不同种类葡萄籽综合营养成分分析

林 童 解春艳 侯鑫然 杜 娟 郭红珍 吴智艳

(廊坊师范学院生命科学学院1，廊坊 065000) (河北省食药用菌资源高值利用技术创新中心2，廊坊 065000) (廊坊市微生物发酵研究重点实验室3，廊坊 065000)

葡萄是较古老、经济价值较高的水果作物之一，种植面积广泛，富含多种营养物质和微量元素[1]。在我国，葡萄种植面积广泛，处于世界第5位，据报道每年葡萄产量超1 300万t，绝大多数的葡萄被用于酿酒，极少数被制作成葡萄干、果汁、餐桌水果[2-4]。酿酒过程中会生产大量的固体废物，约占葡萄重量的25%～30%，其中又以葡萄籽为主[5]，经计算每年有百万吨以上的葡萄籽产生，直接丢弃造成资源浪费且造成污染，因此，对葡萄籽的研究逐渐引起学者的关注。

最初研究是将葡萄籽制加工成牲畜饲料出售，此方法经济效益低，仍造成资源的浪费。随后研究发现，葡萄籽中含有丰富的酚类化合物，如酚酸、花青素、黄酮类化合物等[6-8]，具有良好的生物活性和功能特性[9-11]，可应用于食品、化妆品、生物医药、纺织品染色等行业[12-14]，尤其是在食品行业，葡萄籽具有非常重要的应用前景。然而，目前对葡萄籽的研究主要集中在花青素和葡萄籽油及其部分功能特性的研究[15-20]，而对不同品种的葡萄籽营养成分差异综合、系统的研究相对较少。营养成分分析在食品行业具有非常重要的意义，可以指导人们合理的营养与膳食，也有利于食品新资源和新产品的开发。因此，对不同品种的葡萄籽之间营养成分分析具有重要研究意义。

通过对玫瑰香、赤霞珠和巨峰3种葡萄籽营养成分研究，全面、系统的对比3种葡萄籽在蛋白质、氨基酸、矿物质元素、膳食纤维素、多糖、脂肪、多酚及原花青素等含量差异，以期获取不同品种的葡萄籽在营养成分方面所具优势，为不同品种来源的葡萄籽用途规划及处理方式的选择提供理论依据，有助于农业中葡萄的种植规划及葡萄籽价值的精准开发。

1 材料与设备

1.1 材料及试剂

葡萄籽；盐酸、无水乙醇、石油醚、苯酚、浓硫酸、氢氧化钠：分析纯；氨基酸标准品：色谱纯。

1.2 主要仪器设备

TDL-40B低速离心机，PHS-25-01型pH计，电子天平，德国Christ真空冷冻干燥机，HH-4数显恒温水浴锅，752N紫外分光光度计，ZXRD-B5210型电热恒温鼓风干燥箱，摇摆式粉碎机，Bio-rad680 iMark酶标仪，岛津高效液相色谱仪Essentia LC-15C，日立L-8900型氨基酸自动分析仪。

2 实验方法

2.1 原料预处理

不同品种的葡萄籽清洗后分别于60 ℃的恒温鼓风干燥箱中干燥，粉碎过筛后备用。

2.2 氨基酸组成及营养元素分析

氨基酸组成采用反相高效液相色谱在254 nm波长下检测葡萄籽氨基酸组成，处理后的样品采用PICO.TAG氨基酸柱分析，测定温度为38 ℃，流速为1 mL/min；营养元素由青岛科创质量检测有限公司检测。

2.3 膳食纤维测定

不溶性膳食纤维提取测定：称取粉碎后葡萄籽各10 g，加入蒸馏水200 mL，用0.5 mol/L氢氧化钠调溶液pH至9.0，40 ℃恒温水浴锅加热1 h，4 000r/min离心15 min，滤渣用蒸馏水漂洗至中性，用1 mol/L盐酸调节溶液pH 至3.0，60 ℃水浴2 h，离心后滤渣加入蒸馏水水洗至中性，滤渣于60 ℃恒温干燥箱中干燥至恒重后过筛，产物即为葡萄籽中水不溶性膳食纤维。

可溶性膳食纤维提取测定：收集不溶性膳食纤维第1次离心后产生的滤液，加入滤液体积4倍的95%乙醇，室温下沉淀1 h，离心、洗涤、干燥、称重，即得可溶性膳食纤维的含量。

2.4 脂肪含量测定

利用索氏提取法提取葡萄籽样品中脂肪含量，选用石油醚为提取剂，称取处理后样品3 g，用滤纸包住后将其完全浸没在石油醚之中，75 ℃恒温水浴提取6 h，将提取液放入已称重的旋蒸瓶中，旋蒸至溶液剩余3 mL左右，100 ℃烘箱中干燥30 min后冷却称重，并重复操作至2次干燥质量差小于1 mg。

2.5 蛋白及种类含量测定

脱脂后的葡萄籽粉采用Osboren分级分类方法进行蛋白分离[21]，凯氏定氮法测定含氮量，换算系数6.25计算蛋白含量[22]。

2.6 多糖提取及含量测定

脱脂后的葡萄籽分采用热水浸提法提取葡萄籽粗多糖[23]，加水溶解后用sevag试剂脱蛋白处理，反复振摇，静置，去除下层，水层继续添加sevag试剂重复上述操作，直至两溶液间无白色沉淀形成，即为多糖溶液。

采用苯酚-硫酸法绘制葡萄糖标准曲线[24]，同样条件测定490 nm多糖溶液比色值，根据所得吸光度值和葡萄糖标准曲线计算样品溶液中多糖含量，再根据稀释倍数计算脱脂葡萄籽粉中的总糖含量。

2.7 原花青素和总酚含量测定

处理后的葡萄籽粉采用紫外分光光度法测定原花青素含量[25]，福林-酚法测定总酚含量[26]。

2.8 数据处理与分析

实验设3次重复，取平均值，以x±SD表示，并进行方差分析和Ducan检验，采用EXCEL软件做图。

3 结果与分析

3.1 粗蛋白含量

蛋白质是食物中的主要营养成分之一，也是评价食物营养价值的重要指标。根据Osborn分级提取法分别对玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽进行分级提取，结果如图1所示，3个品种的葡萄籽中粗蛋白质含量差异不大，均接近20 g/100 g，且所有品种的葡萄籽中都含有4种蛋白，其中谷蛋白含量最高，其次为清蛋白，球蛋白和醇溶蛋白含量最低。此外，同种类的蛋白在不同品种的葡萄籽中含量也有差异，谷蛋白含量最高的品种是玫瑰香葡萄籽，而清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量最高的品种则是巨峰葡萄籽。

图1 不同品种葡萄籽中蛋白含量及种类比较

3.2 氨基酸组成分析及评价

从玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽中均检测出17种氨基酸，其中色氨酸由于在水解过程中被分解而未被分析，如表1所示，3个品种的葡萄籽氨基酸总量分别为8.68、8.07、8.77 g/100 g，在氨基酸含量中，谷氨酸和脯氨酸在3种葡萄籽中均含量很高，其中赤霞珠葡萄籽含谷氨酸最高，为1.68 g/100 g，玫瑰香葡萄籽中脯氨酸含量最多，为2.23 g/100 g。谷氨酸是一种呈味氨基酸，广泛用于烹饪和食品加工，也可用作代盐剂、营养增补剂、增香剂；脯氨酸不仅是氨基酸输液的重要组成，而且具有较强的甜味，能与糖共热发生氨基酸-羰基反应，生成特殊的香味物质，此外，还具有较强的活性，催化不对称反应[27]。因此，葡萄籽可广泛应用于食品、医药和工业等行业。

表1 葡萄籽氨基酸组成/g/100 g

由表1可知，玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽中均含有7种必需氨基酸，必需氨基酸总量占氨基酸总量分别为22.17%、22.04%和29.15%，必需氨基酸总量占非必需氨基酸总量分别为28.48%、28.27%和41.35%，相比而言，玫瑰香葡萄籽和赤霞珠葡萄籽所含必需氨基酸比例基本无差异，而巨峰葡萄籽中所含的必需氨基酸比例明显高于其他2种，但3种蛋白均不符合理想的氨基酸比例。进一步将3种葡萄籽必需氨基酸组成与FAO/WHO推荐模式[28]进行比较，如表2所示，巨峰葡萄籽所含必需氨基酸营养模式最佳，但3种葡萄籽的必需氨基酸含量均不符合FAO/WHO推荐模式，说明3种葡萄籽不能直接用做蛋白补充剂，该结果与之前的研究略有差异[29]，其原因是前期分析以葡萄籽蛋白为基准，再者两次所用葡萄籽品种存在差异。

表2 葡萄籽的必需氨基酸与FAO/WHO推荐模式比较/g/100 g

3.3 营养元素含量分析

通过对葡萄籽元素含量检测分析，玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽都富含多种矿物质元素，结果如表3所示，3种葡萄籽中钾和镁含量都很高，其中巨峰葡萄籽含有的钾最高，为365.0 mg/kg，赤霞珠葡萄籽含有镁最多，为232.2 mg/kg。钾是一种电解质，可以调节细胞内外电位平衡，镁对心血管具有重要的保护作用，素有“心血管卫士”之称。在微量元素方面，3种葡萄籽铁、锰和铜含量较高，玫瑰香葡萄籽含铁最高，为159.7 mg/kg，铁元素在人体中造血功能中具有重要的作用，同时参与细胞色素、血蛋白及各种酶的合成。锌、硒、铜、锰、硼和锶这几种微量元素在巨峰葡萄籽中含量最高。此外，在检测的几种毒性元素中，3种葡萄籽中均铅的含量相对较高，其中玫瑰香葡萄籽中含量最高，为346.7 μg/kg，其他毒性元素含量较少，且3种葡萄籽含量差异不大。可见，葡萄籽富含多种营养元素，在食品、医药、保健品等领域具有广阔的前景。

表3 葡萄籽矿物质元素含量

3.4 粗膳食纤维含量分析

膳食纤维是平衡人体营养状况的“第七类营养素”，能够辅助调节血糖血脂水平和多种药理功能，根据水溶性可以将其分为水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，前者主要是亲水性的胶体，如果胶，主要参与人体的生理代谢，后者主要由木质素、纤维素及半纤维素组成，促进肠道机械蠕动。通过检测发现，3种葡萄籽含有不溶性膳食纤维都远远多于可溶性膳食纤维(图2)，玫瑰香和巨峰葡萄籽含有的膳食纤维较多且含量相近，其中可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维分别约5%和20%，赤霞珠葡萄籽含有的膳食纤维相对较少。

图2 葡萄籽的膳食纤维含量对比

3.5 粗脂肪含量分析

除蛋白质外，脂肪也是食品中的主要营养成分，在评价食品的营养价值中具有重要的作用。如图3所示，玫瑰香、赤霞珠和巨峰葡萄籽含有的粗脂肪含量相当，约为15 g/100 g。脂肪含量对于葡萄籽油的提取具有重要参考价值，本实验结果说明，在葡萄籽油压榨提取原料选择方面，玫瑰香、赤霞珠和巨峰葡萄籽都可以选择。

图3 葡萄籽脂肪含量对比

3.6 多糖含量分析

多糖是一类由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物质，具有调节免疫、抗癌、抗肿瘤、降血糖等多种功效。通过实验发现(图4所示)，赤霞珠葡萄籽多糖含量最高，约占3%，其次为巨峰葡萄籽，而玫瑰香葡萄籽多糖含量最低，约1.3%，赤霞珠葡萄籽的多糖含量超过玫瑰香葡萄籽含量的2倍，由此可见，不同葡萄籽含有的多糖差异较大，在研究葡萄籽多糖时尽量选取含多糖高的葡萄籽品种，如赤霞珠葡萄籽。

图4 葡萄籽多糖含量比较

3.7 总多酚及原花青素含量分析

多酚属于“第七类营养素”，在植物中通常呈现出多种环状化合物的集合，多酚的重要功能是抗氧化，清除由氧化反应而产生的对身体有害自由基。葡萄籽多酚水溶性好、毒性低、生物利用度和安全性高，是一种理想的天然抗氧化剂和自由基清除剂。通过实验发现，赤霞珠和玫瑰香葡萄籽含有的多酚含量最高且差异不大(图5a)，其含量分别为2.70、2.44 g/100 g，巨峰葡萄籽含量最低，仅为1.44 g/100 g。

原花青素是一类天然多酚化合物中，由不同数量的单体聚合而成，具有较强的抗氧活性化，能有效的清除自由基，还具有抗辐射、抗癌、抗菌等功能，是迄今为止发现最强、最有效的自由基清除剂之一。葡萄籽多酚主要成分是原花青素，如图5b所示，赤霞珠葡萄籽含有的原花青素含量最高，约占60%，其次是玫瑰香葡萄籽，原花青素约46%，巨峰葡萄籽中原花青素含量最低，约30%。由此可见，提取或研究葡萄籽原花青素选择赤霞珠葡萄籽最佳，其次可以选择玫瑰香葡萄籽。

图5 葡萄籽中多酚和原花青素质量分数比较

4 结论

不同品种的葡萄籽所含营养成分有差异，其用途或处理方式不同。通过对玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰3种葡萄籽对比研究，发现3个品种的葡萄籽所含粗蛋白质和粗脂肪含量无明显差异；在氨基酸和营养元素组成方面，3种葡萄籽均含有17种氨基酸和多种矿物质元素，其中巨峰葡萄籽含有的必需氨基酸所占比例、钾、锌、硒、铜、锰、硼和锶等元素最高，赤霞珠葡萄籽含谷氨酸和镁元素最多，玫瑰香葡萄籽含脯氨酸和铁元素最多；在膳食纤维方面，玫瑰香和巨峰葡萄籽含量相当，都高于赤霞珠葡萄籽含量；而在多糖、多酚和原花青素含量方面，赤霞珠葡萄籽含量是最高的，巨峰葡萄籽多酚和原花青素含量最低，玫瑰香葡萄籽含糖量最少。