运动营养食品粉剂制备工艺及功效评价研究

◎ 李湘潋 ,徐源钢 , 吴 东

（1.江西沐恩堂生物科技有限公司，江西 樟树 331200；2.中药固体制剂制造技术国家工程研究中心，江西 南昌 330000）

体力疲劳是因运动或活动引起的肌肉能力和身体机能的暂时性下降，轻度的体力疲劳可以通过休息调整快速消除疲劳，而重度疲劳不仅会阻碍运动成绩的提高，还可能会造成精神恍惚、注意力不集中、肌体运动不协调，损害人体的身心健康[1]。疲劳时的生理生化本质是多方面的，从而导致了疲劳的产生[2]。

运动营养食品，在GB 24154《食品安全国家标准运动营养食品通则》中的定义是为了满足运动人群的生理代谢状态、运动能力及对某些营养成分的特殊需求而专门加工的食品[3]。

本试验针对A品牌运动营养片剂制备工艺及抗疲劳功效进行研究，为运动营养粉剂制备工艺及功效提供试验支持。

1 仪器与试药

1.1 仪器

BP211D电子天平（德国赛多利斯）；SYH-600型三维混合机（上海天和制药机械厂）。

1.2 试药

赤藓糖醇、麦芽糊精、乳糖均为药用辅料。

2 A品牌运动营养片剂制作工艺流程

原料检验→原料预处理→部分原料预混→总混→过筛→产品包装。

3 配方设计及质量检查

3.1 制剂规格选择

本品是一种运动营养粉剂，服用方式为口服，成人一次20 g，每日3次。拟定规格为20 g/袋。

3.2 填充剂的筛选

3.2.1 单一填充剂的筛选

以大豆肽粉、胶原蛋白肽、柠檬酸钠为主要原料，考察辅料的类型和用量。各原料混合为混合粉分别与赤藓糖醇、麦芽糊精及乳糖按1∶1过100目筛，混匀。

称取样品约1.8～2.0 g平铺于恒重且脱湿平衡（开盖置于干燥器中12 h 以上）的称量瓶内，平行3份，于50 ℃的真空干燥箱内干燥15 h，冷却后快速精密称定重量，开盖置于盛有过饱和硝酸钾（KNO3）溶液（25 ℃时，Aw/%=93.58±0.55%）的密闭干燥器内，并将其放入25 ℃的恒温恒湿试验箱中，放置4 h后，精密称量，计算吸湿率（%），结果见表1。

表1 考察不同填充剂与混合粉按1∶1配比的吸湿情况表

由表1可知，不添加填充剂所得吸湿率较高、易结块，不符合制剂要求；用赤藓糖醇、麦芽糊精和乳糖做填充剂所得吸湿性较理想，为控制生产成本以及产品口感，故选择赤藓糖醇和麦芽糊精进行复配作为成型工艺的填充剂。

3.2.2 填充剂配比用量的筛选

将赤藓糖醇和麦芽糊精分别按1∶2、1∶3、1∶4的配比混合均匀。样品的吸湿率及外观性状的考察结果见表2。

表2 赤藓糖醇和麦芽糊精的混合配比考察表

由表2分析结果可知，选取辅料赤藓糖醇和麦芽糊精比例为1∶4混合作为防潮辅料使用。

3.2.3 原辅料比配比用量的筛选

将混合粉和填充剂（赤藓糖醇和麦芽糊精=1∶4）分别按1∶2、1∶3、1∶4、2∶1的配比过筛混匀，样品的吸湿率及外观性状的考察结果见表3。

表3 原辅料比配比用量考察表

由表3分析结果可知，选取原辅料比1∶4作为制剂工艺的配比。

3.3 正交试验优化制备工艺

3.3.1 综合感官评价

本次试验试样评价标准以感官评价为主，分别从色泽、香气、口感、组织冲调沉淀状态4个方面对该粉剂综合感官评价，评定标准满分100分。食用方式为将试样倒入100 mL水中饮用。随机选取20岁至50岁之间的男女各10名，感官评分标准如表4所示。

表4 A品牌运动营养食品综合感官评价标准表

3.3.2 正交试验

按照表5～6设计条件安排，以胶原蛋白肽、大豆肽粉、柠檬酸钠、赤藓糖醇和麦芽糊精为主要原辅料，通过单因素水平确定各因素水平，然后分别以胶原蛋白肽、大豆肽粉、柠檬酸钠添加量为主要因素水平设计正交试验，以评判该运动营养粉剂综合感官评分的影响，优选出最佳的制备工艺参数。

表5 制备工艺因素水平表

由表6可知，比较R值发现影响耐力类运动营养食品的因素大小为A>C>B，即胶原蛋白肽对试样口感影响最大，由表6正交试验结果极差分析可知，A品牌运动营养粉剂的最佳配方组合是A3B1C2，即胶原蛋白肽添加量2%、大豆肽粉添加量3%、柠檬酸钠添加量15%的品牌运动营养粉剂配方最优，综合感官评分最高，风味达到了最佳效果。

表6 制备工艺正交设计及结果表

3.4 混合均匀度试验

按配方比例称取大豆肽粉、胶原蛋白肽、柠檬酸钠、赤藓糖醇、麦芽糊精、香兰素，备用。考察总混合的时间，将原料按工艺方法混合均匀，以10 min、20 min、30 min不同混合时间点，随机在6个取样点取样，检测指标性成分的含量，经验证充分混合均匀后，转移至多维混合机中总混。具体验证数据见表7。

表7 三批样品混合均匀性数据表

总混合10 min，RSD值＞2%表明混合不均匀，混合时间20 min和30 min RSD＜2%，综合考虑选择混合时间为20 min。因此，判断该工艺条件能达到原料混合均匀性的要求。

3.5 成型工艺的验证

按配方称取大豆肽粉、胶原蛋白肽、柠檬酸钠、赤藓糖醇、麦芽糊精、香兰素，定量的原辅料，过筛，混合，结果见表8。

表8 粉剂制备工艺验证结果表

由表8分析结果可知，根据以上工艺参数，添加以上所选辅料制备出的样品均符合要求，说明该产品的制备成型工艺合理可行。

4 缓解体力疲劳实验结果

4.1 小鼠负重游泳实验结果

小鼠负重游泳实验是缓解体力疲劳实验中的重要评价指标，它可以直观地反映出试样是否具有缓解体力疲劳的功效。

由表9所示，得出灌胃样品剂量越高，小鼠负重游泳时间越长。实验结果说明，A牌运动营养粉剂能够不同程度地影响小鼠的负重游泳时间。

表9 灌胃不同剂量的样品对小鼠负重游泳时间的影响表

4.2 耐缺氧实验结果

常压耐缺氧实验和急性脑缺血性缺氧实验是耐缺氧实验中的重要评价指标，它可以直观地反映出试样是否具有耐缺氧功效。各组小鼠的耐缺氧指标实验结果见表10。

表10 各组小鼠的耐缺氧指标实验结果表

由表10可以看出，常压耐缺氧实验小组的高、中、低剂量组与生理盐水对照组相比均有显著性差异（P<0.05），其中高、中剂量组为极显著差异（P<0.01）；急性脑缺血性缺氧实验，高剂量和中剂量组的小鼠断头呼吸时间与生理盐水对照组相比均有显著性差异（P<0.05），其中高剂量组为极显著差异（P<0.01）。

5 讨论

运动营养食品产业作为一个新兴产业，伴随国民运动健康理念的提升以及国家政策的大力支持，拥有良好的前景。2019年，我国颁布的运动营养食品未来发展策略《体育强国建设纲要》中提到，预计到2035年，经常参加运动锻炼的人数比例将达到45%，运动、营养、健康社会氛围中，为运动营养食品产品的发展提供了无限的机遇和挑战，相信运动营养食品产业将会存在广阔的市场前景[4-5]。

本研究筛选的配方和确定的制备方法，确定了最优制备工艺，且制得的3批次A牌运动营养粉剂稳定性检查结果均符合规定。 综上所述，A牌运动营养片剂配方组成合理，制备工艺切实可行，可满足工业化生产要求，对A牌运动营养粉剂进行了抗疲劳功效性试验研究，证实了A牌运动营养食品具有一定程度的抗疲劳作用。

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