葡萄多酚在食品和饲料中的应用

2013-04-07邱庆峰

饲料博览 2013年6期

邱庆峰，李良

（1.北大荒龙垦麦芽有限公司，哈尔滨 150060；2.东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030）

植物多酚是广泛存在于植物体内的重要代谢物质，已成为当今研究开发热点，并在生产中得到广泛应用[1]。按照多酚来源的不同，可将植物多酚分为茶多酚、苹果多酚、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，含量会随葡萄品种、栽培方法、场所以及气候等的不同而异。葡萄多酚具有抗氧化、抗动脉硬化、抗变异及抗癌和抗过敏等生理活性[2]。本文综述了葡萄多酚的分类、生理活性、提取方法及分离纯化的研究进展及其在食品和饲料中的应用。

1 分类

葡萄中的多酚类主要为黄酮型多酚类，包括儿茶素、黄酮单宁、黄酮、黄酮醇、黄烷醇以及花色苷等。

1.1 花色苷类

原花色素化合物本身无色或有点褐色，在酸性及加热条件下，键开裂生成红色花色苷色素[3]。花色苷是一类具有保健功能的活性成分。研究表明，花色苷具有很强的抗氧化作用，可以清除体内的自由基[4]。

1.2 黄酮醇以及黄烷酮醇类

以酮形式存在的黄酮类有黄烷酮、黄酮、黄烷酮醇、黄酮醇等。葡萄或葡萄酒中几乎不含有黄酮和黄烷酮，主要含有黄酮醇类，而在一些白葡萄中也不含有黄酮醇[5]。

1.3 儿茶素类

葡萄中的儿茶素类主要为（+）-儿茶素（2，3H-trans）和（-）-表儿茶素（2,3H-cis）。此外，还含有少量的（+）-表儿茶素（2,3H-trans）和（-）-表没食子儿茶素（epigallocatechin，2,3H-cis），一般两者的含量差不多，儿茶素具有一定的苦味，而没涩味[5]。儿茶素类化合物是一类具有多种生理活性的多酚类抗氧化剂，其活性部位为酚羟基，具有抗氧化能力强、安全性高的优点，是一种优良的天然抗氧化剂[6]。

1.4 白藜芦醇类

白藜芦醇是含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。广泛存在于葡萄等天然植物或果实当中。白藜芦醇是一种活性多酚物质。白藜芦醇有顺、反式两种结构，在植物体内有反式白藜芦醇、顺式白藜芦醇、反式白藜芦醇苷、顺式白藜芦醇苷4种形式[3]。白藜芦醇除了能提高植物的抗病性，还含有益于人类健康的多种生物学活性及药理作用[7]。

2 生理活性

2.1 抗氧化性

抗氧化性是植物多酚一个重要性质，由于植物多酚酚羟基中邻位酚羟基极易被氧化，且对活性氧等自由基有较强捕捉能力，使植物多酚具有很强抗氧化性和清除自由基能力[8]。葡萄中多酚类物质抗氧化机理是多羟基取代苯环上的电子使酚羟基容易离子化，是良好的供氢体。这种供氢体基团能使具有高度氧化性的自由基还原，形成相对稳定的自由基，终止自由基链反应，阻止新自由基的产生[9]。

葡萄多酚对DPPH、超氧阴离子自由基、羟基自由基清除活性3种自由基都具有较好的清除活性，与茶多酚处于同一数量级水平。在试验条件下葡萄多酚可将油脂的酸败时间推迟1 d。经柱层析纯化的样品抑制油脂氧化活性比较显著，但都比茶多酚差。说明葡萄多酚作为油脂抗氧化剂使用尚有不足[10]。葡萄皮多酚对羟基自由基有一定的清除作用。随着葡萄皮多酚用量的增加，其清除作用逐渐增强，最后趋于恒定。当葡萄皮多酚提取液用量为2.5 mL时，羟基自由基清除率约为55%[11]。

2.2 抑菌效果

葡萄多酚对多种病原微生物的生长有抵抗与抑制作用，对金黄色葡萄球菌、变形杆菌、伤寒沙门氏杆菌、大肠杆菌、肠球菌、假单胞菌、毛癣菌、表皮癣菌属及小孢霉属等多种细菌及皮肤真菌有抑制作用，可抑制单纯疱疹病毒[12-14]。葡萄多酚对大肠杆菌等8种致病菌有显著的抑制作用。葡萄多酚是一种良好的天然抗菌剂，葡萄多酚在低浓度情况下，抑菌作用不显著[15]。而采用较低浓度的茶多酚与适当浓度的葡萄多酚配伍，则可明显起到抑制幽门螺杆菌的作用。推测茶多酚与葡萄多酚结合高效抑菌的原因，可能是由于两者都作为强还原剂都可保护分子结构，维持其活性形式，从而延长了作用于细菌的时间[16]。

2.3 降血脂

在进食高脂膳食的同时添加葡萄籽多酚的小鼠，其血清总胆固醇（TC）、血清甘油三酯升高幅度较进食高脂膳食组明显减小，显示葡萄籽多酚有阻抑实验小鼠血脂升高的作用[17]。

3 葡萄多酚的提取

3.1 溶剂提取法

目前，粗提葡萄籽多酚类物质主要采用溶剂提取法，所采用的溶剂主要是甲醇、乙醇及丙酮等，朱登祥等对甲醇提取葡萄籽中多酚类物质工艺进行了研究，确定最佳提取条件是甲醇体积分数70%，料液比1∶20（W/V），提取温度90℃，提取时间30 min，提取次数2次为宜[18]。赵权等对乙醇提取山葡萄皮多酚物质的工艺进行了研究，确定了山葡萄皮多酚提取的最佳条件：乙醇体积分数60%，料液比1∶10，浸提30 min，提取2次，山葡萄皮多酚浸提率为93.22%[19]。熊何健等对丙酮提取脱脂葡萄籽中多酚的工艺进行了研究，确定最佳浸提条件为：70%的丙酮水溶液室温浸提3次，0.5 h·次-1。此条件下，葡萄籽多酚粗提物得率为13.3%，纯度为25.2%[20]。

3.2 微波辅助提取技术

随着微波技术的快速发展，微波提取已被广泛应用于有天然活性物质的提取中，充分显示出其极强的对植物细胞的破壁能力和高效、节能、省时等优点。刘焕云等利用微波辅助技术对葡萄皮中多酚类物质的最佳提取条件进行研究，确定其优化工艺条件为：60%乙醇∶葡萄皮粉=30 mL∶1 g，微波功率540 W处理40 s后，70℃水浴浸提30 min，葡萄皮中多酚类物质提取量为13.68×10-3，高于常规水浴加热法的提取量[21]。李凤英等采用微波辅助法提取了葡萄皮中的多酚物质，结果表明，微波辅助提取葡萄皮多酚的最佳条件为：乙醇体积分数为0.50，料液比1∶35，微波功率540 W，处理35 s，于70℃水浴浸提25 min，在此条件下，葡萄皮多酚的提取率可达95.02%[22]。杜晓映等利用3种方法对悬浮培养的葡萄细胞进行多酚提取试验研究，确定最佳提取方法为甲醇振荡和超声波联合提取，即先用50%的甲醇振荡提取过夜，再在45℃、40 kHz的超声波条件下提取60 min[23]。该提取方法相对简单且多酚得率最高，可以获得满意的提取效果。

4 分离纯化

4.1 大孔吸附树脂

大孔吸附树脂分离技术具有物理化学性质稳定、吸附容量大、成本低、吸附速度快、得率高、不受无机物的影响、可再生反复使用、操作简便等优点，近年来，大孔吸附树脂吸附法常用于葡萄籽或者其他天然植物中的多酚类化合物的富集纯化[24]。熊何健等探讨大孔树脂对葡萄籽粗提物中多酚类物质的纯化效果，通过静-动态吸附、洗脱实验，分析上样液浓度、pH、上样速率及洗脱剂浓度等因素对纯化效果的影响，建立合理的葡萄多酚树脂纯化工艺[25]。王莉等利用AB-8大孔吸附树脂可对葡萄多酚的粗提液进行纯化：采用釜式（静态）吸附＞3 h,乙醇10%溶液为淋洗剂，乙醇90%溶液为洗脱剂[26]。

4.2 色谱分离

采用Diaion HP-20，Toyopearl HW40柱色谱与制备型RP-HPLC相结合从葡萄籽乙酸乙酯萃取部位分离多酚物质，根据IR、MS、NMR、CD、X-射线单晶衍射等光谱学数据并与已知化合物对照，可确定化合物结构[27]。

5 葡萄多酚食品的开发

李建慧等在传统酸奶加工工艺基础上，生产葡萄多酚酸奶，根据正交实验确定葡萄多酚酸奶发酵的最优工艺条件为：蔗糖添加量为6%，葡萄多酚添加量为0.7 g·L-1，保加利亚乳杆菌与嗜热乳酸链球菌的比例为1∶2，直投发酵剂的接种量为0.01%，发酵温度为43℃，发酵时间为4～5 h。生产的葡萄多酚酸奶，口感温和、风味纯正、质地细腻、保健功能高、保质期长[28]。李凤英等以葡萄皮汁、葡萄籽提取液为原料，按一定比例混合并加入糖、香精调配制得的一种色泽鲜艳、风味独特、营养丰富的葡萄皮籽多酚功能性饮料[29]。

6 葡萄多酚在饲料中的应用

Brenes等研究表明，添加葡萄渣浓缩物（达到60 g·kg-1）的日粮不会对肉鸡的生长性能、消化器官容量以及蛋白质的消化性能产生影响[30]。水解多酚与缩合丹宁相比更具生物有效性。葡萄渣浓缩物日粮中的日粮、排泄物、回肠内容物和胸肌的抗氧化能力皆有提高。葡萄渣浓缩物添加物具有与维生素E相同的抗氧化效果。可以推断富含多酚的葡萄渣浓缩物在动物营养中将是一种新抗氧化剂资源。白藜芦醇是一种来自红葡萄、浆果和花生的多酚，具有抗炎、抗氧化和免疫调节作用。Mullins等探讨白藜芦醇饲料补充剂对日本鹌鹑血清和蛋黄抗氧化状况的影响，结果表明，基础日粮中添加白藜芦醇达400 mg·kg-1时，提高了鹌鹑和鹌鹑蛋的抗氧化状态[31]。葡萄籽粕是葡萄酒厂的下脚料或是压榨葡萄籽油后的副产品，富含大量的多酚类物质，其中多酚类物质中原花青素为主要物质，具有超强抗氧化能力，能清除体内过多的自由基，其抗氧化能力已得到国际公认。杜道全等添加适当的葡萄籽粕饲喂奶牛，对奶牛的生产性能不仅不会产生不良影响，能够显著提高奶牛的生产性能[32]。一般情况下，以1%～4%的比例添加葡萄籽粕，对于改善营养、扩大饲料原料、提高奶牛整体生产性能有一定的积极作用。

7 小结

葡萄多酚作为一种抗氧化资源，利用前景广阔。随着相关研究工作的深入，对葡萄多酚进行精细化利用将成为未来趋势。

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