冷榨葡萄籽饼粕超微粉中主要营养物质的分析

刘 霞 李 华，2，3 杨继红，2，3 柴 佳 王 华，2，3

(西北农林科技大学葡萄酒学院1，杨凌 712100)

(陕西省葡萄与葡萄酒工程研究中心2，杨凌 712100)

(西北农林科技大学葡萄与葡萄酒(合阳)试验站3，合阳 715300)

葡萄是葡萄科葡萄属落叶藤本植物，是世界广泛栽培的水果之一。据FAO统计，2008我国葡萄产量为728.5万t，占世界总产量的10.8%，居世界第二，已成为世界葡萄生产大国。葡萄籽是葡萄酒行业的副产物，在我国每年可产生约2万余t的葡萄籽，除一部分作为饲料和肥料外，大部分被直接丢弃，不仅造成了资源的浪费，也增加了环境压力。

将作为葡萄及葡萄酒产业废弃物的葡萄籽用来制油是近年来的一个热点。现已证实，葡萄籽油具有多种生理、药理活性以及很好的医疗保健功效［1－3］，而且在美国已被开发成高空作业者和老年人保健品。但是萄萄籽经提油后并不能使葡萄籽中的有效成分得到充分的利用，还有大量营养物质存在于饼粕中［4］。研究证明，榨油后的葡萄籽饼粕富含具有强抗氧化特性的多酚类物质，总多酚含量远远高于葡萄籽油中的总多酚含量，可高出约100倍［5－6］。

冷榨制油技术是生产葡萄籽油的方法之一，由于是低温条件下的纯物理操作，不会对油料饼粕营养成分的含量与结构产生影响。超微粉碎技术可在低温条件下进行，不仅有利于原料中营养成分的释放和在体内的吸收，还能完整的保留其中的生物活性成分。若将冷榨油后的葡萄籽饼粕经超微粉碎，使其细胞中的营养物质最大程度的释放出来，这样不仅会增加葡萄与葡萄酒行业的附加值，还能减轻环境压力、促进生态平衡。

近年来，葡萄籽油的冷榨技术以及冷榨葡萄籽饼粕的相关研究在国外的报道还比较鲜见［6］;国内对于葡萄籽油的冷榨技术还处在工艺优化的阶段［7］，但对于冷榨后饼粕的研究与再利用还没有见相关报道。本试验采用红葡萄酿酒品种8804进行小容器酿酒后，以未榨油的8804葡萄籽超微粉为对照，对其冷榨饼粕超微粉主要的基本营养成分与功能性成分进行了检测与对比分析，以期能为冷榨葡萄籽饼粕的再利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与主要设备

1.1.1 原料

葡萄籽:西北农林科技大学葡萄酒学院2011年红色品种8804经小容器单品种酿酒后，将其葡萄籽收集、筛选、清洗、风干后避光保存备用。

葡萄籽饼粕:筛选清洗后的同批8804葡萄籽冷榨法(温度:60℃、压力:60 MPa、时间:2 h)榨油后获得的葡萄籽饼粕，避光保存备用。

1.1.2 主要试剂

微晶纤维素:AR级，国药集团化学试剂有限公司;福林－肖卡试剂、20%Na2CO3均由实验室自行配制;甲醇、正丁醇:AR级，天津市博迪化工有限公司;硫酸铁铵:AR级，广州金华大化学试剂有限公司;浓盐酸:AR级，西安化学试剂厂;没食子酸标准品、原花青素标准品(纯度 ＞95%，为葡萄籽提取物):科邦生物。

1.1.3 主要设备

6YY－190型液压榨油机:洛阳市金厦液压机械有限公司;6B－I－型贝利微粉机:济南倍力粉体技术工程有限公司;KQ－300D E型数控超声波:机昆山仪器有限公司;SORVALL RC－5C－PLUS型高速冷冻台式离心机:美国Kendro公司;UV－2450紫外分光光度计:日本岛津公司;MILIPORE ZMQS 5001型超纯水制备仪:法国 MILIPORE公司;SORVAIL HH.W21.600S型电热恒温水浴锅:上海跃进医疗器械厂;万分之一电子天平:日本岛津公司。

1.2 试验方法

1.2.1 基本营养成分测定

蛋白质 GB 5009.5—2010;粗纤维 GB/T 5009.10—2003;粗脂肪 GB/T 5009.6—2003;氨基酸 GB/T5009.124—2003;维生素 A、E GB/T5009.82—2003。

1.2.2 功能成分测定

1.2.2.1 总多酚

(1)样品的制备

分别制备未榨油8804葡萄籽及其冷榨饼粕超微粉［8］;分别制备以上两种超微粉样品的总多酚提取液［9］。将制得的超微粉样品以及多酚提取液贮藏于－20℃条件下备用。

(2)标准曲线的制作

本试验参考王华等［10］的方法建立标准曲线。

准确称适量的没食子酸标准品，加入一定量的水配制成5 mg/mL酚母液;分别吸取适量该母液后加水配制成浓度为 0、50、100、150、250、500 mg/L 的系列标准液;然后分别取该系列标准液100μL于7只10 mL容量瓶中，各加入6 mL水，500μL福林肖卡试剂，混匀;30 s～8 min内各加入20%碳酸钠溶液1.5 mL，混匀后定容至10 mL。在20℃的恒温水浴中，避光反应120 min后，于765 nm波长下比色，测定吸光度，绘制标准曲线。

(3)样品总多酚含量的测定

分别吸取两种样品的多酚提取液各100μL，用甲醇稀释5倍。然后各移取100μL稀释后的多酚提取液于10 mL容量瓶中，然后按照制作标线的方法完成后续操作。两个样品各做6个重复，结果以没食子酸等价值表示(mg/L)。

多酚含量的计算公式为:(总)多酚含量=(C×n×V)/W×100%;式中:C为吸光度在标准曲线上对应的多酚质量浓度/mg/L;n为稀释倍数;V为定容后的体积/L;W为原料的质量/g。

1.2.2.2 原花青素

(1)标准曲线的制作［11］

(2)样品原花青素含量的测定

分别吸取两种样品的总多酚提取液各1.0 mL，用甲醇稀释4倍，将稀释后的多酚提取液各取1.0 mL于10 mL刻度试管中，然后按照制作标线的方法完成后续操作。测定吸光值A550并代入标准曲线计算含量(mg/L)。

原花青素含量的计算公式为:原花青素含量=(C×n×V)/W×100%;式中:C为吸光度在标准曲线上对应的多酚质量浓度/mg/L;n为稀释倍数;V为定容后的体积/L;W为原料的质量(g)。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分

2.1.1 主要成分的对比分析

葡萄籽含有丰富的营养成分:包括丰富的不饱和脂肪酸、蛋白质、粗纤维、多种微量元素以及具有多种生物活性的多酚类物质［12－14］。葡萄籽蛋白的性质与其他油籽相比不相上下，而且具有更好的溶解性，有利于人体吸收［13］。葡萄籽中的脂肪酸主要是不饱和脂肪酸，其含量可占葡萄籽油总脂肪酸的90%以上，亚油酸的质量分数为70%左右［15］。亚油酸是人体必需脂肪酸，因其对人类健康的重要性，也被叫作VF。粗纤维也叫膳食纤维，现代营养学的研究表明，粗纤维不仅可以增强肠道蠕动、防治便秘、预防肠癌，还可以帮助治疗糖尿病、防治心血管疾病以及减少肥胖病的发生。维生素E(VE)又称生育酚，具有显著的抗氧化活性，是被社会广泛认可的抗氧化物质之一。VE不仅能够提高人类的孕育质量和生育能力，还可用于治疗烧伤、冻伤、毛细血管出血、更年期综合症以及发挥美容养颜功能等。本试验测定了两种样品中蛋白质、粗脂肪、粗纤维、维生素A、维生素E的含量，见表1。

表1 未榨油葡萄籽超微粉与冷榨葡萄籽饼粕超微粉的基本成分

由表1可以看出，冷榨8804葡萄籽饼粕超微粉中的蛋白质、粗纤维含量均高于其在未榨油葡萄籽超微粉中的含量，各高出了0.95%和5.7%，这是由于蛋白质和粗纤维不易被压榨进入油脂而大量保留于饼粕中所致;VE由于部分被压榨进入了葡萄籽油中而导致其含量略低于在未榨油葡萄籽超微粉中的含量。粗脂肪是葡萄籽经提油后的残油，含量低于未榨油的葡萄籽超微粉。VA在8804葡萄籽中未检出，但李银平等［16］的相关报道中存在，这可能是品种差异性所致。

2.1.2 氨基酸的对比分析

葡萄籽中含有多种氨基酸，其中，甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的含量最丰富［13］。谷氨酸作为风味增强剂不仅能增强食品风味，还对动物性食品有保鲜作用;另外，谷氨酸被人体吸收后，能防治肝昏迷、保护肝脏，可作为脑组织的能量物质、改进维持大脑机能。天冬氨酸是植物中数种氨基酸的合成原料，其中包括蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸以及赖氨酸这4种必须氨基酸;天冬氨酸可以改善心肌收缩功能、增强肝脏功能，可治疗高血压、心脏病、肝病等，还具有防止和恢复疲劳的作用。本试验对两种样品中组成蛋白质的基本氨基酸含量进行测定，见表2。

表2 未榨油葡萄籽超微粉与冷榨葡萄籽饼粕超微粉的氨基酸含量

由表2可知，8804葡萄籽中氨基酸含量丰富，在未榨油的葡萄籽超微粉中达到5.01%，其中包含7种人体必需氨基酸，分别是异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸以及缬氨酸。冷榨8804葡萄籽饼粕超微粉中的总氨基酸含量比未榨油葡萄籽超微粉中的氨基酸含量高出0.51%，每一种氨基酸的含量均高于在未榨油葡萄籽超微粉中的含量，其中含量最丰富的为谷氨酸，其次为脯氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和精氨酸。

2.2 功能性成分

2.2.1 总多酚的对比分析

葡多酚(Grape Polyphenols，GPs)是葡萄的重要次生代谢产物。GPs与大多多酚相比结构特殊、水溶性好、易被人体吸收。葡萄籽中多酚类物质占可提取GPs的60%～70%，无论是含量还是种类都比葡萄皮和葡萄果肉中丰富［14，17］，主要是儿茶素类和原花青素类［18］。近年来的研究发现，葡萄籽多酚具有防治心血管疾病、抗氧化、抗辐射、抗菌抗病毒、抗癌以及治疗炎症等多种生物活性［14，19－22］。

以不同浓度的没食子酸系列标准液所对应的各吸光值作标准曲线，如图1所示。回归方程为y=0.001 4x+0.004 9，相关系数为 0.997 6，表明相关性良好。

图1 没食子酸标准曲线

根据标准曲线及相关计算公式，求得未榨油葡萄籽超微粉和冷榨葡萄籽饼粕超微粉两种样品中的总多酚的质量分数(Total phenolic content，TPC)分别为8.93%和8.29%。因此，冷榨8804葡萄籽饼粕超微粉中的TPC略低于在未榨油葡萄籽超微粉中的含量，这说明多酚类功能性物质几乎全部被保留在了饼粕中，进入油脂中的量甚微。因此，冷榨葡萄籽饼粕超微粉可作为很好的多酚资源库。

2.2.2 原花青素的对比分析

原花青素(Proanthocyanidins，简称 PCs或 PAs)也叫缩合单宁，是葡萄籽中主要的多酚种类。葡萄籽原花青素(Grape Seed Proanthocyanidins，GSPs)具备高效、低毒以及高生物利用率的优良性质。GSPs的清除自由基和抗氧化活性是常用抗氧化剂VE的50倍，VC的20倍。GSPs一般为低聚体原花青素(Oligomeric Proanthocyanidins，OPCs)［23］，且 OPCs 的清除自由基和抗氧化能力最强。现已广泛证明，GSPs具有抗氧化、防治心血管疾病、防治老年性痴呆、抗炎、抗抑郁、抗过敏、抗癌以及促进能量代谢等广泛的药理活性［24－30］。

以不同浓度的原花青素标准品所对应的各吸光值作标准曲线，如图2所示，回归方程为y=0.005 8x+0.019 7，相关系数为 0.998 1，表明相关性良好。

根据标准曲线及相关计算公式，求得未榨油葡萄籽超微粉和冷榨葡萄籽饼粕超微粉两种样品中的原花青素质量分别为2.40%和2.58%。因此，冷榨8804葡萄籽超微粉中原花青素的含量高于其在未榨油葡萄籽超微粉中的含量。这可能是由于部分脱脂后，葡萄籽中原花青素更容易被浸提出来的原因所致，也说明了，原花青素活性物质几乎全部保留在了冷榨饼粕中。

3 结论

葡萄籽作为葡萄及葡萄酒产业的废弃物，一般不会被给予重视。但是近年来，随着葡萄籽油作为理想保健品在欧美以及日本的兴起，葡萄籽的利用度有了一个新的提升。不管是从经济、营养还是生态学的角度出发，对副产品葡萄籽的充分利用都是有百利而无一害的。

本试验以冷榨油与不榨油两个处理方式处理的红色酿酒品种8804葡萄籽为原料，将未榨油葡萄籽及其冷榨饼粕进行超微粉碎处理，然后对两种超微粉中的有效成分进行分析。结果表明:与未榨油8804葡萄籽超微粉相比，冷榨葡萄籽饼粕超微粉仍然含有丰富的营养成分，包括11.11%的蛋白质、37.1%的粗纤维、11.03% 的粗脂肪(残油)、12.19 mg/kg的VE以及5.52%的氨基酸、8.29%的总多酚，2.58%的原花青素。因此，冷榨8804葡萄籽饼粕超微粉营养物质丰富，具备很高的利用价值，可开发为食品、药品及化妆品等相关产品。另外，本试验通过对冷榨8804葡萄籽饼粕超微粉营养物质的含量检测与分析，也可为其他广泛的酿酒品种冷榨饼粕的再利用提供理论依据。

对冷榨油后的葡萄籽饼粕超微粉进行全面的毒理试验研究，将为其食品、药品及化妆品等相关产品的开发利用提供毒理理论依据，这将是后续的研究内容。

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