研究表明，葡萄皮渣中含有丰富的多酚、花青素、氨基酸、膳食纤维等活性物质，具有美白、软化血管、抗炎、抗癌、减脂等功效。多酚是葡萄皮渣中最主要的活性成分之一，主要包括酚酸类、黄酮类、黄酮醇类及花色苷类等。但目前大部分葡萄皮渣被丢弃，只有少数被开发为饲料、肥料、生物保鲜材料、功能食品、葡萄酒澄清等，造成了严重的资源浪费和环境污染，限制了云南高原葡萄酒产业的进一步发展。
西南林业大学生物与食品工程学院的李雅静、王娟*、王振兴*等选择‘玫瑰蜜’‘云中舞’和‘法国野’3 种云南主要酿酒葡萄皮渣为原料，对其营养和化学成分进行分析，进一步提取其不同形式的多酚，评估其体外抗氧化能力和降血糖能力。实验结果可以为葡萄皮渣的开发提供数据参考，对于促进云南葡萄酒产业的可持续发展具有一定的意义。
1 营养成分分析结果
由表2可知，3 种葡萄皮渣之间相比，M的灰分、可溶性碳水化合物含量和蛋白质含量显著高于Y和F（P ＜0.05），F 的脂肪含量显著高于M 和Y（P＜0.05），因此M的营养价值高于Y和F。从整体来看，3 种葡萄皮渣的总膳食纤维和蛋白质含量较高，脂肪和碳水化合物含量较低，其中膳食纤维具有维持血糖、血脂等功效。葡萄皮渣的脂肪主要是其葡萄籽油，葡萄籽油是一种高不饱和油脂，具有促进胆固醇代谢、降低血液黏稠和防止动脉粥样化等作用。葡萄皮渣高膳食纤维、高蛋白质、低脂肪和低碳水化合物的特点意味着可以考虑将葡萄皮渣开发为高膳食纤维、高蛋白、低脂肪的健康产品。
2 氨基酸分析结果
由表3可知，M的总氨基酸（TAA）含量最高，其次是F和Y。必需氨基酸（EAA）总含量则是F＞M＞Y，其中，苏氨酸、亮氨酸、缬氨酸等必需氨基酸的含量较高，在3 种葡萄皮渣中均达到了14 µg/g以上。苏氨酸能够维持体内氨基酸平衡，对治疗抑郁症有一定效果，亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸，亮氨酸具有防止肌肉损伤的作用，缬氨酸是肠道健康和对非酒性脂肪肝病的不良代谢反应的关键调节剂。非必需氨基酸（NEAA）中，3 种葡萄皮渣的酪氨酸、半胱氨酸含量较高，含量均达到12 µg/g以上，其中M中的半胱氨酸高达37.1243 µg/g。酪氨酸可作为食品营养调节剂，半胱氨酸作为食品添加剂中的还原剂，常用烘焙制品和生产肉味香精。总的来看，3 种葡萄皮渣的EAA/TAA均大于40%，EAA/NEAA均大于60%，符合联合国粮食及农业组织/世界卫生组织推荐的理想蛋白质标准。
3 花青素相关化合物分析结果
花青素是自然界中广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属于类黄酮化合物，当花青素以糖苷形式与糖基结合时，即为花色苷，常见植物中的花色苷主要有矢车菊素、飞燕草素、锦葵色素、天竺葵素、芍药花素、矮牵牛素。另外，原花青素是一种多酚类化合物，原花青素也叫前花青素，在酸性介质中加热均可产生花青素。花青素、花色苷和原花青素都具有抗氧化、降血脂、抗炎和预防癌症等作用。由表4可知，3 种葡萄皮渣中共检测到2 种花青素，分别为飞燕草素和锦葵色素，其余主要为-3-O-葡萄糖苷形式存在的花色苷，共有34 种，分别由矢车菊素、飞燕草素、锦葵色素、天竺葵素、芍药花素、矮牵牛素6 种花青素与糖基组成；另外还有8 种黄酮，属于原花青素和花青素合成前体物质；除此之外，还检测出6 种原花青素，分别为原花青素A 1 、原花青素B1、原花青素B2、原花青素A2、原花青素B3、原花青素C1，这与张欣珂等、的结论一致。整体来看，3 种葡萄皮渣均富含花青素相关化合物，其中Y的含量最高，总含量为1425.1920 µg/g，其次是M（842.7618 µg/g），F的花青素含量相对较低（48.8620 µg/g）。
对3 种葡萄皮渣中花青素相关化合物含量绘制热图，如图1所示，Y和M的红色色带较多且颜色较深，说明Y和M中的相应花青素相关化合物种类更多，含量更高。两者均以矮牵牛素、锦葵色素、芍药花素3 类花色苷为主。F中主要以锦葵色类素和矮牵牛素类花色苷为主，含量远小于M和Y，但其特异性地含有阿福豆苷。F中含量最高的是锦葵色素-3,5-O-二葡萄糖苷，这与曹婷等在‘夏黑’葡萄花色苷的研究中得到的结论相似。相比F，M和Y中的飞燕草素-3,5-O-二葡萄糖苷、锦葵色素-3-O-葡萄糖苷、锦葵色素-3-(6-O-p-对香豆酰)-葡萄糖苷、芍药花素-3,5-O-二葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-半乳糖苷、矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷、原花青素B1、原花青素B2、原花青素B3、槲皮素-3-O-葡萄糖苷（异槲皮苷）等含量均相对较高。总体来说，三者的锦葵色素-3-O-葡萄糖苷相对含量都较高，Xu Yang等发现锦葵色素-3-O-葡萄糖苷可以显著改善游离脂肪酸诱导的脂质积累，说明葡萄皮渣具有治疗非酒精性脂肪肝的潜力。
进一步对3 种葡萄皮渣的花青素相关化合物含量进行差异性分析，选取差异倍数≥2或≤0.5的花青素认为差异显著，差异代谢物统计数目如表5所示，Y vs F差异花色苷种类最多，有46 种，44 种下调，2 种上调。M vs F差异花青素种类有44 种，其中42 种下调，2 种上调。M vs F上调花青素类化合物为阿福豆苷和二氢杨梅黄酮，Y vs F上调花青素类化合物为阿福豆苷和柚皮素-7-O-葡萄糖苷，均为黄酮类物质，这可能是F中总黄酮含量相比于M和Y高的原因。M vs Y差异花青素种类最少，有33 种，16 种下调，17 种上调，除原花青素类皆下调之外，其余类别均有上调或者下调。图2为各分组比较中差异倍数前20的花青素相关化合物，分析发现，3 种葡萄皮渣之间的差异代谢物大部分是一些结构相对稳定的二葡萄糖苷类、酰基化色苷和黄酮类花青素，如樊金玲等发现矢车菊-3,5-O-二葡萄糖苷和芍药-3,5-O-二葡萄糖苷的热稳定性强于相应的单葡萄糖苷，芍药素糖苷热稳定性强于相应的矢车菊素糖苷。
4 总酚和单体酚含量分析结果
由图3可知，对于同一品种的葡萄皮渣而言，其结合酚的总酚含量明显高于游离酚和酯化酚，其中Y中结合酚含量（101.55 mg/g）是游离酚（25.04 mg/g）的4 倍，是酯化酚（18.94 mg/g）的5 倍；F中结合酚含量（104.84 mg/g）是游离酚（16.87 mg/g）的6.5 倍，是酯化酚（10.83 mg/g）的10 倍。原因可能是由于游离酚和酯化酚易溶于水和有机溶剂，在酿酒或者其他加工过程中，部分游离酚和酯化酚会溶于乙醇溶液中，导致游离酚和酯化酚中总酚含量相对降低。对于不同品种的葡萄皮渣而言，M中游离酚含量显著高于其他两种葡萄皮渣中的游离酚含量。Y的酯化酚含量显著高于M和F，F的结合酚含量略高于M和Y。整体来看，3 种葡萄皮渣中总酚含量由高到低依次为M＞Y＞F。不同形态多酚中的总酚含量趋势为结合酚＞游离酚＞酯化酚，这与Ambigaipalan等得出的结论一致。
采用HPLC法对各样品的酚类化合物进行定性定量分析，样品和各标准品的色谱图见图4，分析结果见表6。从3 种葡萄皮渣中一共比对到18 种多酚类化合物，其中M中检测到化合物最多，共有16 种，且对羟基肉桂酸和丁香酸仅在M中检出。3 种葡萄皮渣中没食子酸、白藜芦醇、原儿茶酸、香草酸、(＋)-儿茶素和表儿茶素的含量均较高。这与Tournour等的结果相似，M和F的游离酚中检出的化合物种类数多于酯化酚和结合酚，表儿茶素和儿茶素主要存在于游离酚中，这与齐岩等的结论相似。3 种葡萄皮渣中检测到的结合酚含量均大于游离酚和酯化酚，没食子酸、白藜芦醇、原儿茶酸和香草酸主要存在于结合酚中；酯化酚中检测到的酚类物质含量最少，丁香酸、对香豆酸、咖啡酸主要存在于酯化酚中。总体而言，M中检测到酚类化合物含量和种类多于Y和F。游离酚中检测到的酚类化合物种类最多，结合酚中酚类化合物含量最高。
5 抗氧化活性分析
ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除能力是评价物质抗氧化活性的常用方法。本研究采用IC50值表示样品的ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除能力，结果见图5。3 种葡萄皮渣提取液ABTS阳离子自由基和DPPH清除能力之间存在较大差异，其中M的游离酚和酯化酚的ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除能力最强，其次是Y和F。总体而言，M的DPPH自由基清除能力显著强于Y和F（P＜0.05），结合酚的ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除能力均强于游离酚和酯化酚。由图5C可知，M游离酚和结合酚的FRAP显著强于Y和F（P＜0.05），酯化酚的FRAP以Y最强。在不同形态多酚之间，结合酚的FRAP均显著高于游离酚和酯化酚（P＜0.05）。整体而言，M的抗氧化活性强于Y和F，结合酚的抗氧化活性强于游离酚和酯化酚。
6 α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制能力分析
抑制小肠的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性是控制餐后血糖水平的有效手段。3 种葡萄皮渣提取液对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制率如图6所示。三者对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶均有一定的抑制能力，其中酯化酚的含量虽然较低，但其对α-淀粉酶的抑制能力最强，其次是游离酚和结合酚，这与谢星等的结论相似。三者中，M对α-葡萄糖苷酶抑制能力最强；Y对α-淀粉酶的抑制率显著低于M和F（P＜0.05），而M和F之间无显著性差异（P＞0.05）。
7 相关性分析
进一步对主要活性成分与功能活性进行相关性分析，如图7所示，总酚与抗氧化指标和降血糖指标相关性较强，说明酚类物质对葡萄皮渣提取液的抗氧化能力和降血糖活性起主要作用，这与Zhang Yuanyue等的研究结果一致。
结论
综上所述，3 种葡萄皮渣的营养价值较高，含有丰富的花青素类化合物，具有较好的体外抗氧化和降血糖活性，其中‘玫瑰蜜’的营养价值和功能活性高于‘云中舞’和‘法国野’，后续可根据3 种葡萄皮渣的特点开发相应的产品。此外，本研究发现葡萄皮渣中的结合酚相比于游离酚和酯化酚，含量更高、抗氧化活性更强，但含量较低的酯化酚表现出了较好的α-淀粉酶抑制能力。因此需要重视对结合酚和酯化酚的研究，采用酶解、发酵等各种生物手段促进结合酚和酯化酚的释放，并评估其在细胞、动物水平上的健康效应。本实验对于云南酿酒葡萄皮渣的综合利用具有一定的参考价值。
本文《3种云南酿酒葡萄皮渣的营养、化学成分及功能活性》来源于《食品科学》2024年45卷第12期194-204，作者：李雅静，宋 静，陈万谨，田 辉，张雪春，王 娟*，王振兴*，武 霄。DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20230813-094。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。
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