葡萄酒副产品深度利用的研究进展

邹 磊，魏国印，鲁凤娟， 王 静， 刘 野

（1.中国环境管理干部学院，河北 秦皇岛 066004；2.北京工商大学，北京 100037）

葡萄酒副产品深度利用的研究进展

邹 磊1，魏国印1，鲁凤娟1， 王 静1， 刘 野2

（1.中国环境管理干部学院，河北 秦皇岛 066004；2.北京工商大学，北京 100037）

介绍了葡萄皮渣、葡萄籽、酒脚的深度利用途径:葡萄皮渣可用于酿酒、酿醋、提取色素和多酚、吸附重金属；葡萄籽可以提取葡萄籽油、葡萄籽蛋白和抗氧化物质；酒脚可以提取酒石酸盐。开展葡萄酒副产品的深度利用，不仅可以获得良好的经济效益，而且可有效减轻环保压力，获得巨大的社会效益。

葡萄皮渣；副产品；葡萄籽油；深度利用

葡萄为世界普遍栽培的水果，全世界年产量约6 500万t，中国年产葡萄约200万t。这些葡萄约80%用于葡萄酒酿造，13%用于鲜食，7%用于加工果汁及其他。葡萄酒作为世界第二大酒种，深受人们的喜爱。随着人民生活水平的提高，我国的葡萄酒需求量在不断增长，葡萄酒酿造过程中产生的副产品主要有葡萄皮、葡萄籽以及酒脚。皮籽约占鲜果质量的20%，目前，大多数葡萄酒厂都将葡萄籽作为废物丢弃，不仅造成环境污染，对资源也是一种浪费。因此，积极开展葡萄酒酿造副产品再利用的研究具有十分重要的意义。笔者介绍了近年来葡萄酒副产品深度利用开发的最新研究进展，包括利用葡萄酒副产品酿醋、提取色素和抗氧化剂、吸附重金属、提取葡萄籽油等深度利用途径。

1 葡萄皮渣的利用

红葡萄带皮发酵，发酵结束后压榨取汁液，残留的废渣为葡萄皮渣，由葡萄皮、葡萄籽及果梗组成。

1.1 酿酒

葡萄皮渣中仍然含有不少糖和酒精，因此可以用来制造葡萄渣酒。方法有两种:直接发酵和加糖发酵。直接发酵是将葡萄渣密封于桶内，待一个月后取出蒸馏白兰地（即葡萄皮白兰地）。葡萄渣中加入糖浆，可以作为酿造桃红葡萄酒的原料。在酿造优质干白葡萄酒时，把沥干的果渣不经压榨，加入与自流汁相同体积的适当糖浆的糖液，并补充适当的酒石酸后，可用于酿造桃红葡萄酒。

1.2 酿醋

国内有学者对葡萄皮渣制醋工艺进行了研究，王艳等人以葡萄皮渣、麸皮、玉米为原料,应用驯化后的酵母菌和醋酸菌进行固态酒精发酵及醋酸发酵[1]。醋酸发酵工艺条件为醋醅水分60%～65%，接种量8%，玉米、葡萄皮渣与谷糠比例为1∶2∶1，发酵周期7天；李凤英等人利用食用酒精浸提葡萄皮渣中的多酚物质[2]，工艺参数为:按1∶7（g/ml)料液比，加入45%的食用酒精，在浸提温度为60℃条件下浸提6 h；对浸提液进行酒度、糖度调整，接种醋酸菌进行液态静止醋酸发酵，最佳发酵条件为:浸提液的酒精度调整为8%。醋酸菌接种量15%，糖度为7%，发酵温度为33℃。

1.3 提取色素

葡萄色素属于天然花色苷类色素，安全无毒，可作为食品及化妆品的着色剂。另外葡萄色素具有抗氧化和清除自由基的作用，有一定的营养保健功效。高昌勇以酿酒葡萄皮渣为原料，在单因素试验基础上，利用正交设计优化了葡萄皮色素提取的工艺，并对该色素的稳定性进行了研究。结果表明:最佳工艺为用70%乙醇，pH值为3，固液比为1∶20，提取温度为60℃，浸提时间为50min，产率约为6.2%，该色素在酸性条件下对热、光、常见金属离子、食品添加剂、碳水化合物等物质具有良好的稳定性，具有开发应用价值[3]。

蒋延军研究了葡萄酿酒副产物葡萄皮渣中天然色素提取的影响因素，初步确定最佳提取条件为:5.00 g样品用40ml的80%乙醇加0.5%柠檬酸 （5∶1)混合液，pH值为 2.0，80℃浸提 60min，可以最有效地提取皮渣中的色素物质[4]。

1.4 吸附重金属

工业废水中含有大量的重金属，对生态环境和人类健康造成严重影响，清除废水中的重金属成为企业发展必须面临的问题。目前清除废水中重金属的方法包括化学沉淀、凝结、溶剂提取、电解、膜分离、离子交换和吸附法。利用废弃物作重金属吸附剂具有得天独厚的优点——便宜，是其他方法无法比拟的。Yuan-shen研究了酿酒后葡萄废渣对废水中三价铬的吸附效果[5]，结果表明酿酒后的葡萄废渣是一种有效的三价铬吸附剂。Villaescusa研究表明葡萄梗渣对铜和镍具有较好的吸附效果[6]。

1.5 提取多酚

葡葡多酚是一种植物多酚类活性物质，主要存在于葡萄皮与葡萄籽中，籽中多酚含量可达50%～70%，红葡萄的果皮中可达25%～50%，种类分为:酚酸、类黄酮类、原花色素类、白藜芦醇。研究证明:葡萄中的多酚物质不仅能够延缓动脉粥样硬化、减少血栓的形成，还具有抗菌、抗癌、抗过敏、抗氧化等多种药理活性，在医药领域具有十分重要的应用价值[7～8]。

国内有不少研究探讨了从葡萄皮渣中提取多酚的方法，牛春艳等人通过单因素试验及正交试验，确定温浸法提取萄皮渣中多酚物质的最佳条件为浸提温度为60℃，乙醇浓度为50%，浸提时间为50min，料液比为1∶12，提取率为13.482mg/g[9]。令博等人以酿酒葡萄皮渣为原料采用超声辅助法提取葡萄皮渣多酚，依据回归分析得到最佳提取工艺条件为液料比16∶1（ml/g)，超声提取时间57min，超声温度50℃[10]。通过DPPH法和铁氰化钾法对葡萄皮渣多酚的抗氧化活性进行体外评价，发现葡萄皮渣多酚具有较强地清除DPPH自由基的能力和还原能力。由此可以得出，葡萄皮渣多酚具有一定的抗氧化活性，并在一定的范围内，其抗氧化活性与提取液的质量浓度具有较好的线性关系。袁春龙用乙醇作浸提剂，对葡萄皮渣中的多酚物质进行浸提[11]，研究了乙醇浓度、温度、浸提比例、时间、次数5个因素对提取效果的影响，得出最佳工艺参数，即:乙醇含量70%，温度70℃，浸提比例1∶6，时间12 h，浸提3次。得率在80%左右，此时葡萄皮渣中多酚物质的总含量为8.41%。

2 葡萄籽的利用

2.1 提取葡萄籽油

资料表明葡萄籽油可以抗氧化[12]、预防高血压[13]、降低胆固醇[14]、防治冠心病、防止血栓形成、延缓衰老，是目前葡萄类保健食品最常用的保健成分。

赵军等[15]人优化了超临界CO2萃取葡萄籽油的工艺条件，结果表明葡萄籽油的最佳CO2萃取条件为:压强33 MPa，温度47℃，物料的粉碎粒径为0.29 mm，葡萄籽油的平均提取率可达到92.3%。

张光杰等[16]以葡萄籽油的提取率为指标，选择氯仿、无水甲醇、无水乙醚、乙酸乙酯、丙酮和石油醚作为溶剂，结果表明:石油醚提取率最高，为17.84%，丙酮效果最差。

赵瑞等[17]研究了葡萄籽的低温冷榨工艺的参数，涉及料温、榨机膛温、原料水分、膛压等。结果显示:利用吹风去杂的方法效率最高，当入榨水分为5.5%、料温为50℃时，所得原油指标较好。

2.2 提取葡萄籽蛋白

葡萄籽榨油后的饼粕中含13%左右的蛋白质，葡萄籽蛋白含有谷氧酸、甘氨酸、丙氨酸等18种氨基酸，包括人体必需氨基酸，其中缬、蛋、精、苯丙氨酸含量都相当于大豆蛋白中的含量，是一种新的优质蛋白质资源。

仵昱舟等[18]采用酶法对葡萄籽中蛋白质进行提取，对提取温度、料液比、蛋白酶用量、提取时间、pH值5个因素进行研究。最佳工艺参数为: pH值7.5，蛋白酶用量60 U/g，料液比1∶30（g/ml)，提取温度40℃，提取时间80min，提取率可达94%。夏辉等[19]研究了脱脂葡萄籽蛋白的提取工艺，最佳工艺条件为:NaOH浓度为0.1 mol/L，提取时间为35min，提取温度为40℃，料液比为1∶25（g/ml)，在此条件下葡萄籽粕的蛋白提取率可达到70.6%。目前国内尚无文献对葡萄籽蛋白的应用进行报道。

2.3 提取抗氧化物质

大量的研究表明葡萄籽内的多酚类物质有预防肿瘤、清除有机自由基、保护心血管、抗氧化、抗疲劳、抗衰老和美容作用。原花青素是葡萄籽种含量最多的多酚物质，是目前开发比较热门的保健因子。

吕丽爽等[20]人通过对各影响因素的实验，在中心组合实验基础上，运用响应面分析法确定出提取低聚原花青素的最优工艺条件:料液比为1∶7，提取温度为48.6℃，提取时间为30min，乙醇浓度61.4%，提取3次。在此条件下提取率达90%以上。

姚方耀等人利用超临界CO2萃取法从葡萄籽中提取原花青素，采用动态夹带剂超临界CO2、静态夹带剂超临界CO2、动静结合夹带剂超临界CO2方法[21]。对静态夹带剂超临界CO2萃取原花青素的工艺进行了正交实验研究。结果表明在萃取温度65℃、压力35 MPa时产品纯度达到95%以上，收率达到8.38%，达到了出口要求。

栾连军[22]等人研究葡萄籽原花青素多级动态罐组式逆流提取工艺。方法采用正交试验设计，考察提取温度、提取级数和溶剂用量对葡萄籽原花青素提取率的影响，优选最佳工艺参数。多级动态罐组式逆流提取葡萄籽原花青素的最佳工艺参数为:提取温度100℃，提取级数4级，溶剂用量3倍量，单提时间40min。与单罐提取相比，该工艺的提取率略有提高，提取时间减少33%，单位药材的溶剂消耗量减少75%。

钟振声等[23]研究了超声波作用对原花青素提取物含量和提取率的影响，与传统溶剂法进行了对比。实验表明超声波辅助提取比传统溶剂法可以得到更高的提取率。另有陈文良等人使用膜分离技术对葡萄籽中低聚原花青素进行分离纯化，工艺高效简单，耗能少，可适于规模化生产 [24]。

3 酒脚的利用

酒脚就是每次换桶时桶底的沉淀，酒脚主要成分为有机物和酒石酸盐类，可以从中提取酒石酸盐。孙洪友[25]介绍了一种提炼酒石酸钾钠的简易操作方法，使用酒石与碳酸钠中和反应，工艺分4步:中和、过滤、浓缩结晶和精制。吴兆翔报道了酒石酸钾钠的提纯技术，产品纯度达98%以上[26]。酒石酸钾钠用途很广，医药工业用于配制费林溶液和检验还原糖，电镀工业用作化学沉积铜和氧化镀铜用络合剂，化学工业用作天然气脱硫剂，食品工业用于制备发酵粉，电子工业中用作压电晶体，化学分析中用作掩蔽剂及血清蛋白的生化检验等。另外酒脚还可蒸馏白兰地，将酒脚用布袋过滤，滤出的酒就可以蒸馏白兰地；改良酒的品质，储藏五年以上的葡萄酒，经过多次换桶后，它的酒脚可以拿来改良酒的品质，比如，新酒的味不好或者酒味太生，将此酒脚放入可以对其味道进行改良。

4 结语

葡萄酒酿造过程中产生的副产品主要是葡萄皮渣与酒脚，大多数企业是将其丢弃或发酵后用作肥料，这种处理方法不仅造成环境污染，对资源也是一种浪费。各国科学家对葡萄酒副产品的利用进行了饶有意义的探索，例如葡萄籽油的深度开发利用，原花青素的药用价值。如果有效利用，其深度开发价值可以达到原料的20倍以上。国内对葡萄酒副产品中的活性成分的深入研究还不够充分，这方面还需要展开大量工作。探索新的利用途径，变废为宝，生产高附加值产品，既可避免环境污染，又可提高经济效益。

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Research Progress on the Deep Utilization of Wine By-products

Zou Lei1， WeiGuoying1，Lu Fengjuan1，Wang Jing1， Liu Ye2
（1.Enviromental Management College of China,Qinhuangdao Hebei 066004,China；2.Beijing Technology and Business University,Beijing 100037,China）

The deep utilization of grape pomace,grape seed and wine lees was introduced:Grape pomace can be used for wine brewing,vinegar brewing,polyphenols and pigments extraction,metal adsorption.Grape seed oil,protein and antioxidants can be extracted from grape seed.Wine lees can produce tartrate.The deep utilization of wine by-products could not only gain favorable economic benifits but also lighten environmental pression and achieve huge social benefits.

wine grape pomace； by-product； grape seed oil； deep utilization

X79

A

1008-813X（2012）02-0042-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.02.011

2011-12-06

河北省教育厅资助科研项目《葡萄酒副产品的综合利用研究》 （Z2011295）

邹磊（1983-），男，江西南丰人，毕业于中国农业大学食品科学专业，硕士，讲师，主要研究现代食品加工技术及理论。