葡萄籽的营养功效及综合利用
2019-01-06王心怡赵节昌
王心怡,赵节昌
(徐州工程学院,江苏徐州 221018)
葡萄被誉为“水果之王”,是一种在全世界种植面积较大、产量极高的水果。据联合国粮农组织(FAO)统计,2012年我国葡萄产量已经占世界总产量的12.7%,所得到的葡萄果实中,大部分被用于酿制葡萄酒,其余留作食用或制成其他相关产品。葡萄籽是生产葡萄酒过程中的废弃物,占葡萄质量的5%左右,结合上述数据显示我国的葡萄籽数量也十分庞大。自20世界80年代以来,我国开始关注葡萄籽的利用,至今主要有4个方面的应用:即制作饲料、制作肥料、制成保健品及新能源。如今,葡萄籽的利用逐渐吸引了众多业内人士的研究,如何尽可能地将葡萄籽“变废为宝”成为了热门话题。
1 葡萄籽概述
葡萄籽可谓“短小精悍”,含有多种营养物质。其中葡萄籽油约占15%,原花青素含量则高达130 mg/g,蛋白质含量也有80~95 mg/g[1],另外还有单宁、白藜芦醇和各种矿物质等,具有极高的利用价值。我国葡萄酒业正处在繁荣时期,一些工厂对葡萄籽的不当处理容易使其生蛹变质,对环境造成不利影响,若仅制作饲料,则又有些大材小用。因此,合理利用葡萄籽不仅可以保护环境,还具有一定的经济效益和社会效益。通过分析葡萄籽中的营养成分,对其综合利用提出初步设想。
2 葡萄籽中的营养成分及作用
2.1 葡萄籽油
葡萄籽油中含有大量的不饱和脂肪酸,其中最主要的是亚油酸,含量在58%以上,超过了一般的油类。人体必需氨基酸中包含亚油酸,可见其具有重要的生理功能。根据佟慧等人[2]在葡萄籽油方面的试验显示,其具有降低血清及肝组织中胆固醇的作用,而亚油酸在其中功不可没。
葡萄籽油中还含有较多维生素,赋予了其一定的抗氧化性。根据Hokyung Kim等人[3]对葡萄籽油进行的各种抗氧化性试验表明,葡萄籽油相较于其他油具有更好的抗氧化作用。
另外,葡萄籽油中还含有一些人体所需的矿物质和微量元素,其中含量较高的有钙、铁、钾、铜,其次有钴、锌、锰等。钙与人体生长发育有密切联系,铁具有造血功能,锌可增强免疫力、维持人体正常生活。由此可见葡萄籽油是种良好的食用油。
2.2 原花青素
原花青素是一种极其常见的多酚类物质,在自然界中分布广泛,存在于许多植物中,而葡萄籽中原花青素最为低廉且易获取。
2.2.1 抗氧化、清除自由基
原花青素中的活性酚羟基是其拥有清除自由基和抗氧化能力的主要原因,孙芸等人[4]通过对原花青素在亚油酸体系和脂质体系中抗氧化能力的研究,得出原花青素的氧化活性很高,甚至高于维C与维E。朱振勤等人[5]研究了关于原花青素自由基清除的能力,得出其清除·OH、H2O2、ONOO-等自由基的能力也极强,由此还可以作为DNA保护剂。
2.2.2 抗心血管疾病
一方面原花青素可以治疗高血压。在血管紧张素转换酶(ACE)的作用下,无升压作用的血管紧张素Ⅰ会降解为强烈收缩血管作用的血管紧张素Ⅱ,这便会引发高血压,而心血管疾病的发端正是高血压。研究表明,将5 mg/kg的原花青素静注入兔子的体内,可以一定程度上减轻血压对这2种紧张素的应答,从而具有治疗高血压的作用[6],另一方面原花青素可以调节血脂,可见原花青素在对心血管保护方面功不可没。
2.2.3 抗肿瘤防癌
裴凌鹏等人[7]以MFC-7人乳腺瘤细胞、A-427人肺腺癌细胞、CRL1739人胃腺癌细胞和K562慢性骨髓白血病细胞作为处理对象,观察了不同质量浓度的原花青素对它们的作用,得出25 mg/L的原花青素对上述4种细胞有不同程度上的毒性。进一步发现原花青素还可以促进如正常人类胃黏膜细胞和正常J774A1尿道上皮细胞等有益细胞的生长,无疑对人体抗肿瘤防癌作用较好。
除了上述3种主要作用之外,原花青素还具有预防和治疗肺癌、皮肤癌、结肠癌、乳腺癌、神经胶质瘤抗炎、抗糖尿病及其并发症、保护神经(元)、抗疲劳、抗衰老、抗溃疡等作用。
2.3 单宁
单宁是一种较为常见的水溶性多酚类物质,自身的多酚羟基结构赋予了其较强的生理活性和一系列特殊的化学性质,因此得以广泛应用。王川[8]对单宁进行了抗氧化及清除自由基能力的研究,就试验结果分析得到以下结论:相比于动物油,单宁对植物油的抗氧化性更强;相比于柠檬酸和维C,单宁对猪油的抗氧化性更强;相比于柠檬酸,单宁对芝麻油的抗氧化性更强。而在清除自由基的能力上,单宁的清除水平比苯甲酸和甘露醇高。另外,单宁还具有抗肿瘤、抗疲劳的能力。
2.4 白藜芦醇
长期饮用红酒的法国人,相对来说患心血管疾病的概率较低,由此引发了国内外的研究人员对白藜芦醇的浓厚兴趣。白藜芦醇不仅是部分肿瘤和癌症的化学预防剂,也是多种疾病,如老年痴呆症、心血管疾病、骨质疏松等的化学预防剂,多存在于植物种皮中。刘远锦等人[9]通过白藜芦醇对不同靶基因的作用和抑制癌细胞发挥作用的机制2个方面的探索,详细说明了其抗肿瘤的作用。
2.5 葡萄籽蛋白质
葡萄籽蛋白质中含有优质的粗蛋白,水解后形成的多肽极易被人体消化吸收;此外还含有人体必需的8种氨基酸,部分氨基酸的含量堪比大豆。葡萄籽蛋白提取物在诱导白细胞凋亡方面还具有一定的作用。
3 葡萄籽综合利用设想
首先,榨取葡萄籽油。该油功能全面、营养丰富,完全不亚于其他食用油,在欧洲向来被称作“食品美容品”,成为了孩童和老人的营养油,以及飞行员和高空作业人员的保健油,不仅可以补充必要的营养成分、促进生长发育,还可以预防心血管疾病,提高健康水平。除此之外,葡萄籽油还能作为食品添加剂,以及辅助品用于生产抗氧化、美白类化妆品和药品。用于食品、饮料中,则可以防止食品在贮藏、运输、销售等环节中发生腐败(尤其是在油脂含量丰富的食品中,可防止油脂酸败)。在医药上,可作为降压药中的成分;在日常生活中,可以极大地发挥葡萄籽油的价值。
其次,提取葡萄籽多酚(包括原花青素、单宁和白藜芦醇)。葡萄籽多酚可用于食品、药品和化妆品,王超萍等人[10]在此方面的研究得出将葡萄籽多酚添加到饮料中,可以生产出功能型饮料,这种饮料与人体体液相似,有助于人体吸收其中的营养物质,一定程度上调节人体机能,适用于当今的快节奏生活。而添加到化妆品中,其抗菌、消炎、祛除色素沉淀的作用有助于皮肤蛋白质的形成,从而使皮肤有弹性、光滑,同时又可以发挥其抗氧化的作用,使皮肤白皙,抗衰老、抗皱纹。另外,葡萄籽多酚经纯化后加入药品中,可制成预防肿瘤或癌症的药品。
最后,生产饲料。生产加工的附属产品葡萄籽粕含有粗蛋白、粗脂肪、氮、磷、钾等营养物质,对动物来说又可以成为良好的饲料。张乐乐[11]从繁殖母猪生产性能、奶牛产奶性能及乳制品和蛋鸡产蛋性能的研究发现,在这些动物的饲料中适当添加一些葡萄籽粕均无不良影响,甚至性能均略有提高。对饲养育肥猪来说,用葡萄籽粕代替玉米后,不仅改善了饲料的结构,还提高了饲料中蛋白质和脂肪含量,有助于猪的生长发育,为人类提供优质猪肉;对饲养母猪来说,葡萄籽粕可以满足妊娠母猪和哺乳母猪的营养需要和饮食特点,从而促进产奶,让小猪也获得较为全面的营养,促进生长的良心循环;对饲养奶牛来说,葡萄籽粕的添加对奶牛分泌乳汁有着极大的作用,提供了奶牛所必需的营养物质基础,从而获得优质奶源;对饲养蛋鸡来说,葡萄籽粕中的粗纤维含量可以极高蛋鸡的产蛋性能,从而获得优质蛋源;对饲养水产品来说,葡萄籽粕也能满足水产品的基本所需。将葡萄籽粕用于动物喂养,不仅成本低,对动物来说有利,还能促进生产,进而对人类有利,无疑是一个良性的循环。
若是对于颜色较深的葡萄酒废弃液,可以先提取葡萄色素,再进行上述步骤,层层提取葡萄籽中的营养物质,即使是最后的残渣也有非常大的用处。这样的一个设想流程相对复杂却物尽其用,充分发挥了葡萄籽的价值。另外,还有一条较为简便的途径,可以直接将葡萄籽变成粉,西北农林科技大学葡萄酒学院将葡萄籽超微粉碎后[12],细胞的破壁率可达100%。人体能够有效地利用其中的营养成分,不失为一种快速高效环保的办法。
4 结语
葡萄籽是一种含有较多营养成分的物质,具有极高的保健价值和食疗价值,尤其对我国这种葡萄种植大国来说,更是易获取且成本低廉。然而在其他国家纷纷开始充分利用葡萄籽的当下,我国的研究才刚刚起步。随着研究的不断深入,葡萄籽将会在食品、药品和化妆品等行业中得到更广泛的应用,从而可以给葡萄酒产业带来更高的经济利益。