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葡萄籽油生理功能及應(yīng)用綜述

2020-10-29 13:51王燦楊晨露王華李華
中外葡萄與葡萄酒 2020年6期
關(guān)鍵詞:甾醇葡萄籽油脂

王燦,楊晨露,王華,2,3*,李華,2,3*

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院,陜西楊凌 712100;2. 中國(guó)葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,寧夏銀川 750021;3. 陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心/國(guó)家林業(yè)和草原局葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研發(fā)中心,陜西楊凌 712100)

葡萄在世界各地均有種植。國(guó)際葡萄與葡萄酒組織(OIV)2019年數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)葡萄種植面積為85.5萬(wàn) hm2,葡萄酒產(chǎn)量為8.3億 L,分別位居世界第二和第十位。在葡萄酒生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生25%左右的皮渣[1]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)葡萄籽的利用率較低,隨著農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)及可持續(xù)發(fā)展理念的推廣,葡萄皮渣的利用逐漸引起了關(guān)注。葡萄籽約占葡萄皮渣的38%~52%(按干物質(zhì)計(jì)算)[2],還含有豐富的營(yíng)養(yǎng)素,如膳食纖維、碳水化合物、多酚、維生素、脂質(zhì)、優(yōu)質(zhì)蛋白等[3]。因此,將葡萄籽進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)利用,既會(huì)減少殘?jiān)鼇G棄產(chǎn)生的環(huán)境污染和資源浪費(fèi),又能延長(zhǎng)葡萄酒產(chǎn)業(yè)鏈,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和廣闊的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn),葡萄籽含油量約為8%~20%(以干基計(jì)),葡萄籽油中還含有多種不飽和脂肪酸、脂溶性維生素、植物甾醇及多酚等物質(zhì)[4-5],具有抗衰老、抗氧化等生物活性[6]。本文從葡萄籽油的營(yíng)養(yǎng)成分、保健功能、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方面綜述了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)葡萄籽油的研究進(jìn)展,并闡述了葡萄籽油的利用現(xiàn)狀,以期為葡萄籽的開(kāi)發(fā)利用提供一定的參考依據(jù)。

1 葡萄籽油的營(yíng)養(yǎng)成分

1.1 不飽和脂肪酸

葡萄籽含油量(8%~20%)與大豆(16%~20%)含油量相當(dāng)[4,7]。不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%以上,其中多不飽和脂肪酸(PUFAs)和單不飽和脂肪酸(MUFA)含量分別為63.64%~73.53%、14.19%~21.29%[8]。張國(guó)治等[9]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)葡萄籽油中脂肪酸組成進(jìn)行了測(cè)定,共檢測(cè)出42種脂肪酸。Herman等[10]對(duì)‘霞多麗’‘馬斯卡丁’‘紅寶石’和‘康克’冷榨葡萄籽油脂肪酸進(jìn)行了定量和定性分析,葡萄籽油的脂肪酸組成因葡萄品種的不同而有所差異,但主要的脂肪酸含量一致,一般由棕櫚酸(約7%)、硬脂酸(2%~4%)、油酸(13.9%~21.9%)、亞油酸(66.0%~75.3%)組成。亞油酸含量比一般食用油如大豆油(50%~60%)、花生油(10%~26%)都高。

1.2 脂溶性抗氧化物質(zhì)

葡萄籽油中的脂溶性抗氧化物質(zhì)主要包括植物甾醇、脂溶性維生素等[11]。彭麗霞等[12]對(duì)4種葡萄籽油中的植物甾醇進(jìn)行了定量和定性分析,共檢測(cè)出6種植物甾醇,總甾醇的含量從3.6~4.9 g/kg不等,含量較高的是β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇。白葡萄籽油(霞多麗、龍眼)中的總甾醇含量要高于紅葡萄籽油(美樂(lè)、赤霞珠)。葡萄籽油中的脂溶性維生素主要是VE,不同品種葡萄籽油中VE含量有所差異。魏玲玲等[13]對(duì)山葡萄籽油和普通葡萄籽油中的VE進(jìn)行測(cè)定,VE的含量分別為399 μg/g和383 μg/g。大部分植物油中的VE僅以生育酚的形式存在,而研究發(fā)現(xiàn)葡萄籽油還含有生育三烯酚[8]。正相液相色譜法分析得知生育酚和生育三烯酚總量為35.3~68.8 mg/100 g。主要以α-生育酚、γ-生育酚、α-生育三烯酚和γ-生育三烯酚形式存在[14]。

1.3 水溶性抗氧化物質(zhì)

葡萄籽油中的水溶性抗氧化物質(zhì)主要是多酚類物質(zhì),而多酚類物質(zhì)被稱為“第七類營(yíng)養(yǎng)素”。葡萄籽中的多酚類物質(zhì)約占可提取葡萄多酚的50%~70%[15]。經(jīng)釀酒發(fā)酵后的葡萄籽中多酚類物質(zhì)含量有所減少,但仍高于鮮果葡萄皮和葡萄果肉。葡萄籽中的多酚主要由沒(méi)食子酸、兒茶素、原花青素二聚體和原花青素(縮合單寧)組成[16]。由于酚類是親水性物質(zhì),在葡萄籽油生產(chǎn)過(guò)程中只有少量游離酚被溶解,大部分殘留在餅粕中。因此葡萄籽油中的總酚含量(0.16~0.80 mg/g)遠(yuǎn)低于葡萄籽中總酚的含量[10]。葡萄籽油中的酚類物質(zhì)含量受制取工藝等影響。夏鈺等[17]發(fā)現(xiàn),亞臨界流體萃取法制取的葡萄籽油中總酚含量最高(418.56 mg/kg),其次是熱榨法(120.65 mg/kg)、冷榨法(65.99 mg/kg)、溶劑浸提法(65.69 mg/kg)、超臨界CO2萃取法(23.15 mg/kg)。

2 葡萄籽油的保健功能

2.1 降血脂

長(zhǎng)期攝入高熱量物質(zhì)會(huì)引發(fā)高脂血癥等代謝疾病[18]。研究表明,葡萄籽油中的PUFAs可以酯化膽固醇,減少其在動(dòng)脈血管中的積累,加快機(jī)體內(nèi)膽固醇的代謝速度[19]。另外,葡萄籽油中的植物甾醇通過(guò)降低腸道對(duì)膽固醇的吸收,從而降低血清中膽固醇的濃度[20]。因此葡萄籽油可調(diào)節(jié)血脂代謝,近年來(lái)大量學(xué)者通過(guò)臨床試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)證實(shí)了這一結(jié)論。Li等[21]研究‘赤霞珠’籽油對(duì)小鼠高脂血癥的改善作用,通過(guò)探討與脂代謝相關(guān)的基因表達(dá)模式的變化,首次評(píng)估葡萄籽油對(duì)小鼠高脂血癥的調(diào)節(jié)機(jī)制。張愛(ài)軍等[22]用葡萄籽油飼喂大鼠,大鼠的總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的含量均有所降低。Kaseb等[23]采用隨機(jī)臨床試驗(yàn)分別研究橄欖油和葡萄籽油對(duì)高脂血癥患者血脂和血壓的影響,結(jié)果表明食用葡萄籽油和橄欖油的患者TG水平均顯著降低,血壓也有所下降,但其他血脂參數(shù)的平均變化不顯著。Li等[24]研究葡萄籽油對(duì)高甘油三酯和高膽固醇小鼠的胰島素抵抗和能量代謝的影響,結(jié)果表明食用葡萄籽油后,小鼠的呼吸交換率和能量消耗加快,胰高血糖素水平明顯降低,為開(kāi)發(fā)高脂、高膽固醇和糖尿病患者功能性食用油提供理論依據(jù)。

2.2 抗氧化

葡萄籽油中含有能改變氧化應(yīng)激狀態(tài)的物質(zhì),如不飽和脂肪酸、VE、酚類化合物、和β谷甾醇等[25]。近年來(lái),大量學(xué)者對(duì)葡萄籽油的抗氧化特性進(jìn)行體外和體內(nèi)試驗(yàn)。鄭亞蕾等[26]研究‘愛(ài)格麗’‘北冰紅’‘媚 麗’和‘赤霞珠’冷榨葡萄籽油的體外抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)4種葡萄籽油對(duì)DPPH自由基和ABTS+均具有較好的清除能力,葡萄籽油濃度與其清除自由基的能力呈正相關(guān)。Zhao等[27]研究圓葉葡萄籽油對(duì)DPPH自由基清除范圍為35.51~59.09 mmol/g,總多酚含量124.79~358.04 mg/kg,明顯高于米糠油(358.04 mg/kg),且總酚含量越高,抗氧化活性越強(qiáng)。另外,葡萄籽油對(duì)超氧陰離子自由基和亞硝基也具有較好的清除能力[28]。因葡萄籽油中的生物活性成分易受葡萄品種和生長(zhǎng)環(huán)境以及加工方式等的影響,所以抗氧化活性也有所差異[29]。Wen等[11]發(fā)現(xiàn),中國(guó)本土葡萄品種(山葡萄、刺葡萄)的籽油中生育三烯酚和DPPH自由基清除能力高于歐亞葡萄品種(霞多麗、美樂(lè)、赤霞珠),白葡萄‘霞多麗’對(duì)DPPH自由基清除能力最低。但是研究發(fā)現(xiàn),DPPH值與總酚含量之間未表現(xiàn)較好的相關(guān)性,表明葡萄籽油的抗氧化活性不只是酚類物質(zhì)的作用,可能是酚類物質(zhì)、VE和固醇類物質(zhì)相互作用的結(jié)果。高璐等[30]研究葡萄籽油對(duì)衰老模型小鼠體內(nèi)抗氧化功能的影響,在小鼠飲食葡萄籽油后,其血清、腦、肝和心臟組織中的超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和總抗氧化能力均增強(qiáng),而丙二醛含量有所降低。

2.3 抗炎

可控或適度炎癥可清除病原微生物,但過(guò)度炎癥會(huì)引起癌癥、肥胖、II型糖尿病、衰老和心血管疾病[31]。葡萄籽油中的生育酚、多酚及不飽和脂肪酸等物質(zhì)可調(diào)節(jié)炎癥因子的表達(dá)水平[32]。Zhao等[33]利用脂肪源性干細(xì)胞(hASCs)評(píng)價(jià)圓葉葡萄籽油的抗炎潛能,發(fā)現(xiàn)其顯著降低脂多糖誘導(dǎo)的hASCs中促炎基因的表達(dá)以及培養(yǎng)基中炎癥因子的分泌。Mohammed等[34]發(fā)現(xiàn),喂食含高劑量白藜蘆醇的葡萄籽油可改善高脂小鼠的低度炎癥,且減輕了肥胖小鼠白色脂肪組織浸潤(rùn)和炎癥。陳則華等[35]研究發(fā)現(xiàn),葡萄籽油可通過(guò)調(diào)節(jié)血清炎癥因子白細(xì)胞介素和干擾素的表達(dá)水平來(lái)改善甲巰咪唑誘導(dǎo)的甲狀腺功能減退。Irandoostd等[36]發(fā)現(xiàn)葡萄籽油可通過(guò)調(diào)節(jié)高靈敏度C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、TNF-α和IL水平,從而改善肥胖女性炎癥和胰島素抵抗。

表1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T22478-2008)中葡萄籽油的重要指標(biāo)Table 1 The important index of grape seed oil in national standard (GB/T22478-2008)

3 葡萄籽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

食用油標(biāo)準(zhǔn)為食用油質(zhì)量安全提供技術(shù)保證和監(jiān)管監(jiān)察的依據(jù)。表1列出葡萄籽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22478-2008。其中碘值表示油脂中不飽和脂肪酸的含量,碘值越高,油脂越容易發(fā)生氧化酸敗。根據(jù)碘值的大小,可將油脂分為干性油脂(≥130 g I2/100g)、半干性油脂(100~130 g I2/100g)和非干性油脂(≤100 g I2/100g)。皂化值反映脂肪酸分子量的大小。皂化值越高,脂肪酸分子量越小。氣味、色澤、滋味和透明度可直觀的反映油脂的感官品質(zhì)。油脂受光照、溫度等外界條件的影響易發(fā)生氧化,初期會(huì)產(chǎn)生氫過(guò)氧化物,可通過(guò)測(cè)定油脂的過(guò)氧化值來(lái)衡量油脂的初期氧化程度。隨著氧化過(guò)程的進(jìn)行,氫過(guò)氧化物氧化成次級(jí)產(chǎn)物,次級(jí)產(chǎn)物分解成醛、酮、酸等揮發(fā)性物質(zhì),因此可根據(jù)揮發(fā)物的含量推斷出油脂的劣變程度。油脂的氧化酸敗其實(shí)就是油脂中的分子降解過(guò)程,甘油三脂分解成游離脂肪酸,通過(guò)測(cè)定油脂的酸值來(lái)評(píng)估其氧化程度。酸值越大,氧化程度越高[37]。

由表1可知,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將葡萄籽油分為三個(gè)級(jí)別,不同級(jí)別葡萄籽油的碘值、皂化值、折光系數(shù)、色澤、透明度、揮發(fā)物含量及溶劑殘留量相同,其中碘值為128~150 g I2/100g,因此葡萄籽油屬于干性油脂。在氣味、滋味、酸值和過(guò)氧化值方面,隨著葡萄籽油等級(jí)的提升,各項(xiàng)指標(biāo)的要求逐漸嚴(yán)格。

4 葡萄籽油的開(kāi)發(fā)利用

4.1 葡萄籽油保健食品

保健食品又稱功能性食品,具有調(diào)節(jié)機(jī)體功能和輔助健康養(yǎng)生的作用。葡萄籽油的煙點(diǎn)230 ℃左右,耐高溫不易起煙,不易產(chǎn)生有害物質(zhì),適合高溫條件下烹飪、煎炸食物[38]。另外葡萄籽油含有維生素、原花青素、亞油酸等成分[11]。從葡萄籽油的物理性質(zhì)和化學(xué)組成分析,葡萄籽油是一種無(wú)毒無(wú)害、極具營(yíng)養(yǎng)和保健功能的高級(jí)食用油脂,在食品中的應(yīng)用符合GB/T 22478-2008標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。葡萄籽油一般作為高級(jí)色拉油和烹調(diào)油直接食用,也可與花生油、亞麻籽油等食用油進(jìn)行調(diào)和來(lái)改善油脂的風(fēng)味與營(yíng)養(yǎng)成分[39]。用預(yù)乳化的葡萄籽油代替法蘭克福香腸中的動(dòng)物脂肪,產(chǎn)品的熱量和膽固醇含量降低,粘性和咀嚼性有所增加,且有較好的整體接受度[40]。以葡萄籽油為原料還可制作人造奶油、糕點(diǎn)、奶粉、雪糕等食品[41]。葡萄籽油輔以VE、卵磷脂、甘油、明膠及植物提取物等物質(zhì)制成的軟膠囊具有調(diào)節(jié)血脂、緩解疲勞等保健功能[42]。

4.2 葡萄籽油保健藥品

保健藥品指對(duì)人體有一定的滋補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)、保健作用的藥品。葡萄籽油是不飽和脂肪酸的良好來(lái)源。藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),不飽和脂肪酸具有調(diào)節(jié)體脂、輔助降血脂等功效,以亞油酸為復(fù)方制劑,加入蘆丁、卵磷脂、肌醇、VC制成的心脈樂(lè)可預(yù)防心腦血管疾病。另外葡萄籽油還含有生育酚、原花青素、白藜蘆醇、類胡蘿卜素和植物甾醇等生物活性成分,具有抗炎、抗氧化、抗癌和抗誘變等作用,可預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、軟化血管,因此可作為保健藥品的輔料[43]。臨床研究發(fā)現(xiàn),刺葡萄籽油與他汀類物質(zhì)聯(lián)用還可以輔助降低血脂[44]。將葡萄籽油與川穹、丹參等中藥材搭配制成的保健藥品還可增加骨密度、延遲更年期等。另外刺葡萄籽油與VC制成的葡萄籽油軟膠囊還具有一定的抗氧化效應(yīng)[45]。

4.3 葡萄籽油化妝品

葡萄籽油中含有VE、酚類物質(zhì)及角鯊烯等抗氧化活性成分。還是國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布的化妝品原料,因此葡萄籽油是天然的護(hù)膚劑[46]。近年來(lái)大量學(xué)者對(duì)于葡萄籽油在化妝品中的功能與應(yīng)用展開(kāi)了研究。楊升云等[47]研究發(fā)現(xiàn),葡萄籽油具有較好的體外抗氧化性和皮膚保濕能力,綜合評(píng)分高于茶樹(shù)油。另外,葡萄籽油有一定的防輻射和紫外線作用,周曉微等[48]發(fā)現(xiàn),葡萄籽油O/W型防曬霜可增加小鼠皮膚組織中的抗氧化酶—超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活力,提高清除自由基的能力,從而減少因紫外照射引起的皮膚損傷,增強(qiáng)皮膚抵抗力。葡萄籽油在化妝品中的使用應(yīng)符合QB/T 4079-2010行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其在化妝品行業(yè)最常見(jiàn)的應(yīng)用是作為按摩基礎(chǔ)油,除具有保濕作用外,還可減輕孕婦妊娠水腫[49]。葡萄籽油也可與護(hù)膚精油調(diào)和使用,如將葡萄籽油與馬油按比例進(jìn)行混合可制作純天然化妝品乳液[50]。在洗發(fā)香波中添加葡萄籽油,可提高其保濕性能,使頭發(fā)有光澤和韌性[51]。

5 總結(jié)與展望

葡萄籽油中豐富的營(yíng)養(yǎng)成分如多酚、不飽和脂肪酸、維生素、植物甾醇等賦予其特殊的生物活性[11]。大量研究表明,葡萄籽油具有抗氧化[26]、抗炎[21,33]、降血脂[52]等功效,廣泛應(yīng)用于保健品及藥品的生產(chǎn)[42,53]。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng),人們對(duì)于健康越來(lái)越重視,葡萄籽油作為高端保健食用油也變得越來(lái)越受歡迎。市場(chǎng)調(diào)查結(jié)果顯示,葡萄籽油的價(jià)格高于大宗食用油。因此開(kāi)發(fā)葡萄籽油不僅可以減少環(huán)境污染、節(jié)約能源,還可以帶動(dòng)食品、藥品、飼料及包裝行業(yè)的發(fā)展,具有很高的經(jīng)濟(jì)意義及應(yīng)用前景。近年來(lái),我國(guó)葡萄籽的加工生產(chǎn)技術(shù)在不斷改進(jìn),無(wú)錫中糧工程有限公司通過(guò)優(yōu)化工藝技術(shù)和關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)同時(shí)從葡萄籽中提取葡萄籽油和原花青素。青島隆達(dá)生化科技有限公司已建成年產(chǎn)葡萄籽油800 t的生產(chǎn)線。但葡萄籽含油量較其它油料低,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)熱敏性差,因此在優(yōu)化葡萄籽油生產(chǎn)工藝的同時(shí),盡可能提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量將是未來(lái)研究的方向。由于受葡萄季節(jié)性采收與葡萄種植地區(qū)的限制,目前葡萄籽油的加工廠規(guī)模比較小。另外葡萄籽油的推廣力度還不夠,缺乏龍頭企業(yè)的品牌效應(yīng)。因此開(kāi)發(fā)高質(zhì)量、高品質(zhì)的葡萄籽油從而建立中國(guó)葡萄籽油品牌,提升其在市場(chǎng)知名度和競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)未來(lái)葡萄籽油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義[54-55]。

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