釀酒葡萄皮渣多酚開發(fā)利用現(xiàn)狀研究

聶小偉，何粉霞，畢可海，張玉清，張佳雪

（威海海洋職業(yè)學(xué)院食品工程系，山東威海 264300）

釀酒葡萄皮渣主要含有多酚物質(zhì)、芳香類物質(zhì)、不飽和脂肪酸和膳食纖維等生物活性成分[1-2]。相關(guān)研究顯示，多酚類物質(zhì)具有抗氧化、清除自由基、預(yù)防癌癥、降低患糖尿病和心血管等疾病的功效[3-4]；其抗氧化能力是維C和維E的50倍和20倍[5-7]，具有較高的藥用價(jià)值。目前，有機(jī)溶劑萃取法提取多酚化合物技術(shù)較為成熟，但存在溶劑損耗大、耗時(shí)長、有機(jī)溶劑殘留等問題，嚴(yán)重影響釀酒葡萄皮渣中多酚類物質(zhì)的應(yīng)用[8]。

1 釀酒葡萄皮渣綜合開發(fā)利用現(xiàn)狀

目前對葡萄皮渣的綜合利用主要集中在多酚類活性物質(zhì)提取和動物飼料開發(fā)上，其在紅葡萄果皮和籽中分別達(dá)到25%～35%和50%～70%[9]。采用現(xiàn)代分離技術(shù)，白藜蘆醇、紅紫色素和單寧等多酚類物質(zhì)相繼從葡萄皮渣中提取。但目前由于提取分離技術(shù)不成熟、工業(yè)化成本較高，而大部分葡萄皮渣被直接當(dāng)作飼料或混入常規(guī)飼料中，可提高羊、牛等動物的出欄率和產(chǎn)奶量[10]。利用物理或化學(xué)方式從葡萄籽中提取葡萄籽油、原花青素等[11]。同時(shí)，可將葡萄皮渣進(jìn)一步發(fā)酵制作白蘭地或果醋，或倒入沼氣池中開發(fā)沼氣，以及提取膳食纖維、蛋白質(zhì)、酒石酸和果膠等[12]。

2 釀酒葡萄皮渣多酚成分分析

紅葡萄皮中多酚類物質(zhì)主要為花色素類、白藜蘆醇等，葡萄籽中多酚類物質(zhì)主要為兒茶素、原花青素、單寧等[13]。在葡萄酒釀造中，雖然大部分多酚物質(zhì)進(jìn)入葡萄酒中，可仍有部分酚類物質(zhì)保留在葡萄皮渣中還未被利用[14]。

3 釀酒葡萄皮渣多酚開發(fā)利用現(xiàn)狀

3.1 釀酒葡萄皮渣多酚提取

3.1.1 白藜蘆醇

白藜蘆醇在葡萄皮中含量較大[15]，常采用微波、超聲波、超臨界CO2輔助有機(jī)溶劑萃取白藜蘆醇。微波輔助萃取技術(shù)易使其受熱不均勻，導(dǎo)致局部溫度過高而降解；超臨界CO2萃取法分離效果好，純度高，但產(chǎn)業(yè)化成本大[16-17]；超聲波輔助萃取效率高、成本低。技術(shù)成熟等優(yōu)勢明顯。汪開拓等人[18]采用響應(yīng)面方法優(yōu)化工藝，得到最佳提取工藝條件為超聲功率231 W，提取溫度35.6℃，提取時(shí)間34.8 min，體積分?jǐn)?shù)50%乙醇，料液比1∶12。

3.1.2 單寧

單寧常用提取方法與3.1.1相似，萃取溶劑一般是水和甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯等一種或幾種有機(jī)溶劑的混合體系，其中丙酮-水體系萃取效果最佳。有學(xué)者研究表明，丙酮-水體系浸提單寧最佳工藝參數(shù)為丙酮∶水=6∶4，萃取溫度60℃，萃取時(shí)間6 h，料液比1∶30～1∶40[19]。

3.1.3 色素

色素是一種安全性高的天然物質(zhì)，在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。雷靜等人[20]研究了在料液比1∶10，pH值3.0，溫度60℃下超聲萃取40 min，得到浸提色素效果最佳。

3.1.4 原花青素

原花青素提取方法主要有溶劑萃取、微波萃取、超臨界CO2萃取、酶法輔助提取等。王竹青等人[21]分別研究了從釀酒葡萄皮渣中，用乙醇和微波輔助萃取原花青素的工藝，發(fā)現(xiàn)微波輔助萃取技術(shù)可以顯著縮短萃取時(shí)間，降低乙醇使用體積分?jǐn)?shù)。

3.2 釀酒葡萄皮渣多酚生物活性

3.2.1 白藜蘆醇

白藜蘆醇是葡萄皮中一種含量豐富的天然抗氧化劑，可有效延緩機(jī)體生理性氧化進(jìn)程，具有清除自由基、抗炎、抗菌等生理功能，同時(shí)能降低心血管疾病和糖尿病的患病率。

3.2.2 單寧

葡萄酒中單寧成分具有苦澀味，能有效防止葡萄酒中蛋白凝聚沉淀、提高酒體結(jié)構(gòu)感、穩(wěn)定色素等功能，還具有抑菌殺菌、抗氧化、預(yù)防疾病等保健功能。當(dāng)單寧質(zhì)量濃度達(dá)到10～20 mg/mL時(shí)，能有效抑制青霉菌和干朽菌的孢子。縮合單寧是一種天然黏合劑，具有很強(qiáng)的黏性。

3.2.3 色素

色素是一種天然安全色素，穩(wěn)定性好，具有抗氧化功效，在糖果、糕點(diǎn)等食品、化妝品中應(yīng)用廣泛，能提高產(chǎn)品的貯藏性[22]。

3.2.4 原花青素

由兒茶素或表兒茶素結(jié)合而成的原花青素，在葡萄籽中非常豐富。具有很強(qiáng)的抗氧化、抗突變、抗衰老及清除自由基的能力，對預(yù)防直腸癌、治療糖尿病、緩解抑郁癥等具有顯著作用，因此在醫(yī)療保健行業(yè)應(yīng)用廣泛。

3.3 釀酒葡萄皮渣多酚開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

在醫(yī)學(xué)中，葡萄多酚的藥理作用已被廣泛應(yīng)用，如將原花青素用于治療毛細(xì)血管等疾病[23]。Vinson J A等人[24]研究發(fā)現(xiàn)，食用葡萄籽原花青素的患動脈粥樣硬化的倉鼠，其體內(nèi)的膽固醇總量顯著下降。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇能夠有效抑制小鼠體內(nèi)的乳腺癌細(xì)胞的生長，對于抗癌藥物的開發(fā)具有重要意義[25]。

花色苷添加到果汁、碳酸飲料中調(diào)色，是一種安全、無毒副作用的天然色素和抗氧化劑。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)葡萄多酚具有較強(qiáng)的抗氧化性，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到200 mg/kg時(shí)，能使葡萄籽油和豬油的保質(zhì)期延長4倍和15倍，抗氧化效果明顯優(yōu)于人工合成抗氧化劑——二丁基羥基甲苯（BHT）[26]。

機(jī)體細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶（TYR）和B16黑色素細(xì)胞幾乎不受葡萄多酚的影響，但會影響細(xì)胞黑色素含量，因此具有一定的美白功效。原花青素被法國企業(yè)制成的晚霜、漱口水等商品，被日本公司研制成油性化妝品，被意大利公司相繼研制成護(hù)膚化妝品，用于皮膚消炎[27]。

4 結(jié)語

目前，由于植物多酚物質(zhì)的高效提取分離技術(shù)不成熟，嚴(yán)重限制了釀酒葡萄皮渣中多酚活性成分的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，對其應(yīng)用研究主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段。同時(shí)，部分活性物質(zhì)在葡萄皮渣中的含量極少，不能形成規(guī)模效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)效益也不高。

結(jié)合生物酶技術(shù)和超微粉粹技術(shù)，對皮渣進(jìn)行低溫生物降解或物理破碎，降低有機(jī)大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)，提高小分子活性物的釋放和機(jī)體吸收效率，成為未來開發(fā)釀酒葡萄皮渣的一個(gè)重要思路。