葡萄籽的综合利用

葡萄籽的综合开发与利用 摘要:本文对葡萄籽的开发利用情况进行了综述，其主要方向有:从葡萄籽中提取葡萄籽油、原花青素、白藜芦醇、单宁以及蛋白质等物质，葡萄籽饼粕制肥料、饲料、洗涤剂及高级活性炭等。通过对葡萄籽中有效成分的提取和应用，提高综合利用水平。 关键词：葡萄籽；综合利用；葡萄籽油；原花青素；白藜芦醇 在全球范围内，生态环境退化，食物和能源的短缺是整个人类目前所面临的共同问题。以食物为原料的食品加工应本着节约能源和物质再循环利用的原则，综合利用原料，遵循绿色食品加工中的可持续发展原则。葡萄是一种世界性水果，其中80%的葡萄用于酿酒，13%用于食用，7%用于加工果汁及其它葡萄制品[1]。我国葡萄栽培地域广阔，从1996年至2004年，葡萄酒生产企业由240多家发展到超过500家，葡萄酒年产量从1万吨猛增到40万吨。与此同时，葡萄废弃物的产量也逐年增长，现在我国每年产生几十万吨的葡萄废弃物。 葡萄酿酒工业中产生的废弃物约占鲜果总量的20%~30%，其中葡萄籽约占鲜果总量的7%~10%，具有很大的开发利用价值[2]。目前我国的葡萄酒生产厂家对葡萄籽的综合利用率还比较低，有的是直接作为饲料使用，有的甚至来不及处理而丢弃。若对这些葡萄籽加以充分利用，提取具有生物功能活性的产品，如葡萄籽油、原花青素、单宁等，开发出多种相关产品，将能延长葡萄加工产业链，变废为宝，提高葡萄加工企业的综合效益和水平。 1 葡萄籽油的开发 1.1 葡萄籽油的简介 葡萄籽中油脂的含量约为14%~17%，包括大量的不饱和脂肪酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸以及微量亚麻酸、月桂酸、肉豆蔻酸等；其中不饱和脂肪酸的含量可达90%以上，主要成分是亚油酸，亚油酸是人体生长的必需脂肪酸。葡萄籽油中还含有多种矿物质、微量元素(如钙、锌、铁、镁、铜、钾、钠、锰、钴等)及多种维生素，其中较高的VE含量还使得服用葡萄籽油可以起到增强体质、促进生长发育和提高健康水平的作用。 葡萄籽油在欧洲自古就享有盛誉，有着食用美容品的美称，早在50多年前，它已经在欧洲许多国家上层社会的餐桌上开始露面。近年来，国内学者对其安全性进行了研究和证实[3]，对有关葡萄籽的营养功能性质和如何协助人体调理的各种研究报告[4]众多，对葡萄籽油的应用开发也日趋成熟。葡萄籽油营养成分丰富，具有被认可的生物安全性，并有很高的营养保健和食疗功效，除了直接作为食用油脂以外，葡萄籽油还作为食品添加剂、化妆品原辅料以及药品原料被广泛使用。目前葡萄籽油在日本、美国和我国香港等地的消费量迅速增长，因此，开发研制营养型和功能型葡萄籽油产品前景十分广阔，值得大力推广。 1.2 葡萄籽油的提取方法󰀀 葡萄籽研碎，分离得种仁及种皮，用正己烷多次提取种仁及种皮中的油脂。提取完毕后回收正己烷，蒸去油中残留的溶剂，称重，得葡萄籽毛油。工艺流程:葡萄籽→烘干→破碎→搅拌浸提→过滤→蒸发→回收溶剂→毛油→精炼→精制葡萄籽油[5]。 2󰀀葡萄籽原花青素的开发 2.1󰀀原花青素的简介 葡萄籽中除了含有较高含量的油以外，还含有4.85%的总多酚，其中最主要的多酚活性物质是原花青素，其基本的单体为儿茶素和表儿茶素。原花青素可通过清除体内多余的自由基，显著提高机体抗衰老能力，改善心脏功能，增强人体抗变反应的能力。药理试验表明其对动脉硬化、胃溃疡、肠癌、白内障和糖尿病合并症等疾病具有强烈抑制作用[6]。特别值得指出的是，原花青素低聚物(OPCs)与维生素C之间具有协同作用，当维生素C在人体内遇到自由基时，将向自由基贡献电子从而成为不具抗氧化功能的分子，而原花青素低聚体则能激活失去活性的维生素C，使之反复再生。此外，原花青素低聚体还是唯一能透过血脑屏障而对脑细胞提供抗氧化保护作用的抗氧化剂。自从上世纪50年代初人们首次发现原花青素的抗氧化功能以来，世界各国科学家对其进行了大量的动物试验，试验结果表明，原花青素没有任何急、慢毒性，不致癌，不致畸，不引起突变和过敏。原花青素是一种十分安全且对维护人体健康有很高价值的功能性物质。 目前市场上以葡萄籽原花青素提取物为活性成分的产品售价非常昂贵，在国际市场上非常受欢迎，特别是经过分离纯化后OPCs含量较高的产品，更得到消费者的追捧。 2.2󰀀原花青素的提取方法 原花青素的提取方法主要有以下几种:有机溶剂提取法、超临界萃取法、超滤及反渗透法、树脂吸附法。但目前工业上最常用的是先采用有机溶剂浸提后再经过树脂分离纯化的方法，其工艺路线如下:葡萄籽→榨油→籽粕→有机溶剂浸提→葡萄籽粗提液→浓缩→树脂分离纯化→浓缩→原花青素[7]。 3 葡萄籽白藜芦醇的开发 3.1 白藜芦醇简介 白藜芦醇，又名芪三酚，是一种含有芪类结构的多酚类化合物，是白色晶体粉末，无味，难溶于水，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等有机溶剂，最初是作为葡萄属植物的抗逆物质——植物抗毒素而被发现的。天然白藜芦醇有顺式和反式两种异构体，且均具有抗氧化活性。 白藜芦醇是存在于植物中的天然抗氧化剂，在对其进行的各种体内外试验中都显示出极强的抗氧化作用有研究证实白藜芦醇的抗氧化作用要强于VE和VC，并具有较强的清除自由基和抗脂质过氧化的作用。姚煜等［8］在研究白藜芦醇抗衰老的免疫学机制中观察白藜芦醇对小鼠衰老现象的影响结果表明经白藜芦醇处理后小鼠体内的血清超氧化物歧化酶的含量升高，血清丙二醛的含量降低，加快了对自由基的清除，起到了抗氧化作用，说明白藜芦醇能够抵抗由自由基及其代谢产物所引起的脂质过氧化而导致的老化可见白藜芦醇能够提高机体免疫力，延缓机体组织损伤，具有一定的抗衰老作用。 白藜芦醇自被发现以来，备受各个学科界的关注和重视，它不仅具有抗肿瘤、抗心血管疾病、治疗突变抗菌消炎、保护肝脏、诱导细胞凋亡、保护神经系统、免疫调节、辐射保护及激素调节等生理功能，在1998年，它还被美国专著《抗衰老圣典》一书列为100种最热门有效抗衰老物质之一。 白藜芦醇的提取 采用的是加酶水解的方式，破坏少，白藜芦醇含量高。酶解后的原料，利用特制的提取罐多级提取获得高浓度白藜芦醇提取液，提取液利用连续萃取的方式直接萃取白藜芦醇，萃取溶剂连续浓缩、回收，浓缩液最后经干燥脱溶后即可得到50%以上含量的白藜芦醇。白藜芦醇收率以酶解后含量计算，可达到85%以上，该工艺具有路线短、操作简单、收率高、成本低的特点[9]。 4 单宁 单宁又叫鞣酸，是一类不同聚合度的黄烷-3-醇聚合的多酚类物质，主要存在于葡萄皮和籽中，是形成葡萄酒风味的主要成分。在提取油后的葡萄籽饼粕里含有约10%的单宁，单宁也具有一定的抗氧化功效[10]，除可供药用外，还是皮革工业很好的鞣料，也是制造墨水、日用化工和印染工业的原料。单宁的提取过程如下:将葡萄籽粕用含水乙醇为溶剂在常温常压下浸提两次，每次5~7h，过滤数次，合并滤液后将乙醇蒸出，母液真空浓缩，沉淀干燥后即得到单宁。在提取时需避免使产品氧化而变黑。 5󰀀葡萄籽蛋白 葡萄籽榨油后的饼粕中含有13%~16%的蛋白质，是一种新的优质蛋白质资源，且葡萄籽蛋白含有谷氧酸、甘氨酸、丙氨酸等18种氨基酸，人体必需的8种氨基酸俱全，其中缬氨酸、精氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸含量都相当于大豆蛋白的含量[16]，因此可利用葡萄籽饼粕中提取的蛋白质生产复合蛋白，用于强化食品和保健药品中，还可以作为制取味精的原料。其提取工艺如下:葡萄籽→榨油→籽→干燥→加NaCl溶液搅拌→离心→上清液→透析→粗蛋白→纯化→精蛋白质[11]。

6󰀀肥料及其他 葡萄籽饼粕中含有粗蛋白11.7%，粗脂肪7.6%，还有1.98%的氮、0.70%的磷、0.47%的钾和其它一些元素[12]非常适合开发作为高效肥料，可直接作为果蔬园的冬季堆肥，也可经发酵后作为植物生长期追肥使用。葡萄籽粕蛋白含量丰富、氨基酸组成合理，是高蛋白饲料的良好来源。采用葡萄籽制成的活性炭质量好、无异味、脱色力强，是一种高级活性炭，在欧美国家的高级葡萄酒生产中，葡萄酒的脱色只能用葡萄籽活性炭，而不能用其他来源的活性炭。在精炼葡萄籽油过程肿，碱炼工序产生的大量皂脚还可以制备成具有良好去污效果的肥皂和洗涤剂。 近年来，我国许多学者对葡萄籽的综合开发做过许多研究，有的已经实现了产品的商业化，有的还只是在尝试中。总的说来，我国对葡萄籽的开发研究和利用还有待于继续深入。一方面，对葡萄籽功能性成分的提取和纯化研究还需进一步深入并开发出适合大规模工业化生产的工艺路线，以降低生产成本、得到纯度更高的产品，提高与国外同类产品的竞争力。另一方面，需拓宽葡萄籽功能性成分的应用范围，开发出多种产品，使其在更多的领域内得到应用。 参考文献: [1]陈江萍.葡萄废弃物的开发利用研究[J].浙江柑橘,2005,22(1):40-43. [2]张学文,单连青,符治诚,等.醇酒葡萄籽的化学成分级综合利用[J]. 中外葡萄与葡萄酒, 2006(4):52-54. [3]张爱军,沈继红.葡萄籽毒性评价的研究[J].中国油脂,2006(5):86- 89. [4]王敬勉,廖德胜,张永洪.葡萄籽油的营养及食疗价值研究[N].营养学报,1996,18(2):221-223. [5]马玲,徐臻荣.葡萄籽油抗氧化作用的实验研究[J].中国公共卫生, 2002,18(9):23- 25. [6]吴朝霞,孟宪军,李兴霞,等.超临界萃取葡萄籽油及原花青素的初步探讨[J] .食品科技,2005(7):47-49. [7]刘军,李进,曲键,等.葡萄皮渣的综合利用[J].中外葡萄与葡萄酒, 2006(3):51-53. [8]姚煜,田涛,南克.白藜芦醇抗衰老免疫机制的研究[J].中药材,2006,5(29):464－466． [9]陈江萍.葡萄废弃物开发利用研究[J].浙江柑橘,2005,22(1):40- 43. [10]张学文,单连青,符诒诚,等.醇酒葡萄籽的化学成分及综合利用[J].中外葡萄与葡萄酒, 2006(4):52-54. [11]杨小兰.葡萄皮籽的开发利用[J].农产品加工,2008 (10):24－25． [12]高峰,张琨,宋昕恬,等.葡萄籽提取物抗氧化作用人体实验[J].中国卫生工程学,2010,9(2):99－100．