酿酒葡萄皮渣多酚开发利用现状研究

聂小伟 何粉霞 毕可海

摘要：葡萄酒酿造过程中会产生大量皮渣，重点对酿酒葡萄皮渣中多酚组成、生理活性、提取方法和应用现状进行论述，同时对当前酿酒葡萄皮渣综合利用的研究进展进行了展望。

关键词：酿酒葡萄皮渣;多酚提取;多酚生物活性;多酚应用

中图分类号：TS262.6      文献标志码：A    doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.01.055

Abstract：There will be a lot of skin residue in the process of wine making. In this paper，the components，physiological activities，extraction methods and application status of polyphenols in grape skins were reviewed. At the same time，the research progress of comprehensive utilization of grape husk residue was prospected.

Key words：wine grape pomace;polyphenol extract;polyphenols biological activity;polyphenol application

酿酒葡萄皮渣主要含有多酚物质、芳香类物质、不饱和脂肪酸和膳食纤维等生物活性成分[1-2]。相关研究显示，多酚类物质具有抗氧化、清除自由基、预防癌症、降低患糖尿病和心血管等疾病的功效[3-4];其抗氧化能力是维C和维E的50倍和20倍[5-7]，具有较高的药用价值。目前，有机溶剂萃取法提取多酚化合物技术较为成熟，但存在溶剂损耗大、耗时长、有机溶剂残留等问题，严重影响酿酒葡萄皮渣中多酚类物质的应用[8]。

1   酿酒葡萄皮渣综合开发利用现状

目前对葡萄皮渣的综合利用主要集中在多酚类活性物质提取和动物饲料开发上，其在红葡萄果皮和籽中分别达到25%～35%和50%～70%[9]。采用现代分离技术，白藜芦醇、红紫色素和单宁等多酚类物质相继从葡萄皮渣中提取。但目前由于提取分离技术不成熟、工业化成本较高，而大部分葡萄皮渣被直接当作饲料或混入常规饲料中，可提高羊、牛等动物的出栏率和产奶量[10]。利用物理或化学方式从葡萄籽中提取葡萄籽油、原花青素等[11]。同时，可将葡萄皮渣进一步发酵制作白兰地或果醋，或倒入沼气池中开发沼气，以及提取膳食纤维、蛋白质、酒石酸和果胶等[12]。

2   酿酒葡萄皮渣多酚成分分析

红葡萄皮中多酚类物质主要为花色素类、白藜芦醇等，葡萄籽中多酚类物质主要为儿茶素、原花青素、单宁等[13]。在葡萄酒酿造中，虽然大部分多酚物质进入葡萄酒中，可仍有部分酚类物质保留在葡萄皮渣中还未被利用[14]。

3   酿酒葡萄皮渣多酚开发利用现状

3.1   釀酒葡萄皮渣多酚提取

3.1.1   白藜芦醇

白藜芦醇在葡萄皮中含量较大[15]，常采用微波、超声波、超临界CO2辅助有机溶剂萃取白藜芦醇。微波辅助萃取技术易使其受热不均匀，导致局部温度过高而降解;超临界CO2萃取法分离效果好，纯度高，但产业化成本大[16-17];超声波辅助萃取效率高、成本低。技术成熟等优势明显。汪开拓等人[18]采用响应面方法优化工艺，得到最佳提取工艺条件为超声功率231 W，提取温度35.6 ℃，提取时间34.8 min，体积分数50%乙醇，料液比1∶12。

3.1.2   单宁

单宁常用提取方法与3.1.1相似，萃取溶剂一般是水和甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯等一种或几种有机溶剂的混合体系，其中丙酮-水体系萃取效果最佳。有学者研究表明，丙酮-水体系浸提单宁最佳工艺参数为丙酮∶水= 6∶4，萃取温度60 ℃，萃取时间6 h，料液比1∶30～1∶40[19]。

3.1.3   色素

色素是一种安全性高的天然物质，在食品领域中的应用受到广泛关注。雷静等人[20]研究了在料液比1∶10，pH值3.0，温度60 ℃下超声萃取40 min，得到浸提色素效果最佳。

3.1.4   原花青素

原花青素提取方法主要有溶剂萃取、微波萃取、超临界CO2萃取、酶法辅助提取等。王竹青等人[21]分别研究了从酿酒葡萄皮渣中，用乙醇和微波辅助萃取原花青素的工艺，发现微波辅助萃取技术可以显著缩短萃取时间，降低乙醇使用体积分数。

3.2   酿酒葡萄皮渣多酚生物活性

3.2.1   白藜芦醇

白藜芦醇是葡萄皮中一种含量丰富的天然抗氧化剂，可有效延缓机体生理性氧化进程，具有清除自由基、抗炎、抗菌等生理功能，同时能降低心血管疾病和糖尿病的患病率。

3.2.2   单宁

葡萄酒中单宁成分具有苦涩味，能有效防止葡萄酒中蛋白凝聚沉淀、提高酒体结构感、稳定色素等功能，还具有抑菌杀菌、抗氧化、预防疾病等保健功能。当单宁质量浓度达到10～20 mg/mL时，能有效抑制青霉菌和干朽菌的孢子。缩合单宁是一种天然黏合剂，具有很强的黏性。

3.2.3   色素

色素是一种天然安全色素，稳定性好，具有抗氧化功效，在糖果、糕点等食品、化妆品中应用广泛，能提高产品的贮藏性[22]。

3.2.4   原花青素

由兒茶素或表儿茶素结合而成的原花青素，在葡萄籽中非常丰富。具有很强的抗氧化、抗突变、抗衰老及清除自由基的能力，对预防直肠癌、治疗糖尿病、缓解抑郁症等具有显著作用，因此在医疗保健行业应用广泛。

3.3   酿酒葡萄皮渣多酚开发应用现状

在医学中，葡萄多酚的药理作用已被广泛应用，如将原花青素用于治疗毛细血管等疾病[23]。Vinson J A等人[24]研究发现，食用葡萄籽原花青素的患动脉粥样硬化的仓鼠，其体内的胆固醇总量显著下降。同时，研究发现白藜芦醇能够有效抑制小鼠体内的乳腺癌细胞的生长，对于抗癌药物的开发具有重要意义[25]。

花色苷添加到果汁、碳酸饮料中调色，是一种安全、无毒副作用的天然色素和抗氧化剂。同时，发现葡萄多酚具有较强的抗氧化性，当质量浓度达到200 mg/kg时，能使葡萄籽油和猪油的保质期延长4倍和15倍，抗氧化效果明显优于人工合成抗氧化剂——二丁基羟基甲苯（BHT）[26]。

机体细胞内酪氨酸酶（TYR）和B16黑色素细胞几乎不受葡萄多酚的影响，但会影响细胞黑色素含量，因此具有一定的美白功效。原花青素被法国企业制成的晚霜、漱口水等商品，被日本公司研制成油性化妆品，被意大利公司相继研制成护肤化妆品，用于皮肤消炎[27]。

4   结语

目前，由于植物多酚物质的高效提取分离技术不成熟，严重限制了酿酒葡萄皮渣中多酚活性成分的产业化应用，对其应用研究主要停留在实验室阶段。同时，部分活性物质在葡萄皮渣中的含量极少，不能形成规模效应，经济效益也不高。

结合生物酶技术和超微粉粹技术，对皮渣进行低温生物降解或物理破碎，降低有机大分子物质结构，提高小分子活性物的释放和机体吸收效率，成为未来开发酿酒葡萄皮渣的一个重要思路。

参考文献：

Dwyer K，Hosseinian F，Rod M. The market potential of grape waste alternatives[J]. Journal of Food Research，2014（2）：91-106.

Tambuk P，Toma  Kovi C D，Tomaz I，et al. Application of pectinases for recovery of grape seeds phenolics[J].Biotech，2016（2）：224-229.

Giovinazzo G，Grieco F. Functional properties of grape and wine polyphenols[J]. Plant Foods Hum Nutr，2015（4）：454-462.

Balasundram N，Sundram K，Samman S. Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products：Antioxidant activity，occurrence，and potential uses[J]. Food Chemistry，2006（1）：191-203.

Szajdek A，Borowska E J. Bioactive compounds and health-promoting properties of berry fruits：A review[J]. Plant Foods for Human Nutrition，2008，63（4）：147-156.

Dai J，Mumper R J. Plant phenolics：Extraction，analysis and their antioxidant and anticancer properties[J]. Mole-cules，2010，15（10）：7 313-7 352.

Pandey K B，Rizvi S I. Plant polyphenols as dietary antioxidants in human health and disease[J]. Oxidative Medicine & Cellular Longevity，2009（5）：270-278.

陈红，崔海月，李玉扩，等. 超声波协同酶法提取大豆多糖工艺的研究[J]. 吉林农业大学学报，2011，33（5）：581-586.

李绚阳，兰青，季旭，等. AT80C52单片机温差控制系统在太阳能辅助热源密集烤烟房上的应用[J]. 安徽农业科学，2015（33）：342-343.

李月英，王晓冬. 基于单片机的智能烤烟控制系统[J].黑龙江科技信息，2016（13）：81-82.

王云飞. DS18B20温度传感器的应用设计[J]. 电子世界，2014（12）：355-357.

高学峰，杨继红，王华. 葡萄及葡萄酒生产过程中副产物的综合利用研究进展[J]. 食品科学，2015，36（7）：289.

李华，王华，袁春龙，等. 葡萄酒化学[M]. 北京：科学出版社，2006：254-260.

王犁烨，武运，杨华峰，等. 酿酒葡萄皮渣主要物质提取与利用的研究进展[J]. 中外葡萄与葡萄酒，2018（6）：82-86.

Caruso F，Tanski J，Villegas-Estrada A，et al. Structural basis for antioxidant activity of tran-resveratrol：AB Initio calculations and crystal and molecular structure[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2004，52（24）：7 279-7 285.

Sovova H，Opletal L，Bartlova M，et al. Supercritical fluid extraction of  lignans and cinnamic acid from Schisandra chinensis[J]. The Journal of Supercritical Fluids，2007，42（1）：88-95.

Lopezavila V，Young R，Benedicto J，et al. Extraction of organic pollutants from solid samples using microwave energy[J]. Analytical Chemistry，1995，67（13）：2 096-2 102.

汪开拓，马莉，卢霞. 超声波辅助提取葡萄皮渣中白藜芦醇工艺的优化研究[J]. 西南农业学报，2013（3）：  1 201-1 206.

赵文杰，薛冰，胡明华，等. 葡萄皮渣中单宁的提取纯化及含量测定[J]. 中国酿造，2010（8）：152-156.

雷静，王婷，时家乐，等. 超声波法提取酿酒葡萄皮渣色素的工艺研究[J]. 农产品加工，2011（11）：74-76.

王竹青，王军. 赤霞珠葡萄皮渣中原花青素的提取工艺研究[J]. 食品科学，2009，30（12）：101-106.

彭丽霞，黄彦芳，刘翠平，等. 酿酒葡萄皮渣的综合利用[J]. 酿酒科技，2010（10）：93-96.

吕绍杰. 葡萄籽提取物及其应用[J]. 中国食品添加剂，1999（4）：32-35.

Vinson J A，Mandarano M A，Shuta D L，et al. Beneficial effects of a  novel IH636 grape seed proanthocyanidin extract and a niacinbound chromium in a hamster atherosclerosis model[J]. Mol Cell Biochem，2002（1/2）：99-103.

Mantena S K，BaligaM S，Katiyar S K. Grape seedproanthocyanidins induce apoptosis and  inhibit metastasis of highlymetastatic breast carcinoma cells[J]. Carcinogenesis，2006，27（8）：1 682-1 691.

任雁，張惟广. 花色素苷的研究进展[J]. 中国食品添加剂，2006（4）：71-77.

段玉清，谢笔均. 原花色素在化妆品领域的研究与开发现状[J]. 香料香精化妆品，2002（6）：23-26. ◇