第十一章 缓解体力疲劳的功能性食品 本章要点 疲劳的概念及症状 疲劳的最主要生理本质 具有缓解体力疲劳功能的物质 概述 一、疲劳的概念 无论是从事以肌肉活动为主的体力活动，还是以精神和思维活动为主的脑力活动，经过一定的时间和达到一定的程度都会出现活动能力的下降，表现为疲倦或肌肉酸痛或全身无力，这种现象就称为疲劳。疲劳的本质是一种生理性的改变，所以经过适当的休息便可以恢复或减轻。 疲劳根据其发生的方式可分急性疲劳和慢性疲劳。急性疲劳主要是频繁而强烈的肌肉活动所引起的，而慢性疲劳主要是长时间而反复的活动所引起的。当疲劳到了第二天仍未能充分恢复而蓄积时，称为蓄积疲劳。 由于连续的脑力活动或体力活动，疲劳又有仅限于中枢神经的精神疲劳和体力活动引起的身体疲劳之分。身体的疲劳又可分为全身疲劳和局部疲劳。局部疲劳按脏器可分为肌肉疲劳、心脏疲劳、肺疲劳和感觉疲劳等。精神疲劳的延续也在一定程度上伴随身体疲劳出现。 二、疲劳的症状 疲劳的症状可分一般症状和局部症状。当进行全身性剧烈肌肉运动时，除肌肉的疲劳以外，也出现呼吸肌的疲劳，心率增加，自觉心悸和呼吸困难。由于各种活动均是在中枢神经控制下进行的，因此，当工作能力因疲劳而降低时，中枢神经活动就要加强活动而补偿，逐渐又陷入中枢神经系统的疲劳。但自觉的疲劳是易受心理因素影响的，自觉疲劳增强时可出现头痛、眩晕、恶心、口渴、乏力等感觉。 疲劳可使工作效率降低，对所有事物的反应均迟钝，学习的效率也下降。疲劳出现后若得不到及时休息，时间长了就会产生过劳进而导致健康受损。除使身体某一部分器官和系统过度紧张引起各种不同类型的病损外，也会出现循环、呼吸、消化功能等的功能减退。疲劳的影响还表现在对新陈代谢的影响，肌肉活动时肌细胞外液的K、P增加，体内电解质的分布情况发生改变。尿中由粘蛋白组成的胶体物排渣增加，尿中还原性物质和蛋白质的排泄也增加。 三、疲劳的生理 疲劳的最主要生理本质是由于肌肉活动而对能量代谢功能的影响。肌肉富于蛋白质，但是肌肉收缩的能源却不是由蛋白质分解而来的。 肌肉收缩时最先发生的反应是ATP的分解，这时释放出含有高能的磷酸键（P~）。一般认为这是肌肉收缩的直接能源。由于肌球蛋白和肌动蛋白的反应（结合、解离），横纹肌每活动一次，需分解一个分子的ATP。ATP分解为ADP，而ADP得到磷酸肌酸（CP，或称磷肌酸）分解所生成的磷酸，又立即转变为ATP。 肌肉收缩的直接能源是ATP。而供应此ATP并维持ATP含量的首先是磷酸肌酸，第二位的则是不断地消耗氧、生成二氧化碳，不产生乳酸而进入三羧酸循环的营养素（糖原、脂肪酸等）的氧化过程。第三则是生成乳酸的糖酵解过程。进行中等程度以下的肌肉运动时，磷酸肌酸的重新合成仅靠氧化过程就可以维持，所以不产生乳酸。这种情况下消耗的能量可以根据氧耗量来计算。 疲劳时由于能量消耗的增加，必然使机体的需氧量增加，在运动或劳动的过程中需氧量是否能得到满足，取决于呼吸器官及循环系统的功能状态，为了提供大量的氧，输送营养物质，排出代谢产物和散发运动过程中产生的多余热量，心血管系统和呼吸系统的活动必须加强，此时心率加快，由安静状态下的3~5升增加到15~25升，血压升高，特别是收缩压升高更为明显，呼吸次数由每分钟14~18次增加至30~40次，甚至60次，不但呼吸次数增加，肺通气量也发生很大变化，可由安静时的每分钟6~8升增至40~120升。 总之，疲劳时的生理生化本质是多方面的，如体内疲劳物质的蓄积，包括乳酸、丙酮酸、肝糖元、氮的代谢产物等；体液平衡的失调，包括渗透压、pH值、氧化还原物质间的平衡等。 具有缓解体力疲劳功能的物质 一、人参 人参分亚洲种和西洋种两类，前者统称人参，后者称西洋参。亚洲种原产中国东北部，朝鲜、韩国和日本也有栽培。西洋参主产于北美的东部。 （一）主要成分 主要含18种（共40余种）人参皂苷：Ro、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、Rf、Rf2、Rg1、Rg2等，其中Rb组又称人参二醇型，R组又称人参三醇型，Ro组则称齐墩果酸型。其中含量高的有Rb1、Rb2、Rc、Re和Rg1。另含人参多糖（7%~9%），低聚肽类以及氨基酸、无机盐、维生素及精油等。 （二）生理功能 1.对中枢神经有一定兴奋作用和抗疲劳作用（尤其是其中的人参皂苷Rg1）。 2.对机体功能和代谢具有双向调节作用。向有利于机体功能恢复和加强的方面进行，即主要是改善内部（衰老等）和外部（应激、外界药物刺激等）因素引起的机体功能低下，而对于机体影响很小。如人参对于不正常血糖水平具有调节作用，而对正常血糖无明显影响。 3.预防和治疗机体功能低下，尤其适用于各器官功能趋于全面衰退的中老年人。 4.增强健康、强壮和补益的功能。能增强免疫系统，促进生长发育，增强动物对外部或内部因素引起功能低下的抵抗力和适应性，即抗应激作用。 人参对提高免疫作用的功能主要有以下几个方面。 （1）提高巨噬细胞的吞噬功能； （2）促进机体特异抗体的形成； （3）提高T淋巴细胞、B淋巴细胞的分裂； （4）显著增强TIL细胞的体外杀伤活性； （5）刺激白细胞介素-2的分泌； （6）增强天然杀伤细胞NKC的活性； （7）提高环磷酸腺苷的水平。 （三）限量 一般每天不超过3g（宜1~2g）。过多食用可导致胸闷、头胀、血压升高等不适反应。 二、西洋参 西洋参俗称“芦头”，与人参同属人参属。原产北美，1784年开始进入中国。1975年在我国北方大面积试种，获得成功，现已发展到17个省，年产干品约120t。 （一）主要成分 主要成分为17种人参皂苷类，其中人参二醇单体皂苷（Rb1，C54H92O2）和人参皂苷Rg1的含量高于亚洲人参，但不含人参皂苷Rf和Rg2。另含有人参酸、齐敦果酸、多种无机盐（锌、硒、锰、钼、锶、铜、铁、钾、镁等）、氨基酸和维生素（B1、B2、C）。 （二）生理功能 具有抗疲劳的生理功能。对中老年人脏器功能衰弱、免疫功能低下、适应环境耐力减退，有一定保障作用。可增强机体对各种有害刺激的特异防御能力。 三、二十八醇 （一）性状 白色无味、无臭结晶。对热稳定，熔点83.2~83.4℃。属高碳链饱和脂肪醇，溶于丙酮，不溶于水和乙醇。 （二）生理功能 1.增强耐久力、精力和体力。 2.提高反应灵敏度，缩短反应时间。 3.提高肌肉耐力。 4.增加登高动力。 5.提高能量代谢率，降低肌肉痉挛。 6.提高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.促进脂肪代谢。 （三）制法 存在于小麦胚芽、米糠、甘蔗、苹果、葡萄等果皮中，主要以脂肪酸酯的形式存在，但在甘蔗中，却存在较多游离态的二十八醇。由上述原料经溶剂萃取法、蒸馏法、超临界萃取法等而得。 （四）用途 供制造健康食品之用，在日本用于糖果、运动员饮料等，但因不溶于水，故用于食品时，应有良好的乳化作用。 （五）安全性 1.LD50为18g/kg（小鼠，经口）。 2.小鼠精子畸变试验、骨髓微核试验、Ames试验，均为阴性。 三、牛磺酸 （一）性状 牛磺酸又称2-氨基乙磺酸，白色结晶或结晶性粉末。与乌贼、章鱼、贝类等风味物质的关系密切，能改善水产加工品等的风味。无臭，味微酸，水溶液值4.1~5.6。熔点大于300℃，因此在通常烹饪等加工中很稳定。经100℃加热88 h，或经紫外灯照射7 h；pH3.7和10时回流3h不降解；在饮料、奶粉中120d常规贮藏无变化。易溶于水（12℃，15.5%），不溶于乙醇、乙醚、丙酮。对酸、碱、热均稳定。属非必需氨基酸，但与对体内半胱氨酸的合成有关，并能促进胆汁分泌和吸收。有利于对婴幼儿大脑发育、神经传导、视觉机能的完善、钙的吸收及脂类物质的消化吸收。母乳中含3.3~6.2mg/100ml，牛乳仅含0.7 mg/100ml，非母乳喂养者食物中应予补充。在自然界中广泛存在于各种鱼类、贝类及哺乳动物的肌肉及内脏中。尤其在动物的胆液、肝脏及乌贼（0.35%）、章鱼（0.52%）、珠母贝（0.8%）、黑鲍（0.95%）、花蛤（0.66%）、扇贝（0.78%）等软体动物的肌肉萃取液中为多。 （二）生理功能 1.对用脑过度、运动及工作过劳者能消除疲劳。 2.维持人体大脑正常的生理功能，促进婴幼儿大脑的发育。由于婴幼儿体内牛磺酸生物合成速度很低，必须从外界摄入牛磺酸，如果摄入量不足，则会影响脑及脑神经的正常发育，进而将影响婴幼儿的智力发育。 3.维持正常的视机能。 4.抗氧化，延缓衰老作用。 5.促进人体对脂类物质的消化吸收，并参与胆汁酸盐代谢。 6.提高免疫能力。能改善T细胞和淋巴细胞增殖等作用。 7.其他。牛磺酸参与内分泌活动，对心血管系统有一系列独特的作用。牛磺酸能加强左心室功能，增强心肌收缩力，抗心率失常，防止充血性心力衰竭和降低血压。另据报道，牛磺酸还能预防脂肪及肝内胆汁郁滞；扩张胆管，促进胆汁分泌；能够中和细胞毒素，降低次级酸的毒性，保护肝细胞膜。因此，其具有良好的利胆、保肝和解毒作用；能够促进急性肝炎恢复正常；对四氯化碳中毒有保护作用，并抑制由此所引起的血清谷丙转氨酶的升高；此外，牛磺酸还可作为渗透压调节剂，参与胰岛素的分泌，降低血糖，扩张毛细血管，可治疗间歇性跛行，还能促进阿司匹林等药物在消化道的吸收。另有不少关于辅助抑制肿瘤的报道。 （三） 制法 1.天然品。将牛的胆汁水解，或将乌贼和章鱼等鱼贝类和哺乳动物的肉或内脏用水提取后，再浓缩精制而成。也可用水产加工中的废弃物（内脏、血和肉，与新鲜度无关）用热水萃取后经脱色、脱臭、去脂、精制后再经阳离子交换树脂分离，所得洗提液中的萃出物可达66%~67%，再经酒精处理后结晶而得。 2.合成品 （1）二溴乙烷或二氯乙烷与亚硫酸钠反应后再与氨作用而成。 （2）2-氨基乙醇与硫酸酯化后（或溴化后）加亚硫酸钠还原而成。 （四）安全性 曾用饲料量5%的牛磺酸进行大剂量动物饲养试验，无任何副作用。 （五）限量 1.GB14880-94规定：用于乳制品、婴幼儿食品及谷类制品、强化饮料，0.3~0.5g/kg；乳饮料、饮液，0.1~0.5 g/kg。 2.GB2760-1996规定：儿童口服液，4.0~8.0 g/kg；配制酒，0.1~0.5 g/kg。 g/kg 四、鱼鳔胶 鱼鳔胶为鱼鳔的干制品。按制法不同，凡割开后干燥者称“片胶”，不割者称“筒胶”，由小的鱼鳔并压而成者称“长胶”。质量以片胶最好，呈椭圆形，淡黄色，半透明，有光泽。 （一）主要成分 胶原蛋白、粘多糖等。 （二）生理功能 1.抗疲劳。能增强肌肉组织的韧性和弹力，增强体力，消除疲劳。 2.加强脑、神经和内分泌功能，防止智力减退、神经传导滞缓、反应迟钝。 3.有养血、补肾、固精作用。可促进生长发育和乳汁分泌作用。与枸杞、五味子等合用，可缓解遗精、腰酸、耳鸣、头晕、眼花等肾虚症状。 （三）制法 以黄唇鱼、大黄鱼、鳗鱼等的鱼鳔为原料，经割开、清洗、铺平、干燥而成。也可在7%左右的明矾水中浸渍20~30min，以促使其迅速脱水，然后晾干而成。 五、葛根 葛根是一种豆科葛属的药食两用植物（长约60cm，直径45cm）的块茎，主要分野葛和粉葛。野葛除西藏、青海、新疆外，各省均有生产；粉葛主要产于广西、广东，以栽培食用为主。 （一）主要成分 主要成分为葛根总黄酮（1.77%~12%，平均含7.64%），包括各种异黄酮和异黄酮苷，另有葛香豆雌粉主要成分，葛苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，葛根苷，葛根皂苷，三萜类化合物，生物碱等。有较多淀粉（生葛约含27%）。葛根素及其衍生物是葛根特有的生理活性物质，易溶于水。 （二）生理功能 1.抗疲劳作用和改善心脑血管的血流量。能使冠状动脉和脑血管扩张，增加血流量，降低血管阻力和心肌对氧的消耗，增加血液对氧的供给，抑制因氧的不足所导致的心肌产生乳酸，从而达到抗疲劳作用。 2.改善血管微循环障碍。 3.降低血压。 4.抑制心率不齐。 5.对高血糖有抑制作用，可减少血清胆固醇含量，抑制毛细血管透过性的抗进。 （三）安全性 1.葛根黄酮的LD50为1.6~2.1g/kg（静脉注射，小鼠）。葛根素为1 g/kg（静脉注射，小鼠）。 2.大鼠每天口授50~100g，无不良影响。 六、乌骨鸡 含有多种营养成分，它的血清总蛋白及丙种球蛋白均高于普通肉鸡，乌骨鸡全粉水解后含有18种氨基酸，包括人体所需的8种氨基酸，其中有10种氨基酸比普通肉鸡的含量高，乌骨鸡中还含有维生素B1、B2、B6、B12、C、E和烟酸等多种维生素。而且维生素E、胡萝卜素、维生素C的含量也均高于普通肉鸡，它还含有钙、磷、铁、钠、氯、钾、镁、锌等。试验表明，乌骨鸡能增加体力，提高抗疲劳能力。 七、鹿茸 其水浸出物中含有多量胶质，灰质中含有钙、磷、铁、镁等。鹿茸精能提高机体的工作能力，降低肌肉的疲劳。 八、大枣 含有多种氨基酸、生物碱、丰富的维生素C及钙、磷、铁、钾等多种微量元素。 思考题 1.疲劳的概念. 2.疲劳的症状有哪些？ 3.疲劳的最主要生理本质是什么？ 4.具有缓解体力疲劳功能的物质有哪些？ 参考文献 于守洋，崔洪斌.中国保健食品的进展.北京：人民卫生出版社，2001 凌关庭主编.保健食品原料手册.北京：化学工业出版社，2002 吴谋成编著.功能食品研究与应用. 北京：化学工业出版社，2004 温辉梁主编.保健食品加工技术与配方.南昌：江西科学技术出版社，2002 顾维雄主编.保健食品.上海：人民出版社，2001