不同種類葡萄籽綜合營養成分分析

林 童 解春艷 侯鑫然 杜 娟 郭紅珍 吳智艷

(廊坊師范學院生命科學學院1，廊坊 065000) (河北省食藥用菌資源高值利用技術創新中心2，廊坊 065000) (廊坊市微生物發酵研究重點實驗室3，廊坊 065000)

葡萄是較古老、經濟價值較高的水果作物之一，種植面積廣泛，富含多種營養物質和微量元素[1]。在我國，葡萄種植面積廣泛，處于世界第5位，據報道每年葡萄產量超1 300萬t，絕大多數的葡萄被用于釀酒，極少數被制作成葡萄干、果汁、餐桌水果[2-4]。釀酒過程中會生產大量的固體廢物，約占葡萄重量的25%～30%，其中又以葡萄籽為主[5]，經計算每年有百萬噸以上的葡萄籽產生，直接丟棄造成資源浪費且造成污染，因此，對葡萄籽的研究逐漸引起學者的關注。

最初研究是將葡萄籽制加工成牲畜飼料出售，此方法經濟效益低，仍造成資源的浪費。隨后研究發現，葡萄籽中含有豐富的酚類化合物，如酚酸、花青素、黃酮類化合物等[6-8]，具有良好的生物活性和功能特性[9-11]，可應用于食品、化妝品、生物醫藥、紡織品染色等行業[12-14]，尤其是在食品行業，葡萄籽具有非常重要的應用前景。然而，目前對葡萄籽的研究主要集中在花青素和葡萄籽油及其部分功能特性的研究[15-20]，而對不同品種的葡萄籽營養成分差異綜合、系統的研究相對較少。營養成分分析在食品行業具有非常重要的意義，可以指導人們合理的營養與膳食，也有利于食品新資源和新產品的開發。因此，對不同品種的葡萄籽之間營養成分分析具有重要研究意義。

通過對玫瑰香、赤霞珠和巨峰3種葡萄籽營養成分研究，全面、系統的對比3種葡萄籽在蛋白質、氨基酸、礦物質元素、膳食纖維素、多糖、脂肪、多酚及原花青素等含量差異，以期獲取不同品種的葡萄籽在營養成分方面所具優勢，為不同品種來源的葡萄籽用途規劃及處理方式的選擇提供理論依據，有助于農業中葡萄的種植規劃及葡萄籽價值的精準開發。

1 材料與設備

1.1 材料及試劑

葡萄籽；鹽酸、無水乙醇、石油醚、苯酚、濃硫酸、氫氧化鈉：分析純；氨基酸標準品：色譜純。

1.2 主要儀器設備

TDL-40B低速離心機，PHS-25-01型pH計，電子天平，德國Christ真空冷凍干燥機，HH-4數顯恒溫水浴鍋，752N紫外分光光度計，ZXRD-B5210型電熱恒溫鼓風干燥箱，搖擺式粉碎機，Bio-rad680 iMark酶標儀，島津高效液相色譜儀Essentia LC-15C，日立L-8900型氨基酸自動分析儀。

2 實驗方法

2.1 原料預處理

不同品種的葡萄籽清洗后分別于60 ℃的恒溫鼓風干燥箱中干燥，粉碎過篩后備用。

2.2 氨基酸組成及營養元素分析

氨基酸組成采用反相高效液相色譜在254 nm波長下檢測葡萄籽氨基酸組成，處理后的樣品采用PICO.TAG氨基酸柱分析，測定溫度為38 ℃，流速為1 mL/min；營養元素由青島科創質量檢測有限公司檢測。

2.3 膳食纖維測定

不溶性膳食纖維提取測定：稱取粉碎后葡萄籽各10 g，加入蒸餾水200 mL，用0.5 mol/L氫氧化鈉調溶液pH至9.0，40 ℃恒溫水浴鍋加熱1 h，4 000r/min離心15 min，濾渣用蒸餾水漂洗至中性，用1 mol/L鹽酸調節溶液pH 至3.0，60 ℃水浴2 h，離心后濾渣加入蒸餾水水洗至中性，濾渣于60 ℃恒溫干燥箱中干燥至恒重后過篩，產物即為葡萄籽中水不溶性膳食纖維。

可溶性膳食纖維提取測定：收集不溶性膳食纖維第1次離心后產生的濾液，加入濾液體積4倍的95%乙醇，室溫下沉淀1 h，離心、洗滌、干燥、稱重，即得可溶性膳食纖維的含量。

2.4 脂肪含量測定

利用索氏提取法提取葡萄籽樣品中脂肪含量，選用石油醚為提取劑，稱取處理后樣品3 g，用濾紙包住后將其完全浸沒在石油醚之中，75 ℃恒溫水浴提取6 h，將提取液放入已稱重的旋蒸瓶中，旋蒸至溶液剩余3 mL左右，100 ℃烘箱中干燥30 min后冷卻稱重，并重復操作至2次干燥質量差小于1 mg。

2.5 蛋白及種類含量測定

脫脂后的葡萄籽粉采用Osboren分級分類方法進行蛋白分離[21]，凱氏定氮法測定含氮量，換算系數6.25計算蛋白含量[22]。

2.6 多糖提取及含量測定

脫脂后的葡萄籽分采用熱水浸提法提取葡萄籽粗多糖[23]，加水溶解后用sevag試劑脫蛋白處理，反復振搖，靜置，去除下層，水層繼續添加sevag試劑重復上述操作，直至兩溶液間無白色沉淀形成，即為多糖溶液。

采用苯酚-硫酸法繪制葡萄糖標準曲線[24]，同樣條件測定490 nm多糖溶液比色值，根據所得吸光度值和葡萄糖標準曲線計算樣品溶液中多糖含量，再根據稀釋倍數計算脫脂葡萄籽粉中的總糖含量。

2.7 原花青素和總酚含量測定

處理后的葡萄籽粉采用紫外分光光度法測定原花青素含量[25]，福林-酚法測定總酚含量[26]。

2.8 數據處理與分析

實驗設3次重復，取平均值，以x±SD表示，并進行方差分析和Ducan檢驗，采用EXCEL軟件做圖。

3 結果與分析

3.1 粗蛋白含量

蛋白質是食物中的主要營養成分之一，也是評價食物營養價值的重要指標。根據Osborn分級提取法分別對玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽進行分級提取，結果如圖1所示，3個品種的葡萄籽中粗蛋白質含量差異不大，均接近20 g/100 g，且所有品種的葡萄籽中都含有4種蛋白，其中谷蛋白含量最高，其次為清蛋白，球蛋白和醇溶蛋白含量最低。此外，同種類的蛋白在不同品種的葡萄籽中含量也有差異，谷蛋白含量最高的品種是玫瑰香葡萄籽，而清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量最高的品種則是巨峰葡萄籽。

圖1 不同品種葡萄籽中蛋白含量及種類比較

3.2 氨基酸組成分析及評價

從玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽中均檢測出17種氨基酸，其中色氨酸由于在水解過程中被分解而未被分析，如表1所示，3個品種的葡萄籽氨基酸總量分別為8.68、8.07、8.77 g/100 g，在氨基酸含量中，谷氨酸和脯氨酸在3種葡萄籽中均含量很高，其中赤霞珠葡萄籽含谷氨酸最高，為1.68 g/100 g，玫瑰香葡萄籽中脯氨酸含量最多，為2.23 g/100 g。谷氨酸是一種呈味氨基酸，廣泛用于烹飪和食品加工，也可用作代鹽劑、營養增補劑、增香劑；脯氨酸不僅是氨基酸輸液的重要組成，而且具有較強的甜味，能與糖共熱發生氨基酸-羰基反應，生成特殊的香味物質，此外，還具有較強的活性，催化不對稱反應[27]。因此，葡萄籽可廣泛應用于食品、醫藥和工業等行業。

表1 葡萄籽氨基酸組成/g/100 g

由表1可知，玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽中均含有7種必需氨基酸，必需氨基酸總量占氨基酸總量分別為22.17%、22.04%和29.15%，必需氨基酸總量占非必需氨基酸總量分別為28.48%、28.27%和41.35%，相比而言，玫瑰香葡萄籽和赤霞珠葡萄籽所含必需氨基酸比例基本無差異，而巨峰葡萄籽中所含的必需氨基酸比例明顯高于其他2種，但3種蛋白均不符合理想的氨基酸比例。進一步將3種葡萄籽必需氨基酸組成與FAO/WHO推薦模式[28]進行比較，如表2所示，巨峰葡萄籽所含必需氨基酸營養模式最佳，但3種葡萄籽的必需氨基酸含量均不符合FAO/WHO推薦模式，說明3種葡萄籽不能直接用做蛋白補充劑，該結果與之前的研究略有差異[29]，其原因是前期分析以葡萄籽蛋白為基準，再者兩次所用葡萄籽品種存在差異。

表2 葡萄籽的必需氨基酸與FAO/WHO推薦模式比較/g/100 g

3.3 營養元素含量分析

通過對葡萄籽元素含量檢測分析，玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰葡萄籽都富含多種礦物質元素，結果如表3所示，3種葡萄籽中鉀和鎂含量都很高，其中巨峰葡萄籽含有的鉀最高，為365.0 mg/kg，赤霞珠葡萄籽含有鎂最多，為232.2 mg/kg。鉀是一種電解質，可以調節細胞內外電位平衡，鎂對心血管具有重要的保護作用，素有“心血管衛士”之稱。在微量元素方面，3種葡萄籽鐵、錳和銅含量較高，玫瑰香葡萄籽含鐵最高，為159.7 mg/kg，鐵元素在人體中造血功能中具有重要的作用，同時參與細胞色素、血蛋白及各種酶的合成。鋅、硒、銅、錳、硼和鍶這幾種微量元素在巨峰葡萄籽中含量最高。此外，在檢測的幾種毒性元素中，3種葡萄籽中均鉛的含量相對較高，其中玫瑰香葡萄籽中含量最高，為346.7 μg/kg，其他毒性元素含量較少，且3種葡萄籽含量差異不大。可見，葡萄籽富含多種營養元素，在食品、醫藥、保健品等領域具有廣闊的前景。

表3 葡萄籽礦物質元素含量

3.4 粗膳食纖維含量分析

膳食纖維是平衡人體營養狀況的“第七類營養素”，能夠輔助調節血糖血脂水平和多種藥理功能，根據水溶性可以將其分為水溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維，前者主要是親水性的膠體，如果膠，主要參與人體的生理代謝，后者主要由木質素、纖維素及半纖維素組成，促進腸道機械蠕動。通過檢測發現，3種葡萄籽含有不溶性膳食纖維都遠遠多于可溶性膳食纖維(圖2)，玫瑰香和巨峰葡萄籽含有的膳食纖維較多且含量相近，其中可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維分別約5%和20%，赤霞珠葡萄籽含有的膳食纖維相對較少。

圖2 葡萄籽的膳食纖維含量對比

3.5 粗脂肪含量分析

除蛋白質外，脂肪也是食品中的主要營養成分，在評價食品的營養價值中具有重要的作用。如圖3所示，玫瑰香、赤霞珠和巨峰葡萄籽含有的粗脂肪含量相當，約為15 g/100 g。脂肪含量對于葡萄籽油的提取具有重要參考價值，本實驗結果說明，在葡萄籽油壓榨提取原料選擇方面，玫瑰香、赤霞珠和巨峰葡萄籽都可以選擇。

圖3 葡萄籽脂肪含量對比

3.6 多糖含量分析

多糖是一類由醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接而成的天然高分子多聚物質，具有調節免疫、抗癌、抗腫瘤、降血糖等多種功效。通過實驗發現(圖4所示)，赤霞珠葡萄籽多糖含量最高，約占3%，其次為巨峰葡萄籽，而玫瑰香葡萄籽多糖含量最低，約1.3%，赤霞珠葡萄籽的多糖含量超過玫瑰香葡萄籽含量的2倍，由此可見，不同葡萄籽含有的多糖差異較大，在研究葡萄籽多糖時盡量選取含多糖高的葡萄籽品種，如赤霞珠葡萄籽。

圖4 葡萄籽多糖含量比較

3.7 總多酚及原花青素含量分析

多酚屬于“第七類營養素”，在植物中通常呈現出多種環狀化合物的集合，多酚的重要功能是抗氧化，清除由氧化反應而產生的對身體有害自由基。葡萄籽多酚水溶性好、毒性低、生物利用度和安全性高，是一種理想的天然抗氧化劑和自由基清除劑。通過實驗發現，赤霞珠和玫瑰香葡萄籽含有的多酚含量最高且差異不大(圖5a)，其含量分別為2.70、2.44 g/100 g，巨峰葡萄籽含量最低，僅為1.44 g/100 g。

原花青素是一類天然多酚化合物中，由不同數量的單體聚合而成，具有較強的抗氧活性化，能有效的清除自由基，還具有抗輻射、抗癌、抗菌等功能，是迄今為止發現最強、最有效的自由基清除劑之一。葡萄籽多酚主要成分是原花青素，如圖5b所示，赤霞珠葡萄籽含有的原花青素含量最高，約占60%，其次是玫瑰香葡萄籽，原花青素約46%，巨峰葡萄籽中原花青素含量最低，約30%。由此可見，提取或研究葡萄籽原花青素選擇赤霞珠葡萄籽最佳，其次可以選擇玫瑰香葡萄籽。

圖5 葡萄籽中多酚和原花青素質量分數比較

4 結論

不同品種的葡萄籽所含營養成分有差異，其用途或處理方式不同。通過對玫瑰香葡萄籽、赤霞珠葡萄籽和巨峰3種葡萄籽對比研究，發現3個品種的葡萄籽所含粗蛋白質和粗脂肪含量無明顯差異；在氨基酸和營養元素組成方面，3種葡萄籽均含有17種氨基酸和多種礦物質元素，其中巨峰葡萄籽含有的必需氨基酸所占比例、鉀、鋅、硒、銅、錳、硼和鍶等元素最高，赤霞珠葡萄籽含谷氨酸和鎂元素最多，玫瑰香葡萄籽含脯氨酸和鐵元素最多；在膳食纖維方面，玫瑰香和巨峰葡萄籽含量相當，都高于赤霞珠葡萄籽含量；而在多糖、多酚和原花青素含量方面，赤霞珠葡萄籽含量是最高的，巨峰葡萄籽多酚和原花青素含量最低，玫瑰香葡萄籽含糖量最少。