酿酒葡萄渣单宁及主要营养成分含量分析

■张 欢 王丽慧 李 冰 董文成 王 锐 张桂杰*

(1.宁夏大学农学院，宁夏银川750021；2.宁夏回族自治区水产技术推广站，宁夏银川750001；3.宁夏大学化学化工学院，宁夏银川750021)

葡萄渣作为一种营养物质丰富、单宁含量高、价格低廉的非常规饲料源，能提高过瘤胃蛋白和氮利用率，改善动物生产性能，降低甲烷产量，提高肉品质[1-3]，此外，单宁具有抗菌性、调节动物肠胃微生物菌群并促进生物发酵[4]，酿酒葡萄渣在高值饲料化开发利用方面潜力巨大。

贺兰山东麓地区是北纬37°葡萄产业带黄金区，国内外公认的最佳酿酒葡萄产区之一。葡萄酒酿造过程中，产生的葡萄皮渣约占使用鲜葡萄总重量的20%～30%，宁夏年产葡萄渣约为6万吨[5-6]。葡萄渣可部分替代传统饲料，能促进畜禽生产性能，降低生产成本，获得更好的经济效益和生态效益，很大程度上可缓解饲料资源不足的压力。

目前，宁夏贺兰山东麓地区葡萄渣利用方式简单粗放，亟待高值饲料化的开发。而贺兰山东麓地区主栽酿酒葡萄渣常规营养成分、单宁含量等数据缺失，极大限制了酿酒葡萄渣饲料化开发利用进程。基于此，本试验以贺兰山东麓地区主栽酿酒葡萄品种的葡萄渣为研究对象，探讨其主要营养成分组成和单宁含量，为贺兰山东麓地区葡萄渣饲料化利用提供依据和参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集地概况

贺兰山东麓位于北纬37°43'00"～39°05'03"，东经105°45'39"～106°27'35"，是黄河冲积平原和贺兰山冲积扇之间的洪积平原地带，属中温带干旱气候区，具典型大陆性气候的特点。年均温8.8 ℃，日较差10～15 ℃，≥10 ℃的有效积温为3 296.8 ℃，年平均日照时数为2 851～3 106 h，无霜期170 d，年平均降水量在192.82 mm，年平均蒸发量为1 805.56 mm，风沙土和淡灰钙土，以淡灰钙土为主。

1.2 试验材料

酿酒葡萄榨汁后，立即进行葡萄渣样品采集，置于冰盒中，运回实验室，葡萄渣来源相关信息见表1。葡萄渣运回至实验室，置于取样袋中，65 ℃烘干至恒重，测定干物质（DM）含量，粉碎过筛（40目），备用。

表1 葡萄渣来源信息

单宁提取试剂：磷钼酸、钨酸纳、丙酮、单宁酸、磷酸、无水碳酸钠等分析纯；F-D 试剂（即磷钼钨酸试剂：于250 ml圆底烧瓶中加入20 g钨酸钠、4 g磷钼酸以及10 ml磷酸，然后加入150 ml水，冷凝回流2 h，冷却至室温，转移至烧杯中，加水稀释至200 ml）。

1.3 测定方法

1.3.1 营养成分测定

葡萄渣干物质（DM）、可溶性碳水化合物（WSC）、粗蛋白质（CP）、粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量，按张丽英方法测定[7]，营养成分含量以质量分数表示（%）。

1.3.2 葡萄渣中单宁类物质的提取

去除预先烘干的葡萄渣中杂质，粉碎，40 目过筛。称取一定质量粉碎葡萄渣，按料液比1:20的比例加入提取剂为1:1 的丙酮和水后静置，在65 ℃条件下回流1 h，冷却过滤形成待测液。

1.3.3 单宁标准曲线绘制

称取单宁酸5.9 mg于250 ml容量瓶中，加蒸馏水溶解，定容至刻度，混匀。吸取单宁标准溶液0、1.0、2.0、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、17.5 ml，分别置于盛有少量蒸馏水的50 ml容量瓶中，加F-D 试剂6 ml及饱和Na2CO3溶液6 ml，加水稀释至刻度，充分混合，并于30 min后在766 nm处测定吸光度值。以单宁浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得到单宁标准曲线。

1.3.4 葡萄渣单宁含量测定

取0.10 ml 待测液于25 ml 容量瓶中，分别加入3 ml F-D 试剂、3 ml 饱和碳酸钠溶液，稀释至刻度。静置30 min，以空白试剂（0 ml 单宁标准液）作为对照，在766 nm处测得其吸光度。

葡萄渣中单宁含量（%）=CV/m×100，其中，C为从标准曲线查得的提取液所含单宁(mg/l)；m为葡萄渣样品的质量(mg)；V为提取液总体积(L)；100为换算成百分含量。

1.4 统计与分析

采用EXCEL进行数据整理和分析，SAS6.12软件对各组间平均数进行Duncan's多重比较，结果表示为“平均值±标准差”，P＜0.05为差异显著。

2 结果

2.1 葡萄渣中主要营养成分含量

表2 葡萄渣中主要营养成分含量(风干基础，%)

由表2 可见，不同葡萄渣样品常规营养成分中DM 含量差异显著（P＜0.05），SLZ 最高为43.21%，ML最低为32.09%；SLZ的CP含量显著低于其他3个葡萄渣样品，ML、MBK 和CXZ 之间差异不显著（P＞0.05）；WSC含量最高为ML，高达0.90%，SLZ含量最低，仅为0.37%；在4 个样品中，SLZ 和CXZ 具有较高粗灰分含量；EE含量均在7%以上，CXZ显著高于其它品种；不同品种葡萄渣NDF含量在37.87%～54.68%之间，ADF含量在29.20%～46.94%之间，其中SLZ的NDF 和ADF含量显著高于其它品种（P＜0.05）。

2.2 葡萄渣单宁标准曲线(见图1)

由试验得单宁标准曲线的回归方程为Y=0.078 4X+0.019 5，其中，Y为单宁在溶液中的浓度(mg/l)；X为单宁在766 nm处的吸光值，R2=0.999 9，线性良好。

图1 单宁标准曲线

2.3 不同来源葡萄渣单宁含量

由表3 可知，各样品中单宁含量都在3.5%以上，以MBK 和CXZ 单宁含量最高，均在5%以上，其次是SLZ为3.89%，再次是ML为3.83%。

表3 不同葡萄渣样品中单宁含量

3 讨论

3.1 葡萄渣中的营养成分分析

本研究中四种葡萄渣CP含量平均在8.48%左右，接近一般谷实类作物(玉米CP为8.60%)，EE含量平均超过7.86%，较高粗蛋白质和粗脂肪量为其饲料化开发提供了可能。葡萄渣中WSC含量较低，可能在酿酒发酵过程中能量消耗所致，WSC在青贮中可作为乳酸菌繁殖发酵基质从而促进乳酸形成，降低pH值并抑制不良青贮发酵[8]，因此可将葡萄渣与含糖量较高的禾本科牧草进行混贮或添加糖蜜、甜菜渣或酒糟等，提高加工调制效果。ADF与动物消化率呈负相关，其含量越低，饲草的消化率则越高；NDF是反刍动物瘤胃内产生挥发性脂肪酸的主要底物[9]，产生过多挥发性脂肪酸会导致瘤胃酸中毒。添加饲料酵母或复饲料酵母与酿酒酵母复合菌使其ADF、NDF显著降低[10]，在利用葡萄渣制作饲料时要重视饲粮中ADF和NDF的平衡，提高饲草利用率。

3.2 贺兰山东麓主要酿酒葡萄渣中单宁含量的分析

不同品种葡萄渣，单宁含量不同，可能因为在酿酒过程中，发酵时酒精浓度不同所致，酒精浓度越高，浸提所得单宁越多，并且酒精浓度在12%时浸提单宁量明显提高[11]。王哲等[12]测定蓬莱产区不同品种酿酒葡萄中多酚及单宁类物质含量时，发现葡萄籽的多酚和单宁类物质含量都要远高于果皮，所以样品中若含有大量葡萄籽也会使整个样品中单宁含量增高。有研究指出，相比肥沃土壤，生长在贫瘠土壤中的植物单宁含量较高，银川西夏区的土壤类型以淡灰钙土为主，有机质含量少；永宁、贺兰山产区的土壤类型多以洪积砾石为主，保水保肥能力弱[13-14]，因此来自永宁的葡萄渣单宁含量较高，其中赤霞珠单宁含量最高。此外，局部地区小气候亦影响单宁含量，如采收前气温日较差增大，有利于酿酒葡萄中单宁含量的增加，并且随日照时数增加，葡萄中单宁含量随之增加，充足光照对合成单宁有促进作用，高温不利于单宁保存，低温则有利于单宁保存[15-16]。同时样品来源，品种、葡萄园架势及管理、病虫害防治等因素对葡萄品质具有很大影响，进而影响了单宁含量。

3.3 葡萄渣中单宁的提取方法

目前提取单宁的方法以有机溶剂提取法最为普遍，有机溶剂和水的混合体系提取率比水、有机溶剂单独使用更高，常用的有机溶剂主要有乙醇、甲醇、乙醚、丙醇、乙酸乙酯等。由于单宁是极性很强的水溶性酚类化合物，丙酮水溶液对单宁的溶解能力很强，能打开单宁-蛋白间的连接键，因而使单宁提取率提高[17]。在有机溶剂浸提法中，影响单宁提取率的因素较多，如提取时间、温度、料液比以及溶剂的浓度等。陈国刚等[18]比较水、95%乙醇+水、丙酮+水、甲醇+水对单宁提取率的影响，丙酮-水体系提取率最高，液料比1:40、提取时间1.5 h、提取温度75 ℃，此条件下得到葡萄梗中单宁类物质的提取率为9.73%。赵文杰等[19]采用不同浓度丙酮为提取剂研究最佳提取条件，白（红）葡萄皮渣中料液比1:40（1:30），水浴温度50 ℃（70 ℃），时间5 h（7 h），丙酮浓度50%（50%），提取率为4.355%（3.381%）。本研究采用了钨酸钠-磷钼酸显色分光光度法测定葡萄渣中单宁含量的方法，葡萄渣中单宁浸提的最佳条件确定为波长766 nm，料液比1:20，提取剂为1:1的丙酮和水，显色时间30 min，50 ml溶液需要F-D显色剂用量6 ml，饱和碳酸钠用量6 ml。

3.4 酿酒葡萄渣及单宁饲料化利用

单宁是一种天然酚类化合物，广泛存在于红豆草、油菜籽、葡萄以及高粱等植物的茎秆、树皮或者种子中[20]。低剂量单宁对动物的营养和健康具有积极效应[21]，缩合单宁极易与蛋白质结合形成复合物。反刍动物采食有较高缩合单宁的牧草后，缩合单宁-蛋白质复合物在瘤胃中不易被降解，从而形成过瘤胃蛋白，经真胃（pH 值2.5）和小肠（pH 值8～9）后，蛋白质与单宁迅速分离，酶解后形成易吸收的小分子物质，提高了蛋白质利用率[22]。有研究指出，相比于不含单宁的牧草，饲喂富含单宁的百脉根[23]、红豆草[24]、柞树叶和榛子叶[25]等可提高反刍动物生产性能和氮的利用率。富含单宁酸的提取物在不改变微生物蛋白合成前提下减少甲烷产生，减少肉牛瘤胃鼓气发病率，提高奶牛对饲料中营养成分的表观消化率[26-28]。

葡萄渣中提取的单宁有一定的抗真菌特性，且与乳酸菌有一定的协同作用[29-30]，表明富含单宁的葡萄渣可添加在青贮中以抑制不良微生物的活动。葡萄渣中的半纤维素糖与乳酸的生物转化产率为0.67 g/l，接近于从戊糖发酵的乳酸发酵过程中获得的最大理论产率[31]，且葡萄渣发酵后能产生柠檬酸[32]，为青贮可以快速降低pH 值提供了良好的条件，能有效抑制霉菌和酵母菌的活动。柯文灿等[33]在紫花苜蓿青贮中添加苹果渣、葡萄渣和葡萄渣粉，证明富含单宁的物质可有效抑制青贮的蛋白质水解，降低非蛋白氮的含量，同时提高饲料中多不饱和脂肪酸的含量。宁夏贺兰山东麓地区的葡萄渣单宁含量较高，在提高青贮品质及营养价值方面前景广阔。

4 结论

本研究表明，贺兰山东麓主要酿酒葡萄宁夏贺兰山东麓葡萄渣样品中单宁含量从高到低依次为赤霞珠（CXZ）＞马尔贝克（MAL）＞蛇龙珠（SLZ）＞美乐（ML）。通过常规营养成分分析和单宁含量的综合分析，贺兰山东麓地区酿酒葡萄渣作为非常规饲料资源在饲料化开发利用方面潜力巨大。