本科《功能食品开发》课件抗疲劳

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,抗疲劳功能食品的研究与开发,当人体剧烈运动或不间断地从事某项体力活动后，会产生疲劳感。产生疲劳的因素是多方面的，其中与乳酸堆积过多和肌糖元的消耗过量等有关。有些保健食品能有效减缓体内乳酸的堆积，促进肝糖元转化为肌糖元，从而提高机体的疲劳阈和运动耐力及应激能力。此类保健食品通过对照性实验，证实具有抗疲劳功能，适宜于易疲劳人群，同时适宜于缓解长期体力劳动产生的机体劳累。因为此类保健食品可以提高机体的疲劳阈和运动耐力，所以也适宜于将要或已经处于剧烈运动中的人员。,疲劳的定义,疲劳(,fatigue),是一个涉及许多生理生化因素的综合性的生理过程，是人体脑力或体力活动到一定阶段时必然出现的一种正常的生理现象，它既标志着机体原有工作能力的暂时下降，又可能是机体发展到伤病状态的一个先兆。人们在研究疲劳时曾给它下过许多定义，1982年在第五届国际运动生化学术会议上，将疲劳定义为：,机体生理过程不能持续其机能的特定水平上和/或不能维持预定的运动强度。,整体性疲劳不是固定由某一种或几种原因引起的，它是多种致疲劳因素总和的产物，运动疲劳前肌肉的兴奋性、能量供应水平、输出功率呈一个逐渐下降的过程。当各种致疲劳因素的总和效应达到一定的临界值时，就会出现一个突然的下降，表现为兴奋性突然崩溃、能量供应突然阻断、肌肉力量或输出功率陡然下降，于是出现了疲劳。,疲劳实际上是人体的一种自我保护功能。,疲劳产生的机理,(1)能源物质消耗学说；,(2)代谢物质堆积学说；,(3)内环境稳定失调学说；,(4)保护性抑制学说认；,(5)内分泌系统失调理论；,(6)自由基影响理论；,(7)突变学说。,前述六种疲劳理论都只是着重从某一角度来说明疲劳发生的机理，其中任何一种学说都无法独立地解释所有的疲劳现象。1982年,Edward,提出了突变理论，认为,整体性疲劳不是固定由某一种或几种原因引起的，它是多种致疲劳因素总和的产物，运动疲劳前肌肉的兴奋性、能量供应水平、输出功率呈一个逐渐下降的过程。当各种致疲劳因素的总和效应达到一定的临界值时，就会出现一个突然的下降，表现为兴奋性突然崩溃、能量供应突然阻断、肌肉力量或输出功率陡然下降，于足出现了疲劳。这一理论可以更清楚地说明疲劳实际上是人体的一种自我保护功能。,疲劳的部位(,Fatigue point),大量的研究结果证实，疲劳可能发生在从大脑皮质到肌肉亚细胞结构这样一个广泛的区域。1980年,Edwards,提出了神经-肌肉疲劳链的概念，链中任何一个环节受到破坏或有中断，都会造成肌肉力量下降和输出功率降低。根据疲劳链中疲劳发生的部位，可以分为中枢疲劳和外用疲劳两大部分。中枢疲劳是指从大脑皮层,脊髓,外围神经这段区域发生的疲劳；外围疲劳指的是神经-肌肉接点以下各环节发生的疲劳。,抗疲劳物质,所谓抗疲劳(,anti-fatigue,)，,就是延缓疲劳的产生和/或加速疲劳的消除。能延缓疲劳的产生和/或加速疲劳消除的物质称抗疲劳活性物质(,anti-fatigue activity substances,)。,虽然关于疲劳的机制问题目前还没有一个统一完整的理论，但各种现存学说分别从不同侧而揭示了疲劳发生的机理。因此，大量的抗疲劳研究均是以某一学说为理论基础而展开的，并发现了大量的抗疲劳活性物质。,营养素与抗疲劳,营养素在功能食品研究中又称营养强化剂。人体在运动和劳动过程中，消耗了大量的能源物质(各种营养素及体内贮能物质)是人体产生疲劳的重要原因(能源消耗学说)。,（一）糖,糖是构成人体的重要组成成分之一，是人体的主要供能物质，人体内的糖主要是葡萄糖和糖原。血液中的葡萄糖又称血糖(,blood sugar)，,血糖随血液循环流经人体各个组织，以供给这些组织的需要；肝脏和肌肉中的糖是以糖原形式存在的，糖原是葡萄糖在体内的存在形式。人体内的葡萄糖和糖原在人劳动或运动中被大量消耗，剧烈运动至衰竭时，肌糖原可下降到安静水平的25%，肝糖原和血糖水平也明显下降，从而影响了脑细胞的功能，造成中枢疲劳、不良感觉发生和运动能力降低。如果使人体内糖的贮量增加，则可以延缓上述现象的出现，提高运动和劳动的耐久力。,（二）蛋白质和氨基酸,蛋白质是构成肌肉的主要原料，是血红蛋白、肌红蛋白和各种酶与激素的主要构成成分，因而对肌肉的收缩力、体内氧的供应、运动中的调节能力都有重要影响，同时可影响神经系统的兴奋性和体内环境的稳定性，对疲劳的产生有重要影响。人体的运动引起蛋白质分解加速，如果让运动员和重体力劳动者按常人供应量摄入蛋白质则会引起负氮平衡而出现营养不足，因此，从事重体力劳动及耐力运动的人员应提高蛋白质的摄入量。氨基酸的抗疲劳作用主要体现在两个方面：,（1）促进生长激素分泌，从而加速肌肉和骨骼的生长调节,，如精氨酸、蛋氨骏、苯丙氨酸、赖氨酸和组氨酸，注射后可增加生长激素的分泌；,(2)降低5-羟色胺(5-,HT),对脑工作能力的影响,。,色氨酸在体内可转变成5-,HT，,近年研究认为食物中的支链氨基酸(,BCAA),的主要作用在于维持色氨酸/,BCAA,比值，使大脑活动正常，减轻或延缓运动性疲劳。,（三）脂质,脂质是人体代谢的重要能源物质，是人体细胞膜和神经组织的重要组分，对神经组织和细胞膜的完整性及保证神经冲动的传递有重要作用。脂肪中的固醇是人体雄性激素的重要成分，雄性激素对大运动量训练和高强度劳动时维持高水平供氧能力以及较高的工作运动情绪等有重要意义。但实验证实，脂肪的过最摄入会妨碍运动和劳动能力，增加体重，弊多利少。,因此，脂肪的摄入量要根据运动量或工作劳动强度而定，决不可盲日增加。,（四）维生素和无机盐,维生素对人体的代谢功能有重要调节作用，现证实有提高机体运动能力的维生素包扩,V,E,、V,C,和,B,族维生素,。,无机盐是人体的组成成分，约占人体5%左右，虽不能提供能量，但在维持机休正常生理功能方面具有重要作用。不同的无机盐在体内具有不同的生理功能，对高强度劳动者和运动员来说，影响较大且易缺乏的无机元素主要有,Ca、P、Fe、K、Na、Zn,等,。,评价疲劳的方法包括耐力实验和生化指标的检测；疲劳的宏观表现主要是运动时能量体系输出最大功率的降低和肌肉力量的下降；测定机体持续运动到力竭的时间可以反映机体的耐力。,我国传统医学把疲劳定义在“劳倦”范畴，认为人体的健康全赖阴阳平衡，脏腑气血的协调。“劳倦”导致人体脏腑、气血平衡失调，精、气、神受损。 “劳倦”是指过度疲劳所致，包括“体劳”、“心劳”、“房劳”等。,现代中医理论把疲劳分为运动性疲劳、过度训练疲劳综合症、慢性疲劳综合症和虚劳、虚损等 。,抗疲劳材料,常见抗疲劳生药包括陆生抗疲劳生药和水生抗疲劳生药。对水生抗疲劳生药的研究起步较晚，但发展势头较好。,研究较多的陆生抗疲劳生药主要有,人参、枸杞子、黄芪、花粉、猴买菇、西洋参、红景天、阿胶、刺五加、肉苁蓉、鹿茸、蒲黄、灵芝、金针菇、杜仲、丹参等,。,现已研究并被确认有抗疲劳作用的水生抗疲劳生药有：,螺旋藻、中华鳖、牡蛎、刺参、海龙、海马、海星、扇贝、鲫鱼、蛤蟆油等,。,抗疲劳活性物质的功能评价,标志疲劳发生的生化指标,（1）能量物质，包括血糖、肝糖原、肌糖原、磷酸肌酸等；,（2）代谢调节物质，如酶、激素；,（3）代谢产物，如血和肌肉中的乳酸、氢离子浓度、丙酮酸、血尿素氮等。,但并非所有的因运动而变化的生化指标都适合作为疲劳或抗疲劳作用的评价指标，因为运动负荷的大小并不都是与机体的生化改变相一致的。只有运动时变化明显，其变化程度与运动负荷及强度一致的指标才能作为疲劳的评价指标。,采用运动耐力实验(负重游泳和爬杆)和血乳酸(,B1ood Lactic Acid)、,血清尿素氮(,Blood Urea Nitrogen，BUN),及肌/肝糖原(,Muscle/Liver Glycogen),等三项生化检测项目来作为抗疲劳的指标较为合适。,除上述生化指标外，还可以检测血糖(,blood sugar)、,乳酸脱氢酶(,LDH)、,血红蛋白、磷酸肌酸、,LPO、SOD、,丙二醛(,MDA),等指标。,若一项以上（含一项）耐力运动试验和二项以上（含二项）生化指标为阳性，即可以判定受试物具有抗疲劳活性。,我国抗疲劳功能食品及活性物质研究的现状,存在问题,发展趋势,发挥我国传统食疗学、中医学等医药保健理论的优势，对医药书籍记载的有补益性作用的生药，进行抗疲劳功能评价，对有 一定功效的功能因子进行深入的研究，并制成有民族特色的抗疲劳功能食品；,运用现代生化技术等高科技手段和生命科学的最新成果，对有抗疲劳功效的活性物质进行深入细致的分析研究，如对有抗疲劳作用的多糖、皂贰、激素样作用物质等的构成成分、分子结构和作用机理的研究，开发生产出真正的第三代抗疲劳功能食品；,采用现代营养学、药理学的理论和方法，对生药和活性物质的抗疲劳功效和量效关系进行深入的研究，通过系统的分析，打破目前抗疲劳食品组方中对所加生药求名、求贵、求全观念的束缚，使添加了抗疲劳生药或活性成分后的功能食品具有较高的功效和较低的成本，真正做到服务于社会、还利于人民、造福于人类，从而使我国抗疲劳保健食品以鲜明的特色走向世界。,市场上具有抗疲劳功能的功能食品,产品名称,功效成分,批准文号,绿,A,天然螺旋藻精片,螺旋藻粉,卫食健字,1997第316号,维格尔,西洋参精软胶囊,西洋参总皂甙,卫食健字1996第014号,天子养生酒,人参、鹿茸、枸杞、雄蚕蛾等,卫食健字1998第283号,贝尔补脑液,小,分子肽,卫食健字1998第602号,长白山松龄蜜参,人参总皂甙,卫食健字1998第532号,奥力康片,肌,酸、牛磺酸、,L-,肉碱,卫食健字1999第033号,华神,天然蜂花粉,蜂,花粉,卫食健字1997第052号,维格尔鱼鲨烯软,胶囊,鱼鲨烯,卫食健字1996第016号,红恩,保健饮品,中华猕猴桃、食用海藻等；含异黄酮、多糖、锶、锌等,卫食健字1998第331号,哈士蟆油软,胶囊,蛋白质、维生素、不饱和脂肪酸等,卫食健字2000第0219号,二十八烷醇的研究开发,二十八烷醇,英文名称：,octacosanol,，n-,octacosanol,octacosyl,alcohol,clutyl,alcohol,montanyl,alcohol。,化学名称为：1-二十八烷醇（或,n-,二十八烷醇），俗名蒙旦醇，日本称为高粱醇，结构式：,CH,3,(CH,2,),26,CH,2,OH。,二十八烷醇的相对分子量410.74，纯品熔点83.283.4,C，,沸点为200250,C（1 mm Hg），,比重0.783。外观为白色粉末或鳞片状晶体，无味无臭，可溶于热乙醇、乙醚、苯、甲苯、氯仿、二氯甲烷、石油醚等有机溶剂，在水和乙醇中溶解度低（宋国安，1998）。对热比较稳定，对酸、碱、还原剂稳定，不吸潮。,二十八烷醇是天然存在的高级醇，主要存在于蔗蜡，糠蜡，小麦胚芽油，蜂蜡及虫蜡等天然产物中。坚果、子粒、水果和谷物的胚和子粒及其他部分游离一元醇含量中，高级醇类通常含量很低，与大量的烃类、酯类和甘油酯类共同存在。植物的不同部位二十八烷醇的含量差异很大，脱胚籽粒中二十八烷醇的含量是胚中的2倍，而种皮和壳中的含量则只有胚的1/15-1/2,。,二十八烷醇的生理功能,（1）增加体力，耐力和精力；,（2）提高肌肉耐力；,（3）提高反应敏锐性，缩短反应时间；,（4）增加登高动力；,（5）提高能量代谢率，消除肌肉痉挛；,（6）增强包括心肌在内的肌肉功能；,（7）降低收缩期血压；,（8）提高基础代谢率；,（9）刺激性激素；,（10）促进脂肪分解。,不同原料中二十八烷醇的含量,原料,Meterial,二十八烷醇含量,Octacosanol,content(,ppm,),水稻(,rice),Oryza,sativa,胚（,germ）,4.6,李子（,plum）,prunus domestica,果肉（,flesh）,7.1,种子（,seed）,21.1,苹果（,apple）,Malus pumila,var.,dulcissima,皮(,peel),221.8,葵花子(,sunflower seed),Halianthus annuus,胚(,germ),3.9,脱胚籽粒(,degermed,kernel),6.8,种皮（,seed coat）,2.1,花生,Arachis hypogaea,胚(,germ),50.6,脱胚籽粒(,degermed,kernel),70.5,油（,oil）,50.3,二十八烷醇的提取一般是以天然植物为原料，应用油脂冻化处理（脱蜡处理）法、溶剂提取法和超临界流体萃取法等从油脂中分离而得。,采用溶剂提取法，需要经过醇相皂化，多种多次溶剂浸提，然后用柱层析或蒸馏方法分离，为了提高纯度，往往需要反复进行层析或蒸馏。最后采用溶剂结晶获得高纯度的制品。国内已有采用此法从长白山蜂蜡中分离制备二十八烷醇的工艺，设备投入大，工艺复杂，收率较低，难以工业化生产。,采用混合溶剂法从虫蜡中提取，收率可达到9%，二十八烷醇的含量为41.3%。能基本上符合工业化生产的要求。,日本的一些研究采用超临界流体萃取，由制糖所得的甘蔗渣饼进行提取，经过两级分离后，可获得高纯度的二十八烷醇产品（约50%），而且无溶剂残留等问题，有利于质量的提高。,二十八烷醇的提取分离工艺,二十八烷醇的市场应用前景,由于其特殊的生理功能效应，二十八烷醇更广泛的应用是作为各种健康食品和功能食品的原料，普通食品的营养性添加剂，如糖果、糕点、饮料等产品，以及用于赛马、狗、猫等动物饲料的添加剂中,。,目前国外该类产品十分热销。,美国市场上有很多含有二十八烷醇的营养补充剂产品，如,Enduraplex,胶囊：每粒含有,6000,mcg.,天然,Octacosanol,，,蜂花粉，,L-,肉毒碱，天门氨酸和维生素,C,。,60,粒装，零售价,$18.95,。,Stamiplex,胶囊：每粒含有,20000,mcg.,。,30,粒装，零售价,$18.95,。产品宣传称：“服用,4-6,周即可有显著的增强体力的效果。”,通常运动员通过服用固醇类似物和安非它明类药物来增加成绩，但这些药物很多是非法的或对身体有害的。因此，很多运动员将目光转向能增加成绩的天然产物，二十八烷醇就是其中最有吸引力的物质之一。二十八烷醇还有利于体重的减轻，使运动员能够参加轻量级比赛，增加获胜机会。因此，作为发展新一代运动员饮料，市场前景也非常广阔。在日本，用二十八烷醇制成的运动员饮料，上市两个月中就销售了 100万箱，预测一年可销售600万箱。,此外，利用二十八烷醇作为化妆品的添加剂，能促进皮肤血液循环和活化细胞，有消炎，防治皮肤病（如脚气、湿症、瘙痒、粉刺等）的功效。利用二十八烷醇开发的军需高能饮品，对于战士体能的补充非常有效，也有广阔的市场潜力。,