隨著居民生活水平以及對(duì)健康生活方式追求的提高，體育已經(jīng)從職業(yè)競(jìng)技轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娺\(yùn)動(dòng)。適時(shí)補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品，對(duì)運(yùn)動(dòng)人員快速恢復(fù)身體狀況以及調(diào)節(jié)身體機(jī)能具有重要意義。

根據(jù)GB 24154—2015《運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品通則》的描述，運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品是滿足經(jīng)常運(yùn)動(dòng)人群生理代謝狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)能力及對(duì)某些營養(yǎng)成分的特殊需求而專門生產(chǎn)的食品。為滿足運(yùn)動(dòng)人士需求精準(zhǔn)合理選擇運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品，我國將其進(jìn)行了詳細(xì)分類，包括兩個(gè)大類和6 個(gè)子類（表1）。

運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品作為運(yùn)動(dòng)人群食用的特殊食品，需要營養(yǎng)素的快速高效吸收作用以滿足運(yùn)動(dòng)人群的營養(yǎng)需求，調(diào)整其代謝狀態(tài)以及提高體能和體質(zhì)。近年來，食品功能因子遞送技術(shù)如微膠囊、乳液、脂質(zhì)體和凝膠等能夠顯著改善功能因子的水溶性、穩(wěn)定性和生物利用率，可成為解決運(yùn)動(dòng)功能因子吸收率低的有效途徑，也逐漸成為運(yùn)動(dòng)食品創(chuàng)新配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院的宋欣宇、劉翔宇、李媛*等首先總結(jié)運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品常用的基本營養(yǎng)素和功能因子，并詳細(xì)介紹功能因子的作用機(jī)制，然后闡述運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品產(chǎn)業(yè)研發(fā)面臨的問題和已有的技術(shù)手段，探討運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)研發(fā)方向，以期為未來設(shè)計(jì)新型運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品，支撐運(yùn)動(dòng)人群營養(yǎng)需求，減少運(yùn)動(dòng)后營養(yǎng)缺乏對(duì)機(jī)體的損傷，提高運(yùn)動(dòng)人群健康水平提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 運(yùn)動(dòng)相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)

1.1 基本營養(yǎng)素

運(yùn)動(dòng)人群在進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后，需要及時(shí)補(bǔ)充營養(yǎng)以緩解高強(qiáng)度訓(xùn)練帶來的肌肉疲勞和能量消耗。各種營養(yǎng)素可以滿足機(jī)體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的不同生理需求，其中，蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等是運(yùn)動(dòng)人群所需的基本營養(yǎng)素，能夠維持運(yùn)動(dòng)人群的基本營養(yǎng)需求，而且對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)人群的身體機(jī)能也起到了至關(guān)重要的作用。一般而言，當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，營養(yǎng)物質(zhì)的代謝與消耗加快，機(jī)體對(duì)營養(yǎng)素的需求也會(huì)相應(yīng)增加。表2總結(jié)了基本營養(yǎng)素對(duì)運(yùn)動(dòng)人群機(jī)能的影響。

蛋白質(zhì)是運(yùn)動(dòng)食品中最重要的一種營養(yǎng)素，其攝入對(duì)維持負(fù)氮平衡、保持肌肉質(zhì)量和訓(xùn)練后恢復(fù)具有重要意義，尤其在機(jī)體能量不足、出現(xiàn)炎癥等情況下，攝入較高劑量的蛋白質(zhì)可以極大促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)的合成。從奶酪副產(chǎn)物中生產(chǎn)制備的乳清蛋白是公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)之一，含有多種必需氨基酸，其中富含的亮氨酸可以刺激肌肉蛋白合成，對(duì)運(yùn)動(dòng)人群的肌肉生長和性能改善有著重要作用。乳清蛋白經(jīng)水解可以得到乳清蛋白水解物。研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白水解物可以有效預(yù)防運(yùn)動(dòng)引起的疲勞，刺激肌肉蛋白質(zhì)合成，減輕肌肉損傷癥狀，促進(jìn)肌肉功能恢復(fù)。目前常用的水解方法主要有化學(xué)水解法（酸水解、堿水解）、酶解法、微生物發(fā)酵法和亞臨界水解法等。

碳水化合物是機(jī)體運(yùn)動(dòng)的主要能量來源，其代謝過程在運(yùn)動(dòng)中起著重要作用。研究顯示在運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)體主要通過分解肌糖原和肝糖原產(chǎn)生葡萄糖維持能量供應(yīng)。因此，在長時(shí)間和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的情況下及時(shí)補(bǔ)充碳水化合物，不僅可以補(bǔ)償糖原消耗、增加糖原儲(chǔ)備、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)，還能夠提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和訓(xùn)練適應(yīng)。此外，Christhttps等所做的一項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)中還顯示，運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)中立即攝入碳水化合物可以有效減輕皮質(zhì)醇和腎上腺素水平的升高，從而有效解決耐力運(yùn)動(dòng)引起的壓力荷爾蒙水平升高問題。

脂質(zhì)在各種酶的幫助下消化、吸收、合成和分解，轉(zhuǎn)化為人體所需的能量和物質(zhì)，保證正常的生理功能，對(duì)體力活動(dòng)具有重要作用。盡管與其他的宏量營養(yǎng)素相比，脂質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)后機(jī)體恢復(fù)的促進(jìn)作用相對(duì)較小，但是適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充脂質(zhì)有利于促進(jìn)機(jī)體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。ω-3不飽和脂肪酸是運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中常見的優(yōu)質(zhì)脂肪酸之一，每天補(bǔ)充4 g ω-3不飽和脂肪酸可以提高氨基酸的合成代謝敏感性,其抗炎特性對(duì)受傷運(yùn)動(dòng)員的恢復(fù)有促進(jìn)作用，因此適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充脂質(zhì)對(duì)于運(yùn)動(dòng)人群也較為重要。

除宏量營養(yǎng)素外，微量營養(yǎng)素對(duì)于運(yùn)動(dòng)過程中的物質(zhì)代謝也起著重要的調(diào)節(jié)作用。維生素是調(diào)節(jié)代謝、防止細(xì)胞損傷的有機(jī)化合物，B族維生素可作為輔酶參與能量代謝；VC、VE可以作為抗氧化劑促進(jìn)運(yùn)動(dòng)人群的能量代謝；VD可以增加衛(wèi)星細(xì)胞中肌源因子的表達(dá)，增強(qiáng)肌肉細(xì)胞分化、生長和再生。運(yùn)動(dòng)相關(guān)的生理功能，如能量代謝、氧氣運(yùn)輸、紅細(xì)胞生成、免疫功能等在某種程度上依賴于礦物質(zhì)。例如，鉀離子、鈉離子等礦物質(zhì)會(huì)影響機(jī)體體液平衡；鐵離子是運(yùn)動(dòng)過程中氧氣運(yùn)輸和能量產(chǎn)生等關(guān)鍵過程中不可或缺的一部分；鋅離子在改善免疫功能上起著重要作用。

1.2 功能因子

基本營養(yǎng)素在運(yùn)動(dòng)中起著重要作用，但它們對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)能的促進(jìn)作用有限，難以滿足機(jī)體的所有運(yùn)動(dòng)需求，如保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨等，因此，需要引入功能因子為機(jī)體提供更多樣化的運(yùn)動(dòng)功效，調(diào)節(jié)機(jī)體機(jī)能。圖1為代表性的功能因子和活性物質(zhì)及其對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能調(diào)節(jié)作用。根據(jù)功能性成分對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)機(jī)能不同方面的作用，可以將功能性成分分為以下8 種類型。

1.2.1 促進(jìn)肌肉生成和改善肌肉質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)功能因子

肌肉質(zhì)量是肌肉圍度、最大力量、爆發(fā)力、耐力和柔韌性的綜合指標(biāo)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)人群來說，良好的肌肉質(zhì)量不僅可以使形體更加美觀、提高身體的平衡能力與協(xié)調(diào)能力，還能保護(hù)關(guān)節(jié)與骨骼，降低受傷風(fēng)險(xiǎn)。目前被證實(shí)的可以改善肌肉質(zhì)量的代表性功能因子有肌酸、?；撬岷徒S素等。肌酸是由精氨酸、甘氨酸以及甲硫氨酸3 種氨基酸合成的含氮化合物，可由人體自行合成，也可通過膳食進(jìn)行補(bǔ)充。圖2A為肌酸對(duì)蛋白質(zhì)合成的作用機(jī)制：一方面肌酸可以刺激蛋白質(zhì)合成信號(hào)通路，促進(jìn)肌肉蛋白的合成；另一方面它還可以通過與細(xì)胞中的無機(jī)磷結(jié)合形成的磷酸肌酸，在運(yùn)動(dòng)時(shí)釋放ATP維持肌肉細(xì)胞的能量狀態(tài)（圖2B）。早在20世紀(jì)90年代，便有學(xué)者報(bào)道了肌酸補(bǔ)充劑對(duì)短時(shí)間、高強(qiáng)度的肌肉活動(dòng)和反復(fù)高強(qiáng)度的活動(dòng)具有增效作用。Ingwall等也曾通過研究證明肌酸對(duì)于肌肉收縮過程非常重要，在肌肉細(xì)胞培養(yǎng)物中添加肌酸可以刺激合成肌球蛋白重鏈。

?；撬崾且环N半胱氨酸代謝過程中內(nèi)源性合成的含硫氨基酸，可以通過膳食獲取，主要存在于肉類和海鮮中。?；撬峥梢越档图∪饨M織蛋白的降解速率，抑制肌萎縮相關(guān)基因（MAFbx和MuRF1）的mRNA和蛋白表達(dá)水平，從而有助于肌肉生長。于健康年輕男性而言，預(yù)先服用?；撬幔? g/次，3 次/d）2 周，可以在進(jìn)行高強(qiáng)度的離心運(yùn)動(dòng)后減少延遲性肌肉酸痛的發(fā)生。此外，?；撬岬臄z入還能夠恢復(fù)抗氧化相關(guān)基因，如超氧化物歧化酶2（SOD2）和過氧化氫酶（CAT）的表達(dá)水平，從而增強(qiáng)肌肉組織的抗氧化能力。姜黃素作為一種疏水性植物多酚化合物，具有抗炎、抗氧化應(yīng)激、抗病毒等多種活性功能，同時(shí)在改善肌肉質(zhì)量方面展現(xiàn)出顯著的提升效果，可以有效減少運(yùn)動(dòng)引起的肌肉損傷、炎癥和氧化應(yīng)激等。研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素能夠通過減少肌肉肌酸激酶活動(dòng)從而減少肌肉損傷并提高肌肉性能。此外，補(bǔ)充姜黃素還可調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素（IL）-6和IL-8發(fā)揮運(yùn)動(dòng)后的抗炎作用。Hillman等評(píng)估了姜黃素對(duì)增強(qiáng)式練習(xí)后延遲性肌肉疼痛和肌肉力量的影響。持續(xù)10 d（運(yùn)動(dòng)前6 d、運(yùn)動(dòng)當(dāng)天和運(yùn)動(dòng)后3 d）服用500 mg姜黃素的運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)后48 h和72 h的疼痛水平顯著降低，并可以保持穩(wěn)定的垂直跳躍，這表明姜黃素在增強(qiáng)式運(yùn)動(dòng)后可減輕酸痛并保持肌肉力量。

1.2.2 保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨的運(yùn)動(dòng)功能因子

關(guān)節(jié)軟骨主要由軟骨細(xì)胞和胞外基質(zhì)構(gòu)成，其中軟骨細(xì)胞是關(guān)節(jié)軟骨中的唯一細(xì)胞，主要用于合成分泌軟骨基質(zhì)和膠原纖維；胞外基質(zhì)包括水、蛋白、多糖、膠原、糖蛋白以及其他各種非膠原蛋白。這些物質(zhì)與關(guān)節(jié)軟骨的緩沖振動(dòng)、減少骨與骨的摩擦、減少磨損等功能密切相關(guān)。在體育運(yùn)動(dòng)中，往往會(huì)出現(xiàn)各種沖擊、扭轉(zhuǎn)等關(guān)節(jié)活動(dòng)，這些非周期性負(fù)荷長期反復(fù)作用在關(guān)節(jié)上極易導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的損傷。因此，在運(yùn)動(dòng)中攝入營養(yǎng)元素保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨格外重要。

膠原蛋白作為關(guān)節(jié)軟骨的主要成分，對(duì)于關(guān)節(jié)軟骨組織框架結(jié)構(gòu)的形成有著重要意義。Wang Chao等發(fā)現(xiàn)III型膠原蛋白是軟骨關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，發(fā)揮著加強(qiáng)膠原纖維網(wǎng)路、限制異常原纖維增厚等作用。Wu JiannJiu等也報(bào)道了III型膠原蛋白是關(guān)節(jié)軟骨中纖維網(wǎng)絡(luò)共價(jià)調(diào)節(jié)劑，積聚在與II型膠原纖維表面交聯(lián)的關(guān)節(jié)軟骨中，并響應(yīng)組織和機(jī)體的損傷。研究表明疏松網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)的II型膠原蛋白對(duì)軟骨細(xì)胞的黏附、增殖和分化有積極作用。目前已有臨床研究表明，每日攝入10 g左右水解膠原質(zhì)可以有效緩解膝或髖關(guān)節(jié)病患的癥狀。

氨基葡萄糖是關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)中蛋白多糖的重要組成部分，市售氨基葡萄糖類物質(zhì)主要以鹽酸氨基葡萄糖、硫酸氨基葡萄糖及其復(fù)鹽形式存在，外源攝入氨基葡萄糖類物質(zhì)可有效保護(hù)運(yùn)動(dòng)人群的骨關(guān)節(jié)，減少關(guān)節(jié)磨損等問題。氨基葡萄糖對(duì)關(guān)節(jié)腔內(nèi)多種破壞軟骨的酶如溶酶體酶、膠原酶的活性有抑制作用。研究人員以灌胃劑量82.5 mg/kg、1 次/d給關(guān)節(jié)腔積血模型兔灌胃鹽酸氨基葡萄糖，發(fā)現(xiàn)鹽酸氨基葡萄糖可有效增加II型膠原蛋白（COL II）的表達(dá)，其水平較對(duì)照組提高了1.77 倍，表明其在保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨方面的功效。白藜蘆醇是一種天然的多酚類化合物，廣泛存在于葡萄、藍(lán)莓等70余種植物及其果實(shí)中，在抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒等方面有積極作用。此外，白藜蘆醇對(duì)于關(guān)節(jié)軟骨也具有良好作用，適量攝入白藜蘆醇可以有效幫助運(yùn)動(dòng)人群減緩關(guān)節(jié)磨損和促進(jìn)軟骨修復(fù)。Maepa等發(fā)現(xiàn)用20～100 μmol/L白藜蘆醇可以誘導(dǎo)豬軟骨中II型膠原蛋白的合成，同時(shí)不同區(qū)域的誘導(dǎo)效果不同，中層區(qū)軟骨II型膠原蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)較淺表區(qū)的表達(dá)高1.23～2.25 倍。Qin Na通過局部關(guān)節(jié)內(nèi)注射10 μL白藜蘆醇可激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信號(hào)傳導(dǎo)和抑制mTOR活性，以及PI3K/蛋白激酶B（Akt）/mTOR操縱的缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）-1α和HIF-2α表達(dá)，從而延緩關(guān)節(jié)變性，達(dá)到軟骨保護(hù)作用。

1.2.3 減控體質(zhì)量和體脂率的運(yùn)動(dòng)功能因子

肥胖往往伴隨慢性炎癥從而影響肌肉的代謝和修復(fù)；引起激素失衡（如胰島素和睪酮）妨礙肌肉生長；產(chǎn)生代謝綜合癥（如高血壓和高血糖）影響整體健康；增加關(guān)節(jié)負(fù)擔(dān)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不適；減少鍛煉意愿以及影響心理因素如自尊心下降，進(jìn)一步影響運(yùn)動(dòng)積極性。這些因素共同作用，導(dǎo)致肥胖者的肌力顯著下降，尤其對(duì)于兒童。目前，減肥是許多運(yùn)動(dòng)人群的重要需求，對(duì)于減控體質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品及功能因子也頗受消費(fèi)者青睞。

L-左旋肉堿作為轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸的載體，將長鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體進(jìn)行β-氧化，分解成二氧化碳和水，是一種安全有效的減脂功能因子。其主要促進(jìn)作用如下：在胞質(zhì)內(nèi)，脂肪酸形成長鏈脂酰輔酶A，與L-左旋肉堿通過肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶（CPT）I的酯化催化以長鏈?；鈮A的形式通過線粒體膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)，在CPT II的催化下轉(zhuǎn)化為游離肉堿和脂酰輔酶A，脂酰輔酶A通過β-氧化形成乙酰輔酶A，并通過三羧酸循環(huán)（TCA）和電子傳遞鏈（ETC）合成ATP。其中肉堿在肉堿?；鈮A轉(zhuǎn)位酶的作用下回到胞質(zhì)并進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。因此，在長時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中，L-左旋肉堿可以大大促進(jìn)脂肪酸的氧化速率，降低糖原消耗率，緩解疲勞，具有明顯減控體質(zhì)量的作用。

同時(shí)，丙酮酸鹽在科學(xué)減重上也有巨大潛力。Stanko等在1978年首次發(fā)現(xiàn)丙酮酸鹽對(duì)脂肪代謝和糖代謝的促進(jìn)作用。Koh-Banerjee等設(shè)置了雙盲實(shí)驗(yàn)，23 名未經(jīng)訓(xùn)練的女性以雙盲和隨機(jī)方式攝入5 g丙酮酸鈣（CaPYR）或安慰劑（PL），每天2 次，持續(xù)30 d。結(jié)果顯示PYR組受試者體質(zhì)量增加較少（PL組：（1.2±0.3）kg；CaPYR組：（0.3±0.3）kg，P＝0.04）；且脂肪減少更多（PL組：（1.1±0.5）kg；CaPYR組：（-0.4±0.5）kg，P＝0.03），這進(jìn)一步證明了丙酮酸鹽的減重能力。但是其脂肪消耗機(jī)制尚未完全明確，有文章報(bào)道丙酮酸鹽可能是通過提高線粒體動(dòng)力，刺激細(xì)胞的合成代謝，從而加速細(xì)胞脂肪的消耗。

1.2.4 增強(qiáng)免疫力的運(yùn)動(dòng)功能因子

運(yùn)動(dòng)對(duì)免疫力的影響呈現(xiàn)雙重性。適量的運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能，促進(jìn)免疫細(xì)胞的活性和數(shù)量，從而提高機(jī)體抵抗力。然而，長期進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)抑制自然殺傷細(xì)胞活性，抑制具有免疫功能的IL-10、IL-4和IL-12 p40，從而導(dǎo)致免疫力降低。研究表明，許多高強(qiáng)度訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員更易患上感冒等上呼吸道感染。為了提升運(yùn)動(dòng)人士的免疫功能，可以考慮攝入一些功能因子和活性成分，如大蒜素、輔酶Q10、羥甲基丁酸、谷氨酰胺和多種維生素等。

谷氨酰胺是人體中豐富的游離氨基酸，具有細(xì)胞和免疫調(diào)節(jié)特性，可通過影響淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞代謝影響免疫反應(yīng)。此外，谷氨酰胺是谷胱甘肽的前體之一，可以刺激熱休克蛋白的表達(dá)并影響基因表達(dá)。在劇烈運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)體可能無法自行合成足夠的谷氨酰胺，因此外源攝入谷氨酰胺如紅肉、魚類以及營養(yǎng)補(bǔ)沖劑等對(duì)增強(qiáng)機(jī)體免疫反應(yīng)有著十分重要的作用。

大蒜素是一種含硫化合物，它可以通過氧化應(yīng)激、免疫和炎癥反應(yīng)等多種機(jī)制在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮積極作用。Dwivedi等通過研究發(fā)現(xiàn)大蒜素可以選擇性誘導(dǎo)輔助性T細(xì)胞（Th）1反應(yīng)（Th1反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生宿主保護(hù)性免疫反應(yīng)），同時(shí)能增強(qiáng)受感染巨噬細(xì)胞中應(yīng)激激活蛋白激酶（SAPK）/c-Jun氨基末端激酶（JNK）途徑的活化，從而有利于誘導(dǎo)抗炎細(xì)胞因子分泌，最終促進(jìn)免疫系統(tǒng)反應(yīng)。

1.2.5 增強(qiáng)抗氧化能力的運(yùn)動(dòng)功能因子

運(yùn)動(dòng)與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，氧化應(yīng)激反映了活性氧的產(chǎn)生與抗氧化能力的不平衡。定期適度訓(xùn)練可以刺激機(jī)體產(chǎn)生適度的氧化應(yīng)激，有益于健康，然而急性、劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激過度增加，活性氧大量產(chǎn)生。這種狀況將導(dǎo)致所有細(xì)胞成分（包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物等）受損，造成細(xì)胞、組織、器官的功能性障礙，從而引發(fā)心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病等多種疾病和衰老。對(duì)于運(yùn)動(dòng)人士來說，額外補(bǔ)充抗氧化劑對(duì)于預(yù)防和減少運(yùn)動(dòng)期間氧化應(yīng)激是非常必要的。

許多植物提取物具有強(qiáng)大的抗氧化能力，包括多酚、維生素、生物堿、皂苷、多糖、多肽等。皂苷類物質(zhì)通常通過提高機(jī)體對(duì)自由基的清除能力、減少脂質(zhì)過氧化、減輕活性氧的損傷等方式，降低氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體的刺激。人參皂苷是從人參根、莖中提取的成分，主要成分是類固醇糖苷和三萜皂苷，具有抗氧化、抗炎、保護(hù)神經(jīng)等作用，在抗氧化功能的運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品上具有廣闊的應(yīng)用前景。Xie Jingtian等研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷可以通過清除羥自由基保護(hù)心肌細(xì)胞免受外源性和內(nèi)源性氧化劑誘導(dǎo)的氧化損傷。Cao Guoqiong等也發(fā)現(xiàn)人參皂苷可以有效減少氧化應(yīng)激，抑制氧化應(yīng)激相關(guān)細(xì)胞凋亡，并改善線粒體的完整性和功能。

多酚類如白藜蘆醇、茶多酚、花青素等也具有抗氧化作用。多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)由數(shù)個(gè)酚環(huán)組成，這些酚環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)量和特性決定了多酚獨(dú)特的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性。例如茶多酚，其結(jié)構(gòu)中苯環(huán)上的π電子對(duì)酚羥基氧原子上的單電子具有共軛作用，且單電子更傾向于苯環(huán)，從而降低酚羥基中氫氧鍵的活性，使酚羥基上的氫活性增加，自由基競(jìng)爭(zhēng)活性氧，最終終止自由基的自氧化反應(yīng)。姜黃素作為一種從姜黃中提取的天然多酚，也是一種有效的抗氧化劑。研究結(jié)果顯示，在運(yùn)動(dòng)前2 h和運(yùn)動(dòng)后立即補(bǔ)充90 mg姜黃素，活性氧代謝物的血清衍生物濃度與運(yùn)動(dòng)前相比沒有顯著差異（（273.6±19.7）U. CARR），而在PL實(shí)驗(yàn)（（308.8±12.9）U. CARR，P＜0.05）中，活性氧代謝物的血清衍生物濃度顯著高于運(yùn)動(dòng)前值，這表明姜黃素可以通過增加血液的抗氧化能力減輕運(yùn)動(dòng)引起的氧化應(yīng)激。

1.2.6 增加能量?jī)?chǔ)備的運(yùn)動(dòng)功能因子

一些高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目往往會(huì)消耗大量能量，對(duì)運(yùn)動(dòng)者的能量?jī)?chǔ)備要求很高，需要進(jìn)行合理的運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)補(bǔ)充。目前市面上這一類的運(yùn)動(dòng)食品多為飲料類和能量棒等，主要目的是在運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)間隙為運(yùn)動(dòng)員快速補(bǔ)充能量。其中主要的功能物質(zhì)包括葡萄糖、麥芽低聚糖、三磷酸腺苷、肌酸、肉堿等。糖類，包括葡萄糖、果糖等，是最主要、經(jīng)濟(jì)且快速的熱能營養(yǎng)素，不僅能快速起效，而且效率高、耗氧量小、代謝物易排出。高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)會(huì)大量消耗機(jī)體中儲(chǔ)備的糖原，導(dǎo)致能源供應(yīng)不足，而補(bǔ)充低聚糖飲料可以將血糖維持在較高水平，從而延長運(yùn)動(dòng)時(shí)間、延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞。低聚糖因其較低的滲透壓，在胃內(nèi)停留時(shí)間較短，能夠迅速進(jìn)入腸道并被水解吸收，從而發(fā)揮“第二肝糖原”的作用。在運(yùn)動(dòng)過程中，低聚糖的補(bǔ)充能夠迅速恢復(fù)并維持機(jī)體的血糖水平，從而延長運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間。研究表明，持續(xù)補(bǔ)充低聚糖的運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)期間的血糖水平始終維持在5～6 mmol/L之間，顯著高于對(duì)照組。此外，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的恢復(fù)期，補(bǔ)充低聚糖的運(yùn)動(dòng)員血糖水平也比對(duì)照組高出20%。

1.2.7 預(yù)防運(yùn)動(dòng)性貧血的功能性成分

運(yùn)動(dòng)性貧血是指因運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或比賽導(dǎo)致血液中血紅蛋白濃度和紅細(xì)胞數(shù)量低于正常水平的現(xiàn)象。研究表明，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可引起鐵代謝紊亂，導(dǎo)致機(jī)體鐵的負(fù)平衡。因此，確保運(yùn)動(dòng)員攝入足夠的鐵以減輕運(yùn)動(dòng)性貧血至關(guān)重要。增加富含鐵的食物攝入（如綠葉蔬菜和紅肉）以及攝入促進(jìn)鐵吸收的VC是有效的方法。此外，口服鐵補(bǔ)充劑是直接的補(bǔ)充方式，其中硫酸亞鐵因其經(jīng)濟(jì)性和對(duì)食物口感影響小而被廣泛應(yīng)用。其他常用的無機(jī)鐵補(bǔ)充劑包括富馬酸亞鐵和蔗糖鐵等。

1.2.8 調(diào)節(jié)內(nèi)分泌的運(yùn)動(dòng)功能因子

研究表明，運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)分泌系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，且該變化與運(yùn)動(dòng)的形式和強(qiáng)度有關(guān)。高負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)擾亂運(yùn)動(dòng)者的內(nèi)分泌與代謝系統(tǒng)。適時(shí)補(bǔ)充糖或糖和蛋白質(zhì)、氨基酸混合物有助于緩解機(jī)體內(nèi)分泌系統(tǒng)的壓力。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來說，睪酮是一個(gè)重要的促合成激素，但是外源攝入的睪酮或合成類固醇屬于興奮劑，并不適合運(yùn)動(dòng)人群服用。研究發(fā)現(xiàn)利用中草藥可以刺激機(jī)體自身睪酮的分泌。此外，蛹蟲草（又稱北冬蟲夏草）的有效成分為蟲草素和蟲草多糖，每天攝入8 g蛹蟲草對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)體能量消耗和身體代謝及內(nèi)分泌系統(tǒng)起著積極作用，對(duì)維持運(yùn)動(dòng)人士機(jī)體免疫平衡和身體健康有重要意義。

2 運(yùn)動(dòng)功能因子應(yīng)用所面臨的問題

能夠促進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)能的功能因子和活性成分非常豐富，并在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)中扮演著重要的角色，但許多功能因子或活性成分因其自身理化性質(zhì)的局限，當(dāng)被直接簡(jiǎn)單地運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)食品中時(shí)，會(huì)存在水溶性差、穩(wěn)定性差、在胃腸道中被廣泛代謝、吸收率低和難以穿透包括黏液層、細(xì)胞屏障或細(xì)胞間緊密連接在內(nèi)的生物膜屏障等問題，導(dǎo)致細(xì)胞吸收利用率低，難以進(jìn)入體液循環(huán)。這些問題不僅降低了運(yùn)動(dòng)食品中的功能因子和活性成分吸收利用率和速度，還極大限制了它們?cè)跈C(jī)體內(nèi)的作用效果，從而限制了運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的健康功效。例如，功能因子尤其是多酚類物質(zhì)極易受外界環(huán)境如光、熱、氧等因素的影響而無法保持其在加工、貯藏及攝入體內(nèi)后的穩(wěn)定性。富含高度不飽和結(jié)構(gòu)的功能因子如類胡蘿卜素在加工貯藏時(shí)易發(fā)生氧化，且在胃腸道消化中被降解而影響其生理活性。此外，肌酸在加熱、酸性和液態(tài)條件下極易發(fā)生環(huán)化生成肌酐，從而失去活性。人參皂苷經(jīng)口服后，由于其膜通透性較低，且在胃腸道中會(huì)被廣泛代謝，導(dǎo)致生物利用率低。如果將其直接添加到運(yùn)動(dòng)食品中，則無法快速吸收并發(fā)揮功能活性。同樣，對(duì)于白藜蘆醇、姜黃素、番茄紅素等功能因子來說，水溶性低、易氧化降解也阻礙了其吸收利用。白藜蘆醇在肝臟和腸道中被廣泛代謝，代謝產(chǎn)物的生物活性遠(yuǎn)低于白藜蘆醇自身。此外，大蒜素易揮發(fā)，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，而且有刺激性及難以接受的味道，直接添加不僅會(huì)影響食品風(fēng)味和口感，而且吸收率較低。

考慮到在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后，機(jī)體對(duì)大量營養(yǎng)素的迫切需求，以及運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的吸收速度和利用效率對(duì)肌肉修復(fù)和增長速度的關(guān)鍵影響，提高運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的機(jī)體吸收效率顯得尤為重要。利用遞送技術(shù)包埋保護(hù)功能因子，提高水溶性和穩(wěn)定性，穿過細(xì)胞屏障或生物膜屏障，進(jìn)入體液循環(huán)，以發(fā)揮功能因子作用，促進(jìn)機(jī)體對(duì)營養(yǎng)素的快速和高效吸收，在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品開發(fā)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 提高功能因子快速高效吸收的遞送技術(shù)

目前，遞送技術(shù)主要包括脂質(zhì)體、乳液、膠束、凝膠、微膠囊、納米晶、聚合物納米顆粒和外泌體等（圖3），這些技術(shù)通過包封和保護(hù)功能因子，實(shí)現(xiàn)其靶向遞送至腸道的控釋效果，進(jìn)而促進(jìn)腸道細(xì)胞對(duì)功能因子的吸收，提高功能因子的溶解度、穩(wěn)定性、吸收率及感官特性。針對(duì)食品構(gòu)建的微/納米遞送技術(shù)目前已經(jīng)運(yùn)用于固體粉末、飲料、營養(yǎng)強(qiáng)化劑、凝膠糖果和口服液等食品中，賦予食品更優(yōu)的屬性，包括營養(yǎng)功能性、質(zhì)地、感官特性和穩(wěn)定性等。以綠茶飲料為例，通過添加環(huán)糊精包埋的芳香物質(zhì)，成功減少了在加熱殺菌時(shí)風(fēng)味的改變，提高了速溶茶的香氣。本節(jié)將概括幾種廣泛使用的微/納米遞送技術(shù)，為運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

3.1 脂質(zhì)體

脂質(zhì)體是基于脂質(zhì)的球形囊泡系統(tǒng)（圖4），尺寸在10～1 000 nm之間，具有雙親性，可以同時(shí)運(yùn)載脂溶性和水溶性物質(zhì)，可有效改善腸道對(duì)疏水性運(yùn)動(dòng)功能因子（如多酚、維生素、類胡蘿卜素等）的吸收，具有較高的生物相容性和生物可降解性。最常見的納米脂質(zhì)體制備方法是薄膜水合法，將磷脂溶解在有機(jī)相中，除去溶劑后水合形成磷脂薄膜，通過分子自組裝產(chǎn)生脂質(zhì)體。其他常見的方法還有逆向蒸發(fā)法、有機(jī)溶劑注入法等。由于脂質(zhì)體特殊的組成和結(jié)構(gòu)，它不僅可以提高荷載功能因子的理化穩(wěn)定性，還能有效促進(jìn)分子在質(zhì)膜上的擴(kuò)散，并降低免疫系統(tǒng)的識(shí)別，從而提高其生物利用率。脂質(zhì)體靶向性強(qiáng)、易于修飾，可以通過適當(dāng)?shù)姆肿有揎椵d體表面從而主動(dòng)結(jié)合特定細(xì)胞或組織上的靶標(biāo)。Huang Meigui等使用脂質(zhì)體共遞送姜黃素和白藜蘆醇，其中姜黃素主要定位于脂質(zhì)體的疏水酰基鏈區(qū)，而白藜蘆醇則定向于極性頭部基團(tuán)，包封率可達(dá)80.42%，這不僅提高了脂質(zhì)體的穩(wěn)定性，還提高了功能因子的抗氧化活性。Jhan等發(fā)現(xiàn)采用大豆卵磷脂、膽固醇以及β-環(huán)糊精通過薄膜水化法包封番茄紅素脂質(zhì)體，不僅可以解決番茄紅素水溶性差的問題，還提高了其穩(wěn)定性和生物利用率，使其持續(xù)緩釋，可在12 h內(nèi)將釋放率維持在高達(dá)49.5%。

3.2 乳液

乳液是2 種不相溶的液體形成的非均相分散體系，一般分為3 種類型：油分散在水中組成的水包油（O/W）乳液、水滴分散在油中的油包水（W/O）乳液以及將一種乳液分散在另外的連續(xù)相中形成的多重乳液（常見的有水包油包水（W/O/W）和油包水包油（O/W/O））。乳液的制備方法一般包括低能量乳化法和高能量乳化法。低能量乳化法是通過優(yōu)化組成（包括適當(dāng)比例的油、水、表面活性劑、助表面活性劑等）從而自發(fā)形成熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。而有些乳液由于分散狀態(tài)在熱力學(xué)上不穩(wěn)定，因此通常需要大量的能量（一般采用機(jī)械裝置施加高破壞性力）將分散相分解成連續(xù)相中的液滴，也就是高能量乳化法，其制備常見的方法是超聲波、渦旋、均質(zhì)等。由于乳液液滴尺寸小、比表面積大，因此乳液能有效提高活性物質(zhì)的溶解性、吸收率以及生物利用度，可通過乳液法將功能因子加入到運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中。例如，乳液在提高人參皂苷、白藜蘆醇、脂溶性維生素等疏水化合物的溶解度、穩(wěn)定性和生物利用度方面有促進(jìn)作用。三七皂苷在口服后易被胃酸、糖苷酶等降解和代謝，采用納米乳液技術(shù)可提高三七皂苷的穩(wěn)定性，與普通溶液相比，三七皂苷納米乳液的口服生物利用度提高了58.47 倍。將肌酸包封在基于卵磷脂的納米乳液中，肌酸的生物利用度比懸浮液形式的肌酸提高了2.2 倍。

3.3 膠束

膠束是較有潛力的遞送載體之一，由兩親性分子通過疏水作用、靜電作用等多種驅(qū)動(dòng)力介導(dǎo)分子自組裝而成，形成具有核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒（圖5）。其親水片段形成親水帶電外殼，疏水片段傾向于掩埋在疏水內(nèi)核并容納疏水性活性因子，從而提升其水溶性。

膠束常用的制備方法有薄膜水化法、透析法、冷凍干燥法、乳化法等。其中薄膜分散法是指將聚合物以及藥物溶解到易揮發(fā)的有機(jī)溶劑中，通過旋蒸等方法將有機(jī)溶劑揮去并在容器底部形成共聚物薄膜，然后加入水溶液，攪拌得到載藥膠束。該方法操作簡(jiǎn)便，且利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。透析法則是將疏水性物質(zhì)和共聚物溶解于與水混溶的有機(jī)溶劑后裝入透析袋中，在水的透析下，有機(jī)溶劑逐漸和水交換，共聚物的疏水鏈段在溶劑影響下逐漸聚結(jié)，從而形成膠束核。該方法操作簡(jiǎn)單，是實(shí)驗(yàn)室常用的制備方法。膠束作為載體可提高活性物質(zhì)的水溶性，延長活性物質(zhì)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，提高生物利用度，因此在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中具有廣闊的應(yīng)用前景。姜黃素因其分子質(zhì)量小、疏水性強(qiáng)、空間位阻小等特點(diǎn)可較好地被包封于膠束中，被包封的姜黃素在水溶性和紫外穩(wěn)定性等方面均得到顯著改善。Bao Cheng等以α-乳清蛋白為載體制備膠束，對(duì)姜黃素進(jìn)行包封，結(jié)果顯示被包封的姜黃素水溶性提高的同時(shí)生物利用度也提高了6.85 倍。除了姜黃素，番茄紅素作為一種良好的運(yùn)動(dòng)功能因子也可被膠束包封從而改善其性質(zhì)。Chang Ruxin等利用疏水作用將番茄紅素荷載于水解α-乳清蛋白自組裝形成的膠束中，最大負(fù)載量達(dá)5%，不僅提高了番茄紅素的水溶性和穩(wěn)定性，而且極大地提高了番茄紅素的抗氧化活性，光照20 h后，番茄紅素膠束的保留率為66.6%，而游離番茄紅素的保留率為0。

3.4 微凝膠

微凝膠是由親水性大分子通過物理或化學(xué)交聯(lián)形成的具有吸水膨脹性的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以制備成納米或者微米尺度。微凝膠因其生物相容性、生物降解性以及控釋特性，在功能因子遞送領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。用于制備微凝膠的材料通常為生物聚合物，包括天然多糖（海藻酸鹽、殼聚糖等）和蛋白質(zhì)（乳清蛋白、肌原纖維蛋白）等。目前微凝膠的制備方法很多，包括乳化法、沉淀聚合法和微流控法等。其中乳液聚合法是目前常用的制備方法，通常是將含有生物聚合物的水相與含有疏水性物質(zhì)的油相進(jìn)行乳化，在乳化過程中或乳化后生物聚合物在物理或化學(xué)的方式下交聯(lián)形成微凝膠。其中化學(xué)交聯(lián)例如羧基離子配位交聯(lián)可以在機(jī)體腸道環(huán)境下響應(yīng)性釋放，因此可以抵抗胃酸環(huán)境，并將功能因子靶向遞送到腸道內(nèi)。利用三偏磷酸鈉將氧化淀粉共價(jià)交聯(lián)，形成帶負(fù)電荷的氧化淀粉微凝膠。通過靜電相互作用，這種負(fù)電荷微凝膠對(duì)正電荷的花青素和溶菌酶展現(xiàn)出較高的負(fù)載能力。Wang Zhaoran等研究了氧化淀粉微凝膠對(duì)花青素的包埋和釋放能力，結(jié)果顯示氧化淀粉微凝膠通過保護(hù)花青素免受胃酸降解從而將其輸送到腸道發(fā)揮作用。Liu Ying等設(shè)計(jì)了半胱氨酸修飾氧化魔芋多糖與鐵離子的雙交聯(lián)微凝膠，該微凝膠能夠在胃酸環(huán)境中穩(wěn)定存在。在此基礎(chǔ)上對(duì)益生菌進(jìn)行了包封，以保護(hù)其不受胃酸脅迫，并在腸道內(nèi)通過pH值響應(yīng)性釋放益生菌。與此同時(shí)，釋放后的益生菌表面所纏結(jié)的巰基化魔芋多糖又與腸黏液層上的黏蛋白發(fā)生巰基化交換反應(yīng)生成二硫鍵，將益生菌定植于黏液層上，大大提高了雙歧桿菌的腸道活菌數(shù)和菌群豐度，從而能夠更好地發(fā)揮健康作用。

3.5 微膠囊

微膠囊是利用食品生物大分子封裝功能因子從而獲得的具有核殼結(jié)構(gòu)的微小粒子，可以使被包裹的芯材免受光、熱、pH值等外界因素的影響。微膠囊中最常用的壁材主要有蛋白類（如乳清蛋白、大豆分離蛋白等）、淀粉及其衍生物類（如羧甲基淀粉、低聚糖等）、植物膠類（如海藻酸鈉、阿拉伯膠、卡拉膠等）、脂類（如卵磷脂、單甘酯等）、糊精類（如麥芽糊精、環(huán)糊精等）以及纖維素類（如羧甲基纖維素、聚葡萄糖等）。微膠囊的制備方法有很多，包括噴霧干燥法、冷凍干燥法、溶劑揮發(fā)法、超臨界技術(shù)、電噴霧技術(shù)等。其中噴霧干燥法由于其操作工藝簡(jiǎn)單、干燥速度快且效率高成本低，被廣泛用于食品微膠囊粉末的生產(chǎn)。圖6展示了噴霧干燥法制備微膠囊的生產(chǎn)工藝圖。

微膠囊技術(shù)不僅可以提高活性物質(zhì)的熱穩(wěn)定性和生物利用度等，還具有保護(hù)揮發(fā)物質(zhì)、改善口味和質(zhì)地等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中光熱不穩(wěn)定、易揮發(fā)、口味不佳的功能因子。番茄紅素具有抗氧化、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)能力以及抗炎癥的功效，補(bǔ)充番茄紅素可以減輕運(yùn)動(dòng)帶來的肌肉疼痛和疲勞，也能提高運(yùn)動(dòng)耐力。Rocha等利用噴霧干燥技術(shù)和改性淀粉封裝番茄紅素，封裝效率在21%～29%，極大地提高了番茄紅素的貯藏穩(wěn)定性，在10 ℃條件下保存時(shí)，微膠囊化的番茄紅素保留率是游離番茄紅素的1.3 倍。益生菌因其能夠調(diào)節(jié)腸道菌群、提升免疫力的特性，在運(yùn)動(dòng)食品中也受到越來越多關(guān)注。然而益生菌的活力會(huì)在食物儲(chǔ)存和胃腸道運(yùn)輸過程中急劇下降，因此可以利用微膠囊包封益生菌以增強(qiáng)其體內(nèi)存活率。Yeung等研究發(fā)現(xiàn)，將長雙歧桿菌包封于海藻酸鹽和殼聚糖形成的微膠囊中，可通過保護(hù)長雙歧桿菌免受胃相低pH值的影響，有效提高該益生菌的口服遞送活力。長雙歧桿菌微膠囊暴露于pH 2.5條件下5 min數(shù)量減少了1.4 CFU，而未處理組減少了2.7 CFU。

3.6 納米晶體

納米晶體是指藥物在穩(wěn)定劑作用下分散于介質(zhì)中（通常為水），并利用高壓均質(zhì)或控制析晶等納米化技術(shù)形成的藥物納米膠體分散體系，通過干燥等手段進(jìn)一步固化還可形成固態(tài)納米晶體。納米晶體的制備方法包括自上而下法、自下而上法以及組合法。自上而下法是依靠介質(zhì)研磨或高壓均質(zhì)等過程中產(chǎn)生的碰撞力、剪切力、空化作用，將大顆粒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為均勻的納米顆粒的高能耗制備工藝；自下而上技術(shù)則是通過控制沉淀或結(jié)晶獲得納米級(jí)晶體，藥物溶解在其良性溶劑中，通常制備成飽和溶液，然后將所得溶液滴入含有穩(wěn)定劑的藥物不良溶劑中，依靠產(chǎn)生的過飽和現(xiàn)象使藥物晶體析出；組合法是將上述兩種處理相結(jié)合，以更好地控制晶體尺寸及溶出度。

納米晶體技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，處理后的活性物質(zhì)粒徑達(dá)到納米級(jí)別，顯著增大了比表面積并提高了溶解度，從而有效提升了物質(zhì)的口服吸收利用率，為運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中難溶性功能因子的遞送提供了巨大潛力。Singh等利用自上而下方法制備了白藜蘆醇納米晶體，顯著提高了白藜蘆醇的理化穩(wěn)定性，口服生物利用度較游離白藜蘆醇提高了3.5 倍。Mauludin等以十二烷基硫酸鈉為穩(wěn)定劑，采用自上而下法獲得負(fù)載蘆丁的納米晶體片劑。溶于水5 min內(nèi)，幾乎80%的蘆丁從納米晶體片劑中溶解，是普通微晶片劑的2 倍，且30 min內(nèi)蘆丁納米晶溶解率可達(dá)100%。表3總結(jié)了常用的遞送技術(shù)的原理、優(yōu)點(diǎn)以及具體應(yīng)用。

3.7 其他遞送技術(shù)

除了上述提到的遞送系統(tǒng)之外，聚合物納米顆粒和外泌體等遞送技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)功能因子的封裝保護(hù)作用也值得關(guān)注。聚合物納米顆粒尺寸通常在100 nm以內(nèi)，具有形態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和粒子大小均一的特點(diǎn)，可通過選擇不同聚合方式和聚合單體從分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)、合成和制備。制備方法主要包括乳液聚合法、溶劑蒸發(fā)法、機(jī)械粉碎法和模板法等。Kumari等通過溶劑蒸發(fā)法將槲皮素包封于聚-D,L-丙交酯納米顆粒內(nèi)部，成功改善了其水溶性和穩(wěn)定性。外泌體是細(xì)胞自然分泌的基于膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞外囊泡，攜帶包括核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在細(xì)胞間通訊中起重要作用的生物分子，具有先天穩(wěn)定性、低免疫原性和出色的組織/細(xì)胞穿透能力，是運(yùn)動(dòng)功能因子靶向遞送的良好載體，其分離方法主要是超速離心、超濾和尺寸排阻色譜法等。Sun Dongmei等將姜黃素封裝到外泌體中，發(fā)現(xiàn)血液中外泌體負(fù)載的姜黃素比游離姜黃素更集中，且炎癥緩解效果更佳。

4 遞送技術(shù)在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的應(yīng)用

遞送技術(shù)是開發(fā)功能性食品和營養(yǎng)保健品的一種具有廣泛應(yīng)用潛力的有效方法，在營養(yǎng)強(qiáng)化食品的開發(fā)中（如通過向食品中添加生物活性物質(zhì)增強(qiáng)活性物質(zhì)體外穩(wěn)定性、體內(nèi)活性和吸收率等）發(fā)揮著重要作用。如圖7所示，目前已有許多學(xué)者將遞送技術(shù)運(yùn)用于開發(fā)運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中，如運(yùn)動(dòng)飲料、粉劑、口溶膜、口服液、能量棒以及壓片，用于提高營養(yǎng)物質(zhì)穩(wěn)定性、促進(jìn)營養(yǎng)吸收以及改善食品感官特性。Wang Qimeng等將姜黃素荷載于部分水解的α-乳清蛋白自組裝的膠束中，負(fù)載率可達(dá)15.8%，并開發(fā)了姜黃素功能性運(yùn)動(dòng)乳飲料，不僅改善了乳飲料的感官特性，而且提高了姜黃素的穩(wěn)定性，該姜黃素乳飲料的生物利用度較游離姜黃素提高了8 倍。Marsanasco等發(fā)了一款增強(qiáng)營養(yǎng)價(jià)值的運(yùn)動(dòng)功能性飲料，利用薄膜水合法獲得脂質(zhì)體包封的VE和VC并運(yùn)用于飲料，不僅提高了維生素的熱穩(wěn)定性，還改善了產(chǎn)品的感官特性。Neves等運(yùn)用脂質(zhì)體技術(shù)包封白藜蘆醇，有效提高了白藜蘆醇的穩(wěn)定性、生物相容性以及腸道通透性，這一技術(shù)在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的開發(fā)中有很大的前景。還有許多研究如對(duì)姜黃素進(jìn)行包封以提高其在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中的生物利用度、封裝槲皮素以提高貯藏穩(wěn)定性等，均表明遞送技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品有極大的潛力。

隨著研究的深入，運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的市場(chǎng)也逐漸出現(xiàn)應(yīng)用遞送技術(shù)的創(chuàng)新產(chǎn)品，為消費(fèi)者提供了更為高效、便捷且美味的營養(yǎng)補(bǔ)充選擇。如美國的能量補(bǔ)充劑品牌Joggy基于水基納米脂質(zhì)體遞送系統(tǒng)，上市了一款能量補(bǔ)充劑，優(yōu)化了活性成分大麻二酚的穩(wěn)定性和生物利用度（較傳統(tǒng)產(chǎn)品提高了4 倍）；康比特推出的熾金乳清蛋白粉產(chǎn)品，利用卵磷脂包埋乳清蛋白原料，蛋白質(zhì)相對(duì)含量高達(dá)82%，能夠促進(jìn)機(jī)體快速高效吸收；必樂則采用獨(dú)有的納米膠囊和蛋白表面修飾技術(shù)打造專業(yè)型產(chǎn)品，營養(yǎng)吸收效率提升100%～300%。此外，日本明治企業(yè)旗下的ZAVAS品牌以獨(dú)特的混合和造粒技術(shù)研發(fā)出的蛋白粉不僅溶解度高，還大大提高了機(jī)體吸收效率。

遞送技術(shù)在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品領(lǐng)域已展現(xiàn)出卓越的潛力。無論是便捷的粉劑、清爽的飲料，還是其他多樣化的食品形式，遞送技術(shù)都以其獨(dú)特的方式，為運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品帶來了前所未有的創(chuàng)新與突破。然而，盡管遞送技術(shù)在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力，當(dāng)前企業(yè)在推進(jìn)遞送技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括技術(shù)的成熟度不足、生產(chǎn)成本難控制以及市場(chǎng)接受度待提升等問題，都需要進(jìn)行深入的研究與探討。為了推動(dòng)遞送技術(shù)在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，需要加強(qiáng)企業(yè)和高校之間的產(chǎn)學(xué)研合作，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，深化對(duì)遞送技術(shù)的理解與研究，攻克技術(shù)難題，提升運(yùn)動(dòng)食品的科技含量，并促進(jìn)科研成果的有效轉(zhuǎn)化與落地。同時(shí)，還需密切關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，深入了解消費(fèi)者需求，通過加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研一體化合作，共同推動(dòng)遞送技術(shù)與運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的深度融合，從而創(chuàng)造出更多符合市場(chǎng)需求、滿足消費(fèi)者期待的創(chuàng)新產(chǎn)品。

5 結(jié) 語

本文總結(jié)了運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的相關(guān)營養(yǎng)素和功能因子的分類，詳細(xì)分析了功能因子的作用機(jī)制，討論了可應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的遞送技術(shù)，以期推動(dòng)運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)研發(fā)。運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品按其營養(yǎng)成分和組成可分為基本營養(yǎng)素類和功能因子類，其中基本營養(yǎng)素可以滿足人體在運(yùn)動(dòng)過程中的能量需求，而功能因子由于能有效緩解高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)帶來的肌肉疲勞和能量損耗等，在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中展現(xiàn)出優(yōu)異的潛力，但其溶解度和吸收利用率低等局限性使其難以在機(jī)體內(nèi)有效發(fā)揮作用。遞送技術(shù)不僅可以顯著提高運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中活性成分的穩(wěn)定性，而且促進(jìn)功能因子的機(jī)體吸收利用率，是提升運(yùn)動(dòng)功能因子高效吸收的有效途徑，也是運(yùn)動(dòng)食品創(chuàng)新配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。目前常見的功能因子遞送系統(tǒng)包括脂質(zhì)體、乳液、微膠囊、納米晶、微凝膠和膠束等，均已證明可有效提高功能因子的溶解性和生物利用度。因此，利用遞送技術(shù)包埋保護(hù)功能因子在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品開發(fā)中將具有廣闊的應(yīng)用前景，并為運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品產(chǎn)業(yè)帶來更多的科技創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)會(huì)。例如借助遞送技術(shù)開發(fā)個(gè)性化營養(yǎng)配方，未來的運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品可以根據(jù)個(gè)體的運(yùn)動(dòng)類型和健康狀況，提供個(gè)性化的功能因子營養(yǎng)配方，從而有效地滿足不同運(yùn)動(dòng)人群的需求；多功能復(fù)合配方的研究，結(jié)合多種功能因子，如結(jié)合抗氧化劑、氨基酸和電解質(zhì)等成分，開發(fā)復(fù)合型運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，從而更全面地支持運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)和能量補(bǔ)充。而支撐這種復(fù)合配方的遞送技術(shù)需要進(jìn)一步優(yōu)化，以確保各成分的穩(wěn)定性和生物利用度；多層次遞送系統(tǒng)的構(gòu)建，將不同功能因子分層包埋，以實(shí)現(xiàn)分階段釋放。例如，初期快速釋放能量補(bǔ)充成分，后期釋放恢復(fù)和修復(fù)成分，從而更好地滿足運(yùn)動(dòng)員在不同階段的需求等。未來運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的研發(fā)或可聚焦于此以滿足消費(fèi)者對(duì)運(yùn)動(dòng)和健康的需求，提升運(yùn)動(dòng)功能因子的體感，提高運(yùn)動(dòng)人群健康水平。

引文格式：

宋欣宇, 劉翔宇, 岳慶, 等. 遞送技術(shù)在提高運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品中功能因子吸收利用效率的創(chuàng)新策略[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(9): 411-424. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241009-037.

SONG Xinyu, LIU Xiangyu, YUE Qing, et al. Innovative strategies based on delivery technology to improve the absorption and utilization of functional ingredients in sports nutrition foods[J]. Food Science, 2025, 46(9): 411-424. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241009-037.

實(shí)習(xí)編輯：劉芯；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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