葡萄酒抗氧化的研究进展

高川，缪冰旋，马三梅，周正红

(暨南大学生命科学技术学院，广东 广州，510632)

葡萄酒是抗氧化的良品。葡萄酒内具有抗氧化活性的主要物质包括酚、类黄酮、黄烷醇和花色苷物质。近几年，关于葡萄酒抗氧化的研究主要集中在4个方面:葡萄酒抗氧化能力的研究方法、抗氧化机制、葡萄酒不同成分体外的抗氧化能力、葡萄酒不同成分在动物体内的抗氧化能力。本文主要介绍这4 方面的研究进展。

1 葡萄酒抗氧化能力的研究方法

过去常用的检测葡萄酒抗氧化能力的方法:1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)自由基清除能力、2 ，2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(2，2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid，ABTS)自由基清除能力、铜离子还原能力(cupric ion reducing antioxidant capacity，CUPRAC)，氧自由基清除能力(oxygen radical absorbance capacity，ORAC)、羟自由基清除能力(hydroxy radical scavenging ability ，HRSA)、金属螯合能力(metal chelating ability，MC)和铁还原能力(ferric reducing ability of plasma，FRAP)等［1］。近几年来又对ABTS 法进行改良，并产生了用改良型碳糊电极(modified carbon paste electrode，MCPE)间接测定抗氧化能力的新方法。

李华等对ABTS 自由基清除能力的测定方法进行了改良。他选取了36 种葡萄酒，其中包括红葡萄酒、桃红葡萄酒和白葡萄酒，用福林肖卡比色法(FC)测定各品种的总酚含量(TPI)，并选取了9 种总酚含量具代表性的葡萄酒样品，然后测定反应不同时间和稀释不同倍数的葡萄酒样品的抗氧化活性。发现利用测定ABTS 自由基清除能力的方法来测定葡萄酒抗氧化活性的最佳稀释倍数:红葡萄酒为0.2∶10 ～0.4∶10;桃红葡萄酒为1∶10 ～4∶10;白葡萄酒为3∶10～7∶10。最佳反应时间均为2 ～5 min［2］。

没食子酸含量往往被用来评价红葡萄酒的抗氧化能力。用改良碳糊电极可以测定没食子酸。Souza等提出在没有葡萄糖和VC干扰的红葡萄酒或白葡萄酒中，可以利用改良碳糊电极间接测定抗氧化能力。首先使用包含30% (m/m)的碳纳米管的改良型碳糊电极，在0.35 V 和Ag/AgCl (KCl 3 mol /L)的条件下进行测定，得到没食子酸的含量。在已优化的条件下，在浓度为5.0 ×107～1.5 ×105mol/L(检出限为3.0 ×10－7mol/L)，没食子酸与抗氧化能力的校准曲线呈线性关系，根据结果可以判断出红葡萄酒或白葡萄酒样品的抗氧化能力［3］。

2 抗氧化机制的研究进展

不同物质的抗氧化机制不同，人们对抗氧化机制已经有了比较系统的了解。例如:微量元素是与其他物质协同起到抗氧化作用，过氧化氢酶等能将有害自由基转化为无害物质，而丹参酮等是直接清除自由基的［4］。

酚类物质:苯环上任意一个氢被羟基取代的物质。葡萄酒中酚类物质的抗氧化能力则是与它们苯环上的氢被取代的容易程度有关。随着科技发展的进步，研究酒类产品抗氧化机制的新方法和新的抗氧化机制不断被发现。

Neshchadin 于2010 年用化学诱导动态核极化法(chemically induced dynamic nuclear polarization，CIDNP)对葡萄酒酚类物质的抗氧化机制进行了研究。测定了4 种含儿茶素多酚的物质(儿茶素、没食子儿茶素、表没食子儿茶素、没食子酸)的夺氢能力。光诱导氢原子转移到氢萃取物质(活跃的异丙基)上并达到稳定状态的时间和分辨周期是:500ns 和1ms。结果表明:CIDNP 可以作为半定量工具来使用［5］。

Gislason 等证实，酚类混合物清理自由基的能力归因于它们的氢离子可以被抽提出来。芬顿(Fenton)反应下的葡萄酒中的肉桂酸盐和对羟基肉桂酸乙酯同样具有抗氧化能力。Gislason 等发现肉桂酸α，β 位的不饱和侧链可以消除1-羟乙基自由基。这是一种新的清除自由基的抗氧化模式［6］。

3 葡萄酒不同成分体外的抗氧化能力

对葡萄酒内不同成分在体外的抗氧化能力的研究受到很多科学家的重视。这方面的研究主要集中在酚类物质、多糖、花青素等的体外抗氧化能力。

3.1 酚类物质

Sun 等2009 年首次将红葡萄酒中的酚类物质重新分类，分成酚类单体、酚类低聚物、酚类高分子聚合物、花青素和酚类复合物5 类，并分别测定每一类的抗氧化活性;还将儿茶酸、表儿茶酸、像黄素、锦葵花素-3-葡萄糖苷从红葡萄酒中分离出来，并分别测定其抗氧化活性等［7］。他提出红葡萄酒中多种酚类物质的体外抗氧化能力可以作为葡萄酒抗氧化能力高低的直接证据。

2009 年，胡博然博士用电子自旋共振(ESR)技术研究多种干白葡萄酒DPPH 自由基清除能力及总酚含量的关系。电子自旋共振测定条件为:干白葡萄酒稀释倍数30 倍，反应时间10min。得出的结果用Origin 8.0 绘图和数据分析软件进行分析。然后用Folin-ciocalteus 比色法测定总酚含量，最后结果表明清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基的能力与总酚含量呈正相关［8］。

3.2 多糖的抗氧化能力

Aguirre 2009 年对葡萄酒中多糖的抗氧化能力进行了研究。他用整体多糖萃取法得到了纯的半乳糖、树胶醛糖、甘露糖和葡萄糖，然后用凝胶渗透色谱法测定了其摩尔浓度比(1.0∶0.6∶0.4∶0.2)。结果表明:红葡萄酒中的中性多糖具有一定的抗氧化作用，其中中性多糖的混合物PS-SI(主要包括β-(1 － ＞3)吡喃半乳糖残基和吡喃半乳糖残基O －6 位置的侧链)的抗氧化能力最强［9］。

3.3 花青素的抗氧化能力

花青素也是一种抗氧化物质。Goupy 等对葡萄酒中花青素的抗氧化能力进行了研究。发现葡萄酒中的花青素和其他某些成分(例如儿茶酸，乙醇和羟基桂皮酸类)结合而成的化合物都具有较高的抗氧化能力，并将后者称为葡萄酒色素(RWPs)。Goupy等通过1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力的实验和在酸性条件下，由亚油酸血红素诱导过氧化实验(模拟胃中的抗氧化实验)，测定花青素和葡萄酒色素的抗氧化能力。结果表明，葡萄酒色素的1，3 位置连结是通过(CH)3-CH 桥实现的，但是其他色素则是直接进行1 －3 连接。相比之下葡萄酒色素连结得更加紧密，抗氧化性更强［10］。

Noguer 等2008 年首先用逆流色谱技术(CCC)分析红葡萄酒成分，发现葡萄酒的成分由4 部分组成:由高分子聚合物组成的部分、锦葵花素-3-葡萄糖苷、芍药花青素-3-葡萄糖苷和vitisin A 等。然后通过氧自由基清除能力(ORAC)和铁还原能力(FRAP)分别检测这四部分的抗氧化能力。结果表明，锦葵花素-3-葡萄糖苷、芍药花青素-3-葡萄糖苷和vitisin A 的抗氧化能力相似，而且都比高分子聚合物的抗氧化能力高。Noguer 又进行体外模拟肠胃消化实验，结果表明，经肠胃消化后，抗氧化能力成百倍增长［11］。

4 葡萄酒不同成分在生物体内的抗氧化能力

在生物体中，氧化产生的影响是生命力差、疾病多、衰老快。在体外有明确抗氧化作用的葡萄酒，在生物体内复杂的内环境是否还有同样的作用呢?葡萄酒不同成分在动物体内的抗氧化能力的研究受到很多科学家的重视。这方面的研究主要集中在大鼠和人类的体内试验。

4.1 大鼠的体内试验

最新的在大鼠体内的抗氧化的研究主要集中在葡萄酒对患糖尿病大鼠、肝癌大鼠、手术后大鼠的影响以及是否可以延长大鼠寿命等方面。

4.1.1 患糖尿病大鼠

2012 年，Schmatz 等研究葡萄酒对糖尿病大鼠的影响。他们首先用链脲佐菌素诱发大鼠患糖尿病，然后测定白藜芦醇、咖啡酸、没食子酸、槲皮素、芦丁NTPDase(核苷三磷酸diphosphohydrolase)、外生核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶(E-NPP)，5'-核苷酸酶和腺苷脱氨酶(ADA)等对大鼠糖尿病的治疗作用。测定大鼠血浆中血小板凝集性、血浆中的抗氧化酶活性(胞外酶)、核苷酸的水解程度。结果发现上述的多种葡萄酒酚类物质都可以降低血小板凝集性，增强胞外酶活性并增加核苷酸的水解程度。这表明葡萄酒和葡萄饮料有助于防止大鼠血小板异常，对血管并发症和糖尿病有防治作用［12］。

4.1.2 患肝癌大鼠

白皮杉醇是从红葡萄酒中发现的白藜芦醇的代谢物。Kita 教授让患肝癌大鼠服用白皮杉醇。发现25 ～50muM 的白皮杉醇可以通过抑制细胞分裂来抑制大鼠的肝癌细胞的增殖;100 μmol 的白皮杉醇可以通过诱导细胞凋亡的方式来抑制癌细胞的增殖。结果表明白皮杉醇作为一种天然的抗癌物质，对于抑制大鼠肝癌实体瘤和转移的增长有明显作用。白藜芦醇和白皮杉醇可增强大鼠的免疫能力［13］。

1.3 抑制大鼠血管平滑肌细胞的增殖

血管平滑肌细胞的增殖容易造成动脉粥样硬化。Kurin 等2012 年对红葡萄酒是否可以抑制血管平滑肌细胞(VSMC)增殖进行了研究。他们选取了4 种多酚类物质:白藜芦醇、槲皮素、没食子酸乙酯和儿茶素。对健康大鼠分别注射这4 种物质，观察其血管平滑肌细胞的增殖情况，结果发现单体多酚的浓度在49.58 ～86.06 mmol/L 时，可以抑制血管平滑肌细胞的增殖。然后取4 种物质等摩尔的不同组合，研究他们的协同作用或者拮抗作用。结果发现，每增加一种物质，抑制血管平滑肌细胞增殖能力便增强10.4 倍，即混合物有效抑制浓度变为4.76 ～8.27 mmol/L。综上所述，这4 种葡萄酒中的主要成分之间主要是协同作用，而且对血管平滑肌细胞的增殖有明显的抑制作用［14］。

1.4 促进手术后大鼠的身体恢复

葡萄酒中的某些物质，不但有防治疾病的作用，还对大鼠手术后身体恢复有好处。Lin 研究结果表明葡萄酒中的白藜芦醇可以调节细胞凋亡、调节线粒体的生物合成和调节细胞的自噬作用。进行结扎手术后的大鼠，注射适量白藜芦醇，可以保护肝脏，减轻损伤［15］。

1.5 延长寿命

da Luz 等选取大量生命力相似的雄性Wistar 大鼠，分别长期饮用红葡萄酒(RW)(相当于0.15 mg白藜芦醇(RS))，少量白藜芦醇饮料(LRS)(0.15 mg)，和大量白藜芦醇饮料(HRS)(400 mg)。结果发现长期饮用红葡萄酒和少量的白藜芦醇饮料的大鼠，p53 的表达降低了50%。长期饮用红葡萄酒的大鼠，p16 降低到大约29%。而p21 都没有变化。在长期饮用后大鼠的端粒酶比对照大鼠增长了6.5 倍。长期饮用大量白藜芦醇饮料和少量白藜芦醇饮料的大鼠，端粒酶活性增强。3 种处理都增加了有氧工作能力。结果发现饮用红葡萄酒和饮用少量白藜芦醇饮料都能在一定程度上增强大鼠的生存能力。但是这些大鼠的寿命都没有变化，都是在673 ±30 d 时死亡。说明红葡萄酒和白藜芦醇虽然无延长寿命的作用，但是对于维持生命体健康状态，还是有作用的［15］。这些研究说明葡萄酒的不同成分可以防治大鼠糖尿病、抑制大鼠肝癌细胞的增殖、抑制大鼠血管平滑肌细胞的增殖、促进手术后大鼠的身体恢复，但并不能延长大鼠寿命［16］。

2 人饮用葡萄酒后的抗氧化实验

在体外和动物体内都表现出良好的抗氧化、抗疾病的葡萄酒，是否真的对人体有好处呢?

2.1 花青素防治冠心病

花青素本身也是一种抗氧化物质，葡萄酒中富含花青素。花青素对人体有什么好处呢?Garcia-Alonso 2009 年选择了红葡萄酒中的花翠素、花青素、矮牵牛配基、芍药素、锦葵花素等进行研究。通过测定血浆抗氧化性和健康人体中产生的单核细胞趋化蛋白－1(MCP－1)的数量，来分析各物质在人体内的吸收情况。首先请7 名志愿者进行12 h 通宵禁食，然后供给24 h 测试餐(除去干扰物质)，并请志愿者分别饮用12 g 红葡萄酒并每2 h 提供一份血样(即每人13 份血样)。此外，还要收集24 h 的尿液。在血液和尿液中，发现了花青素苷、芍药素和锦葵花素葡糖苷酸(glucuronides of peonidin and malvidin)。在摄取实验餐30 min 后，在血浆中发现了花青素及其代谢物;1.6h 后，葡萄糖苷达到了最大值;2.5 h 后葡萄糖醛酸达到的最大值。24 h 中，花青素量占在总排尿量的(0.05 ±0.01)%。在6 h 的尿液中，就排泄出94%的花青素。尽管在血浆中没有多少花青素，但是血浆中的抗氧化能力却不断增强，而且MCP－1不断下降。说明适度摄入花青素能够很好的防治冠心病［17］。

2.2 地中海区域居民患心血管疾病的比率低

Carluccio 等发现在地中海区域的人们经常用橄榄油做饭，吃饭时经常饮用葡萄酒。那里的人患心血管疾病的比率很低。他们推测是橄榄油和葡萄酒能够起到防治心血管疾病的作用。早期动脉粥样硬化是单核细胞粘附到内皮细胞引起的。橄榄油和红酒多酚是否影响内皮白细胞粘附分子的表达和单核细胞的粘附性呢?Carluccio 等选取了橄榄油和红葡萄酒中的橄榄苦苷、羟基酪醇、酪醇和白藜芦醇进行分析。首先用这几种物质分别孵育人脐静脉内皮细胞30 min，然后用细菌内毒素或细胞因子触发粘附分子的表达。用Northern 分析法和细胞表面酶免疫法，发现在一定营养浓度下，橄榄苦苷、羟基酪醇和白藜芦醇，具有明显的抗氧化活性，能够降低单核细胞中血管细胞粘附基因－ 1(VCAM －1)的表达并减少刺激星蛋白质粘附到内皮。通过在电泳迁移率分析证明，核因子－κB (nuclear factor-kappa B，NF-κB)mRNA和活化蛋白-1 抑制血管细胞粘附基因的转录，而抗氧化物质对核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NFκB)mRNA 和活化蛋白-1 有保护作用，从而间接对动脉粥样硬化有预防作用。这说明橄榄油和红葡萄酒中的多酚类抗氧化物质有助于抑制内皮细胞粘附分子的表达。这些在一定程度上解释了为什么地中海区域的居民动脉粥样硬化的发病率低［18］。

2.3 饮红葡萄酒后人体内酶的活性

人体的内环境主要依靠酶和基因进行调控，那红葡萄酒对于酶的活性和基因水平表达有什么影响呢?Fernandez-Pachon(2009)请志愿者每天饮用300 ml红葡萄酒持续一周，并且请他们每顿饭吃低酚食物，并在第0、1 和7 天时取血，进行酶活测定。然后，再控制饮食一周，并且禁止志愿者们饮用葡萄酒或其他酒类，并在第0、1 和7 天时取血，进行酶活测定。分别对红细胞过氧化物歧化酶(SOD)、血浆(CAT 和GR)和血液(GPx)的过氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)，谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性。结果发现每顿饭吃低酚食物的人，SOD，CAT 和GR 的活性增强了(P ＜0.05)，并且克服了氧化应激对酶活力的影响。禁止饮用葡萄酒或其他酒类时，这些酶的活性都降低了。然后巨噬细胞对各个酶的基因表达进行测定，结果显示:酶的活性变化及其基因调控的结果并不相同。如过氧化氢酶活性的调节不受基因表达而改变，而过氧化物歧化酶(SOD)基因表达只有在每顿饭吃低酚食物的的一周中增加。Fernandez-Pachon 的实验说明适当饮用葡萄酒有助于抗氧化酶的表达并增强其活性，并且在很大程度上，有助于预防与活性氧氧化有关的疾病［19］。

2.4 无醇葡萄酒

有的人对酒精非常反感，不愿意饮用红葡萄酒。那无酒精的红葡萄酒，是否还具有全红葡萄酒的各种好处呢?Noguer 等2012 年将葡萄酒进行脱乙醇处理。第一阶段，志愿者们吃低酚含量的食物。第二阶段，志愿者们继续吃上述食物，并喝300 mL 无酒精红酒。然后测定超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶的活性。实验的第3 天，在2 个周期(第一阶段和第二阶段的重复实验)的研究中，都观察到了谷胱甘肽还原酶、超氧化物歧化酶活性的显著提高。实验第7 天，过氧化氢酶显著提高。结果表示，红葡萄酒的抗氧化作用并不是由于葡萄酒中酒精引起的，而是由于其中的多元酚化合物引起的。因此，无酒精葡萄酒是保护人体的极好的抗氧化食品［22］。Modun 等在2008 年将葡萄酒进行一定处理，包括脱醇，脱酚，并用乙醇和水进行对照，测定一位健康男性血浆抗氧化能力(用铁降低抗氧化能力来测定，FRAP)，然后请这位男性随便饮用一种饮料(全红葡萄酒、脱醇红酒、脱酚红酒、乙醇和水中的一种)，在饮料摄入后的30，60，90，120 和180 min分别测定其FRAP 值。结果表明脱醇红酒和脱酚红酒的FRAP 增加值只是全红葡萄酒的一半。这证明，红葡萄酒的抗氧化部分主要包括2 方面，一方面是多酚类物质，另一方面是血浆尿酸盐物质，并且健康人饮用后，体内抗氧化性能会提高［20］。

2.5 饮用多少算适量

Beko 等2010 年请21 岁健康的年轻男人和女人每天分别喝0.3 和0.2L 红葡萄酒并持续1 个月。在实验开始和结束的时候取血，并检测红细胞微量元素含量、红细胞和等离子体抗氧化状态和血清血常规。实验结果发现在开始时，女人的微量元素(例如:Zn，Pb)含量以及Zn/Cu 比值明显比男人高。对于女人来说，饮用葡萄酒前与饮用后相比，Ca，Mg，Pb，Sr和Zn 含量以及Zn/Cu 比值降低，对于男人来说，Al，Ca，Li，Pb 和Sr 含量降低。以及两者的抗氧化能力普遍增高。实验结果表明，男性每日饮用0.3L 葡萄酒，以及女性每日饮用0.2L 葡萄酒不会出现肝中毒现象，而且在饮用葡萄酒后，无论男女，有害矿物质含量均明显下降［21］。

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