Study on Preparation of Wheat Peptide Sports Beverage and Its Activity of Antioxidant and Anti-exercise Fatigue in Vivo
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摘要: 以小麦肽为原料，研制小麦肽运动饮料。通过单因素与响应面试验确定该运动饮料的最佳配方后，测定各组小鼠的爬杆时间、运动后体内乳酸（LA）、尿素氮（BUN）、丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力，以考察该运动饮料的体内抗氧化与抗运动疲劳活性。结果表明，该运动饮料的最佳配方为：小麦肽用量为3.5%、赤藓糖醇用量为4.2%、柠檬酸用量为0.2%、复合稳定剂用量为0.35%，感官得分95.7分，所得饮料呈淡黄色，具有小麦肽特有香味，酸甜适中，风味独特，无明显沉淀物，谷氨酰胺含量0.69%±0.02%。与空白组相较，低、高剂量的小麦肽运动饮料可延长小鼠的爬杆时间（P<0.05，P<0.01），提高其运动后内源性抗氧化酶SOD与GSH-Px活性（P<0.05，P<0.01），并减小MDA、LA与BUN生成量（P<0.05，P<0.01）。因此小麦肽运动饮料具有较好的体内抗氧化和抗运动疲劳活性。Abstract: Using wheat peptide as the raw material, the wheat peptide sports beverage was developed. The optimum formula of the beverage was researched by single-factor and response surface test. The climbing pole time, content of lactic acid (LA), blood urea nitrogen (BUN) and malondialdehyde (MDA), activity of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxide dismutase (GSH-Px) were respectively measured in different group mice after exercise, to explore anti-exercise fatigue and antioxidant of this beverage in vivo. The results showed that the optimal formula of this beverage was the combination of 3.5% of wheat peptide, 4.2% of erythritol, 0.2% of citric acid, and 0.35% of compound stabilizer. Under predicted condition, sensory score of the beverage reached 95.7 scores. The beverage presented light yellow, possessed peculiar fragrance of wheat peptide, proper sweet and sour taste, unique flavor, and without obvious precipitate, and content of glutamine reached 0.69%±0.02%. Compared with control group, the wheat peptide sports beverage at different dosage could prolonged climbing pole time on mice (P<0.05, P<0.01), increased activity of SOD and GSH-Px that were endogenous antioxidant enzymes (P<0.05, P<0.01), meanwhile decreased generated content of MDA, LA and BUN (P<0.05, P<0.01) after exercise. Therefore, the wheat peptide sports beverage had better activity anti-exercise fatigue and antioxidant in vivo.
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Keywords:
- wheat peptide /
- sports beverage /
- antioxidant /
- anti-exercise fatigue
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适当的运动有助于提升人体的各项机能，以改善长期亚健康状态对身体的不利影响。然而，不恰当的运动方式和不合理的运动量，易使人体感到疲劳，出现不适感。有研究显示，运动疲劳的产生与自由基有关，当人体剧烈运动时，体内会生成大量自由基，引起肝脏和骨骼肌线粒体的脂质过氧化损伤，并破坏生物膜正常功能，造成肌肉工作能力下降[1-2]。因此，体内补充抗氧化剂使其与内源性自由基相互作用，可减轻机体氧化损伤，是预防机体疲劳的有效方法之一[3]。近年来，部分多肽已被发现具有良好的抗氧化与抗疲劳作用，安全性较高[4-5]。与体内补充蛋白质或氨基酸相较，多肽的氨基酸组成少，因而分子体积小，易于溶解，同时进入人体后转运速度快、耗能低，可避免不同氨基酸的竞争吸收，易被机体吸收利用，而与常见的抗氧化物质多酚类化合物相较，其稳定性较好。
小麦肽为蛋白酶酶解小麦蛋白的产物，具有保护胃肠道黏膜、降血糖、抗氧化及增强机体免疫功能等活性，富含谷氨酸、天冬氨酸、组氨酸等必须氨基酸，营养价值丰富[6-7]。陈英等向衰老模型小鼠灌胃小麦肽溶液后，发现其可显著提高动物血清中总抗氧化能力（T-AOC）及谷胱甘肽过氧化酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）活性，并明显降低血清和各组织中丙二醛（MDA）含量，具有较好体内抗氧化活性[8]；Zheng等对60只SD大鼠灌胃不同剂量的小麦肽溶液发现高剂量运动组大鼠的耐运动疲劳的时长远超其它各组动物，且体内SOD与GSH-Px活性明显增强，有助于清除运动生成的自由基，提高机体的运动耐力[9]；王倩倩等发现一定浓度的小麦肽溶液对H2O2损伤的L929细胞具有较好的保护作用，且有利于提高体内肝糖原（LG）与肌糖原（MG）的储量，降低血清中乳酸（BLA）与尿素氮（BUN）含量，同时发现其体内抗氧化活性与抗疲劳作用高度相关[10]。从上述研究活动可知，小麦肽具有较好的体内抗氧化与抗疲劳活性，但目前其相关食品的开发却少之又少，为此本研究以其为主要原料，并辅以常规食品添加剂制备小麦肽运动饮料，通过响应面试验优化其配方后，探讨体内抗氧化与抗运动疲劳的活性，以为相关小麦肽的运动食品开发提供参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
SPF级健康雄性小鼠 100只 （6周龄），体质量19~25 g，饲养温度：（25±2）℃，湿度：60%±10%，由河南省实验动物中心提供 （动物许可证号：SCXK （豫）2017-0001）；小麦肽（分子量<1000 Da） 陕西斯诺特生物技术有限公司；赤藓糖醇、柠檬酸、黄原胶、羧甲基纤维素钠均为食品级 郑州裕和食品添加剂有限公司；无水葡萄糖标准品 中国食品药品检定研究院；西洋参口服液 北京同仁堂药业有限公司；LA、BUN、MDA、GSH-Px、SOD检测试剂盒 南京建成生物工程研究所；其余试剂 均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；试验用水 为去离子水。
752N型紫外可见分光光度计、pH S-3C 型 pH 计 上海仪电分析仪器有限公司；U3000型高效液相色谱仪 美国赛默飞公司；ME104型电子天平 梅特勒-托利多有限公司；DYJG-9023A型鼓风干燥箱 杭州亿捷科技有限公司；CRJ-3/60型均质机 成瑞机械设备有限公司；THZ-82型水浴振荡器 金城海澜仪器制造厂；OLB9830A型全自动定氮仪 济南欧莱博技术有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 制备工艺流程
1.2.2 小麦肽饮料制备
1.2.2.1 调配与混合
小麦肽粉过80目筛后，与赤藓糖醇、柠檬酸共同完全溶于水中，另添加含有羧甲基纤维素钠与黄原胶的复合稳定剂（m:m=1:1），混合均匀。
1.2.2.2 均质与灭菌
将混匀后的溶液置于均质机内均质（50 ℃、25 MPa），以提高溶液中物料的分散程度使其稳定，随后经100 μm滤膜过滤后灌装于玻璃瓶内，于121 ℃、灭菌15 min即得[11]。
1.2.3 饮料感官评价标准
依据相关多肽饮料的感官评价原则[12]，选择“色泽”、“气味”、“口感”和“组织形态”作为小麦肽运动饮料的感官评价维度，并结合该饮料的实际特性，制定具体细则，见表1所示，同时选择富有饮料感官评价经验的10位从业人员，评价不同配方制得的饮料样品，评价得分去掉最高分与最低分后，取平均值。
表 1 小麦肽运动饮料的感官评价标准Table 1. Evaluation criterion of wheat peptide functional beverage项目 评价细则 得分（分） 色泽（20 分） 溶液色泽均匀、透亮、呈浅黄色 15~20 溶液色泽稍不一致、呈乳白色、略暗 7~14 溶液色泽不均匀且暗淡、偏深黄色 <7 气味（30 分） 有明显的小麦肽特有香味、无明显异味 25~30 小麦肽香味较重或稍有异味 10~24 小麦肽特有香味过浓或无，且异味明显 <10 口感（30 分） 口感细腻、酸甜适中、具有小麦肽特有风味 25~30 口感较柔和、酸味或甜味较明显、小麦肽特有
风味偏淡10~24 颗粒感明显、酸味或甜味突出且无小麦肽特有风味 <10 组织形态（20 分） 组织形态均匀、黏度适中、静置无明显分层或沉淀 15~20 组织形态一般、偏黏，静置后略有沉淀，无分层 7~14 组织形态不均匀、黏稠，静置后分层明显，并有沉淀 <7 1.2.4 单因素实验
以饮料感官得分为评价指标，考察小麦肽、赤藓糖醇、柠檬酸及复合稳定剂的添加量对该运动饮料的感官品质影响，具体如下：固定赤藓糖醇用量4%、柠檬酸用量0.20%、复合稳定剂用量0.3%，选择1%、2%、3%、4%、5%作为小麦肽用量考察水平；固定小麦肽用量3%、柠檬酸用量0.20%、复合稳定剂的用量0.3%，选择2%、3%、4%、5%、6%作为赤藓糖醇用量考察水平；固定小麦肽用量3%、赤藓糖醇用量4%、复合稳定剂的用量0.3%，选择0.1%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%作为柠檬酸用量考察水平；固定小麦肽用量3%、赤藓糖醇用量4%、柠檬酸用量0.20%、选择0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%作为复合稳定剂用量考察水平。
1.2.5 响应面优化试验
根据单因素试验结果，利用Design-expert 8.0软件对各组分用量进行响应面优化试验，具体因素与水平见表2，以确定小麦肽运动饮料的最佳配方。
表 2 响应面试验因素与水平Table 2. Factors and levels of response surface experiment水平 A 小麦肽（%） B 赤藓糖醇（%） C 柠檬酸（%） D 复合稳定剂（%） −1 2 3 0.15 0.2 0 3 4 0.20 0.3 1 4 5 0.25 0.4 1.2.6 饮料品质分析
1.2.6.1 pH与总酸含量
利用pH计检测饮料的pH，并按照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》检测总酸含量[13]。
1.2.6.2 不溶性固形物与离心沉淀率
按照GB/T 12143-2008中折光法检测饮料不溶性固形物[14]；饮料经低速（3000 r/min）离心10 min后测得离心沉淀率，离心沉淀率=离心后上清液质量/离心前样品溶液质量。
1.2.6.3 总糖与谷氨酰胺含量
不同浓度的葡萄糖标准溶液与样品溶液分别加入0.05%蒽酮硫酸溶液，于最大吸收波长处测定吸光度，计算总糖含量[15]；采用BTI-AQC柱前衍生处理样品后，通过高效液相色谱法测得样品溶液中谷氨酰胺的含量[16]。
1.2.6.4 菌落总数与大肠杆菌
分别按照GB/T 4789.10-2016 《食品安全国家标准 食品微生物检验 菌落总数测定》与GB/T 4789.3-2016 《食品安全国家标准 食品微生物检验 大肠杆菌计数》要求检测[17-18]。
1.2.7 体内抗氧化与抗疲劳活性考察
1.2.7.1 动物分组与灌胃剂量
经适应性喂养5 d后的100只小鼠，按照体重随机分为对照组、空白对照组、阳性对照组和该运动饮料的低、高剂量组，每组20只。其中，对照组小鼠按照15 mL/100 g剂量灌胃0.85%生理盐水，空白对照组与阳性对照组小鼠按照上述剂量分别灌胃不含小麦肽的运动饮料（与最佳配方和制备工艺相同，但不含小麦肽）和西洋参口服液，而低、高剂量组小鼠则根据《保健食品功能评价》的评价要求，分别按照15、30 mL/100 g剂量灌胃，所有动物每日均灌胃1次，连续30 d[19]。
1.2.7.2 爬杆试验
最后一次灌胃结束30 min后，各组随机挑选10只小鼠置于爬杆上，记录小鼠自肌肉紧张抱紧爬杆至无力脱落的时间，每次完成后休息10 min，重复3次，累计时间记作爬杆时间[20]。
1.2.7.3 抗氧化、抗疲劳生化指标测定
最后一次灌胃结束30 min后，将各组剩余小鼠置于泳池内游泳40 min后，取出休息10 min，分别于眼球取血离心，制取血清，同时匀浆处理小鼠的肝脏和后腿肌肉，分别利用相关试剂盒检测血清中LA、BUN含量及肝脏中MDA含量和SOD、GSH-Px活力[21]。
1.3 数据处理
试验结果以三次均值±标准差表示，并利用SPSS 19.0软件对动物实验结果进行t检验，比较组间差异，数据图表则采用Origin 8.2制作。
2. 结果与分析
2.1 小麦肽用量对饮料感官品质的影响
不同小麦肽用量对该运动饮料的感官得分和离心沉淀率影响，见图1所示。从图1可知，随着小麦肽用量的增多，饮料的感官得分先增大后减小，而离心沉淀率不断增大，这归因于多肽的分子量较高，用量过多时，小麦肽不易分散均一，影响溶液均匀性，同时大量疏水性氨基酸的存在导致涩味加重，静置一段时间后，瓶底可见明显沉淀，这与李冠龙等研究蛹虫草玉米肽功能性饮料时多肽用量的考察结果相似[22]，当小麦肽用量用量3%时，离心沉淀率偏低，因此选择2%、3%、4%作为后续响应面试验小麦肽的用量考察水平。
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图 1 小麦肽用量对饮料的感官品质影响Figure 1. Effect of wheat peptide content on sensory quality in beverage2.2 赤藓糖醇用量对饮料感官品质的影响
不同赤藓糖醇用量对该运动饮料的感官得分与离心沉淀率影响，见图2所示。从图2可知，随着赤藓糖醇用量的增多，饮料的感官得分不断增大，至用量为4%时开始减小，这源于赤藓糖醇作为新型甜味剂，不仅可为饮料提供甜味，还可与小麦肽混合形成特有风味，但添加过多，不仅使得饮料甜度过高，同时增加制备成本，另外也增大溶质浓度，容易造成部分氨基酸絮凝形成沉淀[23]，因此选择3%、4%、5%作为后续响应面试验赤藓糖醇的用量考察水平。
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图 2 赤藓糖醇用量对饮料的感官品质影响Figure 2. Effect of erythritol content on sensory quality in beverage2.3 柠檬酸用量对饮料感官品质的影响
柠檬酸的添加不仅赋予饮料酸甜口感，另有防腐抑菌作用，保证产品货架期内质量稳定，因此分别考察不同柠檬酸的用量对该运动饮料的感官得分与离心沉淀率影响，见图3所示。从图3可知，柠檬酸用量在0.1%~0.2%时，感官得分随着柠檬酸添加量的增多而增大，随后开始下降，饮料酸味突出，当柠檬酸用量为0.2%时，该运动饮料酸甜协调、口感温和。另外饮料的离心沉淀率呈先减小后增大趋势，这归因于柠檬酸的添加影响溶液的pH范围，当溶液pH与饮料中氨基酸的等电点接近时，易形成沉淀[24]，因此选择0.15%、0.20%、0.25%作为后续响应面试验柠檬酸的用量考察水平，相应的离心沉淀率不断下降。
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图 3 柠檬酸用量对饮料的感官品质影响Figure 3. Effect of citric acid content on sensory quality in beverage2.4 复合稳定剂用量对饮料感官品质的影响
稳定剂的添加有助于保证饮料长期稳定，避免溶液分层。由于复合稳定剂的稳定作用优于单一稳定剂，因此分别考察不同复合稳定剂用量对该运动饮料的感官得分与离心沉淀率影响，见图4所示。从图4可知，随着复合稳定剂用量的增多，该运动饮料的感官得分先增大后减小，离心沉淀率的变化趋势恰好相反。这归因于羧甲基纤维素钠吸附层的静电斥力和空间位阻能维持多肽的稳定存在，黄原胶与其复配具有协同增效的作用[25]，从而降低小麦肽的沉降速度，同时复合稳定剂具有一定的增稠作用，使得饮料的口感爽滑，但用量过多时，饮料口感黏稠，并有絮状物生成，因此选择0.2%、0.3%、0.4%作为后续响应面试验复合稳定剂的用量考察水平。
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图 4 复合稳定剂用量对饮料的感官品质影响Figure 4. Effect of compound stabilizer content on sensory quality in beverage2.5 响应面优化试验结果
采用Box-Behnken中心组合设计原理，进行四因素三水平的响应面分析试验，考察小麦肽（A）、赤藓糖醇（B）、柠檬酸（C）及复合稳定剂（D）的用量对该运动饮料的感官得分（Y）影响，试验方案与结果，见表3所示。
表 3 响应面试验结果Table 3. Results of the response surface experiment试验号 A B C D Y 感官得分（分） 1 1 0 −1 0 79.5 2 0 −1 0 1 83.8 3 −1 0 0 1 70.4 4 1 0 0 1 89.8 5 −1 −1 0 0 72.8 6 0 0 1 −1 79.6 7 0 0 1 1 88.6 8 0 1 −1 0 76.6 9 0 0 0 0 91.9 10 0 −1 −1 0 77.1 11 0 1 1 0 83.9 12 1 −1 0 0 83.2 13 −1 1 0 0 75.7 14 0 0 0 0 89.8 15 0 0 0 0 91.4 16 −1 0 −1 0 71.3 17 0 0 0 0 92.8 18 1 0 0 −1 73.6 19 0 1 0 1 89.1 20 −1 0 0 −1 70.3 21 0 0 0 0 93.4 22 0 −1 1 0 86.4 23 1 1 0 0 88.5 24 0 0 −1 1 80.6 25 −1 0 1 0 81.4 26 1 0 1 0 89.3 27 0 1 0 −1 76.8 28 0 0 −1 −1 69.9 29 0 −1 0 −1 78.2 利用Design-Expert 8.0.6软件对表3试验结果进行多元回归拟合，得到各因素水平与感官得分的二次多项回归方程：Y=91.86+5.17A+0.76B+4.52C+4.49D+0.60AB−0.075AC+4.02AD−0.50BC+1.68BD−0.42CD−7.55A2−4.27B2−5.26C2-6.94D2，相关方差分析结果，见表4所示。
表 4 响应面方差分析Table 4. Variance analysis of response surface experiment来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性 A 320.33 1 320.33 71.48 <0.0001 ** B 6.90 1 6.90 1.54 0.2350 C 244.80 1 244.80 54.63 <0.0001 ** D 242.10 1 242.10 54.02 <0.0001 ** AB 1.44 1 1.44 0.32 0.5798 AC 0.023 1 0.023 5.021E-003 0.9445 AD 64.80 1 64.80 14.46 0.0019 ** BC 1.00 1 1.00 0.22 0.6439 BD 11.22 1 11.22 2.50 0.1359 CD 0.72 1 0.72 0.16 0.6941 A2 370.24 1 370.24 82.61 <0.0001 ** B2 118.13 1 118.13 26.36 0.0002 ** C2 179.12 1 179.12 39.97 <0.0001 ** D2 312.64 1 312.64 69.76 <0.0001 ** 模型 1545.11 14 110.36 24.63 <0.0001 ** 残差 62.74 14 4.48 失拟项 55.03 10 5.50 2.85 0.1620 误差项 7.71 4 1.93 总和 1607.85 28 R2 0.9810 调整R2 0.9420 注：*差异显著（P<0.05）；**差异极显著（P<0.01） 从表4可知，该二次多项式回归模型P值小于0.01，具有极显著性水平，失拟项P值大于0.05，表明失拟项不显著，模型对试验拟合程度较好，决定系数R2为0.9810，表明该模型方程可准确反映各因素与响应值的变化关系。从显著性分析结果可知，各因素对饮料感官得分的影响顺序为：A>C>D>B。模型中一次项A、C、D，二次项A2、B2、C2、D2，交互项AD对运动饮料的感官得分均有极显著性影响（P<0.01）。
2.6 响应曲面分析与最佳工艺验证
图5为两因素的交互作用对运动饮料的感官得分影响，从图5可知，小麦肽用量与复合稳定剂用量的交互曲面陡峭，交互作用极显著（P<0.01），而其它交互作用的响应曲面中，随着各因素水平的增加，饮料的感官得分缓慢升高，交互作用不显著（P>0.05）。
通过对二次多项式回归模型分析，确定小麦肽运动饮料的最佳配方为：小麦肽用量为3.47%、赤藓糖醇用量为4.19%、柠檬酸用量为0.22%、复合稳定剂用量为0.35%，理论最佳感官得分为95.1分。为便于后续实际制备，拟定最佳配方为：小麦肽用量为3.5%、赤藓糖醇用量为4.2%、柠檬酸用量为0.2 %、复合稳定剂用量为0.35%。该条件下制得的饮料感官得分为95.7分，与理论最佳值仅相差0.6分，表明该回归模型具有较好的预测性，饮料呈淡黄色，具有小麦肽特有香味，酸甜适中，风味独特，无明显沉淀物。
2.7 饮料品质检验结果
表5为小麦肽运动饮料的各质量指标检测结果。从表5可见，该复合饮料的pH为4.4，总酸含量为（1.2±0.1） g/100 mL，离心沉淀率为2.5%，表明该饮料溶液内无明显沉淀，同时饮料中可溶性固形物>7%，总糖含量达到5.2%±0.1%。由于小麦肽的谷氨酸含量最高，谷氨酰胺是谷氨酸的重要组成部分，可作为体内抗氧化剂谷胱甘肽的合成底物，其含量为0.69%±0.02%，而李婉等研制的两款香型牡蛎肽饮料的谷氨酸含量分别为0.16%和0.32%[26]，吕凯波等研制的南瓜玉米肽复合保健饮料多糖含量≥2%[24]，表明小麦肽复合饮料的营养价值较高。另外，饮料的菌落总数、大肠杆菌数符合相应国标要求。
表 5 小麦肽运动饮料的品质检验结果Table 5. Results of quality analysis of wheat peptide sports beverage指标 结果 pH 4.4 总酸（g/100 mL） 1.2±0.1 离心沉淀率（%） 2.5 可溶性固形物（%） >7% 总糖（%） 5.2±0.1 谷氨酰胺（%） 0.69±0.02 菌落总数 ≤100 CFU/ mL 总大肠杆菌数 未检出 2.8 运动饮料的抗氧化与抗疲劳作用结果
2.8.1 运动饮料对体内抗氧化指标的影响
剧烈运动促使机体产生过多的自由基，如羟基自由基、超氧阴离子自由基等，使得肝脏线粒体发生过氧化反应生成MDA，造成炎症反应或骨骼肌的氧化损伤等，因此MDA含量可间接反映自由基氧化反应程度，而SOD与GSH-Px有助于催化自由基生成水和氧气，避免过氧化反应造成的细胞膜破坏[27]。从表6可知，与对照组相较，低剂量组、高剂量组与阳性对照组小鼠的MDA含量分别降低0.7、1.1、1.2 nmol/mg，差异具有极显著性 （P<0.01），同时SOD活性分别提高19.4 （P<0.05）、33.2 （P<0.01）和40.9 U/mg （P<0.01），GSH-Px活性分别提高16.4 （P<0.05）、25.9 （P<0.01）、32.0 U/mg （P<0.01），而高剂量组与阳性对照组的三种指标，均无显著性差异（P>0.05），表明小麦肽运动饮料可提高抗氧化酶活性，清除运动生成的自由基，具有较好的体内抗氧化活性，且抗氧化活性随着用量的提高而增大，这与李奕等考察小球藻紫果西番莲多糖复合饮料用量对不同抗氧化酶活性的影响结果相近[28]。另外，对照组与空白对照组的小鼠运动后各项抗氧化指标结果，均无显著性差异（P>0.05），可知运动饮料其它组分对体内抗氧化作用无积极影响。
表 6 小麦肽运动饮料对小鼠MDA含量和SOD、GSH-Px活性影响Table 6. Effect of wheat peptide sports beverage on MDA content and activity of SOD and GSH-Px in mice组别 MDA（nmol/mg） SOD（U/mg） GSH-Px（U/mg） 对照组 3.6±0.4 116.2±17.9 149.5±15.3 空白对照组 3.4±0.3 121.8±13.5 156.8±10.4 阳性对照组 2.4±0.5** 157.1±14.6** 181.5±18.2** 低剂量组 2.9±0.2** 135.6±19.1* 165.9±17.5* 高剂量组 2.5±0.3** 149.4±15.8** 175.4±16.7** 注：与对照组相较，*显著性差异（P<0.05）；**极显著性差异（P<0.01）；
表7同。2.8.2 饮料对抗运动疲劳指标的影响
爬杆时间作为评价动物抗疲劳能力的常用模型，具有较好重现性。从表7可见，与对照组相较，低剂量组、高剂量组与阳性对照组小鼠的爬杆时间分别延长1.2 min （P<0.05）、2.1 min （P<0.01）、2.8 min （P<0.01），但高剂量组与阳性对照组无显著性差异（P>0.05），表明小麦肽运动饮料有助于增强小鼠的运动耐力，延长其运动时间。由于运动过量导致肌肉收缩加剧，致使相对缺氧，肌肉中糖原在快速分解形成乳酸供给能量时，破坏了体内酸碱平衡，导致肌肉出现酸痛，影响运动耐力，同时蛋白质代谢旺盛，使得BUN含量明显增加，对肾脏产生负担[29]。从表7可知，与对照组相较，低剂量组、高剂量组与阳性对照组小鼠的LA含量分别降低0.8 mmol/L （P<0.05）、1.4 mmol/L （P<0.01）、1.9 mmol/L （P<0.01），BUN含量分别降低0.5 mmol/L （P<0.05）、1.1 mmol/L （P<0.01）、1.7 mmol/L （P<0.01），而高剂量组与阳性对照组的LA与BUN含量无显著性差异 （P>0.05），表明小麦肽运动饮料有利于加快运动生成的LA与BUN清除速度，从而改善机体运动疲劳。同时，对照组与空白对照组小鼠的各项抗疲劳指标结果，均无明显差异（P>0.05），表明饮料其它组分对机体无抗疲劳作用。
表 7 小麦肽运动饮料对小鼠爬杆时间和LA、BUN含量影响Table 7. Effect of wheat peptide sports beverage on climbing pole time, LA and BUN content in mice组别 爬杆时间（min） LA（mmol/L） BUN（mmol/L） 对照组 18.4±1.1 8.9±0.6 10.9±0.7 空白对照组 18.8±1.4 8.7±0.8 11.2±0.9 阳性对照组 21.2±1.7** 7.0±0.5** 9.2±0.4** 低剂量组 19.6±1.5* 8.1±0.9* 10.4±0.5* 高剂量组 20.5±1.4** 7.5±0.5** 9.8±0.7** 3. 结论
随着对多肽类物质的生物活性研究不断深入，多数肽类化合物被发现具有较好的抗氧化活性，而剧烈运动易导致体内活性氧自由基的生成量增多，加重机体疲劳，为此本研究探讨以小麦肽为原料，辅以常规食品添加剂，制备小麦肽运动饮料。通过单因素与响应面试验确定小麦肽运动饮料的最佳配方为：小麦肽用量为3.5%、赤藓糖醇用量为4.2%、柠檬酸用量为0.2%、复合稳定剂用量为0.35%，感官得分达到95.7分。该运动饮料呈淡黄色，具有小麦肽特有香味，酸甜适中，风味独特，无明显沉淀物，富含多种氨基酸，谷氨酰胺含量达到0.69%±0.02%，营养价值较高。动物实验结果显示，与空白组相比，不同剂量组小鼠的爬杆时间延长（P<0.05，P<0.01），运动后体内的MDA、 LA与BUN含量明显下降（P<0.05，P<0.01），并显著提高内源性抗氧化酶SOD与GSH-Px活性（P<0.05，P<0.01），因此该运动饮料具有较好的体内抗氧化和抗运动疲劳活性，可推广用于相关运动领域，然而该饮料的具体抗疲劳机制和安全性用量尚需研究。
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图 1 小麦肽用量对饮料的感官品质影响
Figure 1. Effect of wheat peptide content on sensory quality in beverage
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图 2 赤藓糖醇用量对饮料的感官品质影响
Figure 2. Effect of erythritol content on sensory quality in beverage
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图 3 柠檬酸用量对饮料的感官品质影响
Figure 3. Effect of citric acid content on sensory quality in beverage
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图 4 复合稳定剂用量对饮料的感官品质影响
Figure 4. Effect of compound stabilizer content on sensory quality in beverage
表 1 小麦肽运动饮料的感官评价标准
Table 1 Evaluation criterion of wheat peptide functional beverage
项目 评价细则 得分（分） 色泽（20 分） 溶液色泽均匀、透亮、呈浅黄色 15~20 溶液色泽稍不一致、呈乳白色、略暗 7~14 溶液色泽不均匀且暗淡、偏深黄色 <7 气味（30 分） 有明显的小麦肽特有香味、无明显异味 25~30 小麦肽香味较重或稍有异味 10~24 小麦肽特有香味过浓或无，且异味明显 <10 口感（30 分） 口感细腻、酸甜适中、具有小麦肽特有风味 25~30 口感较柔和、酸味或甜味较明显、小麦肽特有
风味偏淡10~24 颗粒感明显、酸味或甜味突出且无小麦肽特有风味 <10 组织形态（20 分） 组织形态均匀、黏度适中、静置无明显分层或沉淀 15~20 组织形态一般、偏黏，静置后略有沉淀，无分层 7~14 组织形态不均匀、黏稠，静置后分层明显，并有沉淀 <7 
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表 2 响应面试验因素与水平
Table 2 Factors and levels of response surface experiment
水平 A 小麦肽（%） B 赤藓糖醇（%） C 柠檬酸（%） D 复合稳定剂（%） −1 2 3 0.15 0.2 0 3 4 0.20 0.3 1 4 5 0.25 0.4
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表 3 响应面试验结果
Table 3 Results of the response surface experiment
试验号 A B C D Y 感官得分（分） 1 1 0 −1 0 79.5 2 0 −1 0 1 83.8 3 −1 0 0 1 70.4 4 1 0 0 1 89.8 5 −1 −1 0 0 72.8 6 0 0 1 −1 79.6 7 0 0 1 1 88.6 8 0 1 −1 0 76.6 9 0 0 0 0 91.9 10 0 −1 −1 0 77.1 11 0 1 1 0 83.9 12 1 −1 0 0 83.2 13 −1 1 0 0 75.7 14 0 0 0 0 89.8 15 0 0 0 0 91.4 16 −1 0 −1 0 71.3 17 0 0 0 0 92.8 18 1 0 0 −1 73.6 19 0 1 0 1 89.1 20 −1 0 0 −1 70.3 21 0 0 0 0 93.4 22 0 −1 1 0 86.4 23 1 1 0 0 88.5 24 0 0 −1 1 80.6 25 −1 0 1 0 81.4 26 1 0 1 0 89.3 27 0 1 0 −1 76.8 28 0 0 −1 −1 69.9 29 0 −1 0 −1 78.2
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表 4 响应面方差分析
Table 4 Variance analysis of response surface experiment
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性 A 320.33 1 320.33 71.48 <0.0001 ** B 6.90 1 6.90 1.54 0.2350 C 244.80 1 244.80 54.63 <0.0001 ** D 242.10 1 242.10 54.02 <0.0001 ** AB 1.44 1 1.44 0.32 0.5798 AC 0.023 1 0.023 5.021E-003 0.9445 AD 64.80 1 64.80 14.46 0.0019 ** BC 1.00 1 1.00 0.22 0.6439 BD 11.22 1 11.22 2.50 0.1359 CD 0.72 1 0.72 0.16 0.6941 A2 370.24 1 370.24 82.61 <0.0001 ** B2 118.13 1 118.13 26.36 0.0002 ** C2 179.12 1 179.12 39.97 <0.0001 ** D2 312.64 1 312.64 69.76 <0.0001 ** 模型 1545.11 14 110.36 24.63 <0.0001 ** 残差 62.74 14 4.48 失拟项 55.03 10 5.50 2.85 0.1620 误差项 7.71 4 1.93 总和 1607.85 28 R2 0.9810 调整R2 0.9420 注：*差异显著（P<0.05）；**差异极显著（P<0.01）
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表 5 小麦肽运动饮料的品质检验结果
Table 5 Results of quality analysis of wheat peptide sports beverage
指标 结果 pH 4.4 总酸（g/100 mL） 1.2±0.1 离心沉淀率（%） 2.5 可溶性固形物（%） >7% 总糖（%） 5.2±0.1 谷氨酰胺（%） 0.69±0.02 菌落总数 ≤100 CFU/ mL 总大肠杆菌数 未检出
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表 6 小麦肽运动饮料对小鼠MDA含量和SOD、GSH-Px活性影响
Table 6 Effect of wheat peptide sports beverage on MDA content and activity of SOD and GSH-Px in mice
组别 MDA（nmol/mg） SOD（U/mg） GSH-Px（U/mg） 对照组 3.6±0.4 116.2±17.9 149.5±15.3 空白对照组 3.4±0.3 121.8±13.5 156.8±10.4 阳性对照组 2.4±0.5** 157.1±14.6** 181.5±18.2** 低剂量组 2.9±0.2** 135.6±19.1* 165.9±17.5* 高剂量组 2.5±0.3** 149.4±15.8** 175.4±16.7** 注：与对照组相较，*显著性差异（P<0.05）；**极显著性差异（P<0.01）；
表7同。
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表 7 小麦肽运动饮料对小鼠爬杆时间和LA、BUN含量影响
Table 7 Effect of wheat peptide sports beverage on climbing pole time, LA and BUN content in mice
组别 爬杆时间（min） LA（mmol/L） BUN（mmol/L） 对照组 18.4±1.1 8.9±0.6 10.9±0.7 空白对照组 18.8±1.4 8.7±0.8 11.2±0.9 阳性对照组 21.2±1.7** 7.0±0.5** 9.2±0.4** 低剂量组 19.6±1.5* 8.1±0.9* 10.4±0.5* 高剂量组 20.5±1.4** 7.5±0.5** 9.8±0.7**
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