高學峰，楊繼紅,2,3，王 華,2,3,*

（1.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，陜西 楊凌 712100；3.西北農林科技大學合陽葡萄試驗示范站，陜西 渭南 715300）

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葡萄及葡萄酒生產過程中副產物的綜合利用研究進展

高學峰1，楊繼紅1,2,3，王 華1,2,3,*

（1.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，陜西 楊凌 712100；3.西北農林科技大學合陽葡萄試驗示范站，陜西 渭南 715300）

摘 要：葡萄園整形修剪以及葡萄酒釀造中伴隨產生大量廢棄物，主要有枝條、皮渣和酒泥等。本文介紹近年來副產物綜合利用的最新研究進展及多種功能性成分的開發(fā)和應用。開展葡萄與葡萄酒生產過程中副產物的研究，可化廢為寶，實現(xiàn)資源綜合利用，獲得良好的經濟效益以及巨大的社會效益。

關鍵詞：葡萄；葡萄酒；副產物；綜合利用

葡萄是世界上產量最大，栽培面積最廣的水果之一。根據(jù)國際葡萄與葡萄酒組織（Organisation Internationale de la Vigne et du vin，OIV）發(fā)布的統(tǒng)計資料，近20 年來，全世界葡萄栽培面積持續(xù)下滑，而中國葡萄栽培面積持續(xù)增長，2012年全球葡萄園總面積為750 萬hm2，中國葡萄園面積為57 萬hm2。葡萄酒是破碎或未破碎的新鮮葡萄果實或葡萄汁經完全或部分酒精發(fā)酵后獲得的飲料。葡萄園整形修剪以及葡萄酒釀造中伴隨產生大量廢棄物，主要有枝條、果梗、皮渣和酒泥等。從生物和化學需氧量方面考慮，因其富含有機物嚴重污染環(huán)境，而且造成資源浪費。因此，積極開展葡萄與葡萄酒產業(yè)中副產物的研究，化廢為寶，具有一定重要的經濟和社會意義。

1　葡萄枝條的利用

栽培葡萄屬于葡萄科（Vitaceae Juss.）葡萄屬（Vitis L.），為多年生木質藤本或攀援灌木，生長過程中需要對枝條進行整形修剪，以維持一定的產量和質量。但修剪下的枝條，除極少部分留作扦插外，大部分枝條被廢棄或焚燒，產生大量有毒物質和溫室氣體，造成環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。葡萄莖中富含木質素、纖維素和半纖維素，經處理后可以成為良好的可再生有機能源。

1.1堆肥化處理

隨著近年世界性的農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，堆肥化處理植物源性有機物料的技術及其堆肥應用研究得到廣泛重視。葡萄枝條堆肥化處理，可以利用自然界中豐富的微生物菌群，有效地對葡萄枝條進行生物降解，并將其轉化成營養(yǎng)豐富的有機質肥料或土壤調理劑，還可以殺滅葡萄枝條上的病菌，清除病菌的傳播和污染[1]。葡萄冬剪枝條是一種良好的堆肥化基質，無論在不同初始碳氮比（carbon/nitrogen，簡稱C/N）條件下堆制，還是與不同比例羊糞聯(lián)合堆制，都能成功地完成堆肥化過程。由于葡萄枝條存在C/N較高及固體顆粒大等問題，造成葡萄枝條不能直接用于堆肥化處理。將葡萄枝條切碎成直徑20 mm，添加顆粒較細、含N量較高的無機物或有機物，如尿素、雞糞等，可有效解決上述問題，實現(xiàn)枝條的高效堆肥[2]。王引權等[3]研究證明添加無機N素比不加無機N素能更快地獲得成熟穩(wěn)定和富含作物所需營養(yǎng)的優(yōu)質生態(tài)有機肥或土壤改良劑。劉小剛[4]從腐爛的葡萄枝條上分離篩選出高效枝條木質素降解菌，提高了葡萄枝條木質素的降解效率，為枝條堆肥、牲畜飼料的加工等多項葡萄枝條綜合利用方面提供了依據(jù)。研究表明調節(jié)C/N、翻堆次數(shù)、添加復合菌劑可以加速木質素、纖維素等有機碳物質的降解，有利于堆肥后期形成腐殖質類物質，提高腐熟程度，其中復合菌劑的添加量是影響總有機碳降解和腐殖質產生最重要的因素[5]。

1.2作沼氣能源

沼氣資源作為一項極具應用前景的新能源，其開發(fā)利用對于解決我國農村能源供應緊張的問題具有重要意義。葡萄栽培產生的廢棄枝葉和葡萄酒生產中產生的皮渣、污水等廢棄資源均可投入沼氣池中，作為發(fā)酵原料。在葡萄園中建沼氣池，這些資源發(fā)酵制取沼氣后，能夠提供葡萄園日常用電。沼渣和沼液可當作肥料還于田中：沼渣作基肥、沼液追肥，并用沼液作葉面噴肥和病蟲防治，為葡萄生長提供營養(yǎng)，同時提高了葡萄根系對養(yǎng)分的吸收能力，減輕了葉面病蟲害的發(fā)生，促進了葡萄產量的增加和品質的提升[6]。范榮霞[7]研究表明，施用沼渣、沼液肥對促進葡萄生長發(fā)育、增加產量、提高品質效果顯著，可減少因長期使用化肥而造成的土壤板結現(xiàn)象。邵志鵬[8]認為主要原因在于沼液中含有各類氨基酸、赤霉素、糖類和核酸等生理活性物質，它們對葡萄生長發(fā)育有調控作用。另外，把沼氣池和青料貯存池結合，利用青料貯存池內較高的溫度，能夠保證寒冷地區(qū)冬季順利產生沼氣，提高沼氣池的產氣效率[9]。

1.3功能性物質提取

1.3.1 提取多酚物質

葡萄枝條中多酚物質種類較多，其中含量最高的是單寧，不同品種間各物質含量具有顯著性差異。研究表明提取物中的總酚、總黃酮和單寧的含量均與其對自由基的清除能力呈正相關性，說明葡萄枝條具有潛在的開發(fā)價值[10]。中國野生刺葡萄枝條具有較高的酚類物質含量和抗氧化性能，其中總還原力與總酚、總黃酮、原花色素含量有較高的相關性（R2＞0.9），是具有良好開發(fā)前景的天然抗氧化劑及生物藥品基料[11]。孫玉霞等[12]以冬季修剪的一年生葡萄枝條為試材，采用溶劑提取法提取溫度70 ℃、料液比1∶16.5（m/V）、乙醇水溶液體積分數(shù)50%，在此條件下提取液中多酚實際含量可達14.126 mg/g。高園等[13]則利用超聲波輔助技術從葡萄枝條中提取多酚類物質，并確定最佳工藝為體積分數(shù)60%乙醇溶液為提取液，料液比為1∶12（m/V），超聲波提取時間為30 min，于20 ℃條件下浸提2 次，此條件下多酚類物質的提取率為97.38%。在葡萄枝條粗提物的研究的基礎上，對其進 行分離純化并對其他具有生物活性的物質進行研究，可以進一步提高葡萄枝條的應用價值。張靜等[14]對4 種大孔吸附樹脂進行篩選，通過靜態(tài)和動態(tài)實驗對從葡萄枝條中提取的葡萄多酚類物質進行分離純化研究，確定ML-1樹脂為最理想的大孔吸附樹脂，從而為多酚類物質的分離提取提供更為有效的方法。

1.3.2 其他物質提取

葡萄枝條還富含木質素、纖維素及多種礦質元素，可用于提取膳食纖維，或通過微生物降解進而獲得多種生物制品[15-16]。纖維素可以用于纖維的生產，木質素可以水解得到多酚類物質進一步加工制成抗氧化物質和微生物抑制劑，半纖維素可以用于提高可發(fā)酵性糖的含量或用于食品添加劑的生產[17]。此外，利用葡萄枝條生產出的活性炭粉劑，具有很好的孔度，可作為白葡萄酒的澄清劑，具有重要的商品開發(fā)價值[18]。

1.4作飼料

富含纖維素、半纖維素木質素的秸稈等農業(yè)有機物一直是牲畜飼料的重要組成部分。利用葡萄枝條作為家畜的飼料，可充分利用葡萄枝條的營養(yǎng)并拓寬家畜飼料的來源。然而作為牲畜飼料，木質素的難降解性及其對纖維素的保護作用阻礙了牲畜對其的消化吸收，所以需要木質素降解菌的幫助，從而提高這些農業(yè)有機物的利用率。收集廢棄葡萄枝條，簡易加工后作為飼草，極大程度上緩解了飼草短缺的問題，并減少了養(yǎng)殖成本[19]。

1.5食用菌栽培基質

食用菌具有很強的木質纖維素降解能力，生長過程中產生木質纖維素降解酶，對原料中的木質纖維素進行分解利用，以供應其子實體的生長及呼吸作用的能耗。廢棄葡萄枝條作為食用菌的栽培基質，一方面高效實現(xiàn)了其生物學效益和生物轉化率，避免了葡萄園枝條修剪帶來的環(huán)境污染和資源浪費，另一方面又擴大了食用菌的原料范圍，為葡萄園帶來附加的經濟效益。目前已經有葡萄枝條栽培杏鮑菇、白玉菇、香菇、秀珍菇及雙孢蘑菇的研究，還有的在葡萄架下建畦，采用葡萄枝屑與玉米芯混合栽培基質培養(yǎng)平菇，同樣獲得了良好的產量和生物轉化率[20-23]。陳嬌嬌等[24]利用不同配方的葡萄枝生料栽培姬菇，通過對比實驗，篩選出最佳配方比，姬菇菌絲生長速率快，菌絲潔白、強壯，菇形良好，肉質厚實，產量和生物轉化率高，具有很好的經濟價值。黃卓忠等[25]以葡萄枝屑為主料，篩選出適合毛木耳栽培的培養(yǎng)基配方，為葡萄種植 業(yè)廢棄物資源化利用及開拓食用菌栽培原料應用范圍提供科學依據(jù)。王玉民等[26]對葡萄枝培養(yǎng)料栽培黑木耳雜交99菌株進行實驗，篩選出以葡萄枝屑為培養(yǎng)料的最佳栽培料配方，為葡萄產區(qū)以葡萄枝屑培養(yǎng)料栽培黑木耳，提高產量、改善品質和增加收益提供了技術指導和理論依據(jù)。食用菌栽培后剩余的菌糠中增加了大量的菌絲蛋白，并且仍有部分菌絲未吸收的養(yǎng)分，是較好的農肥，可回歸到葡萄園中，實現(xiàn)葡萄園資源的循環(huán)利用，還可用來加工飼料、二次栽培食用菌、作為燃料和能源材料和作為土壤改良劑和修復劑等，為果農帶來另外的附加經濟效益。

2　葡萄酒生產過程中皮渣的利用

在葡萄酒的釀造過程中，有20%～30%的葡萄殘渣產品，包括除梗破碎產生的果梗，壓榨后的皮渣，以及轉罐、陳釀過程產生的酒泥沉淀等，其中各成分的含量因葡萄品種而異。葡萄皮渣中功能性成分，如天然色素、膳食纖維、有機酸、以亞油酸為主的多不飽和脂肪酸和具有抗氧化能力的多酚類化合物等的回收提取越來越受到重視，在抗癌和防治心血管疾病等方面有著卓越的效果，以葡萄皮渣為原料生產的保健品具有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.1皮渣的發(fā)酵再利用

釀制產生的葡萄皮渣主要有兩類，一類是白葡萄酒釀造過程中，榨汁后未經發(fā)酵的葡萄皮渣；另一類是發(fā)酵后的紅葡萄酒皮渣，直接蒸餾可獲得部分酒精。而未經發(fā)酵的葡萄皮渣，可采用再發(fā)酵法制取酒精。葡萄皮渣調整糖酸、pH值發(fā)酵后，蒸餾除去酒頭酒尾留中間，它可以直接加入葡萄酒中增加酒度，或者密閉于橡木桶中陳釀，適當調配成優(yōu)良白蘭地。葡萄皮渣中加入糖漿，并補充適當?shù)木剖岷?，可用于釀造桃紅葡萄酒[27]。

此外，葡萄皮渣中含有大量抗氧化物，如類黃酮、黃酮醇、花青素和可溶性單寧等，用葡萄皮渣釀醋不僅能夠開胃健脾、解腥祛濕，而且具有很高的醫(yī)療價值，所以利用皮渣再發(fā)酵進而研發(fā)食醋、果醋以及多酚功能性飲料的研發(fā)較多[28]。利用酒精浸提葡萄皮渣中的多酚物質，然后接種醋酸菌發(fā)酵，或者以玉米、麩皮為原料，酒精發(fā)酵后再加入葡萄皮渣進行醋酸發(fā)酵，經調配制得葡萄果醋，從而兼具營養(yǎng)、保健、食療等功能[29-30]。

2.2提取膳食纖維

葡萄皮渣中富含膳食纖維、多酚、天然色素等植物營養(yǎng)成分，是優(yōu)質的抗氧化膳食纖維資源。膳食纖維（dietary fiber，DF）對人類健康有積極的作用，在預防人體胃腸道疾病和維護胃腸道健康方面功能突出。Tseng 等[31]的研究表明，葡萄皮渣可被作為抗氧化膳食纖維的原料（antioxidant dietary fiber，ADF）的有效資源，在增加奶酪和色拉中的膳食纖維和總多酚含量的同時，還可以延緩其在冷藏過程中的脂質氧化現(xiàn)象，證明了葡萄皮渣可以作為功能食品的組分發(fā)揮促進身體健康和延長食品貨架期的雙重功效。Mildner-Szkudlarz等[32]研究發(fā)現(xiàn)，皮渣可以作為膳食纖維和多酚類物質的優(yōu)良資源庫并應用于餅干的生產中，10%比例皮渣可以顯著提高餅干中膳食纖維含量，使餅干表現(xiàn)出較高的抗氧化能力。

膳食纖維提取方法主要有：機械物理法、化學分離法、酶法、微生物發(fā)酵法和膜分離法五大類?；诳紤]保持膳食纖維純度和生理活性的要求，一般采用酶法和發(fā)酵法活化皮渣中的膳食纖維，使可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）的含量得以提高。許多研究多關注于葡萄皮渣膳食纖維提取工藝的優(yōu)化，如篩選酶法最適菌株，以及對化學試劑法、酶法、微生物發(fā)酵法制取葡萄皮渣膳食纖維的工藝進行優(yōu)化[33-35]。普通粉碎后的葡萄皮渣纖維粉顆粒較大、口感粗糙，不利于在食品生產過程中加以利用。因此，陶姝穎等[36]采用超微粉碎和擠壓超微粉碎技術對葡萄皮渣纖維進行物理或化學改性，能有效增加葡萄皮渣SDF的含量，使其在滿足食品加工需要的前提下提高功能特性。

2.3提取多酚類物質

葡萄酒學中多酚可分為色素和無色多酚兩大類，其中色素主要有花色素和黃酮兩類，無色多酚主要分為酚酸（苯酸類和苯丙酸類）、聚合多酚（兒茶素和原花色素）及單寧（縮合單寧和水解單寧）等。葡萄含有豐富的多酚類物質，主要分布在果皮和種籽中，紅葡萄果皮中多酚主要有花色素類、白藜蘆醇及黃酮類，葡萄籽中主要為兒茶素、槲皮苷、原花青素、單寧等。它們具有多種生理功能和藥理作用，如具有抗氧化性、能消除體內自由基、抗衰老、降血脂、降血壓、預防心血管疾病、抗癌防癌、抑菌等作用，在油脂、食品、醫(yī)藥、日化等領域具有廣闊的應用前景。

2.3.1 提取色素

葡萄色素屬于天然花色苷類色素，主要存在于葡萄皮中，包括花青素、甲基花青素、牽?；ㄋ?、錦葵色素及花翠素等，安全無毒且含有一定的營養(yǎng)成分，可作為食品及化妝品等的著色劑。葡萄色素在酸性條件下色澤鮮艷，著色力強，安全性高，還有一些有益的生理功能?？蓮V泛應用于飲料、糖果、糕點等食品工業(yè)，而且葡萄色素具有抗氧化和清除自由基的作用，具有一定的藥用與保健價值。研究證明該色素在酸性條件下對熱、光、常見金屬離子、食品添加劑、碳水化合物等物質具有良好的穩(wěn)定性，具有開發(fā)應用價值[37]。近幾年研究仍關注于工藝的優(yōu)化，雷靜等[38]以釀酒葡萄皮渣為原料，采用超聲波提取方法，在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗確定了釀酒葡萄皮渣色素提取的最優(yōu)條件：料液比1∶10（m/V）、pH 3.0、超聲波溫度60 ℃、超聲波提取時間40 min，該提取條件下，釀酒葡萄皮渣色素提取液在波長520 nm處的吸光度為0.812。

2.3.2 提取無色酚酸

葡萄中的無色多酚如白藜蘆醇、原花青素、單寧等，對保護心血管系統(tǒng)、清除自由基、抗氧化、抗突變、抗癌、抗輻射、促進細胞增殖等都有很好的生物學活性[39]。

白藜蘆醇（resveratrol，Res）是一種含有芪類結構的非黃酮類多酚化合物，具有顯著的抗氧化、抗自由基作用，此外，研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇還具有多種生物學作用：抗腫瘤、心血管保護、植物雌激素作用、防治骨質疏松和對肝臟的保護作用等。研究表明不同葡萄品種間白藜蘆醇含量差異較大，且不同組織部位白藜蘆醇含量差異也較大，其含量由高到低的順序為果梗＞葉片＞果皮＞種籽＞葉柄[40]。常用的提取法主要為有機溶劑提取、酶法輔助提取、超聲波提取法、以及超臨界萃取等。近幾年國內對白藜蘆醇的提取工藝的優(yōu)化進行了大量的研究，李婷等[41]對影響酶法提取的酶解溫度、酶解時間、浸提溫度、浸提時間和浸提次數(shù)5 個因素進行考察，得出最佳提取工藝條件為：葡萄皮渣與纖維素酶的質量比為1 000∶1，在60 ℃條件下酶解90 min，酶解后加入乙酸乙酯，在30 ℃條件下浸提0.5 h，浸提兩次。在此條件下，白藜蘆醇得率為0.93 mg/g。王彪等[42]則通過比較釀酒葡萄皮渣中的白藜蘆醇乙醇回流法、纖維素酶法和超聲波法3 種提取工藝，超聲波法提取率高于乙醇回流法和纖維素酶法。超聲波法提取釀酒葡萄皮渣中白藜蘆醇的最優(yōu)工藝條件為：乙醇體積分數(shù)80%、料液比1∶15 （m/V）、提取溫度70 ℃、提取時間5 min，在此條件下白藜蘆醇的提取率達到0.312 5%。國外學者對白藜蘆醇明顯的抗衰老以及延年益壽的功能進行了研究與證明，并研究了白藜蘆醇的抗病毒和保護心血管等功能活性[43-44]。

2.4在傳統(tǒng)農畜業(yè)中的應用

皮渣在傳統(tǒng)農畜業(yè)中的應用主要有：青貯葡萄皮渣飼喂反芻類動物；利用微生物對葡萄皮渣進行發(fā)酵來生產酶；葡萄皮渣作為有益肥料等。葡萄酒副產物作牲畜飼料，營養(yǎng)價值高、安全無毒，而且成本低經濟效益顯著。因皮渣中含有大量粗纖維及部分難消化的種籽殼，直接飼喂受纖維素及單寧含量的限制，所以使用皮渣飼料輔料，或通過微生物發(fā)酵改善其飼用價值。皮渣中的葡萄皮、果肉和葡萄籽等物質經酵母菌發(fā)酵后，其粗蛋白含量高達30%以上，飼用價值得到改善[45]。葡萄核榨油后的殘渣是很好的精飼料，含有6%左右的脂肪，30%左右的蛋白質及礦物質，與干草、谷物混合是一種很好的牲畜飼料，用量在5%～15%為宜[28]。韓樹民等[46]以葡萄釀酒后副產物皮渣和籽渣為原料，采用化學腐熟促進處理、微生物好氧發(fā)酵和添加復配N、P、K等方法生產有機復混肥，結果表明與等養(yǎng)分和等價格化肥相比施用該有機復混肥可增產10%以上，對多種經濟作物品質有明顯改善作用，且改土培肥效果明顯。

2.5葡萄籽的深加工

2.5.1 提取葡萄籽油

在葡萄酒生產過程中，會產生占葡萄總量3%的葡萄籽，分離壓榨后的皮渣含有1/2的葡萄籽。葡萄籽含油量為14%～17%，其主要成分為亞油酸、亞麻酸等多種不飽和脂肪酸，以及甾醇、多羥基芪類化合物如白藜蘆醇等。其中亞油酸是主要的功能性成分，為人體必需脂肪酸，含量達到70%以上，此外，葡萄籽油還含有少量（≤1%）亞麻酸，同為人體必需脂肪酸，必須通過飲食攝入[47]。葡萄籽油具有很強的抗氧化能力，研究表明比VC、VE抗氧化效果都明顯，葡萄籽油系油脂提取物，對人體無毒、無副作用，即具有安全性，并在降低血脂膽固醇、軟化血管等方面有特殊功效，具有保健作用，且因其高溫加熱無煙的特性，使其成為高級烹飪油。

葡萄籽油的提取方法主要有壓榨法、溶劑法提取、微波輔助提取、超聲波輔助提取、膨化浸出提取、生物酶法提取、超臨界CO2萃取法。常溫壓榨在擠壓過程中易形成高溫使不飽和脂肪酸分解，因此冷壓榨是目前較常用的方法，在低于87 ℃的溫度下對物料進行壓榨，可以避免制油過程中對油脂營養(yǎng)成分的破壞，最大限度保存葡萄籽油及冷榨餅中生物活性功能成分。溶劑法因其簡易方便而被廣泛應用，但溶劑殘留往往會帶來食品安全隱患。微波、超聲波輔助提取能提高葡萄籽油的提取率，減少提取時間，但設備所需成本較高，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產。將生物酶法與超臨界萃取結合使用成為近幾年萃取的新趨勢，在萃取前先用相關細胞壁降解酶處理，破壞細胞壁，從而提高葡萄籽的出油率。目前，許多研究關注于溶劑法、超聲波輔助提取、超臨界CO2萃取法等最優(yōu)工藝、參數(shù)的確定，何文兵等[48]研究證明葡萄籽油的最佳提取工藝為選用乙醚作溶劑，提取時間120 min，提取溫度45 ℃，料液比1∶10（m/V）；在該優(yōu)化條件下，提取率為12.19%。所得葡萄籽油顏色鮮亮、透明清澈，氣味較純正，其理化性質符合行業(yè)標準。武瑜等[49]以赤霞珠葡萄籽為原料，利用超聲波輔助法提取葡萄籽油，確定了最優(yōu)工藝為葡萄籽粉碎粒度為40 目，以60～90 ℃沸程石油醚為浸提溶劑時，最佳提取工藝參數(shù)為：提取溫度40 ℃、料液比1∶9（m/V）、提取時間50 min、超聲波功率360 W，在最佳工藝條件下，葡萄籽油提取率達93.21%。

2.5.2 葡萄籽提取物

葡萄籽提取物（grape seed extract，GSE）中含有豐富的多酚類物質、礦質元素、蛋白質、氨基酸、維生素等，具有潛在的開發(fā)價值。近幾年關于副產物的研發(fā)已經不再局限在簡單處理后做飼料、肥料，以及提取葡萄籽油上，關于GSE的理化性質的研究及深加工已經逐漸引起人們的重視，例如葡萄籽蛋白、多肽、多糖的提取等。提取葡萄籽油后的餅粕是一種優(yōu)質蛋白質資源，含有谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等多種氨基酸，人體必需的8 種氨基酸俱全，其中纈氨酸、精氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸含量都相當于大豆蛋白中的含量，因此可以繼續(xù)加工提取葡萄籽蛋白。水解葡萄籽蛋白質還可得到生物活性多肽，這些生物多肽易于被人體消化吸收，且存在抗氧化肽、抑菌肽和表面活性肽等，具有較強的抗氧化、清除自由基的作用[50]。宋春梅等[51]采用熱水浸提法對葡萄籽多糖進行提取，確定最佳工藝條件為提取溫度95 ℃、液料比40 g/L、提取時間3 h，此條件下多糖含量為1.36%。

葡萄籽提取物原花青素（grape seed extract proanthocyanidin，GSPE）是廣泛存在于植物界的天然多酚類化合物，具有多種生物活性，作為界最受歡迎的十大植物藥之一，已被廣泛用作食品添加劑、藥品、保健品和化妝品等。葡萄籽中原花青素的提取方法主要包括傳統(tǒng)的溶劑提取法、微波萃取、酶法輔助提取、超臨界CO2萃取法。趙利敏等[52]采用乙醇浸提法確定最佳工藝為：料液比1∶11.15、溫度55.6 ℃、乙醇體積分數(shù)72.8%，原花青素的提取率達4.452%。肖麗霞等[53]以發(fā)酵后葡萄籽為原料，通過比較微波、纖維素酶和超聲波輔助提取葡萄籽中原花青素，發(fā)現(xiàn)微波輔助提取優(yōu)于其他兩種方法，并確定微波法提取葡萄籽中原花青素的最佳工藝為：料液比1∶25 （m/V）、乙醇體積分數(shù)80%、微波時間40 s、微波功率115 W，原花青素的提取率為10.70%。

近幾年關于GSE的理化性質研究也日益增多，胡啟秀等[54]研究不同植物提取物降低卷煙主流煙氣中自由基的效果，結果表明葡萄籽提取物清除自由基效果較好，可減少煙氣自由基對吸煙者健康的危害。許郁敏等[55]則研究了葡萄籽提油前后產沼氣潛力，為葡萄籽的綜合利用提供了新思路。天然提取的食品保鮮劑越來越受到人們的關注，葡萄籽提取物含有大量多酚類物質，具有抗氧化和抗菌活性，能夠降低肉制品中脂質氧化，抑制有害微生物的生長，研究證明GSE還可以有效延長香菇的保鮮時間[56-57]。劉霞等[58-59]研究證明冷榨葡萄籽餅粕超微粉蛋白質、粗纖維和氨基酸含量均高于未榨油超微粉的對照組，且具有顯著抑制衰老小鼠體內脂質過氧化的作用，能明顯提高內源性抗氧化酶活性并且無毒副作用，表明其具有較好的抗氧化、抗衰老作用。

3　酒泥的利用

酒泥是葡萄酒釀造過程中產生的副產物，主要成分有微生物（主要是酵母菌殘體）、少量酒石酸鹽晶體、無機物以及色素沉淀等。酒泥可用于提取多種有效成分，用作肥料、飼料。此外，酒泥還可以用來蒸餾白蘭地，優(yōu)質陳釀的酒泥還可以用來改良酒的品質。

3.1利用葡萄酒泥提取酒石酸

酒石酸是一種用途廣泛的多羥基有機酸，廣泛應用于醫(yī)藥、食品、精細化工等行業(yè)。酒泥中酒石酸含量約為100～150 kg/t（即每噸酒泥可提取100～150 kg的酒石酸），數(shù)量十分可觀，因此可以利用富含酒石酸氫鉀的酒泥為原料提取酒石酸。酒泥提取酒石酸的工藝操作為：首先浸提，發(fā)酵蒸出酒精，經后處理、轉化、酸解。然后進行脫色、濃縮、結晶。最后將所得的純白色結晶性粉末在低溫條件下烘干，即得符合右旋酒石酸的各項質量指標的成品[28]。米思等[60]對毛葡萄酒泥提取L（＋）-酒石酸工藝中的酸浸和沉降兩個技術參數(shù)進行優(yōu)化，結果得出酸浸的最佳工藝參數(shù)為：溫度82 ℃、時間7 min、37%鹽酸8 mL（以100 mL毛葡萄酒泥計）；沉降的最優(yōu)工藝參數(shù)為：CaCl2質量濃度50 g/L、pH 6.64、反應時間2.4 h。在此條件下，毛葡萄酒泥中L（＋）-酒石酸的實際酸浸提量為41.63 g/L，實際提取回收率可達87.64%。利用含有豐富的酒石酸鉀的酒泥來生產酒石酸，不僅成本低，而且得到的全部為右旋酒石酸，能很大程度地滿足市場的需求，提高經濟效益。

3.2提取超氧化物歧化酶等

酒泥中因含有大量酵母殘體，因而可用來提取葡萄酒泥酵母超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）。超氧化物歧化酶是廣泛存在于生物體內的一種金屬酶，可催化超氧陰離子O2－與H＋發(fā)生歧化反應，從而解除O2－對機體的毒害。微生物生產SOD具有成本低、周期短、適用于規(guī)?；a的特點，且所得產品安全性高。研究證實真核微生物的SOD含量一般高于原核微生物，其中酵母菌因含有豐富的線粒體，呼吸系統(tǒng)完整，所以其SOD含量高于其他絲狀真菌，可作為SOD的主要生產菌種[61-62]。杜娜等[63]采用葡萄酒酒泥酵母為原料，利用甲苯法對酵母細胞進行破壁，并對SOD分離提取工藝參數(shù)進行優(yōu)化，以期建立較為高效、安全的技術路線，為葡萄酒泥的合理開發(fā)利用奠定基礎。

3.3在傳統(tǒng)農畜業(yè)中的應用

葡萄酒副產物作飼料主要有皮渣飼料、核渣飼料以及酵母蛋白飼料三大類。葡萄發(fā)酵后，沉淀于桶底的酒泥因富含酵母，其蛋白質含量在20%左右，磷含量在0.5%左右，鈣含量較高。經離心分離得到的酵母，經壓濾、烘干，蛋白質含量可達85%以上，質量高且利于特畜消化吸收，可用來生產酵母蛋白飼料，是一種較好的精飼料。此外，酒泥中還含有可溶性糖、維生素、礦物質、氨基態(tài)氮、揮發(fā)酸及纖維素等豐富的營養(yǎng)物質，是一項值得開發(fā)的飼料資源。酒泥因其含有的殘留乙醇、木質素、單寧（鞣酸）和果膠等抗營養(yǎng)因子，使其在畜禽日糧中的用量受到很大限制。研究結果表明，微生物能對酒精中木質素、單寧和果膠等物質進行有效降解，將為解決上述物質在飼料中的抗營養(yǎng)作用提供解決方案[64]。

酒泥中不含有任何對人類身體有毒有害物質，是很好的綠色有機肥源。葡萄酒泥含有大量的營養(yǎng)物質，有機質含量也非常豐富，遠高于芝麻餅和雞糞，而且pH值較低，非常適合鹽堿地施用?？勺鳛榱己玫挠袡C肥源進行開發(fā)利用。釀酒葡萄酒泥經發(fā)酵后制成有機或有機無機復混肥，以底肥或追肥方式施用于大田作物（鮮食玉米）及果樹（桃、冬棗）上，結果顯示在等養(yǎng)分含量下，酒泥施用效果明顯優(yōu)于一般復合肥（對照），對果實的增大以及品質的提高都表現(xiàn)出較好的作用[65]。

4　結 語

4.1副產物綜合利用體系化

葡萄酒釀造中產生的副產物的主要利用仍停留在粗加工層面，如簡易加工成肥料、飼料等。但近些年來已經開始出現(xiàn)原花青素、葡萄籽油工業(yè)化的生產，旨在通過精加工、深加工來提高副產物的經濟價值。副產物往往提取一次后，便棄之不用，若能實現(xiàn)多次重復利用，分別提取不同的有益成分，形成一整套完整高效的利用系統(tǒng)，則可以大大提高副產物的附加值。以葡萄籽的利用為例，冷榨葡萄籽油經煉油后的餅粕，經超微粉碎處理后，制成葡萄籽餅粕超微粉，還可以依次提取白藜蘆醇、原花青素、蛋白質等，最后做飼料或肥料處理，從而使有效物質盡可能地得到充分利用。

4.2副產物綜合利用制度化

我國關于釀酒行業(yè)廢棄物的處理還缺少相關法律制度，仍停留在自由管理階段。國家對副產物的處理尚無獎罰制度，導致許多企業(yè)缺少這一方面的自覺性。建立相關的法律制度，有利于加快副產物的有效處理，保護生態(tài)環(huán)境，提高經濟和社會效益。例如西班牙近幾年關于非法排放造成環(huán)境污染的罰款金額逐漸增加，2000年之前的罰款金額尚維持在3 000 歐元左右，但是近幾年已經漲到大約30 000 歐元[66]。我國副產物的綜合利用缺少合理、高效的利用方式，造成資源浪費以及環(huán)境污染，因此我們必須重視副產物的再利用，減少環(huán)境壓力，創(chuàng)造經濟效益。

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Comprehensive Utilization of By-products from Grape and Wine Production

GAO Xuefeng1, YANG Jihong1,2,3, WANG Hua1,2,3,*
(1. College of Enology, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2. Shaanxi Engineering Research Center for Viti-Viniculture, Yangling 712100, China; 3. Heyang Experimental Demonstration Station, Northwest A&F University, Weinan 715300, China)

Abstract:A large amount of by-products are produced during vineyard pruning and vinification. The aim of this paper is to review the latest advances in the deep utilization of grapevine branches, grape skin residues, grape seeds and wine lees such as exploitation and application of functional ingredients from these byproducts. Huge economic and social benefits have been gained by changing the wastes into valuables.

Key words:grape; wine; by-product; comprehensive utilization

doi:10.7506/spkx1002-6630-201507052

中圖分類號：TS255.4

文獻標志碼：A

文章編號：1002-6630（2015）07-0289-07

*通信作者：王華（1959—），女，教授，博士，研究方向為葡萄與葡萄酒。E-mail：wanghua@nwsuaf.edu.cn

作者簡介：高學峰（1991—），女，碩士，研究方向為發(fā)酵副產物。E-mail：785658480@qq.com

基金項目：陜西省果業(yè)發(fā)展專項資金項目（K332021303）；西北農林科技大學2013年試驗示范站（基地）科技創(chuàng)新與成果轉化項目（XNY2013-64）

收稿日期：2014-04-13