葡萄多酚在食品和飼料中的應(yīng)用

邱慶峰，李 良

（1.北大荒龍墾麥芽有限公司，哈爾濱 150060；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，哈爾濱 150030）

植物多酚是廣泛存在于植物體內(nèi)的重要代謝物質(zhì)，已成為當(dāng)今研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，并在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[1]。按照多酚來(lái)源的不同，可將植物多酚分為茶多酚、蘋(píng)果多酚、葡萄多酚和石榴多酚等。葡萄多酚主要存在于葡萄籽和葡萄皮中，含量會(huì)隨葡萄品種、栽培方法、場(chǎng)所以及氣候等的不同而異。葡萄多酚具有抗氧化、抗動(dòng)脈硬化、抗變異及抗癌和抗過(guò)敏等生理活性[2]。本文綜述了葡萄多酚的分類(lèi)、生理活性、提取方法及分離純化的研究進(jìn)展及其在食品和飼料中的應(yīng)用。

1 分類(lèi)

葡萄中的多酚類(lèi)主要為黃酮型多酚類(lèi)，包括兒茶素、黃酮單寧、黃酮、黃酮醇、黃烷醇以及花色苷等。

1.1 花色苷類(lèi)

原花色素化合物本身無(wú)色或有點(diǎn)褐色，在酸性及加熱條件下，鍵開(kāi)裂生成紅色花色苷色素[3]?；ㄉ帐且活?lèi)具有保健功能的活性成分。研究表明，花色苷具有很強(qiáng)的抗氧化作用，可以清除體內(nèi)的自由基[4]。

1.2 黃酮醇以及黃烷酮醇類(lèi)

以酮形式存在的黃酮類(lèi)有黃烷酮、黃酮、黃烷酮醇、黃酮醇等。葡萄或葡萄酒中幾乎不含有黃酮和黃烷酮，主要含有黃酮醇類(lèi)，而在一些白葡萄中也不含有黃酮醇[5]。

1.3 兒茶素類(lèi)

葡萄中的兒茶素類(lèi)主要為（+）-兒茶素（2，3H-trans）和（-）-表兒茶素（2,3H-cis）。此外，還含有少量的（+）-表兒茶素（2,3H-trans）和（-）-表沒(méi)食子兒茶素（epigallocatechin，2,3H-cis），一般兩者的含量差不多，兒茶素具有一定的苦味，而沒(méi)澀味[5]。兒茶素類(lèi)化合物是一類(lèi)具有多種生理活性的多酚類(lèi)抗氧化劑，其活性部位為酚羥基，具有抗氧化能力強(qiáng)、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的天然抗氧化劑[6]。

1.4 白藜蘆醇類(lèi)

白藜蘆醇是含有芪類(lèi)結(jié)構(gòu)的非黃酮類(lèi)多酚化合物。廣泛存在于葡萄等天然植物或果實(shí)當(dāng)中。白藜蘆醇是一種活性多酚物質(zhì)。白藜蘆醇有順、反式兩種結(jié)構(gòu)，在植物體內(nèi)有反式白藜蘆醇、順式白藜蘆醇、反式白藜蘆醇苷、順式白藜蘆醇苷4種形式[3]。白藜蘆醇除了能提高植物的抗病性，還含有益于人類(lèi)健康的多種生物學(xué)活性及藥理作用[7]。

2 生理活性

2.1 抗氧化性

抗氧化性是植物多酚一個(gè)重要性質(zhì)，由于植物多酚酚羥基中鄰位酚羥基極易被氧化，且對(duì)活性氧等自由基有較強(qiáng)捕捉能力，使植物多酚具有很強(qiáng)抗氧化性和清除自由基能力[8]。葡萄中多酚類(lèi)物質(zhì)抗氧化機(jī)理是多羥基取代苯環(huán)上的電子使酚羥基容易離子化，是良好的供氫體。這種供氫體基團(tuán)能使具有高度氧化性的自由基還原，形成相對(duì)穩(wěn)定的自由基，終止自由基鏈反應(yīng)，阻止新自由基的產(chǎn)生[9]。

葡萄多酚對(duì)DPPH、超氧陰離子自由基、羥基自由基清除活性3種自由基都具有較好的清除活性，與茶多酚處于同一數(shù)量級(jí)水平。在試驗(yàn)條件下葡萄多酚可將油脂的酸敗時(shí)間推遲1 d。經(jīng)柱層析純化的樣品抑制油脂氧化活性比較顯著，但都比茶多酚差。說(shuō)明葡萄多酚作為油脂抗氧化劑使用尚有不足[10]。葡萄皮多酚對(duì)羥基自由基有一定的清除作用。隨著葡萄皮多酚用量的增加，其清除作用逐漸增強(qiáng)，最后趨于恒定。當(dāng)葡萄皮多酚提取液用量為2.5 mL時(shí)，羥基自由基清除率約為55%[11]。

2.2 抑菌效果

葡萄多酚對(duì)多種病原微生物的生長(zhǎng)有抵抗與抑制作用，對(duì)金黃色葡萄球菌、變形桿菌、傷寒沙門(mén)氏桿菌、大腸桿菌、腸球菌、假單胞菌、毛癬菌、表皮癬菌屬及小孢霉屬等多種細(xì)菌及皮膚真菌有抑制作用，可抑制單純皰疹病毒[12-14]。葡萄多酚對(duì)大腸桿菌等8種致病菌有顯著的抑制作用。葡萄多酚是一種良好的天然抗菌劑，葡萄多酚在低濃度情況下，抑菌作用不顯著[15]。而采用較低濃度的茶多酚與適當(dāng)濃度的葡萄多酚配伍，則可明顯起到抑制幽門(mén)螺桿菌的作用。推測(cè)茶多酚與葡萄多酚結(jié)合高效抑菌的原因，可能是由于兩者都作為強(qiáng)還原劑都可保護(hù)分子結(jié)構(gòu)，維持其活性形式，從而延長(zhǎng)了作用于細(xì)菌的時(shí)間[16]。

2.3 降血脂

在進(jìn)食高脂膳食的同時(shí)添加葡萄籽多酚的小鼠，其血清總膽固醇（TC）、血清甘油三酯升高幅度較進(jìn)食高脂膳食組明顯減小，顯示葡萄籽多酚有阻抑實(shí)驗(yàn)小鼠血脂升高的作用[17]。

3 葡萄多酚的提取

3.1 溶劑提取法

目前，粗提葡萄籽多酚類(lèi)物質(zhì)主要采用溶劑提取法，所采用的溶劑主要是甲醇、乙醇及丙酮等，朱登祥等對(duì)甲醇提取葡萄籽中多酚類(lèi)物質(zhì)工藝進(jìn)行了研究，確定最佳提取條件是甲醇體積分?jǐn)?shù)70%，料液比1∶20（W/V），提取溫度90℃，提取時(shí)間30 min，提取次數(shù)2次為宜[18]。趙權(quán)等對(duì)乙醇提取山葡萄皮多酚物質(zhì)的工藝進(jìn)行了研究，確定了山葡萄皮多酚提取的最佳條件：乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，料液比1∶10，浸提30 min，提取2次，山葡萄皮多酚浸提率為93.22%[19]。熊何健等對(duì)丙酮提取脫脂葡萄籽中多酚的工藝進(jìn)行了研究，確定最佳浸提條件為：70%的丙酮水溶液室溫浸提3次，0.5 h·次-1。此條件下，葡萄籽多酚粗提物得率為13.3%，純度為25.2%[20]。

3.2 微波輔助提取技術(shù)

隨著微波技術(shù)的快速發(fā)展，微波提取已被廣泛應(yīng)用于有天然活性物質(zhì)的提取中，充分顯示出其極強(qiáng)的對(duì)植物細(xì)胞的破壁能力和高效、節(jié)能、省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。劉煥云等利用微波輔助技術(shù)對(duì)葡萄皮中多酚類(lèi)物質(zhì)的最佳提取條件進(jìn)行研究，確定其優(yōu)化工藝條件為：60%乙醇∶葡萄皮粉=30 mL∶1 g，微波功率540 W處理40 s后，70℃水浴浸提30 min，葡萄皮中多酚類(lèi)物質(zhì)提取量為13.68×10-3，高于常規(guī)水浴加熱法的提取量[21]。李鳳英等采用微波輔助法提取了葡萄皮中的多酚物質(zhì)，結(jié)果表明，微波輔助提取葡萄皮多酚的最佳條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)為0.50，料液比1∶35，微波功率540 W，處理35 s，于70℃水浴浸提25 min，在此條件下，葡萄皮多酚的提取率可達(dá)95.02%[22]。杜曉映等利用3種方法對(duì)懸浮培養(yǎng)的葡萄細(xì)胞進(jìn)行多酚提取試驗(yàn)研究，確定最佳提取方法為甲醇振蕩和超聲波聯(lián)合提取，即先用50%的甲醇振蕩提取過(guò)夜，再在45℃、40 kHz的超聲波條件下提取60 min[23]。該提取方法相對(duì)簡(jiǎn)單且多酚得率最高，可以獲得滿意的提取效果。

4 分離純化

4.1 大孔吸附樹(shù)脂

大孔吸附樹(shù)脂分離技術(shù)具有物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、吸附容量大、成本低、吸附速度快、得率高、不受無(wú)機(jī)物的影響、可再生反復(fù)使用、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，大孔吸附樹(shù)脂吸附法常用于葡萄籽或者其他天然植物中的多酚類(lèi)化合物的富集純化[24]。熊何健等探討大孔樹(shù)脂對(duì)葡萄籽粗提物中多酚類(lèi)物質(zhì)的純化效果，通過(guò)靜-動(dòng)態(tài)吸附、洗脫實(shí)驗(yàn)，分析上樣液濃度、pH、上樣速率及洗脫劑濃度等因素對(duì)純化效果的影響，建立合理的葡萄多酚樹(shù)脂純化工藝[25]。王莉等利用AB-8大孔吸附樹(shù)脂可對(duì)葡萄多酚的粗提液進(jìn)行純化：采用釜式（靜態(tài)）吸附＞3 h,乙醇10%溶液為淋洗劑，乙醇90%溶液為洗脫劑[26]。

4.2 色譜分離

采用Diaion HP-20，Toyopearl HW40柱色譜與制備型RP-HPLC相結(jié)合從葡萄籽乙酸乙酯萃取部位分離多酚物質(zhì)，根據(jù)IR、MS、NMR、CD、X-射線單晶衍射等光譜學(xué)數(shù)據(jù)并與已知化合物對(duì)照，可確定化合物結(jié)構(gòu)[27]。

5 葡萄多酚食品的開(kāi)發(fā)

李建慧等在傳統(tǒng)酸奶加工工藝基礎(chǔ)上，生產(chǎn)葡萄多酚酸奶，根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)確定葡萄多酚酸奶發(fā)酵的最優(yōu)工藝條件為：蔗糖添加量為6%，葡萄多酚添加量為0.7 g·L-1，保加利亞乳桿菌與嗜熱乳酸鏈球菌的比例為1∶2，直投發(fā)酵劑的接種量為0.01%，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間為4～5 h。生產(chǎn)的葡萄多酚酸奶，口感溫和、風(fēng)味純正、質(zhì)地細(xì)膩、保健功能高、保質(zhì)期長(zhǎng)[28]。李鳳英等以葡萄皮汁、葡萄籽提取液為原料，按一定比例混合并加入糖、香精調(diào)配制得的一種色澤鮮艷、風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富的葡萄皮籽多酚功能性飲料[29]。

6 葡萄多酚在飼料中的應(yīng)用

Brenes等研究表明，添加葡萄渣濃縮物（達(dá)到60 g·kg-1）的日糧不會(huì)對(duì)肉雞的生長(zhǎng)性能、消化器官容量以及蛋白質(zhì)的消化性能產(chǎn)生影響[30]。水解多酚與縮合丹寧相比更具生物有效性。葡萄渣濃縮物日糧中的日糧、排泄物、回腸內(nèi)容物和胸肌的抗氧化能力皆有提高。葡萄渣濃縮物添加物具有與維生素E相同的抗氧化效果?？梢酝茢喔缓喾拥钠咸言鼭饪s物在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中將是一種新抗氧化劑資源。白藜蘆醇是一種來(lái)自紅葡萄、漿果和花生的多酚，具有抗炎、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)作用。Mullins等探討白藜蘆醇飼料補(bǔ)充劑對(duì)日本鵪鶉血清和蛋黃抗氧化狀況的影響，結(jié)果表明，基礎(chǔ)日糧中添加白藜蘆醇達(dá)400 mg·kg-1時(shí)，提高了鵪鶉和鵪鶉蛋的抗氧化狀態(tài)[31]。葡萄籽粕是葡萄酒廠的下腳料或是壓榨葡萄籽油后的副產(chǎn)品，富含大量的多酚類(lèi)物質(zhì)，其中多酚類(lèi)物質(zhì)中原花青素為主要物質(zhì)，具有超強(qiáng)抗氧化能力，能清除體內(nèi)過(guò)多的自由基，其抗氧化能力已得到國(guó)際公認(rèn)。杜道全等添加適當(dāng)?shù)钠咸炎哑娠曃鼓膛?，?duì)奶牛的生產(chǎn)性能不僅不會(huì)產(chǎn)生不良影響，能夠顯著提高奶牛的生產(chǎn)性能[32]。一般情況下，以1%～4%的比例添加葡萄籽粕，對(duì)于改善營(yíng)養(yǎng)、擴(kuò)大飼料原料、提高奶牛整體生產(chǎn)性能有一定的積極作用。

7 小結(jié)

葡萄多酚作為一種抗氧化資源，利用前景廣闊。隨著相關(guān)研究工作的深入，對(duì)葡萄多酚進(jìn)行精細(xì)化利用將成為未來(lái)趨勢(shì)。

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