood glucose changes after exercise

表5 人體運(yùn)動(dòng)后血糖變化情況（±s）Table 5 The test results of human blood glucose changes after exercise

飲品名稱運(yùn)動(dòng)前血糖/（mmoL/L）運(yùn)動(dòng)后血糖/（mmoL/L）實(shí)驗(yàn) 1組 4.46±0.36 4.79±0.22實(shí)驗(yàn) 2組 4.45±0.34 4.81±0.21實(shí)驗(yàn) 3 組 4.46±0.38 5.19±0.34實(shí)驗(yàn) 4 組 4.47±0.34 5.49±0.25實(shí)驗(yàn) 5 組 4.45±0.35 5.84±0.11對照組 4.44±0.33 4.89±0.17

3 討論

糖類作為主要的能量物質(zhì)扮演重要作用，其代謝快，耗氧少，并可為其他營養(yǎng)物質(zhì)提供碳骨架[6]。血糖是體內(nèi)細(xì)胞組織活動(dòng)能量的主要來源，所以血糖水平必須維持在正常范圍內(nèi)才能維持組織和器官健康。在運(yùn)動(dòng)過程中，血糖水平受到多個(gè)因素共同調(diào)節(jié)，肝糖原分解促進(jìn)血糖提高，而糖異生作用發(fā)生抑制，則導(dǎo)致血糖濃度降低[7]。過去的研究指出運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)充含蔗糖飲品可以有效改善緩解運(yùn)動(dòng)疲勞，提高運(yùn)動(dòng)能力[8-9]，但是對于運(yùn)動(dòng)后的血糖水平影響并未有研究報(bào)道。運(yùn)動(dòng)后的血糖水平雖然已經(jīng)不涉及運(yùn)動(dòng)能力，但由于運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)糖引起的血糖濃度升高，將會導(dǎo)致胰島素的反應(yīng)過度，產(chǎn)生一系列的健康問題，影響人體健康[10]。現(xiàn)代的運(yùn)動(dòng)飲品研究已經(jīng)意識到這一現(xiàn)象，采用健康的低聚果糖或者其他甜味劑替代蔗糖已經(jīng)成為主要的發(fā)展趨勢，但是考慮到運(yùn)動(dòng)能量的補(bǔ)充，對于飲品中蔗糖的具體含量，尚未有研究進(jìn)行。

本研究通過感官評價(jià)試驗(yàn)、飲用后運(yùn)動(dòng)效果試驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)后血糖影響實(shí)驗(yàn)。我們同時(shí)設(shè)計(jì)5種不同蔗糖含量配方，從中尋找一種最佳的復(fù)合甜味劑和蔗糖組合的飲品配方。根據(jù)感官評價(jià)，2號配方飲品具有最佳的感官評價(jià)得分，證實(shí)復(fù)合甜味劑結(jié)合少量蔗糖可以提高感官品質(zhì)。通過大鼠運(yùn)動(dòng)后血糖水平分析實(shí)驗(yàn)，證實(shí)1號和2號配方飲品可以有效減緩大鼠的運(yùn)動(dòng)后血糖水平；通過人體運(yùn)動(dòng)后血糖水平分析實(shí)驗(yàn)，證實(shí)1號和2號配方飲品可以有效減緩測試人員的運(yùn)動(dòng)后血糖水平，而從運(yùn)動(dòng)能力的角度分析，飲用2號配方飲品后獲得較好的運(yùn)動(dòng)能力。研究結(jié)果證實(shí)，2號飲品配方采用復(fù)合甜味劑作為主要甜味劑結(jié)合少量蔗糖，可以在提高運(yùn)動(dòng)能力的同時(shí)，有效改善運(yùn)動(dòng)后血糖水平，具有最佳的飲品配方潛質(zhì)，適合進(jìn)行深度開發(fā)。

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Formulation Optimization of Sports Drinks and Its Effects on Postprandial Blood Glucose Response

MA Fei
（Xianda College of Economic and Humanities of Shanghai International Studies University，Shanghai 200083，China）

In this study，the healthy drink as the main sweetener，and added a small amount of sucrose as energy supplement in the beverage formula.First，five different health sugar and sucrose content combination formula were designed，through sensory evaluation test，rat blood glucose levels after exercise analysis，human exercise effect and blood glucose levels after exercise analysis，the results showed that the formula of the No.2 drink（100 mL volume，1.8 g health sugar，0.5 g sucrose）had the highest sensory evaluation，and the slightest impact on the rats and human after exercise.No.2 sport drink was the best recipe for further research and development.

healthy sugar；sports drink；sucrose；blood glucose

2016-12-27

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.043

馬飛（1977—），男（回），講師，碩士，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。