葡萄多酚类物质研究进展

陈雅纯，韩玮钰，张 拓，解雨欣

（河北农业大学理工学院，河北沧州 061000）

0 引言

葡萄是具有多种生物活性化合物的水果，其果皮和种籽中含有丰富的多酚类物质，简称葡萄多酚（Grape polyphenol，GP）。GP是葡萄次生代谢产物的重要组成部分，主要成分以原花青素为主（含量占80%～85%[1]），其次为黄酮醇、黄烷醇类、白藜芦醇和儿茶素类。随着我国葡萄酒及饮料业的飞速发展，葡萄的产量和销量都在逐年增加，加工过程中不可避免地会产生大量葡萄籽废弃品，过去大部分酒厂将其直接丢弃或发酵后做肥料，违背了农业循环经济和葡萄酒产业可持续发展的理念[2]。目前，研究的GP大多是从葡萄籽中提取出来的，作为一种天然生物活性物质，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发症等生物活性，被广泛应用在功能性食品、保健食品、日用产品及药品等领域。

1 生物学活性

1.1 抗氧化活性

抗氧化活性是葡萄皮和葡萄籽中多酚类物质最显著的生物活性，法国科学院通过葡萄籽提取物原花青素消除自由基活性的试验发现原花青素是目前最强、最有效的自由基清除剂之一[1]。李小娟等人[3]分别采用THAIPONG改良法测定氧自由基（ORAC）清除能力、DU方法测定1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·） 清除能力和铁离子还原（FRAP） 能力，研究发现果皮中FRAP和ORAC清除率，以及种子和果梗中DPPH·清除率与花青素、总酚及总黄酮之间均呈显著正相关，且GP含量越高，其抗氧化活性越强。

GP作为一种良好的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂，主要通过清除机体内过剩自由基、抑制抗氧化酶系统调节表达和阻止低密度脂蛋白固醇氧化等方式发挥抗氧化作用[3-4]。Priftis A等人[5]研究显示，GP的抗氧化机制能直接起作用，通过增加GST活性和γ-GCL水平来保留内源性谷胱甘肽，从而发挥抗氧化作用。GP的抗氧化能力可以达到维E的20倍，维C的50倍[1]，在体内的生物活性更是不言而喻的，生物体有一个复杂的内源性抗氧化剂库，但是依旧可以吸收膳食抗氧化剂[6]，特别是食用植物产品，对身体健康有一定的积极作用。

1.2 抑菌活性

GP有很强的抑菌活性，对多种病原微生物的生长有抵抗与抑制作用。李建慧等人[7]采用滤纸圆片法、牛津杯测试法和打孔法对10种细菌、5种霉菌和2种酵母进行定性测试，研究发现GP对多种细菌抑制作用较为明显，其中包括革兰氏阴性菌（大肠杆菌等）、革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌等）。

GP的质量浓度会影响抑菌效果，聂相珍等人[8]对5种食源性致病菌进行了抑菌试验，结果表明，GP的质量浓度为12 mg/mL时，对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌、单增李斯特菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别为17.7，18.3，13.7，13.3，14.7 mm，说明随着GP质量浓度的增大抑制作用增强，其中对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的抑制效果最好。

聚合物的分子量也会影响GP的抑菌作用。张卉等人[9]研究葡萄籽中GP对口腔致病菌（致龋病菌和牙周病菌）的抑制作用，将葡萄籽提取物经葡聚糖凝胶色谱柱与硅胶柱色谱分离后对所获得的组分进行了抑菌活性测定，结果表明GP较其他类化合物具有更好的抑制口腔致病菌的作用，小分子邻苯三酚是发挥这种作用的主要成分，而并非人们所预期的较高聚合度的花青素类化合物，这也与法国研究者Jolivet-Gougeon A等人[10]的研究结果一致。

GP作为天然抑菌剂之一，其抑菌机制目前尚未明确，可能是通过改变细胞膜的通透性，引起细胞内外小分子物质进出[11]；可能是阻碍细菌蛋白质的正常表达,影响其细胞的结构组成和酶的催化活性[12]；也可能是多酚与微生物生长必需的多糖类物质结合,导致微生物因缺少生长所必需的多糖类物质而受到阻碍[13]。

1.3 防治心脑血管疾病

心脑血管疾病是指由于高血脂病、动脉粥样硬化、高血压等所导致的心脏、大脑及全身组织发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“法兰西悖论”被提出后，在过去20年许多科学研究者已证实葡多酚在防治心脑血管疾病方面的功效。徐璐等人[14]通过研究LDLR－/－小鼠模型发现葡萄籽多酚组与依折麦布组中总胆固醇和甘油三酯含量相比高脂模型组显著降低；主动脉全长斑块面积与高脂模型组相比分别降低了37%和39%；主动脉根部斑块面积与高脂模型组相比分别减少了42%和45%，这些结果均说明GP降脂及抗动脉粥样硬化作用与阳性药物依折麦布相差不多。高血压也是常见的心血管疾病之一，血管紧张素转化酶 （Angiotensin-converting enzyme，ACE） 是血压升高的重要因素，可以灭活具有舒张血管活性的缓激肽，导致血管收缩。付正等人[15]以霞多丽、赤霞珠和山葡萄籽为试验原料，采用高效液相色谱法测定马尿酸生成量，为此来评价GP对ACE的抑制效果，3种葡萄籽总酚的半抑制质量浓度均在0.12 g/L以下，相比Park EJ等人[16]报道的竹笋总酚对ACE的半抑制质量浓度6 g/L显著降低，同时更精确地比较了儿茶素（F1）、原花青素B1（F2） 与大分子聚合多酚（F3）的抑制效果，发现F2的抑酶能力显著强于F1和F3。

GP通过减缓低密度脂蛋白（LDL） 氧化，刺激一氧化氮（NO）的产生并抑制血小板聚集黏附来达到对心脏的保护作用[17]；通过增加胰岛β细胞中的Cpt1a基因表达量并下调脂肪合成相关基因Fasn和Srebf1，引起甘油三酯积聚的减少来达到降血脂的作用[18]；通过降低血浆中总胆固醇和甘油三酯水平和减少巨噬细胞来源的泡沫细胞的形成来达到抗动脉粥样硬化作用[14]；通过抑制ACE活性[15]、改善外周动脉血管张力和阻力动脉的内皮功能来达到降血压作用[19]。

1.4 防治糖尿病慢性并发症

糖尿病是一种由于部分或绝对缺乏胰岛素活性或胰岛素抗性而导致的慢性代谢疾病，也是会影响视网膜、脑血管系统、肾脏、外周肢体和身体的其他部位进而危及生命的并发症[20]。据报道，全球有4.25亿人患有糖尿病，国际糖尿病联合会预测到2035年这一数字可能会增加到5.92亿人，Imam K[21]发现，葡萄糖耐量和胰岛素敏感性与饮食质量有关。因此，需要开发新的膳食策略来有效针对这种慢性疾病的预防，特别是对于老龄化人群[18]，根据临床和流行病学的大量数据显示多酚由于预防各种退行性疾病而备受关注，抗糖尿病更是GP必要研究的生物活性之一[21]。

仇菊等人[22]用链脲佐菌素诱导建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，糖尿病大鼠胰岛素分泌量显著降低，经过饲喂8周低剂量葡多酚观察发现，GP可显著提高血清胰岛素水平，其作用效果与药物阿卡波糖相当，并且糖尿病大鼠的胰岛萎缩、β细胞变性及凋亡现象好转，猜测GP通过修复胰岛损伤发挥降血糖作用与改善氧化应激状态有关，在2014年第五届全国中西医结合营养学术会议[23]上曾指出高血糖引起线粒体中超氧阴离子生成过多，导致组织细胞中发生氧化应激，最终导致糖尿病各种并发症而GP的抗氧化活性非常强，能有效清除自由基，并能增强体内抗氧化酶的活性，是超氧阴离子和羟自由基的强捕获剂。在最近的一项研究中，口服葡萄籽提取物以100 mg/（kg·d）6周对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的氧化应激和抗氧化状态产生保护作用[24]。同时GP很安全，体内和体外试验显示GP的浓度对L6E9成肌细胞和3T3-L1原脂肪细胞无毒害作用[25]。

GP作为天然植物中的活性物质，有极强的抗氧化活性，能帮助发挥降血糖作用，并且不会使肝脏受损，也没有乳酸中毒等副作用，因此GP单独或与其他疗法结合有期望成为预防和控制糖尿病和相关并发症常规药物的替代方案。

2 应用领域

2.1 在食品工业中的应用

GP可应用于功能性食品的开发，这类食品追求营养、新颖、绿色、保健的方向，在传统酸奶工艺中加入质量浓度0.7 g/L GP成分的葡萄提取物，生产出的葡多酚酸奶口感温和、质地细腻、保健功能高、保藏期长[26]，在蛋糕的生产中添加60目细度7%的葡萄籽提取物，生产出的葡萄多酚蛋糕不仅增加了花色品种，而且还具有清爽浓郁的葡萄酒味，改善了一贯的甜腻感[27]；由于GP具有极强的抗氧化活性，在食用油脂和肉质品中被看作理想的天然食品添加剂，抑制脂质过氧化[28]，延长保存期限，避免肉类食品产生异味。

2.2 在日化化工中的应用

由于GP具有防止皮肤老化、抑制皮肤炎症及抗辐射抗过敏的活性，能够有效吸收紫外线，尤其是对远射区射线吸收能力显著，被广泛地应用于日化产品中，例如法国欧缇丽葡多酚乳液眼霜系列，日本开发生产了含有葡萄多酚的皮肤免疫增强剂等，国内发明了一种预防龋齿和口腔溃疡的漱口水，能有效清除口腔内的细菌，并且长期使用对人体无任何副作用。同时GP还应用在化工工业中，植物多酚中的单宁可以从葡萄废弃物中高效提取，因为具有较好的黏合力被用作木质黏合剂[2]，GP还应用于卷烟中能有效修饰烟气，降低刺激性[29]。

2.3 在医药行业的应用

GP是有益的生物分子，可以防治人类很多疾病。现在眼睛疾病和视觉缺陷正在影响人类健康，原因之一是经常暴露于电子设备，其次是受到各种代谢紊乱（如糖尿病、高血压和加速衰老过程）的影响，葡萄中存在的一些植物化学物质参与维持眼内压，调节葡萄糖代谢和抑制系统中的促炎细胞因子，能减缓眼部疾病[30]。在流行病方面研究表明，GP具有抑菌消炎、预防心血管疾病、抗癌、抗肿瘤、抗过敏等功效，GP可作为健康食品的原料直接制成胶囊、片剂等剂型，美国将其以非处方药销售，其中95%标准化原花青素作为膳食补充剂[17]，因为它对健康有益，特别是强大的抗氧化活性。胡玉红等人[31]以葡萄籽为原料，以水为溶剂进行多酚浸提，研制出葡萄籽多酚口服液，产品澄清透明，酸甜适口，符合《中国药典》的要求。

3 结语

GP是一种天然、经济和安全的膳食性多酚，其中的原花青素成分被营养专家誉为“第七营养素”，可以作为预防心血管疾病和预防衰老的保健食品，未来应深入研究并制定出膳食多酚类物质的参考摄入量。同时GP部分生物学活性的抑制机理不明，国内主要集中研究体外葡萄多酚类物质的生物活性，体内抗病作用主要通过诱导建立动物模型完成，进行临床试验较少，对于在患病人体中是否同样显效这一问题有待证实，未来国内可以加大对这种绿色环保资源的利用程度，更加致力于安全药品和功能性食品的开发。