CN105614843B - 一种具有抗疲劳功效的蛋白营养食物制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有抗疲劳功效的蛋白营养食物制备方法及其应用,发明属于功能性食物领域，特别涉及对运动疲劳缓解的显著功效。本发明所制备的蛋白营养食物的主要营养基料包括大豆分离蛋白和乳清蛋白，所述蛋白营养食物中根据检测每种蛋白的氮(N)含量，所述蛋白营养食物中大豆分离蛋白和乳清蛋白的重量份数组成为：大豆分离蛋白44‑46份，乳清蛋白53‑55份；本发明采用蛋白营养食物(等氮配比)，通过七周的大鼠负重静水游泳后营养干预，能够在不增加大鼠体重的前体下显著的提高大鼠体内乳酸脱氢酶活性，延长大鼠负重游泳力竭时间。具有明显的缓解运动疲劳功效，使大鼠负重游泳力竭平均时间达到135秒，在抗疲劳功能性食物开发中具有良好的利用价值。

Description

一种具有抗疲劳功效的蛋白营养食物制备方法及其应用

技术领域：

本发明属于功能性食物领域，特别涉及对运动疲劳缓解的显著功效。

背景技术：

激烈运动、高压力和快节奏的现代生活均能给人们带来不同程度的疲劳。运动性疲劳是指机体生理过程不能维持其完成预定的运动强度。疲劳不能有效地缓解造成肌肉过度紧张、自由基、乳酸等物质堆积最终影响运动效果。因此，近年来如何应用营养手段开发功能性食物缓解运动疲劳成为研究热点。

乳清蛋白属于优质蛋白，含有人体所必需的八种氨基酸，配比符合人体需求。乳清蛋白容易被吸收，在胃部酸性环境下能够快速消化降解，在较短的时间内释放出大量必需氨基酸，尤其是以亮氨酸为代表的支链氨基酸。此外，乳清蛋白包括β-乳球蛋白(约占45％-48％)、α-乳白蛋白(约占18％)、免疫球蛋白(约占8％)以及乳铁蛋白等大量生物活性物质。临床研究表明乳清蛋白摄入能提高还原型谷胱甘肽的表达水平，从而提高机体免疫应答能力。清蛋白包含如铁蛋白，能够对抗自由基，使其具有延缓衰老之功效。

大豆分离蛋白组分单一且不含胆固醇，86％-88％的大豆蛋白属于水溶性蛋白，主要是以球蛋白为主，占水溶性蛋白质的85％。大豆蛋白含有16种氨基酸，是目前所知的唯一含有9种必需氨基酸的蛋白质且含量丰富，其蛋白质消化率校正氨基酸分数(PDCAAS)达到最大值1。大豆分离蛋白除蛋氨酸和半胱氨酸含量较少外，其余必需氨基酸含量均达到或超过了世界卫生组织(WHO)推荐的必需氨基酸需要量的水平。大豆蛋白含有大豆多肽、大豆异黄酮、大豆皂苷和多种微量元素，具有广泛的营养保健功能。目前比较肯定生物调节作用有调节血脂、调节血糖、减轻肾脏负担、调节血压和防止骨质疏松等诸多功效。

一种双蛋白干及其制作方法申请号：201310280490.0申请日：2013-07-04本发明属于食品加工技术领域，公开了一种双蛋白干及其制作方法，解决了以鸡蛋，大豆分离蛋白粉和或大豆浓缩蛋白粉为原料，以第一循环硬度、目标负载、粘力、粘性、弹力、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性为衡量指标，设计出搅蛋、调配、蒸煮、切块、烘烤、调味、真空包装、杀菌工艺的工艺路线，制成具有优质营养和良好物性的双蛋白干。本发明将两种富含动物性优质蛋白和植物性优质蛋白原料混合，充分发挥了食物蛋白质的互补作用，提高了蛋白质的消化率和食品的营养价值。产品汲取了蒸煮与烘烤的精华，外酥内软，避免了传统鸡蛋干和豆干所具有的特异腥味，并制作出烧烤味、牛肉味等六种口味的双蛋白干，可满足各种不同人群的饮食需求和口味习惯。一种双蛋白液态奶及其制备方法，申请号：200910143367.8申请日：2009-05-25本发明涉及一种液态奶,特别是一种添加植物甾醇酯的双蛋白液态奶及其制备方法。属于乳品技术领域。本发明所提供的双蛋白液态奶,其组分及重量比例如下:牛奶(或复原乳)885～995KG,乳化稳定剂2-5KG,大豆分离蛋白5～10KG,植物甾醇酯0.5～1.5KG,香精0.5～3KG,其余为水。本发明将牛奶与大豆蛋白结合,同时添加植物甾醇酯,得到一种营养均衡,有利于保护心脏的双蛋白液态奶。

从营养学角度分析乳清蛋白属于动物性蛋白，长期食用动物性蛋白容易造成体内胆固醇，脂肪和热量堆积对身体产生不利影响。大豆分离蛋白属于植物性蛋白，长期食用以大豆为代表的植物性蛋白容易造成蛋氨酸摄入不够，且植物性蛋白含有抗营养因子，它们能够影响机体对营养物质的吸收。因此，如何充分利用大豆及牛乳蛋白动植物蛋白优势，在营养、口味方面发挥动植物蛋白优势互补作用，提高动植物蛋白的综合利用率，开发具有良好营养保健功能的蛋白食物，满足和改善人们运动营养健康状况，缓解都市人群亚健康状态，是目前运动科学、食品科学和医学等领域亟待解决的问题。

发明内容：

本发明解决技术问题是提供一种能够缓解运动疲劳的功能性蛋白营养食物，并提供该功能性蛋白食物的核心制备方法及其证明其功效的动物体内实验数据。

所述功能性蛋白营养食物，包含主要成分为从非转基因大豆提取的大豆蛋白质和从牛乳提取的牛乳蛋白质。

所述功能性蛋白营养食物制备方法如下：

制备原则的确定：因素1：氨基酸释放模式差异。将等量的大豆分离蛋白和乳清蛋白分别饲喂空腹wistar大鼠(营养学研究模型)，通过串联质谱检测大鼠外周血必需氨基酸动态 释放模式，结果显示经过乳清蛋白消化速率较高，经过胃酸消化后30min氨基酸释放达到峰值，大豆分离蛋白摄入后60min氨基酸才达到峰值。因素2：氨基酸组成模式差异。利用质谱检测氨基酸种类发现大豆分离蛋白是目前报道的唯一含有9种必需氨基酸的优质蛋白，乳清蛋白含有8种必需氨基酸。因素3：蛋白质组分差异。大豆分离蛋白含有7S、11s等为主要成分的分离蛋白，而乳清蛋白属于均一蛋白。基于上述三大因素建立模糊综合判断方法评价最优配比的可能方案为两种蛋白质以等氮的方式进行配比，通过后期动物体内实验数据验证等氮配比效果最好，能够最大程度保证两种蛋白摄入后氨基酸持续性释放、氨基酸组成种类全面且功能性7s、11s蛋白含量丰富。

一种具有抗疲劳功效的蛋白营养食物：

技术方案如下：

本发明所制备的蛋白营养食物的主要营养基料包括大豆分离蛋白和乳清蛋白，所述蛋白营养食物中根据检测每种蛋白的氮(N)含量，所述蛋白营养食物中大豆分离蛋白和乳清蛋白的重量份数组成为：大豆分离蛋白44-46份，乳清蛋白53-55份；

优选的，所述蛋白营养食物中大豆分离蛋白和乳清蛋白的重量份数组成为：大豆分离蛋白45-46份，乳清蛋白54-55份；

优选的，所述蛋白营养食物中大豆分离蛋白和乳清蛋白的重量份数组成为：大豆分离蛋白45.4份，乳清蛋白54.6份；

流体蛋白营养食物的关键制备方法如下：

按照重量份数分别称取大豆分离蛋白45.4份，乳清蛋白54.6份，水合后充分混合制得蛋白营养食物。

具体制备100g等氮蛋白营养食物需要大豆分离蛋白45.4g，乳清蛋白54.6g。分别称取45.4g大豆分离蛋白和54.6g乳清蛋白，水合后充分混合既得。

优选的可以上述配置的蛋白营养食物的基础上添加食品辅料制备各种食品产品。

杜马斯定氮仪检测每克大豆分离蛋白与乳清蛋白氮含量N_豆＝0.12与N_乳/g＝0.10，

具体制备100g等氮蛋白营养食物需要大豆分离蛋白45.4g，乳清蛋白54.6g。分别称取45.4g大豆分离蛋白和54.6g乳清蛋白，水合后充分混合既得。

大鼠实验用蛋白食物溶液的配置：

每毫升纯水中加入100毫克等氮蛋白营养食物，在50摄氏度加热的条件下，300rpm水合30分钟，效果最好，将100g等氮蛋白营养食物加入超纯水配制成终浓度为100mg/ml的等氮蛋白营养食物溶液。

流体蛋白营养食物制备方法：100g流体蛋白营养食物，大豆分离蛋白45.4g，乳清蛋白 54.6g。分别称取大豆分离蛋白与乳清蛋白混合，加入50℃的温水300rpm水合30分钟，在水合的过程中要采用磁珠转子进行转动300rpm，制成终浓度为100mg/ml的流体蛋白营养食物。

实验证明此温度水合效果最好，能达到大豆分离蛋白和乳清蛋白的最大溶解度。同时，这样能够促进两种蛋白悬胶液的形成。该操作的优点在于能使两种等氮蛋白充分水合形成悬胶液，机体摄入后能够以等氮的形式被胃肠道消化吸收。

a、大豆分离蛋白与乳清蛋白混合前需要用50℃的温水进行水合，实验证明此温度水合效果那方面效果最好，能达到大豆分离蛋白和乳清蛋白的最大溶解度。同时，在水合的过程中要采用磁珠转子进行转动300rpm，30min，这样能够促进两种蛋白悬胶液的形成。该操作的优点在于能使两种等氮蛋白充分水合形成悬胶液，机体摄入后能够以等氮的形式被胃肠道消化吸收。

b、蛋白营养食物配制溶液采用等氮方式，蛋白营养食物中大豆分离蛋白与乳清蛋白按照等氮方式配制。需要通过杜马斯定氮仪将本发明制备的大豆分离蛋白和乳清蛋白进行氮含量测定。测定结果N_{大豆分离蛋白}/g＝0.12与N_乳清蛋白/g＝0.10，以制备100g蛋白营养食物干粉计算，需要大豆分离蛋白45.4g，乳清蛋白54.6g。根据实验数据发现等氮蛋白营养食物浓度在200mg/2ml的浓度下能够有效增强大鼠抗疲劳能力，延长负重游泳时间。

所述大豆分离蛋白质制备过程如下：非转基因大豆豆粕通过碱提取法获取。大豆豆粕加入蒸馏水混合，混合比例为10％豆粕+90％蒸馏水，混合后加入NaOH，调整PH＝7，溶液进行离心，离心速度为3800rpm，离心时间为30min。取上清，向上清中加入盐酸调整PH至4.5，静置等蛋白质完全析出后，3800rpm离心30min，弃上清，取沉淀。向沉淀物中加入NaOH使PH＝7，通过喷雾将其干燥。通过检测蛋白质含量大于90％，水分测定仪检测水分小于7％，灰分测定仪检测小于6％。

所述牛奶蛋白质制备过程如下：采用25％无水乙醇提取牛乳中粗蛋白，将所得滤液按照2.8:1比例加入无水乙醇，静置30min分钟后，用4000rpm离心30min得到乳清蛋白，经过澄清、超滤、干燥获得浓缩乳清蛋白。通过检测蛋白质含量大于90％，水分测定仪检测水分小于8％，灰分测定仪检测小于5％。

有益效果：

本发明通过等氮方式将大豆分离蛋白与乳清蛋白调配成蛋白营养食物，进行为期七周的wistar大鼠游泳运动干预试验。试验中采用自由饮食和限量饲喂大鼠维持饲料，每天进行游 泳训练，训练后四组分别进行等量乳清蛋白、大豆分离蛋白、等氮蛋白营养食物和非等氮蛋白营养食物灌胃干预。经过七周的运动及蛋白差异干预，进行运动疲劳相关指标检测。试验表明：1.本发明的等氮配比的蛋白营养食物能够明显的提高运动后乳酸脱氢酶的活性。蛋白营养食物(等氮)组乳酸脱氢酶活性在运动后150分钟内始终高于单独乳清蛋白干预组和大豆分离蛋白干预组。2.本发明的蛋白营养食物(等氮)能够显著的延长一次性负重游泳力竭时间。蛋白营养食物(等氮)组大鼠负重力竭平均时间在135秒，显著高于乳清蛋白组(平均88秒)和大豆分离蛋白组(平均99.8秒)。3.本发明的蛋白营养食物(等氮)食物不会明显增加大鼠体重。通过等量饲喂大鼠乳清蛋白、大豆分离蛋白和蛋白营养食物，七周后四组体重没有明显统计学差异。

实验表明本发明的蛋白营养食物在等氮比例下获得食物其效果最佳，在等氮比例附件效果就不同程度下降。在偏离重量份数1.5％以上效果就显著下降。

本发明采用蛋白营养食物(等氮配比)，通过七周的大鼠静水游泳后营养干预，能够在不增加大鼠体重的前体下显著的提高大鼠体内乳酸脱氢酶活性，延长大鼠负重游泳力竭时间。具有明显的缓解运动疲劳功效，使大鼠负重游泳力竭平均时间达到135秒，在抗运动疲劳功能性食物开发中具有良好的利用价值。

附图说明：

图1乳清蛋白、大豆分离蛋白和蛋白营养食物七周饲喂后一次性力竭时间图

具体实施方式：下面通过具体的实施方案叙述本发明中蛋白营养食物(大豆与牛乳等氮配比)在抗运动疲劳良好效果及应用。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中双蛋白配制及相应的营养干预方案进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1：

制备100公斤的蛋白营养食物，利用杜马斯定氮仪测定原料乳清蛋白和大豆分离蛋白的N含量分别为N_乳和N_豆，根据上述原则即N_乳＝N_豆计算100公斤等氮双蛋白营养食物所需的原料含量，以本发明测定的N_{大豆分离蛋白}/g＝0.12与N_乳清蛋白/g＝0.10为例，制备100公斤等氮双蛋白营养食物需要称取45.4公斤大豆分离蛋白和54.6公斤乳清蛋白。在500公斤专业混合器中分别加入45.4公斤大豆分离蛋白和54.6公斤乳清蛋白，12转/分钟、混合15分钟。

根据需要按照如下方法制备出流体蛋白营养食物，上述蛋白粉中加入相应50摄氏度纯水水合30分钟，制备出不同浓度的等氮蛋白营养食物液体。

表1 实例1

等氮蛋白营养食物(公斤)	大豆分离蛋白(公斤)	乳清蛋白(公斤)
			100	45.4	54.6

对照实验用蛋白营养食物的制备方法：

制备100公斤的蛋白营养食物，称取40公斤大豆分离蛋白和60公斤乳清蛋白。在500公斤专业混合器中分别加入40公斤大豆分离蛋白和60公斤乳清蛋白，12转/分钟、混合15分钟。根据需要按照如下方法制备出流体蛋白营养食物，上述蛋白粉中加入相应50摄氏度纯水水合30分钟，制备出不同浓度的蛋白营养食物液体。

实施例2

制备10公斤的蛋白营养食物，利用杜马斯定氮仪测定原料乳清蛋白和大豆分离蛋白的N含量分别为N_乳和N_豆，根据上述原则即N_乳＝N_豆计算10公斤等氮双蛋白营养食物所需的原料含量，以本发明测定的N_{大豆分离蛋白}/g＝0.12与N_乳清蛋白/g＝0.10为例，制备10公斤等氮双蛋白营养食物需要称取4.54公斤大豆分离蛋白和5.46公斤乳清蛋白。在50公斤混合器中分别加入4.54公斤大豆分离蛋白和5.46公斤乳清蛋白，12转/分钟、混合15分钟。根据需要浓度再称取相应重量的等氮蛋白粉加入相应50摄氏度纯水水合30分钟，制备出不同浓度的等氮蛋白营养食物液体。

表2 实例2

等氮蛋白营养食物(公斤)	大豆分离蛋白(公斤)	乳清蛋白(公斤)
			10	4.54	5.46

本发明效果实验技术方案如下：

1、动物选择

6周龄SPF级雄性Wistar大鼠24只，购于北京维通利华实验动物有限公司，实验动物合格证NO.11400700105348、生产许可证号：SCXK(京)2010-0001。采用IVC大鼠饲养系统，12h光照周期，严格遵守中国动物实用指南。体重202-226g，随机分为四组：乳清蛋白组、大豆分离蛋白组、蛋白营养食物等氮组和非等氮组，运动模型采用wistar大鼠一次性力竭游泳模型。

3、运动模型

游泳用水取自符合卫生标准的生活用水，使用前进行高温高压处理。水深控制在两倍于大鼠身长。水温选择30-35℃之间使其更接近正常大鼠体温。通过尾巴缠绕铅皮的方式进行 负重运动，负重量为每只大鼠体重的10％。在运动过程中随时观察大鼠的状态，当其全身浸没水中10秒后仍不能通过努力返回水面，作为力竭发生的判断标准。运动完成后，尽快对大鼠进行保温处理，用毛巾将毛擦拭干后放在干燥垫料的鼠笼中。

4、试验方案

Wistar大鼠被随机分成四组，并通过耳标进行标记。首先，对所有大鼠进行为期一周的适应性饲喂，第二周检测实验大鼠体重，计算负重游泳所需铅皮重量。每周一进行一次性力竭训练，周二至周五进行2/3力竭时间的普通游泳运动。每次运动后分别对四组大鼠进行灌胃处理(灌胃量2ml/只，总浓度为200mg，每组进行等氮饲喂)。连续饲喂6周，第7周(周一)一次性力竭运动后灌胃干预，分别在灌胃后第30min、60min、90min、120min和150min采集尾静脉血。血液生理生化测定疲劳相关参数肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)。此外记录第7周不同干预组所有大鼠一次性力竭时间。

5、试验期间的饮食与饮水

所有参试wistar大鼠采用自由饮水。饮食采用基本维持饲料(定量饲喂：20g/只/天)将体重均一的6周龄雄性SPF级wistar大鼠随机分成四组即乳清蛋白组、大豆分离蛋白组、蛋白营养食物(等氮)组、蛋白营养食物(非等氮)组，每组六只。分别对每组大鼠进行耳标标记，此后进行为期1周的适应性饲喂，适应性期间采取自由饮水和定量饲喂SPF大鼠维持饲料(20克/只/天)。同时每天进行大鼠静水游泳训练。第二周开始测量大鼠体重，计算大鼠静水游泳负重铅皮重量。每天完成一次负重力竭游泳运动，运动后立即分别对每组进行蛋白灌胃干预。灌胃量为2毫升，浓度为200毫克。周末休息，维持饮水和定量饲喂大鼠维持饲料。第七周记录每组大鼠体重(表2)和力竭时间。力竭后进行蛋白灌胃，灌胃后分别在30min、60min、90min、120min、和150min进行尾静脉采血检测乳酸脱氢酶活性(图1)。结果如下：

1、相同条件下，蛋白营养食物饲喂不会明显增加大鼠体重。

表3 不同组wistar大鼠第七周体重变化情况

(每组数量＝6，均值±标准差,克)

本实验选择体重均一的SPF级wistar大鼠，每只大鼠每天定量饲喂20g SPF级大鼠维持饲料，自由饮水。在负重游泳训练后，每组大鼠分别通过灌胃摄入等量的蛋白质(乳清蛋白、大豆分离蛋白、等氮蛋白和非等氮蛋白)。经过六周的静水游泳训练及蛋白灌胃处理，第七周检测各组大鼠体重。检测结果表明，各蛋白干预组之间大鼠体重没有明显的统计学差异(表3)，乳清蛋白干预组大鼠平均体重为360.83克，略高于其他三组。

2、蛋白营养食物饲喂明显增强大鼠运动后乳酸脱氢酶活性。

表4 不同组wistar大鼠乳酸脱氢酶活性动态变化

(每组数量＝6，均值±标准差,U/L)

乳酸是体内糖原在缺氧条件下氧化分解的代谢产物，乳酸的堆积是导致运动疲劳的物质之一。乳酸脱氢酶广泛存在于机体组织细胞中，能够催化乳酸与丙酮酸之间转换。结果显示，游泳运动前，四组大鼠乳清脱氢酶活性相同没有统计学差异，“运动+蛋白”干预后第30min蛋白营养食物等氮组乳酸脱氢酶活性明显升高，而其他三组升高趋势一致，显著低于蛋白营养食物(等氮)组(P＜0.05)。随后到第60min，蛋白营养食物(等氮)组乳酸脱氢酶活性急剧降低至与其他三组一致水平。从第60min至150min之间四组大鼠血清乳酸脱氢酶活性没有明显差异，第150min各组大鼠基本恢复到静息状态。

3、蛋白营养食物饲喂明显延长大鼠一次性力竭游泳时间(附图1)

根据第七周四组大鼠体重数值，按照体重10％负重原则计算尾部铅皮重量，分别对每组大鼠进行负重游泳运动。记录每只大鼠达到力竭状态的时间，乳清蛋白组平均力竭时间为88s，标准差为21.7、大豆分离蛋白组平均力竭时间为99.8s，标准差为10.7、蛋白营养食物等氮组平均力竭时间为135.8s标准差为16.2、蛋白营养食物非等氮组平均力竭时间105.7s，标准差15.4。统计学分析蛋白营养食物非等氮组组大鼠达到力竭状态的品均时间显著高于其他三组(P＜0.05)，乳清蛋白组与大豆分离蛋白组之间平均力竭时间没有统计学差异。

Claims (7)

1.一种蛋白食品，由大豆分离蛋白和乳清蛋白制成，所述蛋白食品中大豆分离蛋白和乳清蛋白的重量份数为：大豆分离蛋白45.4份，乳清蛋白54.6份，其特征在于，

所述大豆分离蛋白制备过程如下：

大豆豆粕加入蒸馏水混合，混合比例为10％豆粕+90％蒸馏水，混合后加入NaOH，调整pH＝7，溶液进行离心，离心速度为3800rpm，离心时间为30min；取上清，向上清中加入盐酸调整pH至4.5，静置等蛋白质完全析出后，3800rpm离心30min，弃上清，取沉淀；向沉淀物中加入NaOH使pH＝7，通过喷雾将其干燥；

所述乳清蛋白制备过程如下：采用25％无水乙醇提取牛乳中粗蛋白，将所得滤液按照2.8:1比例加入无水乙醇，静置30min后，用4000rpm离心30min得到乳清蛋白，经过澄清、超滤、干燥获得浓缩乳清蛋白。

2.根据权利要求1所述一种蛋白食品，在所述蛋白食品的基础上添加食品辅料制备各种食品产品。

3.根据权利要求1所述一种蛋白食品，100公斤蛋白食品，大豆分离蛋白45.4公斤，乳清蛋白54.6公斤。

4.根据权利要求1所述一种蛋白食品，10公斤蛋白食品，大豆分离蛋白4.54公斤，乳清蛋白5.46公斤。

5.根据权利要求1所述一种蛋白食品的制备方法，具体包括：

按照重量份数分别称取大豆分离蛋白45.4份，乳清蛋白54.6份，混合制得蛋白食品。

6.一种依据权利要求 1-4任一所述蛋白食品制成流体蛋白食物的制备方法，大豆分离蛋白和乳清蛋白混合后加入50℃的温水300rpm加水混合30分钟，制成终浓度为100mg/ml的流体蛋白营养食物。

7.根据权利要求1所述一种蛋白食品在制备动物抗疲劳食品方面的应用。