國內外運動營養食品及功能成分研究進展

運動營養學論文經典范文10篇之第七篇:國內外運動營養食品及功能成分研究進展 摘要: 為減輕運動損傷、促進運動恢復、提高運動成績,以補充身體能量、緩解運動疲勞為主要目的的運動營養食品備受關注,成為真正實現健康生活方式一個不可缺少的方面。本文系統綜述了國內
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運動營養學論文經典范文10篇之第七篇:國內外運動營養食品及功能成分研究進展

  摘要:為減輕運動損傷、促進運動恢復、提高運動成績,以補充身體能量、緩解運動疲勞為主要目的的運動營養食品備受關注,成為真正實現健康生活方式一個不可缺少的方面。本文系統綜述了國內外運動營養食品及功能成分研究進展,最后對其發展前景作出展望,為公眾了解運動營養食品知識提供有益幫助,以期為運動營養食品行業長線研發投資、體育運動產業發展提供理論支持與引導。

  關鍵詞:運動營養食品; 功能成分; 研究進展;

  Abstract:

  In order to reduce sports injuries, promote sports recovery and improve athletic performance, sports nutritious food with the main purpose of replenishing body energy and relieving exercise fatigue has attracted much attention and becomes an indispensable aspect of realizing healthy lifestyles. This paper systematically reviewed the research progress of sports nutritious food and its functional components at home and abroad, and finally prospected the development prospect, which was expected to provide useful help for the public to understand the knowledge of sports nutritious food, and provide theoretical support and guidance for the long-term R&D investment of sports nutritious food industry and the development of sports industry.

  Keyword:

  sports nutrition food; functional component; research progress;

運動營養

  1 引言

  我國體育事業現已步入新的發展階段,正在為加快建設體育強國而努力。自2016年發布《"健康中國2030"規劃綱要》[1]以來,又相繼發布《國民營養計劃(2017-2030年)》及《全民健身指南》等[2].隨著民眾健康理念的轉變及對更高生活方式的追求,體育運動由最初的專業競技體育向"大眾體育""全民運動"轉變。然而,在體育運動過程中、后期,機體一般會出現明顯的運動性疲勞,易處于營養"虧損"狀態,長期下去則可能對機體造成不可逆轉的損傷。消除運動性疲勞的一個有效途徑是及時補充營養,讓身體機能恢復正常。因此,以增強運動能力與提高體能為目標的各種運動營養學科與運動營養食品應運而生。本文主要對近年來運動營養食品現狀加以總結,著重介紹其中一些功能性成分研究,以期為未來運動營養食品的開發提供理論依據與思路。

  2 運動營養食品

  2.1 運動營養食品定義、分類

  運動是影響健康的重要因素,飲食作為一個特殊的因素在其中作用獨特[3],運動營養食品是基于運動營養科學,結合生物科技等現代化手段開發的一種特殊功能性食品[4]以補充機體在運動時的能量消耗為目的,不同于普通食品與保健品。目前,國內外也已開發出包括飲料、片劑、能量棒、膠囊等形式多樣的運動營養食品。我國于2015年發布的GB 24154-2015《食品安全國家標準運動營養食品通則》[5]中對其定義為:"為滿足運動人群(指每周參加體育鍛煉3次及以上、每次持續時間30 min及以上、每次運動強度達到中等及以上的人群)的生理代謝狀態、運動能力及對某些營養成分的特殊需求而專門加工的食品".根據能量與蛋白質等不同需求可分為:補充能量類、控制能量類、補充蛋白質類,針對不同運動項目特殊需求分為:速度力量類、耐力類、運動后恢復類,并且不同類運動營養食品所含的特征功效成分有所差異。

  2.2 國內外運動營養食品研究現狀

  在競技體育與全民體育的大背景下,運動營養食品研究成為了熱點話題。就運動營養食品發展時間而言,國外運動食品起步早且發展迅速,從1938年第一代功能飲料"Lucozade"的出現到上千個品種的運動營養食品,由運動員專用食品到大眾功能食品[6].目前,運動營養食品已成為食品行業中最年輕且成長最為迅速的產業,保持了較高的增長率。據報道,2001~2004年,運動營養品和減肥產品每年平均增長10%[7],全球營養品巨頭康寶萊2010年銷售額高達43億美元[8];在美國2014年美國運動營養品市場總值達到48.72億美元,主要包括能量補給飲料、蛋白粉、肌酸、微量元素補劑(維生素、礦物質、電解質)、能量棒等產品。此外,百事可樂的"佳得樂"有著40多年歷史,占美國運動飲料市場的85%[9].在歐洲,2014年運動營養食品的市場銷售額突破了40億歐元,年消費量增長了17%,越來越多的運動人員使用運動營養食品來提高運動能力;歐美國家運動營養食品的功能主要包括補充能量、控制能量、補充蛋白質、維生素和礦物質、增強免疫功能、抗御疾病感染、抗氧化、增進關節健康、改善中樞神經系統等。從全球市場看,預測2020年運動營養食品市場總額將達到336億美元,從2015年到2020年的年復合增長率高至7%,其中2020年亞太地區所占份額將會達到24%[10].

  我國的運動營養及運動營養食品研究在20世紀90年代初開始興起,起步相比國外較晚。最早的運動營養食品類型為運動功能飲料,從之前的健力寶、紅牛,到如今的運動飲料脈動、怡冠、康有利等主打品牌的問世,都見證了中國運動型飲料的成長。根據文獻報道,2010年運動營養食品在中國的銷售額已高達75億元人民幣。運動飲料是一種功能性軟飲料,它添加了能滿足運動人群所需要的營養素,可以為機體快速補充水分、電解質和能量[11].據估算,2010年涵蓋專業運功營養食品、運動飲料及概念飲料在內的運動營養食品市場,已達50億元規模,其中專業運動營養食品規模高達10億元[12],在短時間內實現了從引進產品到自主研發生產的跨越,行業平均年增長率在50%以上。從產品形式創新上看,我國運動營養食品種類單一,缺乏創新性。雖然我國生產運動營養產品的企業多達上千個,但專門從事運動營養食品研發和生產的企業所占有的市場主要集中在專業運動員和健身俱樂部等,遠遠滿足不了向非運動消費人群擴展的運動營養食品市場需要,就當前國內運動群體比例的升高及在相關技術方面的加大投入,在未來發展中,運動營養食品產業仍具有較大發展空間與廣闊的市場潛力[13,14].

  3 運動營養食品中的功能性成分

  運動營養食品主要是依靠其中含有或人為添加的功效成分來有效緩解運動前、中、后機體出現的損傷或運動型疲勞。目前,運動營養食品種類繁多,其中功能性成分的組成、類別也復雜多變。運動營養食品的功能作用包括保護關節損傷、增強力量及改善肌肉、抗疲勞、提高免疫機能等。本文將對幾種類型的運動營養食品中具有代表性的功效成分進行介紹。

  3.1 保護關節類的功能成分

  保護型運動營養食品的主要作用是維持關節健康與減少因過度運動而造成的關節損傷,其主要功能因子包括必需脂肪酸、泛酸、維生素、鈣、水解蛋白酶、氨基葡萄糖、軟骨素、甲磺酰甲烷、S-腺苷甲硫氨酸、膠原質和大豆異黃酮等[15].

  關節軟骨組織主要是由膠原蛋白構成,膠原蛋白負責構造軟骨組織的框架并將其定型,因此補充適量高質量的水解膠原質,可以維持人體自身軟骨組織的功能,保護關節免于受損。研究表明,每日攝入10 g左右的水解膠原質可減輕膝或髓部骨關節病患者的疼痛,并且分子量為3000 Da左右的產品更有利于人體吸收[16].另外,硫酸軟骨素在關節中具有潤滑和支撐作用,以硫酸軟骨素或氨基葡萄糖為主要成分的運動營養食品,如Chondroitin Sulfate,Osteo Joint Care,More Free,Nutrajoint,ARTHx等,可作為膳食補充劑用于保護關節,并且硫酸軟骨素推薦輸入量為1500 mg/d[17].大豆異黃酮除了可用于組織修復、增肌塑形以外,在抗疲勞活性研究方面也有一定作用,有文獻指出大豆異黃酮顯著延長小鼠游泳力竭時間,增加血清游離脂肪酸含量,降低血乳酸和尿素氮,具有緩解體力運動疲勞的功效[18].

  3.2 增強力量、改善肌肉類的功能成分

  在這一類運動營養食品中,主要富含2大類功能物質:蛋白質與氨基酸類物質,促進肌肉生長并增強肌肉收縮能力的物質,如肌酸、鉻、硼、維生素C和鋅等。

  3.2.1 蛋白質或蛋白質水解物

  按特征營養素分類,蛋白質占比很大,蛋白質不僅能夠滿足機體組織生長與修復需求,還可提供能量,因此運動人群的總體蛋白質需要量大大增加。在市場上乳清蛋白和大豆蛋白更多應用于運動營養食品,作為一種高營養價值的蛋白質,乳清蛋白富含亮氨酸等支鏈氨基酸以及其他必需氨基酸、功能肽、抗氧化成分和免疫球蛋白,可減少肌肉酸痛,加快運動性損傷的修復[19],可以提高合成速率、增加肌肉的質量和力量[20].有文獻表明,乳清蛋白比酪蛋白能更好地刺激骨骼肌蛋白質合成[21],比大豆蛋白更有利于體重增加[22];同時乳清蛋白能夠預防運動訓練引起的細胞免疫功能失衡,增加血清球蛋白在機體的儲備,減輕劇烈運動后的免疫應激反應,從而激發運動員更佳的運動狀態[23];馮曉慧等[24]研究證實,在運動員訓練期間適當補充乳清蛋白及氨基酸類等能量物質,可顯著改善運動員的運動能力(包括有氧和無氧),加速修復疲勞。

  此外,;撬崾侨梭w條件性必需氨基酸,是一種促進肌肉快速增長的運動營養補劑,發揮生理作用的方式與胰島素類似,能夠抑制肌蛋白的分解,使肌肉變得更大、更強壯,并且對維護膜結構的穩定、調節滲透平衡及防止細胞膜脂質過氧化反應方面具有較大作用[25].目前,市場上;撬嶂饕鳛檫\動飲料的功能物質,并添加鈣、鎂、鉀等礦物質成分。

  3.2.2 肌酸及維生素C

  在GB 24154-2015中,肌酸是速度力量類運動營養食品的必需添加成分,適用于短跑、跳高、舉重、健美及力量機械等人群使用的運動營養食品。肌酸從1993年開始進入競技體育界,1994年成為最流行的能力增強劑,1995年傳入我國[26],它又稱甲胍乙酸,是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)合成的原料物質,能為肌肉進行快速、爆發動作提供能量補充,內源性肌酸在肝臟和腎臟中由精氨酸、蛋氨酸和甘氨酸合成,外源性肌酸可從食物的肉和內臟中獲得,肌酸以磷酸肌酸的形式存儲在肌肉中[27].近年來的研究發現,補充肌酸主要是為了增強短時間、高強度、反復運動時的運動能力,肌酸的增力機制包括:增加骨骼肌磷酸肌酸儲存和磷酸肌酸再合成,減少肌肉損傷,減小對無氧糖酵解的依賴,降低乳酸產生[28,29].研究表明,短時間補充肌酸可以使磷酸肌酸的儲存增加,磷酸肌酸向二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)提供高能磷酸鍵,形成ATP,可維持高強度運動時的ATP水平并促進反復高強度運動的間歇期磷酸肌酸的再合成,因此,補充肌酸對短時間(小于30 s)、間歇性、高強度、抗阻性運動有增力作用[30],能夠使肌肉的收縮能力以及單次沖刺能力增加。除此以外,長時間補充肌酸可以明顯地增加力量、短跑的能力和去脂體重[26].有研究建議,在正常膳食情況下,每天可以補充5 g肌酸,同時配合抗阻力訓練[31,32],可以增肌增力,對于耐力性、速度型運動有益處。

  運動過程中會導致維生素的大量消耗,因而在運動前后也應注意此類物質的及時補充,維生素C有清除自由基的作用,可減少自由基對機體的傷害,延緩疲勞的發生[32].研究表明,適量的;撬岷图〈,可以促進蛋白質的合成,防止蛋白質的分解,調節新陳代謝,加速消除疲勞等[8].

  3.3 抗疲勞及增免疫類的功能因子

  用于緩解機體中樞或外周神經及因疲勞造成的生理功能衰退的運動營養食品配方種類繁多,除了早有報道的多肽類物質,最新研究證實中藥類制劑、植物活性物質對修復、緩解運動性疲勞也有正向作用。對于中藥類物質,一般采用補法[33,34,35],研究表明,中藥營養補劑副作用小且分級明顯,能夠對機體運動生理狀態進行整體調節與提高,兼具抗疲勞、抗氧化、增免疫等功效。我國中藥歷史悠久、博大精深,具有良好的市場接受度與研發前景[36,37,38].在外國文獻中也有提到中藥的相關作用,如Hassanlouei等[39]證實中藥可以降低機體運動后血乳酸堆積水平以及血清乳酸脫氫酶水平,加快消除血乳酸;Mashhadi等[40]通過運動干預實驗表明肉桂、生姜中藥也能顯著提高運動能力。且植物活性物質,包括多糖類、黃酮類、皂苷、色素、多酚類等物質被發現具有抗運動性疲勞功能,可應用于運動營養食品。

  在增強專業運動員及普通大眾免疫功能的運動營養食品中,通常含有大蒜素、谷氨酰胺、肌苷、綠藻、蟲草、鋅、硒等[41].從天然食物中尋找抗氧化、提高免疫水平的物質是近年來很活躍的一個研究領域,其中大蒜素能明顯提高淋巴細胞的轉化率,使中樞淋巴器官和外周淋巴器官增殖,增強細胞免疫功能;香菇多糖是一種非特異性免疫增強劑和免疫激活劑,可以通過多種途徑提高機體的免疫功能,且無副作用;螺旋藻中特有的藻藍蛋白,也能夠提高淋巴細胞活性,增強人體免疫力[42].

  3.4 新型功能性成分

  隨著我國經濟實力的日益增強,大型體育賽事的舉辦及健康運動意識的普及,現今涉足運動營養食品行業的科研機構與生產企業越來越多,研究不斷深入,已有更多、更新的功能性物質正被應用于運動營養食品的研發,產品新資源或成分正向天然、安全、綠色的趨勢不斷豐富。其一,最新研究證實發酵類食品具有運動營養食品的功能[43],因為食物發酵后,可產生一些原來食物中本身不存在的新物質,從中發現有潛力的活性成分,成為運動營養食品的新資源。比如大米糠等發酵食品或提取物有改善運動能力的作用[44];黑米糠即黑米的外殼,參照中國運動員膳食營養素推薦量[45],通過對黑米糠中10種運動營養成分的分析證實,其是一種優質的動營養食品原料,具有抗氧化、抗疲勞、提高免疫力等生物活性,市場潛力相當可觀[46].目前,有關黑米糠運動功效的研究方向多集中于花青苷,金麗琴等[47,48]通過實驗表明,其能夠顯著提高組織缺氧的耐受性及組織免疫力,具有一定抗疲勞能力,可作為潛在的耐力型營養補品原料。

  其二,從海洋生物中尋找、提取活性物質。作為廣泛存在于藻類、蝦類、蟹類、魚類、貝類以及多種動植物中的類胡蘿卜素的含氧衍生物,蝦青素能夠有效消除細胞氧自由基,抗氧化活性強于胡蘿卜素[49].此外,研究發現口服蝦青素還能夠顯著降低小鼠體內血乳酸水平,降低血漿游離脂肪酸與血糖的消耗,從而提高其運動能力[50].

  4 結論與展望

  在運動營養食品產業,我國既有發展也有挑戰,比如市場上產品質量參差不齊;過分夸大產品功效,導致公眾認知錯誤、不能科學看待;缺乏專業、標準的評價體系證實最新開發的功能因子;監管欠缺,需完善相關標準法規條例。鑒于行業發展背景,首先應對產品營養、功效、安全給予重視,注重產品定位,形成良性產業鏈;其次利用已知功效成分優化產品配方;最后需完善運動營養健康服務體系平臺,以制度與立法為先,規范食品安全風險評估工作。

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    孟佳珩,侯建鵬.運動營養食品及其功能性成分研究進展[J].食品安全質量檢測學報,2019,10(15):5001-5006. 轉載請注明來源。原文地址:http://www.724462.tw/html/zhlw/20200421/8329048.html   

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