果醋的抗氧化成分及功能研究进展

吴煜樟，卢红梅*，陈莉

(1.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵阳 550025；2.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵阳 550025)

果醋被誉为“第四代饮料”，通常是以葡萄、苹果和桑葚等水果或果品加工的下脚料为主要原料，经酒精发酵、醋酸发酵酿造而成。由于果蔬或果品加工的下脚料含有丰富的多酚、黄酮等抗氧化成分，为酿造果醋功能性研究提供了保障。一些研究表明，果醋具有多种功能，可以改善肥胖、糖尿病、心血管疾病、癌症和微生物感染。 据报道[1]，每日摄入15 mL醋饮料(750 mg醋酸)可改善与生活方式有关的疾病，如高血压、高脂血症和肥胖。目前，果醋的抗氧化成分和功能性研究已成为国内外研究的热点，本文综述了果醋的抗氧化成分和功能性研究，为后期开发新型果醋及其功能因子的研究提供了参考。

1 抗氧化成分

有些水果储藏周期较短且工业上生产果汁、果酒后的果渣基本上被视为废弃物，由于多数水果或果渣富含多酚、黄酮和花青素等抗氧化成分，因此将其开发成果醋综合利用，增加其附加值，对目前国内功能性食品有着重要的意义。

1.1 多酚类化合物

多酚类化合物的抗氧化作用是向脂质过氧化自由基(LOO·)提供一个电子(氢)而使之成为较稳定的过氧化脂质(LOOH)，而自身则成为酚氧自由基或其同系物：

多酚类化合物是植物体内次级代谢产生的一种天然有机化合物，广泛存在于植物体的各组织中(见表1，葡萄、桑葚、柿子等水果富含多酚类化合物)，包括酚酸、类黄酮、异黄酮、花青素、单宁、花色苷等。多酚是一类结构异常复杂的化合物，它主要以苯酚为基本骨架，以苯环的多羟基取代基为主要特征[2]。多酚类物质都有一定量的R·OH基，能形成有抗氧化作用的氢自由基(H·)，以消除O2-·和·OH等自由基的活性，从而保护机体组织免受氧化作用的损害[3]。

表1 水果中多酚类物质含量[4,5]Table 1 The content of polyphenols in fruits mg/100 g湿重

1.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物是一类具有15个碳原子的多元酚化合物，其抗氧化活性主要与多羟基、双键、芳香环等特殊结构有关。在氧化过程中，黄酮类化合物可经单电子转移方式直接清除O2-·、·OH等自由基，阻断自由基链式反应；也可与金属离子鳌合，抑制其催化的氧化过程[6]，高志明等通过小鼠实验考察荸荠皮果醋的体内抗氧化效果，得出荸荠皮果醋的抗氧化活性与黄酮类物质相关[7]。

1.3 花青素

花青素(anthocyanidins)是一种天然植物色素，多以糖苷的形式存在，形成花色苷(anthocyanins)。花青素是羟基供体，同时也是一种自由基清除剂，它能和蛋白质结合防止过氧化，和金属Cu2+等鳌合，防止维生素C过氧化，也能淬灭单线态氧[8]。

花青素不仅存在于如桑葚、蓝莓、葡萄和草莓等水果中，果醋中含量也很丰富。Tsuda 等报道了桑葚花青素比a-生育酚的抗氧化活性更强，可降低大鼠血清蛋白和脂质体过氧化[9]。Shih P H等研究得出桑葚中的花青素能在小鼠脑和肝中显示出更高的抗氧化酶活性和更少的脂质氧化[10]。王健等得出蓝莓花青素对羟自由基、DPPH自由基、H2O2、超氧阴离子自由基及Fe3+的清除率随着浓度的增大而增强，其抗氧化活性高于相同浓度的抗坏血酸[11]。

2 果醋的保健功能

2.1 降脂、减肥作用

肥胖是一种慢性代谢紊乱，其特征是体内脂肪过多或体内脂肪脂质代谢失调。肥胖中的高脂血症与慢性疾病，如糖尿病、心血管疾病、某些形式的癌症和呼吸系统并发症强烈相关。果醋是一种有效且低成本的药物，醋酸能减少肝脏中甘油三酯的形成，并且能提升肝脏谷胱甘肽(GSH)和肝脏水溶性维生素E的抗氧化能力(TEAC)，如过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性[12]。它的作用机制是通过降低肝脏中脂肪生成基因的转录来减少脂肪生成。一些动物实验表明，果醋中醋酸对碳水化合物反应元件结合蛋白的活性有抑制作用，可调节肝脏中葡萄糖转化为脂肪酸所需的基因。第二个机制是通过增加脂肪分解基因的转录来增加脂解作用。如酰基辅酶A氧化酶和肉毒碱棕榈酰基转移酶-1和产热蛋白，如解偶联蛋白-2，通过AMPK和过氧化物酶体增殖物激活受体α介导的途径。Seo等研究得出高脂饮食(HF)诱导的肥胖小鼠对番茄醋饮料(TVB)介导的抗肥胖作用机制[13]。向HF喂养的小鼠口服施用TVB(14 mL/kg体重)6周有效地降低了体重和内脏脂肪重量并显著降低了血浆游离脂肪酸、甘油三酯和甘油三酯水平。结果表明，TVB通过AMPK介导的脂肪酸和葡萄糖氧化防止内脏肥胖。Lee J H等研究番茄醋(TV)对大鼠的抗肥胖作用，得出番茄醋(TV)抑制了3T3-L1脂肪细胞的分化和脂质积累[14]。喂食高脂饮食(HFD)的大鼠的TV补充剂显著降低内脏脂肪重量而不改变食物和卡路里摄入量。与HFD组相比，TV显著降低肝脏甘油三酯和胆固醇水平。此外，与HFD组相比，TV降低血浆LDL-胆固醇水平和致细胞病原性指数，而HDL-胆固醇与总胆固醇比率升高。Elly Ok等以石榴醋(PV)通过协调控制大鼠的肝脏和脂肪组织中的AMPK信号来减轻肥胖[15]。结果表明，与对照相比，石榴醋(PV)补充增加AMP活化蛋白激酶(AMPK)的磷酸化，导致mRNA表达的变化：激素敏感性脂肪酶和线粒体解偶联蛋白-2的增加和固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP-1c)的减少，PV通过AMPK的协调控制减弱肥胖，促进脂肪组织中的脂肪分解和刺激肝脏中的脂肪酸氧化。Hyobin Seo等研究了柿子醋对肥胖女性青少年的血脂水平和炎性细胞因子浓度的影响[16]，分析血脂、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)，得出受试者表现出体重和体脂的高度减少。 除TNF-α外，其血脂水平得到有效改善，炎性细胞因子的分泌也受到抑制。Bouderbala等将18只高脂肪饮食的雄性大鼠每天灌胃苹果醋，结果表明苹果醋能显著降低不同的测量参数：BMI(P<0.01)、胸围和腹围(P<0.001)，并通过降低血浆水平改善血脂水平总胆固醇(34.29%)、TG(51.06%)、LDL-c(59.15%)、VLDL(50%)和总脂质(45.15%)[17]。张学良等研究了绿茶桑椹醋饮料(MVBGT)的减肥、降血脂作用[18]。将60只小鼠分为普通对照组、肥胖对照组、MVBGT减肥试验组、高血脂对照组及MVBGT降血脂试验组，处理后采用对比试验研究MVBGT对小鼠体脂(TFC)、脂肪系数(FC)、血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)及高密度脂蛋白(HDL-C)含量的影响。肥胖对照组和高血脂对照组小鼠较普通对照组小鼠的TFC、FC、TC及TG含量均显著增加，高血脂对照组小鼠的HDL-C含量也有显著增加，MVBGT减肥试验组中小鼠的TWF、FC、TC和TG含量较肥胖对照组均显著下降；MVBGT降血脂试验组TWF、FC、TC、TG和HDL-C含量较高血脂对照组也均显著下降。MVBGT对小鼠有显著的减肥、降脂作用且无毒副作用。

2.2 抗氧化作用

果醋中含有黄酮、多酚等生物活性成分 ，除此之外，水果原料还含有多酚、黄酮、花青素、维生素等抗氧化物质，国内外一些研究者对果醋进行体内、外抗氧化实验。金杰以桑椹醋和市售苹果醋饮料、娃哈哈绿茶饮料、康师傅绿茶饮料的总抗氧化能力和多酚、黄酮含量进行了对比，测定结果表明，桑椹醋的总抗氧化能力和多酚、黄酮含量均高于其他饮料。Nurul Elyani Mohamad等以菠萝醋用于治疗小鼠对乙酰氨基酚诱导的肝损伤[19]，还测试了醋样品的体外抗氧化剂(FRAP、DPPH和总酚含量(TPC))。菠萝醋可降低血清酶生物标志物水平，包括对乙酰氨基酚治疗7 d后的AST(P=0.008)、ALT(P=0.006)、ALP(P=0.002)和TG(P=0.006)。治疗后恢复肝脏抗氧化水平，如肝脏谷胱甘肽(P=0.003)、SOD(P<0.001)、脂质过氧化(P=0.002)和FRAP(P<0.001)。菠萝醋可显著降低iNOS(P=0.003)和NF-kB(P=0.003)的表达。菠萝醋还能下调肝细胞色素P450蛋白的表达。Senji Sakanaka等评价5种醋(2种柿子醋、糙米醋、精米醋、苹果醋)对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基、超氧自由基和羟基自由基的清除活性[20]，结果表明Saijyo柿子品种和糙米醋制成的醋具有明显的高多酚含量和清除自由基活性。Ubeda C等评价了不同工艺生产的柿子醋的总酚指数(TPI)和抗氧化活性[21]，通过荧光素(ORAC-FL)和1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基测定的氧自由基吸收能力测定抗氧化能力。水果和醋中的抗氧化活性相同，除了ORAC-FL测定，其在醋化过程中显示出显著降低。结果表明，原生的野生酵母菌株生产的柿子醋抗氧化活性最高。

2.3 抗菌作用

自古希腊以来，醋一直被用作抗真菌和抗微生物，由于醋中乙酸含量较高，使其具有极低的pH。使乙酸进入微生物的细胞膜导致细菌细胞死亡。醋的抗菌活性取决于几个因素，包括细菌菌株、温度、pH、乙酸浓度和离子强度[22]。Mota A C L G等针对义齿性口炎症状[23]，研究了苹果醋对念珠菌的体外抗真菌活性，采用微量稀释技术测定含4%马来酸和制霉菌素(对照)的苹果醋的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MFC)，结果表明苹果醋对念珠菌属具有抗真菌特性，因此可作为义齿性口炎患者的治疗选择。王雪涵等通过杯碟法检测了柚子醋、柚子皮醋、橘子醋和哈密瓜醋对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性[24]，实验结果表明果醋对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有一定的抑制作用，其抑菌作用随着浓度的增加而增强。

2.4 预防糖尿病、降血糖作用

由于人们生活水平越来越好，“富贵病”在人群中也逐渐增加，因此许多类型的果醋会受到消费者们的青睐。如苹果醋、番茄醋都能够降低餐后血糖，减少胰岛素分泌。许世林等通过对小鼠高糖、高脂复合模型的建立[25]，药效试验显示石榴保健果醋能明显或部分降低小鼠血清空腹血糖(FBG)、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)的含量，升高胰岛素敏感指数(ISI)，提高机体对胰岛素的敏感性，显示出较好的改善糖脂代谢作用。Hlebowicz Joanna等研究了苹果醋对糖尿病患者胃排空延迟率的影响[26]，醋能降低胃排空率影响糖尿病性胃轻瘫的胰岛素依赖型糖尿病患者。Kwon-Il Seo等以番茄醋饮料(TVB)用于高脂饮食(HF)诱导的肥胖小鼠抗高血压胰岛素抵抗作用的机制，研究表明TVB改善了葡萄糖耐量，并能显著增加肝脏中的葡萄糖激酶活性和降低葡萄糖-6-磷酸酶活性，增强肥胖小鼠的葡萄糖代谢。

2.5 其他生理功能

果醋还具有抗疲劳、抗肿瘤、预防动脉粥样硬化、预防结肠炎症和降血压等生理功能。李明星等利用苹果醋灌胃小鼠30 d后[27]，小鼠血乳酸值下降速度增大，苹果醋饮料可减少运动时机体的乳酸含量。因此，苹果醋饮料对小鼠具有抗疲劳、增强运动能力的功能。 Setorki M研究了苹果醋摄入对高胆固醇饲养兔的生化动脉粥样硬化危险因素的急性影响[28]。与高胆固醇饮食相比，使用10 mL苹果醋和胆固醇饮食导致Ox-LDL、MDA和葡萄糖显著降低。5 mL苹果醋与胆固醇饮食的消耗导致LDL-C和TC显著降低。因此，苹果醋能显著减少动脉粥样硬化的一些危险因素。 Takashi Wakuda等研究了用于增强半乳糖醛酸含量的梨醋(PV)对DSS诱导的溃疡性结肠炎(UC)小鼠模型的影响[29]。PV改善了DSS诱导的急性UC小鼠模型中的临床症状、结肠炎症和组织学组织损伤。此外，PV通过抑制过氧化物酶(MPO)介导的炎症细胞如白细胞的活化和降低IL-6的血清浓度来抑制急性UC引起的炎症。结果证明PV在DSS诱导的急性UC小鼠模型中的保护作用，可作为炎症性肠病患者的新功能食品。朱阔等研究了五味子、大枣、枸杞复合果醋(SCV)的抗焦虑作用[30]，并探讨了其抗焦虑的作用机制，将ICR小鼠随机分为空白对照组(蒸馏水)、阳性对照组及(SCV)9个不同配方组，各组小鼠连续灌服7 d后进行高架十字迷宫实验，并采用酶联免疫吸附法检测外周血中γ-氨基丁酸和谷氨酸水平。结果显示：小鼠连续给予五味子、大枣、枸杞复合果醋7 d后，其外周血中γ-氨基丁酸含量显著增高，谷氨酸含量显著降低，说明五味子、大枣、枸杞复合果醋的抗焦虑作用与其对这两种神经递质的调节有关。

3 展望

醋是一种具有多种保健功效的天然食品，有益于人体健康的主要成分是乙酸和其他生物活性成分(多酚、黄酮和花青素等)。各种果醋例如苹果醋、番茄醋和柿子醋等已被证明有可能减轻肥胖、糖尿病、心血管、癌症等疾病。醋的保健功效可能是由于几种代谢机制形成的，各种类型果醋保健机制需更多研究，并找出果醋的最佳保健方法(形式、数量、时间和其他参数)。目前，保健果醋产品越来越受到消费者的青睐。因此，我国果醋行业可以借助现代生物技术，提高果醋的保健功能，开发出不同种类的保健果醋产品，将会具有广阔的市场和发展前景。