葡萄多酚類物質研究進展

陳雅純，韓瑋鈺，張 拓，解雨欣

（河北農業大學理工學院，河北滄州 061000）

0 引言

葡萄是具有多種生物活性化合物的水果，其果皮和種籽中含有豐富的多酚類物質，簡稱葡萄多酚（Grape polyphenol，GP）。GP是葡萄次生代謝產物的重要組成部分，主要成分以原花青素為主（含量占80%～85%[1]），其次為黃酮醇、黃烷醇類、白藜蘆醇和兒茶素類。隨著我國葡萄酒及飲料業的飛速發展，葡萄的產量和銷量都在逐年增加，加工過程中不可避免地會產生大量葡萄籽廢棄品，過去大部分酒廠將其直接丟棄或發酵后做肥料，違背了農業循環經濟和葡萄酒產業可持續發展的理念[2]。目前，研究的GP大多是從葡萄籽中提取出來的，作為一種天然生物活性物質，利用其抗氧化、抑菌消炎、防治心血管疾病和防治糖尿病慢性并發癥等生物活性，被廣泛應用在功能性食品、保健食品、日用產品及藥品等領域。

1 生物學活性

1.1 抗氧化活性

抗氧化活性是葡萄皮和葡萄籽中多酚類物質最顯著的生物活性，法國科學院通過葡萄籽提取物原花青素消除自由基活性的試驗發現原花青素是目前最強、最有效的自由基清除劑之一[1]。李小娟等人[3]分別采用THAIPONG改良法測定氧自由基（ORAC）清除能力、DU方法測定1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·） 清除能力和鐵離子還原（FRAP） 能力，研究發現果皮中FRAP和ORAC清除率，以及種子和果梗中DPPH·清除率與花青素、總酚及總黃酮之間均呈顯著正相關，且GP含量越高，其抗氧化活性越強。

GP作為一種良好的自由基清除劑和脂質過氧化抑制劑，主要通過清除機體內過剩自由基、抑制抗氧化酶系統調節表達和阻止低密度脂蛋白固醇氧化等方式發揮抗氧化作用[3-4]。Priftis A等人[5]研究顯示，GP的抗氧化機制能直接起作用，通過增加GST活性和γ-GCL水平來保留內源性谷胱甘肽，從而發揮抗氧化作用。GP的抗氧化能力可以達到維E的20倍，維C的50倍[1]，在體內的生物活性更是不言而喻的，生物體有一個復雜的內源性抗氧化劑庫，但是依舊可以吸收膳食抗氧化劑[6]，特別是食用植物產品，對身體健康有一定的積極作用。

1.2 抑菌活性

GP有很強的抑菌活性，對多種病原微生物的生長有抵抗與抑制作用。李建慧等人[7]采用濾紙圓片法、牛津杯測試法和打孔法對10種細菌、5種霉菌和2種酵母進行定性測試，研究發現GP對多種細菌抑制作用較為明顯，其中包括革蘭氏陰性菌（大腸桿菌等）、革蘭氏陽性菌（金黃色葡萄球菌等）。

GP的質量濃度會影響抑菌效果，聶相珍等人[8]對5種食源性致病菌進行了抑菌試驗，結果表明，GP的質量濃度為12 mg/mL時，對沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、單增李斯特菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別為17.7，18.3，13.7，13.3，14.7 mm，說明隨著GP質量濃度的增大抑制作用增強，其中對金黃色葡萄球菌和沙門氏菌的抑制效果最好。

聚合物的分子量也會影響GP的抑菌作用。張卉等人[9]研究葡萄籽中GP對口腔致病菌（致齲病菌和牙周病菌）的抑制作用，將葡萄籽提取物經葡聚糖凝膠色譜柱與硅膠柱色譜分離后對所獲得的組分進行了抑菌活性測定，結果表明GP較其他類化合物具有更好的抑制口腔致病菌的作用，小分子鄰苯三酚是發揮這種作用的主要成分，而并非人們所預期的較高聚合度的花青素類化合物，這也與法國研究者Jolivet-Gougeon A等人[10]的研究結果一致。

GP作為天然抑菌劑之一，其抑菌機制目前尚未明確，可能是通過改變細胞膜的通透性，引起細胞內外小分子物質進出[11]；可能是阻礙細菌蛋白質的正常表達,影響其細胞的結構組成和酶的催化活性[12]；也可能是多酚與微生物生長必需的多糖類物質結合,導致微生物因缺少生長所必需的多糖類物質而受到阻礙[13]。

1.3 防治心腦血管疾病

心腦血管疾病是指由于高血脂病、動脈粥樣硬化、高血壓等所導致的心臟、大腦及全身組織發生的缺血性或出血性疾病，是世界上死亡率最高的疾病之一。自1989年“法蘭西悖論”被提出后，在過去20年許多科學研究者已證實葡多酚在防治心腦血管疾病方面的功效。徐璐等人[14]通過研究LDLR－/－小鼠模型發現葡萄籽多酚組與依折麥布組中總膽固醇和甘油三酯含量相比高脂模型組顯著降低；主動脈全長斑塊面積與高脂模型組相比分別降低了37%和39%；主動脈根部斑塊面積與高脂模型組相比分別減少了42%和45%，這些結果均說明GP降脂及抗動脈粥樣硬化作用與陽性藥物依折麥布相差不多。高血壓也是常見的心血管疾病之一，血管緊張素轉化酶 （Angiotensin-converting enzyme，ACE） 是血壓升高的重要因素，可以滅活具有舒張血管活性的緩激肽，導致血管收縮。付正等人[15]以霞多麗、赤霞珠和山葡萄籽為試驗原料，采用高效液相色譜法測定馬尿酸生成量，為此來評價GP對ACE的抑制效果，3種葡萄籽總酚的半抑制質量濃度均在0.12 g/L以下，相比Park EJ等人[16]報道的竹筍總酚對ACE的半抑制質量濃度6 g/L顯著降低，同時更精確地比較了兒茶素（F1）、原花青素B1（F2） 與大分子聚合多酚（F3）的抑制效果，發現F2的抑酶能力顯著強于F1和F3。

GP通過減緩低密度脂蛋白（LDL） 氧化，刺激一氧化氮（NO）的產生并抑制血小板聚集黏附來達到對心臟的保護作用[17]；通過增加胰島β細胞中的Cpt1a基因表達量并下調脂肪合成相關基因Fasn和Srebf1，引起甘油三酯積聚的減少來達到降血脂的作用[18]；通過降低血漿中總膽固醇和甘油三酯水平和減少巨噬細胞來源的泡沫細胞的形成來達到抗動脈粥樣硬化作用[14]；通過抑制ACE活性[15]、改善外周動脈血管張力和阻力動脈的內皮功能來達到降血壓作用[19]。

1.4 防治糖尿病慢性并發癥

糖尿病是一種由于部分或絕對缺乏胰島素活性或胰島素抗性而導致的慢性代謝疾病，也是會影響視網膜、腦血管系統、腎臟、外周肢體和身體的其他部位進而危及生命的并發癥[20]。據報道，全球有4.25億人患有糖尿病，國際糖尿病聯合會預測到2035年這一數字可能會增加到5.92億人，Imam K[21]發現，葡萄糖耐量和胰島素敏感性與飲食質量有關。因此，需要開發新的膳食策略來有效針對這種慢性疾病的預防，特別是對于老齡化人群[18]，根據臨床和流行病學的大量數據顯示多酚由于預防各種退行性疾病而備受關注，抗糖尿病更是GP必要研究的生物活性之一[21]。

仇菊等人[22]用鏈脲佐菌素誘導建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，糖尿病大鼠胰島素分泌量顯著降低，經過飼喂8周低劑量葡多酚觀察發現，GP可顯著提高血清胰島素水平，其作用效果與藥物阿卡波糖相當，并且糖尿病大鼠的胰島萎縮、β細胞變性及凋亡現象好轉，猜測GP通過修復胰島損傷發揮降血糖作用與改善氧化應激狀態有關，在2014年第五屆全國中西醫結合營養學術會議[23]上曾指出高血糖引起線粒體中超氧陰離子生成過多，導致組織細胞中發生氧化應激，最終導致糖尿病各種并發癥而GP的抗氧化活性非常強，能有效清除自由基，并能增強體內抗氧化酶的活性，是超氧陰離子和羥自由基的強捕獲劑。在最近的一項研究中，口服葡萄籽提取物以100 mg/（kg·d）6周對鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠的氧化應激和抗氧化狀態產生保護作用[24]。同時GP很安全，體內和體外試驗顯示GP的濃度對L6E9成肌細胞和3T3-L1原脂肪細胞無毒害作用[25]。

GP作為天然植物中的活性物質，有極強的抗氧化活性，能幫助發揮降血糖作用，并且不會使肝臟受損，也沒有乳酸中毒等副作用，因此GP單獨或與其他療法結合有期望成為預防和控制糖尿病和相關并發癥常規藥物的替代方案。

2 應用領域

2.1 在食品工業中的應用

GP可應用于功能性食品的開發，這類食品追求營養、新穎、綠色、保健的方向，在傳統酸奶工藝中加入質量濃度0.7 g/L GP成分的葡萄提取物，生產出的葡多酚酸奶口感溫和、質地細膩、保健功能高、保藏期長[26]，在蛋糕的生產中添加60目細度7%的葡萄籽提取物，生產出的葡萄多酚蛋糕不僅增加了花色品種，而且還具有清爽濃郁的葡萄酒味，改善了一貫的甜膩感[27]；由于GP具有極強的抗氧化活性，在食用油脂和肉質品中被看作理想的天然食品添加劑，抑制脂質過氧化[28]，延長保存期限，避免肉類食品產生異味。

2.2 在日化化工中的應用

由于GP具有防止皮膚老化、抑制皮膚炎癥及抗輻射抗過敏的活性，能夠有效吸收紫外線，尤其是對遠射區射線吸收能力顯著，被廣泛地應用于日化產品中，例如法國歐緹麗葡多酚乳液眼霜系列，日本開發生產了含有葡萄多酚的皮膚免疫增強劑等，國內發明了一種預防齲齒和口腔潰瘍的漱口水，能有效清除口腔內的細菌，并且長期使用對人體無任何副作用。同時GP還應用在化工工業中，植物多酚中的單寧可以從葡萄廢棄物中高效提取，因為具有較好的黏合力被用作木質黏合劑[2]，GP還應用于卷煙中能有效修飾煙氣，降低刺激性[29]。

2.3 在醫藥行業的應用

GP是有益的生物分子，可以防治人類很多疾病。現在眼睛疾病和視覺缺陷正在影響人類健康，原因之一是經常暴露于電子設備，其次是受到各種代謝紊亂（如糖尿病、高血壓和加速衰老過程）的影響，葡萄中存在的一些植物化學物質參與維持眼內壓，調節葡萄糖代謝和抑制系統中的促炎細胞因子，能減緩眼部疾病[30]。在流行病方面研究表明，GP具有抑菌消炎、預防心血管疾病、抗癌、抗腫瘤、抗過敏等功效，GP可作為健康食品的原料直接制成膠囊、片劑等劑型，美國將其以非處方藥銷售，其中95%標準化原花青素作為膳食補充劑[17]，因為它對健康有益，特別是強大的抗氧化活性。胡玉紅等人[31]以葡萄籽為原料，以水為溶劑進行多酚浸提，研制出葡萄籽多酚口服液，產品澄清透明，酸甜適口，符合《中國藥典》的要求。

3 結語

GP是一種天然、經濟和安全的膳食性多酚，其中的原花青素成分被營養專家譽為“第七營養素”，可以作為預防心血管疾病和預防衰老的保健食品，未來應深入研究并制定出膳食多酚類物質的參考攝入量。同時GP部分生物學活性的抑制機理不明，國內主要集中研究體外葡萄多酚類物質的生物活性，體內抗病作用主要通過誘導建立動物模型完成，進行臨床試驗較少，對于在患病人體中是否同樣顯效這一問題有待證實，未來國內可以加大對這種綠色環保資源的利用程度，更加致力于安全藥品和功能性食品的開發。