果醋的抗氧化成分及功能研究進展

吳煜樟，盧紅梅*，陳莉

(1.貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點實驗室，貴陽 550025；2.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴陽 550025)

果醋被譽為“第四代飲料”，通常是以葡萄、蘋果和桑葚等水果或果品加工的下腳料為主要原料，經(jīng)酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵釀造而成。由于果蔬或果品加工的下腳料含有豐富的多酚、黃酮等抗氧化成分，為釀造果醋功能性研究提供了保障。一些研究表明，果醋具有多種功能，可以改善肥胖、糖尿病、心血管疾病、癌癥和微生物感染。 據(jù)報道[1]，每日攝入15 mL醋飲料(750 mg醋酸)可改善與生活方式有關(guān)的疾病，如高血壓、高脂血癥和肥胖。目前，果醋的抗氧化成分和功能性研究已成為國內(nèi)外研究的熱點，本文綜述了果醋的抗氧化成分和功能性研究，為后期開發(fā)新型果醋及其功能因子的研究提供了參考。

1 抗氧化成分

有些水果儲藏周期較短且工業(yè)上生產(chǎn)果汁、果酒后的果渣基本上被視為廢棄物，由于多數(shù)水果或果渣富含多酚、黃酮和花青素等抗氧化成分，因此將其開發(fā)成果醋綜合利用，增加其附加值，對目前國內(nèi)功能性食品有著重要的意義。

1.1 多酚類化合物

多酚類化合物的抗氧化作用是向脂質(zhì)過氧化自由基(LOO·)提供一個電子(氫)而使之成為較穩(wěn)定的過氧化脂質(zhì)(LOOH)，而自身則成為酚氧自由基或其同系物：

多酚類化合物是植物體內(nèi)次級代謝產(chǎn)生的一種天然有機化合物，廣泛存在于植物體的各組織中(見表1，葡萄、桑葚、柿子等水果富含多酚類化合物)，包括酚酸、類黃酮、異黃酮、花青素、單寧、花色苷等。多酚是一類結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的化合物，它主要以苯酚為基本骨架，以苯環(huán)的多羥基取代基為主要特征[2]。多酚類物質(zhì)都有一定量的R·OH基，能形成有抗氧化作用的氫自由基(H·)，以消除O2-·和·OH等自由基的活性，從而保護機體組織免受氧化作用的損害[3]。

表1 水果中多酚類物質(zhì)含量[4,5]Table 1 The content of polyphenols in fruits mg/100 g濕重

1.2 黃酮類化合物

黃酮類化合物是一類具有15個碳原子的多元酚化合物，其抗氧化活性主要與多羥基、雙鍵、芳香環(huán)等特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。在氧化過程中，黃酮類化合物可經(jīng)單電子轉(zhuǎn)移方式直接清除O2-·、·OH等自由基，阻斷自由基鏈式反應(yīng)；也可與金屬離子鰲合，抑制其催化的氧化過程[6]，高志明等通過小鼠實驗考察荸薺皮果醋的體內(nèi)抗氧化效果，得出荸薺皮果醋的抗氧化活性與黃酮類物質(zhì)相關(guān)[7]。

1.3 花青素

花青素(anthocyanidins)是一種天然植物色素，多以糖苷的形式存在，形成花色苷(anthocyanins)?；ㄇ嗨厥橇u基供體，同時也是一種自由基清除劑，它能和蛋白質(zhì)結(jié)合防止過氧化，和金屬Cu2+等鰲合，防止維生素C過氧化，也能淬滅單線態(tài)氧[8]。

花青素不僅存在于如桑葚、藍莓、葡萄和草莓等水果中，果醋中含量也很豐富。Tsuda 等報道了桑葚花青素比a-生育酚的抗氧化活性更強，可降低大鼠血清蛋白和脂質(zhì)體過氧化[9]。Shih P H等研究得出桑葚中的花青素能在小鼠腦和肝中顯示出更高的抗氧化酶活性和更少的脂質(zhì)氧化[10]。王健等得出藍莓花青素對羥自由基、DPPH自由基、H2O2、超氧陰離子自由基及Fe3+的清除率隨著濃度的增大而增強，其抗氧化活性高于相同濃度的抗壞血酸[11]。

2 果醋的保健功能

2.1 降脂、減肥作用

肥胖是一種慢性代謝紊亂，其特征是體內(nèi)脂肪過多或體內(nèi)脂肪脂質(zhì)代謝失調(diào)。肥胖中的高脂血癥與慢性疾病，如糖尿病、心血管疾病、某些形式的癌癥和呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥強烈相關(guān)。果醋是一種有效且低成本的藥物，醋酸能減少肝臟中甘油三酯的形成，并且能提升肝臟谷胱甘肽(GSH)和肝臟水溶性維生素E的抗氧化能力(TEAC)，如過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)活性[12]。它的作用機制是通過降低肝臟中脂肪生成基因的轉(zhuǎn)錄來減少脂肪生成。一些動物實驗表明，果醋中醋酸對碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白的活性有抑制作用，可調(diào)節(jié)肝臟中葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪酸所需的基因。第二個機制是通過增加脂肪分解基因的轉(zhuǎn)錄來增加脂解作用。如?；o酶A氧化酶和肉毒堿棕櫚酰基轉(zhuǎn)移酶-1和產(chǎn)熱蛋白，如解偶聯(lián)蛋白-2，通過AMPK和過氧化物酶體增殖物激活受體α介導的途徑。Seo等研究得出高脂飲食(HF)誘導的肥胖小鼠對番茄醋飲料(TVB)介導的抗肥胖作用機制[13]。向HF喂養(yǎng)的小鼠口服施用TVB(14 mL/kg體重)6周有效地降低了體重和內(nèi)臟脂肪重量并顯著降低了血漿游離脂肪酸、甘油三酯和甘油三酯水平。結(jié)果表明，TVB通過AMPK介導的脂肪酸和葡萄糖氧化防止內(nèi)臟肥胖。Lee J H等研究番茄醋(TV)對大鼠的抗肥胖作用，得出番茄醋(TV)抑制了3T3-L1脂肪細胞的分化和脂質(zhì)積累[14]。喂食高脂飲食(HFD)的大鼠的TV補充劑顯著降低內(nèi)臟脂肪重量而不改變食物和卡路里攝入量。與HFD組相比，TV顯著降低肝臟甘油三酯和膽固醇水平。此外，與HFD組相比，TV降低血漿LDL-膽固醇水平和致細胞病原性指數(shù)，而HDL-膽固醇與總膽固醇比率升高。Elly Ok等以石榴醋(PV)通過協(xié)調(diào)控制大鼠的肝臟和脂肪組織中的AMPK信號來減輕肥胖[15]。結(jié)果表明，與對照相比，石榴醋(PV)補充增加AMP活化蛋白激酶(AMPK)的磷酸化，導致mRNA表達的變化：激素敏感性脂肪酶和線粒體解偶聯(lián)蛋白-2的增加和固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c(SREBP-1c)的減少，PV通過AMPK的協(xié)調(diào)控制減弱肥胖，促進脂肪組織中的脂肪分解和刺激肝臟中的脂肪酸氧化。Hyobin Seo等研究了柿子醋對肥胖女性青少年的血脂水平和炎性細胞因子濃度的影響[16]，分析血脂、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)，得出受試者表現(xiàn)出體重和體脂的高度減少。 除TNF-α外，其血脂水平得到有效改善，炎性細胞因子的分泌也受到抑制。Bouderbala等將18只高脂肪飲食的雄性大鼠每天灌胃蘋果醋，結(jié)果表明蘋果醋能顯著降低不同的測量參數(shù)：BMI(P<0.01)、胸圍和腹圍(P<0.001)，并通過降低血漿水平改善血脂水平總膽固醇(34.29%)、TG(51.06%)、LDL-c(59.15%)、VLDL(50%)和總脂質(zhì)(45.15%)[17]。張學良等研究了綠茶桑椹醋飲料(MVBGT)的減肥、降血脂作用[18]。將60只小鼠分為普通對照組、肥胖對照組、MVBGT減肥試驗組、高血脂對照組及MVBGT降血脂試驗組，處理后采用對比試驗研究MVBGT對小鼠體脂(TFC)、脂肪系數(shù)(FC)、血清總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)及高密度脂蛋白(HDL-C)含量的影響。肥胖對照組和高血脂對照組小鼠較普通對照組小鼠的TFC、FC、TC及TG含量均顯著增加，高血脂對照組小鼠的HDL-C含量也有顯著增加，MVBGT減肥試驗組中小鼠的TWF、FC、TC和TG含量較肥胖對照組均顯著下降；MVBGT降血脂試驗組TWF、FC、TC、TG和HDL-C含量較高血脂對照組也均顯著下降。MVBGT對小鼠有顯著的減肥、降脂作用且無毒副作用。

2.2 抗氧化作用

果醋中含有黃酮、多酚等生物活性成分 ，除此之外，水果原料還含有多酚、黃酮、花青素、維生素等抗氧化物質(zhì)，國內(nèi)外一些研究者對果醋進行體內(nèi)、外抗氧化實驗。金杰以桑椹醋和市售蘋果醋飲料、娃哈哈綠茶飲料、康師傅綠茶飲料的總抗氧化能力和多酚、黃酮含量進行了對比，測定結(jié)果表明，桑椹醋的總抗氧化能力和多酚、黃酮含量均高于其他飲料。Nurul Elyani Mohamad等以菠蘿醋用于治療小鼠對乙酰氨基酚誘導的肝損傷[19]，還測試了醋樣品的體外抗氧化劑(FRAP、DPPH和總酚含量(TPC))。菠蘿醋可降低血清酶生物標志物水平，包括對乙酰氨基酚治療7 d后的AST(P=0.008)、ALT(P=0.006)、ALP(P=0.002)和TG(P=0.006)。治療后恢復(fù)肝臟抗氧化水平，如肝臟谷胱甘肽(P=0.003)、SOD(P<0.001)、脂質(zhì)過氧化(P=0.002)和FRAP(P<0.001)。菠蘿醋可顯著降低iNOS(P=0.003)和NF-kB(P=0.003)的表達。菠蘿醋還能下調(diào)肝細胞色素P450蛋白的表達。Senji Sakanaka等評價5種醋(2種柿子醋、糙米醋、精米醋、蘋果醋)對1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基、超氧自由基和羥基自由基的清除活性[20]，結(jié)果表明Saijyo柿子品種和糙米醋制成的醋具有明顯的高多酚含量和清除自由基活性。Ubeda C等評價了不同工藝生產(chǎn)的柿子醋的總酚指數(shù)(TPI)和抗氧化活性[21]，通過熒光素(ORAC-FL)和1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基測定的氧自由基吸收能力測定抗氧化能力。水果和醋中的抗氧化活性相同，除了ORAC-FL測定，其在醋化過程中顯示出顯著降低。結(jié)果表明，原生的野生酵母菌株生產(chǎn)的柿子醋抗氧化活性最高。

2.3 抗菌作用

自古希臘以來，醋一直被用作抗真菌和抗微生物，由于醋中乙酸含量較高，使其具有極低的pH。使乙酸進入微生物的細胞膜導致細菌細胞死亡。醋的抗菌活性取決于幾個因素，包括細菌菌株、溫度、pH、乙酸濃度和離子強度[22]。Mota A C L G等針對義齒性口炎癥狀[23]，研究了蘋果醋對念珠菌的體外抗真菌活性，采用微量稀釋技術(shù)測定含4%馬來酸和制霉菌素(對照)的蘋果醋的最低抑菌濃度(MIC)和最低殺菌濃度(MFC)，結(jié)果表明蘋果醋對念珠菌屬具有抗真菌特性，因此可作為義齒性口炎患者的治療選擇。王雪涵等通過杯碟法檢測了柚子醋、柚子皮醋、橘子醋和哈密瓜醋對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌性[24]，實驗結(jié)果表明果醋對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均具有一定的抑制作用，其抑菌作用隨著濃度的增加而增強。

2.4 預(yù)防糖尿病、降血糖作用

由于人們生活水平越來越好，“富貴病”在人群中也逐漸增加，因此許多類型的果醋會受到消費者們的青睞。如蘋果醋、番茄醋都能夠降低餐后血糖，減少胰島素分泌。許世林等通過對小鼠高糖、高脂復(fù)合模型的建立[25]，藥效試驗顯示石榴保健果醋能明顯或部分降低小鼠血清空腹血糖(FBG)、總膽固醇(TC)和甘油三酯(TG)的含量，升高胰島素敏感指數(shù)(ISI)，提高機體對胰島素的敏感性，顯示出較好的改善糖脂代謝作用。Hlebowicz Joanna等研究了蘋果醋對糖尿病患者胃排空延遲率的影響[26]，醋能降低胃排空率影響糖尿病性胃輕癱的胰島素依賴型糖尿病患者。Kwon-Il Seo等以番茄醋飲料(TVB)用于高脂飲食(HF)誘導的肥胖小鼠抗高血壓胰島素抵抗作用的機制，研究表明TVB改善了葡萄糖耐量，并能顯著增加肝臟中的葡萄糖激酶活性和降低葡萄糖-6-磷酸酶活性，增強肥胖小鼠的葡萄糖代謝。

2.5 其他生理功能

果醋還具有抗疲勞、抗腫瘤、預(yù)防動脈粥樣硬化、預(yù)防結(jié)腸炎癥和降血壓等生理功能。李明星等利用蘋果醋灌胃小鼠30 d后[27]，小鼠血乳酸值下降速度增大，蘋果醋飲料可減少運動時機體的乳酸含量。因此，蘋果醋飲料對小鼠具有抗疲勞、增強運動能力的功能。 Setorki M研究了蘋果醋攝入對高膽固醇飼養(yǎng)兔的生化動脈粥樣硬化危險因素的急性影響[28]。與高膽固醇飲食相比，使用10 mL蘋果醋和膽固醇飲食導致Ox-LDL、MDA和葡萄糖顯著降低。5 mL蘋果醋與膽固醇飲食的消耗導致LDL-C和TC顯著降低。因此，蘋果醋能顯著減少動脈粥樣硬化的一些危險因素。 Takashi Wakuda等研究了用于增強半乳糖醛酸含量的梨醋(PV)對DSS誘導的潰瘍性結(jié)腸炎(UC)小鼠模型的影響[29]。PV改善了DSS誘導的急性UC小鼠模型中的臨床癥狀、結(jié)腸炎癥和組織學組織損傷。此外，PV通過抑制過氧化物酶(MPO)介導的炎癥細胞如白細胞的活化和降低IL-6的血清濃度來抑制急性UC引起的炎癥。結(jié)果證明PV在DSS誘導的急性UC小鼠模型中的保護作用，可作為炎癥性腸病患者的新功能食品。朱闊等研究了五味子、大棗、枸杞復(fù)合果醋(SCV)的抗焦慮作用[30]，并探討了其抗焦慮的作用機制，將ICR小鼠隨機分為空白對照組(蒸餾水)、陽性對照組及(SCV)9個不同配方組，各組小鼠連續(xù)灌服7 d后進行高架十字迷宮實驗，并采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測外周血中γ-氨基丁酸和谷氨酸水平。結(jié)果顯示：小鼠連續(xù)給予五味子、大棗、枸杞復(fù)合果醋7 d后，其外周血中γ-氨基丁酸含量顯著增高，谷氨酸含量顯著降低，說明五味子、大棗、枸杞復(fù)合果醋的抗焦慮作用與其對這兩種神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)有關(guān)。

3 展望

醋是一種具有多種保健功效的天然食品，有益于人體健康的主要成分是乙酸和其他生物活性成分(多酚、黃酮和花青素等)。各種果醋例如蘋果醋、番茄醋和柿子醋等已被證明有可能減輕肥胖、糖尿病、心血管、癌癥等疾病。醋的保健功效可能是由于幾種代謝機制形成的，各種類型果醋保健機制需更多研究，并找出果醋的最佳保健方法(形式、數(shù)量、時間和其他參數(shù))。目前，保健果醋產(chǎn)品越來越受到消費者的青睞。因此，我國果醋行業(yè)可以借助現(xiàn)代生物技術(shù)，提高果醋的保健功能，開發(fā)出不同種類的保健果醋產(chǎn)品，將會具有廣闊的市場和發(fā)展前景。