冬奥进行时 | 运动营养食品及其功能性成分概述

北京冬奥会如火如荼地进行，人们参与冰雪运动的热情也日益高涨，在竞技体育与全民体育的大背景下，运动营养食品研究成为了热点话题。

运动营养食品是基于运动营养科学，结合生物科技等现代化手段开发的一种特殊功能性食品，以补充机体在运动时的能量消耗为目的。目前，国内外已开发出包括饮料、片剂、 能量棒、胶囊等形式多样的运动营养食品。

我国于2015年发布的 GB 24154-2015《食品安全国家标准 运动营养食品通则》 中对其定义为: “为满足运动人群（指每周参加体育锻炼 3 次及以上、每次持续时间30min 及以上、每次运动强度达到中等及以上的人群）的生理代谢状态、运动能力以及对某些营养成分的特殊需求而专门加工的食品”。

根据能量与蛋白质等不同需求可分为：补充能量类、控制能量类、补充蛋白质类；针对不同运动项目特殊需求分为：速度力量类、耐力类、运动后恢复类，不同类运动营养食品所含的特征功效成分有所差异。

运动营养食品主要是依靠其中含有或人为添加的功效成分来有效缓解运动前、中、后机体出现的损伤或运动型疲劳。目前，运动营养食品种类繁多，其中功能性成分的组成、类别也复杂多变。运动营养食品的功能作用包括保护关节损伤、增强力量及改善肌肉、抗疲劳、提高免疫机能等。

1、保护关节类的功能成分

保护型运动营养食品的主要作用是维持关节健康与减少因过度运动而造成的关节损伤，其主要功能因子包括必需脂肪酸、泛酸、维生素、钙、水解蛋白酶、氨基葡萄糖、软骨素、甲磺酰甲烷、S-腺苷甲硫氨酸、胶原质和大豆异黄酮等。

关节软骨组织主要由胶原蛋白构成，胶原蛋白负责构造软骨组织的框架并将其定型，因此补充适量高质量的水解胶原质，可以维持人体自身软骨组织的功能，保护关节免于受损。

研究表明，每日摄入10 g 左右的水解胶原质可减轻膝或髓部骨关节病患者的疼痛，并且分子量为3000 Da 左右的产品更有利于人体吸收。另外，硫酸软骨素在关节中具有润滑和支撑作用，以硫酸软骨素或氨基葡萄糖为主要成分的运动营养食品可作为膳食补充剂用于保护关节。

2、增强力量、改善肌肉类的功能成分

增强力量、改善肌肉类的功能成分主要包括蛋白质与氨基酸类物质，以及促进肌肉生长并增强肌肉收缩能力的物质，如肌酸、铬、硼、维生素 C 和锌等。

蛋白质不仅能够满足机体组织生长与修复需求，还可提供能量，因此运动人群的总体蛋白质需要量大大增加。

在市场上乳清蛋白和大豆蛋白更多应用于运动营养食品，作为一种高营养价值的蛋白质，乳清蛋白富含亮氨酸等支链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，可减少肌肉酸痛，加快运动性损伤的修复，可以提高合成速率、增加肌肉的质量和力量。

有文献报道，乳清蛋白比酪蛋白能更好地刺激骨骼肌蛋白质合成，比大豆蛋白更有利于体重增加。同时乳清蛋白能够预防运动训练引起的细胞免疫功能失衡，增加血清球蛋白在机体的储备，减轻剧烈运动后的免疫应激反应，从而激发运动员更佳的运动状态。

此外，牛磺酸是人体条件性必需氨基酸，是一种促进肌肉快速增长的运动营养补剂，发挥生理作用的方式与胰岛素类似，能够抑制肌蛋白的分解，使肌肉变得更大、更强壮，并且对维护膜结构的稳定、调节渗透平衡以及防止细胞膜脂质过氧化反应方面具有较大作用。

在GB 24154-2015中，肌酸是速度力量类运动营养食品的必需添加成分，适用于短跑、跳高、举重、健美及力量机械等人群使用的运动营养食品。

肌酸从1993年开始进入竞技体育界，1994 年成为最流行的能力增强剂，1995 年传入我国，它又称甲胍乙酸，是三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate, ATP）合成的原料物质，能为肌肉的快速、爆发动作提供能量补充，内源性肌酸在肝脏和肾脏中由精氨酸、蛋氨酸和甘氨酸合成，外源性肌酸可从食物的肉和内脏中获得，肌酸以磷酸肌酸的形式存储在肌肉中。

近年来研究发现，补充肌酸能够增强短时间、高强度、反复运动时的运动能力，肌酸的增力机制包括增加骨骼肌磷酸肌酸储存和磷酸肌酸再合成，减少肌肉损伤，减小对无氧糖酵解的依赖，以及降低乳酸的产生。

研究表明，短时间补充肌酸可以使磷酸肌酸的储存增加，磷酸肌酸向二磷酸腺苷（adenosine diphosphate, ADP）提供高能磷酸键，形成 ATP，可维持高强度运动时的ATP水平并促进反复高强度运动的间歇期磷酸肌酸的再合成，因此，补充肌酸对短时间（小于30 s）、间歇性、高强度、抗阻性运动有增力作用，能够使肌肉的收缩能力以及单次冲刺能力增加。

此外，长时间补充肌酸可以明显地增加力量、短跑的能力和去脂体重。运动过程中会导致维生素的大量消耗，因此在运动前后也应注意维生素的及时补充，维生素C有清除自由基的作用，可减少自由基对机体的伤害，延缓疲劳的发生。

3、抗疲劳及增免疫类的功能因子

用于缓解机体中枢或外周神经及因疲劳造成的生理功能衰退的运动营养食品配方种类繁多，除了早有报道的多肽类物质，最新研究证实中药类制剂、植物活性物质对修复、缓解运动性疲劳也有正向作用。

研究表明，中药营养补剂副作用小且分级明显，能够对机体运动生理状态进行整体调节与提高，兼具抗疲劳、抗氧化、增免疫等功效。

植物活性物质，多糖类、黄酮类、皂苷、色素、多酚类等物质具有抗运动性疲劳功能，可应用于运动营养食品。在增强专业运动员及普通大众免疫功能的运动营养食品中，通常含有大蒜素、谷氨酰胺、肌苷、绿藻、虫草、锌、硒等。从天然食物中寻找抗氧化、提高免疫水平的物质是近年来很活跃的一个研究领域。

随着我国经济实力的日益增强，大型体育赛事的举办以及健康运动意识的普及，更多、更新的功能性物质正被应用于运动营养食品的研发。

如最新研究证实，发酵类食品具有运动营养食品的功能，食物发酵后，可产生一些原来食物中本身不存在的新物质，从中发现有潜力的活性成分，成为运动营养食品的新资源。

此外，从海洋生物中寻找、提取活性物质也成为一种趋势。如广泛存在于藻类、虾类、蟹类、鱼类、贝类以及多种动植物中的类胡萝卜素的含氧衍生物，虾青素能够有效消除细胞氧自由基，抗氧化活性强于胡萝卜素。

参考文献：

[1]陶红阳.浅谈运动营养食品配料与人体健康[J].食品安全导刊,2020(27):6.DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2020.27.004.

[2]孟佳珩,侯建鹏.运动营养食品及其功能性成分研究进展[J].食品安全质量检测学报,2019,10(15):5001-5006.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品及功能性食品的开发与研究。