鮮食葡萄組織多酚抗氧化性的比較

朱秀棟，張樂宏，王祎萍，葛琳，李巖*

（青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，山東青島 266109）

葡萄中含有多種營養(yǎng)成分，包括鈣、鐵等礦質(zhì)元素、氨基酸、維生素以及多種多酚類化合物[1]，如花青素、原花青素、花色苷、白藜蘆醇、黃酮類、小分子酚酸、聚合多酚、單寧等，其中，白藜蘆醇與原花青素在藥用方面利用率高[2-4]。多酚在果皮中的含量尤為突出，含量最高可達50%，其中白藜蘆醇含量可達100 μg/g[5]。除了籽中含有油脂成分、不飽和脂肪酸外，籽和梗中均含有單寧、粗纖維、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等[6-7]。隨著人們對葡萄藥用和營養(yǎng)價值方面認識的日益增加，開發(fā)利用葡萄多酚類物質(zhì)成為研究熱點。

在實際加工和消費中，葡萄皮、籽、梗通常作為副產(chǎn)物而丟棄，在釀酒過程中會產(chǎn)生占原料20%的皮渣[6]，且其中一些具有抗氧化活性的酚類成分未被有效的利用，造成資源的浪費。研究表明，葡萄多酚具有抗氧化活性，能夠有效地清除人體內(nèi)積累的自由基，減弱機體氧化損傷，提高人體各項免疫力，具有抑菌、抑病毒、抑制癌癥等生理功效[8-9]。然而，皮、籽、梗所含的抗氧化性物質(zhì)種類和含量各不相同，且在不同部位差異較大，其含量和分布與其抗氧化活性具有密切關(guān)系[10-11]。趙瑩瑩等[12]對葡萄籽多酚類物質(zhì)在不同提取方法下的抗氧化活性研究，發(fā)現(xiàn)籽多酚普遍具有較強的抗氧化能力。齊巖等[13]通過有機溶劑萃取和堿降解法分別對皮、籽中的游離酚和結(jié)合酚進行分離提取，得出葡萄副產(chǎn)物皮和籽中含有豐富的酚類物質(zhì)和較強的抗氧化活性的結(jié)論。

目前，釀酒葡萄多酚的研究報道較多，鮮食葡萄由于考慮到人的飲食習慣和原料成本，其副產(chǎn)物（皮、梗、籽）研究報道較少。因此，研究鮮食葡萄果實中多酚物質(zhì)含量及其在不同組織中的分布及抗氧化性，對科學評價鮮食葡萄品質(zhì)具有重要的理論與實際意義[14]。基于此，本研究分別測定‘紅地球’‘瑰香怡’‘巨峰’‘醉金香’為代表的鮮食葡萄皮、籽、梗中多酚物質(zhì)的含量，以DPPH·自由基、羥自由基（·OH）和超氧陰離子（·O2-）自由基清除率為指標分別考察這4個品種組織的抗氧化活性[15-16]。本研究為開發(fā)鮮食葡萄中具有抗氧化活性多酚系列產(chǎn)品提供依據(jù)，為葡萄副產(chǎn)物資源可持續(xù)化、高值化利用提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采用4個新鮮葡萄品種：‘紅地球’（山西臨汾，9月下旬成熟果實）、‘瑰香怡’（沈陽，9月上旬成熟果實）、‘醉金香’（沈陽，9月上旬成熟果實）、‘巨峰’（煙臺龍口，8月上旬成熟果實）。將這4個葡萄品種的果皮、籽、果梗分離，清洗，均勻平鋪在托盤上。試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

STARTER3100 pH計，上海奧豪斯儀器有限公司；AR1140電子分析天平，美國奧豪斯國際貿(mào)易有限公司；WFZ-2100紫外分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；FW-100高速萬能粉碎機，北京市永光明醫(yī)療儀器廠。

1.3 多酚的提取

1.3.1 葡萄果皮、果梗多酚的提取

參考Spagna等[17]和郭文莉[18]的實驗方法，根據(jù)實驗室的現(xiàn)有規(guī)模采用適合的方法。將葡萄皮、梗分別進行干燥，用分析天平精確稱重，按照1 g樣品加入10 mL 60%的乙醇提取劑[19]，在35 ℃放置于黑暗處反應90 min，離心，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)低于5 mL，將提取物定容至30 mL。

1.3.2 葡萄籽多酚的提取

由于葡萄籽中含有的油類成分嚴重影響多酚的提取，根據(jù)趙瑩瑩等[12]和齊巖等[13]的實驗方法進行改進。具體操作如下：將干葡萄籽中的油脂利用石油醚除去。1 g葡萄籽粉加入7 mL的石油醚，置于黑暗處反應24 h。將脫脂后的提取物稱重，按照1 g提取物加入10 mL的60%的乙醇提取劑[19]在黑暗中浸提60 min。離心，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)低于5 mL，將提取物定容至30 mL[20]。

1.4 測定方法

葡萄皮、籽、梗乙醇提取物的多酚含量采用福林-肖卡法測定[21]。不同葡萄組織乙醇提取物對DPPH·自由基、羥自由基（·OH）、超氧陰離子（·O2-）自由基的清除效率均采用分光光度法測定[21]。試驗重復次數(shù)3次。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS statistics 22.0軟件的單因素分析對實驗數(shù)據(jù)進行顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葡萄組織多酚含量

本試驗采用了60%乙醇為浸提試劑的浸提法從葡萄皮、梗、籽中提取多酚。根據(jù)表1顯示，多酚含量最高的是葡萄籽，葡萄組織的多酚含量跟品種有關(guān)。對于葡萄皮中的多酚，‘瑰香怡’果皮中含量最多，其次是‘紅地球’，‘醉金香’皮的多酚與‘巨峰’皮的多酚含量相近。葡萄籽多酚含量最多的品種是‘瑰香怡’，含量最少的品種是‘紅地球’。‘瑰香怡’果梗多酚含量與‘巨峰’果梗多酚含量接近，其次為‘紅地球’的果梗。果梗多酚含量最少的品種是‘醉金香’，且為所有提取物中多酚含量最少的品種。

從葡萄品種來看，‘瑰香怡’不同組織的多酚含量在4個品種中含量最高，‘紅地球’與‘巨峰’在不同組織中含量較為平均，而‘醉金香’在4個品種不同組織中多酚含量差異最大。

表1 不同葡萄品種及組織中多酚含量Table 1 Polyphenol content in different grape varieties and tissues (Unit: mg/g)

2.2 DPPH·自由基清除率

如圖1所示，本試驗中4個品種的果皮、籽、梗乙醇提取物對DPPH·的清除率的差異性是顯著的，其中‘瑰香怡’葡萄皮、籽、梗乙醇提取物對DPPH·自由基清除率在4個品種中最高；‘醉金香’皮DPPH·自由基的清除率最低，與‘瑰香怡’相差在8%以內(nèi)；‘紅地球’籽的清除率最低；‘醉金香’梗的清除作用最低。整體分析，葡萄籽乙醇提取物對DPPH·自由基清除效果最為顯著。‘醉金香’葡萄梗乙醇提取物對DPPH·自由基清除率最低。

2.3 羥自由基（·OH）清除率

圖1 不同葡萄品種組織對DPPH·自由基的清除作用Figure 1 DPPH· free radical scavenging effect of different grape tissues

如圖2所示，本試驗中‘醉金香’果皮乙醇提取物對羥自由基的清除率最高，其次是‘瑰香怡’‘紅地球’‘巨峰’；4個品種的籽乙醇提取物對羥自由基的清除率的差異性最為顯著，‘醉金香’籽在4個品種中清除率最高，‘紅地球’籽最低；‘紅地球’梗乙醇提取物對羥自由基的清除率在4個品種中最高，‘醉金香’梗乙醇提取物清除率最低。整體分析，葡萄籽乙醇提取物對羥自由基的清除作用顯著，除‘紅地球’籽乙醇提取物低于80%外，其他3個皆在90%以上，‘巨峰’葡萄和‘瑰香怡’葡萄各個組織的清除率均處于中上水平。

2.4 超氧陰離子（·O2-）自由基清除率

如圖3所示，本試驗中4個品種的果皮、籽、梗乙醇提取物對超氧陰離子的清除率顯著差異性較大。‘紅地球’皮乙醇提取物對超氧陰離子自由基的清除率最高，‘瑰香怡’皮最低；葡萄籽的清除率均在80%以上，‘醉金香’籽最高，可達98%，‘紅地球’籽最低；‘瑰香怡’梗乙醇提取物的清除率最高，最低的是‘醉金香’梗。整體分析，籽乙醇提取物對超氧陰離子的清除率最為顯著，果梗乙醇提取物與果皮乙醇提取物的清除效果稍低于籽乙醇提取物，‘瑰香怡’果皮乙醇提取物清除率為整體最低。‘巨峰’葡萄與‘醉金香’葡萄在對超氧陰離子清除方面整體效果較好。

圖3 不同葡萄品種組織對超氧陰離子的作用Figure 3 Effects of different grape tissues on superoxide anion

3 討論與結(jié)論

該試驗對‘紅地球’‘瑰香怡’‘巨峰’‘醉金香’4個品種果皮、籽、果梗中的多酚含量進行了提取與測定，并比較乙醇和石油醚提取物對DPPH·自由基、羥自由基（·OH）、超氧陰離子（·O2-）自由基的清除效果。

不同葡萄組織的多酚含量與葡萄品種有關(guān)，果皮多酚含量最高的品種是‘瑰香怡’，‘醉金香’‘巨峰’果皮多酚含量相近且處于最低位置。葡萄籽多酚含量最高的品種是‘瑰香怡’，最低的是‘紅地球’。葡萄梗的多酚含量最低的品種是‘醉金香’，‘瑰香怡’‘巨峰’的梗多酚含量相近且在4個品種中是最高的。綜合分析，該試驗中‘瑰香怡’不同組織中的多酚含量均顯著高于其他3個品種。

葡萄不同組織提取物對自由基的清除率與其多酚含量呈正相關(guān)性。經(jīng)比較所得，葡萄籽提取物對DPPH·自由基、羥自由基（·OH）、超氧陰離子（·O2-）自由基的清除效果比皮、梗清除效果好。這說明籽中含有的抗氧化性物質(zhì)多于籽和梗中的抗氧化性物質(zhì)，另外‘醉金香’不論是皮還是籽的多酚提取物都不是最高，但是其羥自由基清除率卻最高；在4個品種中‘紅地球’梗的多酚提取物含量不高，但其羥自由基清除率卻最高；‘瑰香怡’皮和籽的多酚含量在4個品種中最高，但其超氧陰離子清除率卻低，這可能是由于品種差異，生長環(huán)境、條件不同，導致不同品種所含有的多酚含量各不相同，且與其他多種活性物質(zhì)協(xié)同作用，最終導致不同品種對自由基的清除效果不同[22-23]。丁海麥等[24]通過研究葡萄的還原性以及清除自由基的活性，得出了‘馬奶’和‘龍眼’的抗氧化能力強于‘紅地球’。張嵐等[25]通過研究‘龍眼’‘巨峰’‘紅地球’果皮及籽中總酚、總黃酮含量以及抗氧化活性，得出葡萄籽中總酚、總黃酮含量較多，DPPH·自由基清除率也較高，以及‘龍眼’皮、籽的DPPH·清除率相對最高，同時也說明了葡萄抗氧化能力與品種、產(chǎn)地有一定的關(guān)系。

總之，葡萄果皮、籽、梗多酚含量豐富，且具有一定的抗氧化活性，如其中的花青素對人體來說是一類很好的抗氧化劑，能夠在很大程度上保護人的機體或細胞免受自由基的傷害[26-28]。而且葡萄不同組織提取物對自由基的清除率與其多酚含量呈正相關(guān)性。基于此，本研究為鮮食葡萄副產(chǎn)物高值化利用提供理論依據(jù)，也為抗氧化系列產(chǎn)品開發(fā)提供理論和數(shù)據(jù)支持。