葡萄多酚類物質(zhì)研究進(jìn)展

陳雅純，韓瑋鈺，張 拓，解雨欣

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北滄州 061000）

0 引言

葡萄是具有多種生物活性化合物的水果，其果皮和種籽中含有豐富的多酚類物質(zhì)，簡稱葡萄多酚（Grape polyphenol，GP）。GP是葡萄次生代謝產(chǎn)物的重要組成部分，主要成分以原花青素為主（含量占80%～85%[1]），其次為黃酮醇、黃烷醇類、白藜蘆醇和兒茶素類。隨著我國葡萄酒及飲料業(yè)的飛速發(fā)展，葡萄的產(chǎn)量和銷量都在逐年增加，加工過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量葡萄籽廢棄品，過去大部分酒廠將其直接丟棄或發(fā)酵后做肥料，違背了農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和葡萄酒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念[2]。目前，研究的GP大多是從葡萄籽中提取出來的，作為一種天然生物活性物質(zhì)，利用其抗氧化、抑菌消炎、防治心血管疾病和防治糖尿病慢性并發(fā)癥等生物活性，被廣泛應(yīng)用在功能性食品、保健食品、日用產(chǎn)品及藥品等領(lǐng)域。

1 生物學(xué)活性

1.1 抗氧化活性

抗氧化活性是葡萄皮和葡萄籽中多酚類物質(zhì)最顯著的生物活性，法國科學(xué)院通過葡萄籽提取物原花青素消除自由基活性的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原花青素是目前最強(qiáng)、最有效的自由基清除劑之一[1]。李小娟等人[3]分別采用THAIPONG改良法測(cè)定氧自由基（ORAC）清除能力、DU方法測(cè)定1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·） 清除能力和鐵離子還原（FRAP） 能力，研究發(fā)現(xiàn)果皮中FRAP和ORAC清除率，以及種子和果梗中DPPH·清除率與花青素、總酚及總黃酮之間均呈顯著正相關(guān)，且GP含量越高，其抗氧化活性越強(qiáng)。

GP作為一種良好的自由基清除劑和脂質(zhì)過氧化抑制劑，主要通過清除機(jī)體內(nèi)過剩自由基、抑制抗氧化酶系統(tǒng)調(diào)節(jié)表達(dá)和阻止低密度脂蛋白固醇氧化等方式發(fā)揮抗氧化作用[3-4]。Priftis A等人[5]研究顯示，GP的抗氧化機(jī)制能直接起作用，通過增加GST活性和γ-GCL水平來保留內(nèi)源性谷胱甘肽，從而發(fā)揮抗氧化作用。GP的抗氧化能力可以達(dá)到維E的20倍，維C的50倍[1]，在體內(nèi)的生物活性更是不言而喻的，生物體有一個(gè)復(fù)雜的內(nèi)源性抗氧化劑庫，但是依舊可以吸收膳食抗氧化劑[6]，特別是食用植物產(chǎn)品，對(duì)身體健康有一定的積極作用。

1.2 抑菌活性

GP有很強(qiáng)的抑菌活性，對(duì)多種病原微生物的生長有抵抗與抑制作用。李建慧等人[7]采用濾紙圓片法、牛津杯測(cè)試法和打孔法對(duì)10種細(xì)菌、5種霉菌和2種酵母進(jìn)行定性測(cè)試，研究發(fā)現(xiàn)GP對(duì)多種細(xì)菌抑制作用較為明顯，其中包括革蘭氏陰性菌（大腸桿菌等）、革蘭氏陽性菌（金黃色葡萄球菌等）。

GP的質(zhì)量濃度會(huì)影響抑菌效果，聶相珍等人[8]對(duì)5種食源性致病菌進(jìn)行了抑菌試驗(yàn)，結(jié)果表明，GP的質(zhì)量濃度為12 mg/mL時(shí)，對(duì)沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、單增李斯特菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別為17.7，18.3，13.7，13.3，14.7 mm，說明隨著GP質(zhì)量濃度的增大抑制作用增強(qiáng)，其中對(duì)金黃色葡萄球菌和沙門氏菌的抑制效果最好。

聚合物的分子量也會(huì)影響GP的抑菌作用。張卉等人[9]研究葡萄籽中GP對(duì)口腔致病菌（致齲病菌和牙周病菌）的抑制作用，將葡萄籽提取物經(jīng)葡聚糖凝膠色譜柱與硅膠柱色譜分離后對(duì)所獲得的組分進(jìn)行了抑菌活性測(cè)定，結(jié)果表明GP較其他類化合物具有更好的抑制口腔致病菌的作用，小分子鄰苯三酚是發(fā)揮這種作用的主要成分，而并非人們所預(yù)期的較高聚合度的花青素類化合物，這也與法國研究者Jolivet-Gougeon A等人[10]的研究結(jié)果一致。

GP作為天然抑菌劑之一，其抑菌機(jī)制目前尚未明確，可能是通過改變細(xì)胞膜的通透性，引起細(xì)胞內(nèi)外小分子物質(zhì)進(jìn)出[11]；可能是阻礙細(xì)菌蛋白質(zhì)的正常表達(dá),影響其細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成和酶的催化活性[12]；也可能是多酚與微生物生長必需的多糖類物質(zhì)結(jié)合,導(dǎo)致微生物因缺少生長所必需的多糖類物質(zhì)而受到阻礙[13]。

1.3 防治心腦血管疾病

心腦血管疾病是指由于高血脂病、動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓等所導(dǎo)致的心臟、大腦及全身組織發(fā)生的缺血性或出血性疾病，是世界上死亡率最高的疾病之一。自1989年“法蘭西悖論”被提出后，在過去20年許多科學(xué)研究者已證實(shí)葡多酚在防治心腦血管疾病方面的功效。徐璐等人[14]通過研究LDLR－/－小鼠模型發(fā)現(xiàn)葡萄籽多酚組與依折麥布組中總膽固醇和甘油三酯含量相比高脂模型組顯著降低；主動(dòng)脈全長斑塊面積與高脂模型組相比分別降低了37%和39%；主動(dòng)脈根部斑塊面積與高脂模型組相比分別減少了42%和45%，這些結(jié)果均說明GP降脂及抗動(dòng)脈粥樣硬化作用與陽性藥物依折麥布相差不多。高血壓也是常見的心血管疾病之一，血管緊張素轉(zhuǎn)化酶 （Angiotensin-converting enzyme，ACE） 是血壓升高的重要因素，可以滅活具有舒張血管活性的緩激肽，導(dǎo)致血管收縮。付正等人[15]以霞多麗、赤霞珠和山葡萄籽為試驗(yàn)原料，采用高效液相色譜法測(cè)定馬尿酸生成量，為此來評(píng)價(jià)GP對(duì)ACE的抑制效果，3種葡萄籽總酚的半抑制質(zhì)量濃度均在0.12 g/L以下，相比Park EJ等人[16]報(bào)道的竹筍總酚對(duì)ACE的半抑制質(zhì)量濃度6 g/L顯著降低，同時(shí)更精確地比較了兒茶素（F1）、原花青素B1（F2） 與大分子聚合多酚（F3）的抑制效果，發(fā)現(xiàn)F2的抑酶能力顯著強(qiáng)于F1和F3。

GP通過減緩低密度脂蛋白（LDL） 氧化，刺激一氧化氮（NO）的產(chǎn)生并抑制血小板聚集黏附來達(dá)到對(duì)心臟的保護(hù)作用[17]；通過增加胰島β細(xì)胞中的Cpt1a基因表達(dá)量并下調(diào)脂肪合成相關(guān)基因Fasn和Srebf1，引起甘油三酯積聚的減少來達(dá)到降血脂的作用[18]；通過降低血漿中總膽固醇和甘油三酯水平和減少巨噬細(xì)胞來源的泡沫細(xì)胞的形成來達(dá)到抗動(dòng)脈粥樣硬化作用[14]；通過抑制ACE活性[15]、改善外周動(dòng)脈血管張力和阻力動(dòng)脈的內(nèi)皮功能來達(dá)到降血壓作用[19]。

1.4 防治糖尿病慢性并發(fā)癥

糖尿病是一種由于部分或絕對(duì)缺乏胰島素活性或胰島素抗性而導(dǎo)致的慢性代謝疾病，也是會(huì)影響視網(wǎng)膜、腦血管系統(tǒng)、腎臟、外周肢體和身體的其他部位進(jìn)而危及生命的并發(fā)癥[20]。據(jù)報(bào)道，全球有4.25億人患有糖尿病，國際糖尿病聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè)到2035年這一數(shù)字可能會(huì)增加到5.92億人，Imam K[21]發(fā)現(xiàn)，葡萄糖耐量和胰島素敏感性與飲食質(zhì)量有關(guān)。因此，需要開發(fā)新的膳食策略來有效針對(duì)這種慢性疾病的預(yù)防，特別是對(duì)于老齡化人群[18]，根據(jù)臨床和流行病學(xué)的大量數(shù)據(jù)顯示多酚由于預(yù)防各種退行性疾病而備受關(guān)注，抗糖尿病更是GP必要研究的生物活性之一[21]。

仇菊等人[22]用鏈脲佐菌素誘導(dǎo)建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，糖尿病大鼠胰島素分泌量顯著降低，經(jīng)過飼喂8周低劑量葡多酚觀察發(fā)現(xiàn)，GP可顯著提高血清胰島素水平，其作用效果與藥物阿卡波糖相當(dāng)，并且糖尿病大鼠的胰島萎縮、β細(xì)胞變性及凋亡現(xiàn)象好轉(zhuǎn)，猜測(cè)GP通過修復(fù)胰島損傷發(fā)揮降血糖作用與改善氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)，在2014年第五屆全國中西醫(yī)結(jié)合營養(yǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議[23]上曾指出高血糖引起線粒體中超氧陰離子生成過多，導(dǎo)致組織細(xì)胞中發(fā)生氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致糖尿病各種并發(fā)癥而GP的抗氧化活性非常強(qiáng)，能有效清除自由基，并能增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶的活性，是超氧陰離子和羥自由基的強(qiáng)捕獲劑。在最近的一項(xiàng)研究中，口服葡萄籽提取物以100 mg/（kg·d）6周對(duì)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的氧化應(yīng)激和抗氧化狀態(tài)產(chǎn)生保護(hù)作用[24]。同時(shí)GP很安全，體內(nèi)和體外試驗(yàn)顯示GP的濃度對(duì)L6E9成肌細(xì)胞和3T3-L1原脂肪細(xì)胞無毒害作用[25]。

GP作為天然植物中的活性物質(zhì)，有極強(qiáng)的抗氧化活性，能幫助發(fā)揮降血糖作用，并且不會(huì)使肝臟受損，也沒有乳酸中毒等副作用，因此GP單獨(dú)或與其他療法結(jié)合有期望成為預(yù)防和控制糖尿病和相關(guān)并發(fā)癥常規(guī)藥物的替代方案。

2 應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 在食品工業(yè)中的應(yīng)用

GP可應(yīng)用于功能性食品的開發(fā)，這類食品追求營養(yǎng)、新穎、綠色、保健的方向，在傳統(tǒng)酸奶工藝中加入質(zhì)量濃度0.7 g/L GP成分的葡萄提取物，生產(chǎn)出的葡多酚酸奶口感溫和、質(zhì)地細(xì)膩、保健功能高、保藏期長[26]，在蛋糕的生產(chǎn)中添加60目細(xì)度7%的葡萄籽提取物，生產(chǎn)出的葡萄多酚蛋糕不僅增加了花色品種，而且還具有清爽濃郁的葡萄酒味，改善了一貫的甜膩感[27]；由于GP具有極強(qiáng)的抗氧化活性，在食用油脂和肉質(zhì)品中被看作理想的天然食品添加劑，抑制脂質(zhì)過氧化[28]，延長保存期限，避免肉類食品產(chǎn)生異味。

2.2 在日化化工中的應(yīng)用

由于GP具有防止皮膚老化、抑制皮膚炎癥及抗輻射抗過敏的活性，能夠有效吸收紫外線，尤其是對(duì)遠(yuǎn)射區(qū)射線吸收能力顯著，被廣泛地應(yīng)用于日化產(chǎn)品中，例如法國歐緹麗葡多酚乳液眼霜系列，日本開發(fā)生產(chǎn)了含有葡萄多酚的皮膚免疫增強(qiáng)劑等，國內(nèi)發(fā)明了一種預(yù)防齲齒和口腔潰瘍的漱口水，能有效清除口腔內(nèi)的細(xì)菌，并且長期使用對(duì)人體無任何副作用。同時(shí)GP還應(yīng)用在化工工業(yè)中，植物多酚中的單寧可以從葡萄廢棄物中高效提取，因?yàn)榫哂休^好的黏合力被用作木質(zhì)黏合劑[2]，GP還應(yīng)用于卷煙中能有效修飾煙氣，降低刺激性[29]。

2.3 在醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用

GP是有益的生物分子，可以防治人類很多疾病?，F(xiàn)在眼睛疾病和視覺缺陷正在影響人類健康，原因之一是經(jīng)常暴露于電子設(shè)備，其次是受到各種代謝紊亂（如糖尿病、高血壓和加速衰老過程）的影響，葡萄中存在的一些植物化學(xué)物質(zhì)參與維持眼內(nèi)壓，調(diào)節(jié)葡萄糖代謝和抑制系統(tǒng)中的促炎細(xì)胞因子，能減緩眼部疾病[30]。在流行病方面研究表明，GP具有抑菌消炎、預(yù)防心血管疾病、抗癌、抗腫瘤、抗過敏等功效，GP可作為健康食品的原料直接制成膠囊、片劑等劑型，美國將其以非處方藥銷售，其中95%標(biāo)準(zhǔn)化原花青素作為膳食補(bǔ)充劑[17]，因?yàn)樗鼘?duì)健康有益，特別是強(qiáng)大的抗氧化活性。胡玉紅等人[31]以葡萄籽為原料，以水為溶劑進(jìn)行多酚浸提，研制出葡萄籽多酚口服液，產(chǎn)品澄清透明，酸甜適口，符合《中國藥典》的要求。

3 結(jié)語

GP是一種天然、經(jīng)濟(jì)和安全的膳食性多酚，其中的原花青素成分被營養(yǎng)專家譽(yù)為“第七營養(yǎng)素”，可以作為預(yù)防心血管疾病和預(yù)防衰老的保健食品，未來應(yīng)深入研究并制定出膳食多酚類物質(zhì)的參考攝入量。同時(shí)GP部分生物學(xué)活性的抑制機(jī)理不明，國內(nèi)主要集中研究體外葡萄多酚類物質(zhì)的生物活性，體內(nèi)抗病作用主要通過誘導(dǎo)建立動(dòng)物模型完成，進(jìn)行臨床試驗(yàn)較少，對(duì)于在患病人體中是否同樣顯效這一問題有待證實(shí)，未來國內(nèi)可以加大對(duì)這種綠色環(huán)保資源的利用程度，更加致力于安全藥品和功能性食品的開發(fā)。