杨成涛，孙丽平，孙 云，庄永亮*
（昆明理工大学云南省食品安全研究院，云南 昆明 650500）
云南省4 个主产区无核白鸡心葡萄果皮组成成分及抗氧化能力分析
杨成涛，孙丽平，孙 云，庄永亮*
（昆明理工大学云南省食品安全研究院，云南 昆明 650500）
以云南省4 个葡萄主产区的无核白鸡心葡萄果皮为材料，对其成分及组成进行分析。结果表明：同一品种，因其生产环境不同，基本成分及组成存在明显差异。元谋地区的葡萄皮干物质和总糖含量显着高于其他地区，可能与其高日照有关。葡萄皮中脂质的 不饱和脂肪酸含量较高，葡萄皮中的单糖含量排列为葡萄糖＞阿拉伯糖＞半乳糖醛酸＞半乳糖。葡萄皮中的原花青素、多酚含量存在显着性差异，弥勒地区的含量显着高于其他地区，可能与其低海拔有一定的相关性；酚酸组成中芦丁和儿茶素含量较高，且在所有葡萄果皮中均有检出。以1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、2,2’-连氮基-双-（3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸）二铵盐自由基清除能力和铁还原氧化能力为指标，对4 个地区果皮多酚提取物的抗氧化活性进行评价，结果表明，果皮多酚具有 较好的抗氧化活性，3 种能力的IC50分别为12.95～14.68、8.63～11.11 μg/mL和29.35～34.60 μg/mL。
葡萄皮；成分；抗氧化活性
葡萄及其衍生物能够防治某些疾病，如癌症、心血管疾病和老年痴呆症等。国内外学者对于不同地区葡萄果皮的基本成分和生理活性进行了研究[1-3]，结果表明：葡萄的基本组成成分和生理活性与其品种和生长环境有重要的关系。云南省地貌复杂，具有立体性气候，光热资源充足，是国内葡萄种植的主要产区之一，云南省的宾川、玉溪、元谋和弥勒是4 个典型的生产环境[4-9]。近年来，云南省葡萄栽培面积和产量逐步上升，而对于云南省主产的无核白鸡心葡萄果皮的基本组成和抗氧化活性研究鲜见报道，本实验以4 个产区无核白鸡心葡萄果皮为研究对象，对其主要基本成分含量和组成进行了分析，并以3 种不同的体外抗氧化模型系统来评价其抗氧化活性，旨在为其选择性的综合加工和高值化利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
充分成熟的葡萄鲜果，采自云南省元谋县（2014.05.10）、宾川县（2014.05.17）、弥勒县（2014.06.19）、玉溪市（2014.06.30）当季产，采回后立即手工进行果实和果皮的分离处理，收集果皮，冷冻干燥，粉碎，过100 目筛，备用。
甲醇、乙腈色谱级；18 种脂肪酸标准品、18 种酚酸标准品、8 种单糖标准品 美国Sigma公司；其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
1206高效液相色谱仪 美国Agilent公司；GC-2010气相色谱仪 日本岛津公司；TU1901双光束紫外-可见光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；SX-4-10型高温箱形电阻炉 南京晓晓仪器设备有限公司；TDL-40B型离心机 上海安亭科学仪器厂；ZD-F12真空冷冻干燥机 南京载智自动化设备有限公司。
1.3 方法
1.3.1 基本成分测定
水分含量测定：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》，结果以鲜质量计；粗灰分含量测定：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》，结果以鲜质量计；粗蛋白含量测定：参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》，结果以鲜质量计；总酸测定：参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》，结果以鲜质量计；水溶性总糖含量测定：参照蒽酮比色法，结果以鲜质量计；粗脂肪含量测定：参照GB/T 14772—2008《食品中粗脂肪的测定》，结果以干质量计。
1.3.2 脂肪酸组成测定
采用氢氧化钾-甲醇酯化、气相色谱法[10]分析脂肪酸的组成，用面积归一法确定各脂肪酸占粗脂肪总含量。
1.3.3 单糖组成测定
分别称取葡萄皮粉末样品0.1 g，于10 mL安瓿瓶中，加入2 mL，2 mol/L三氟乙酸，混匀后110 ℃水解4 h，取出后冷却，用0.3 mol/L氢氧化钠溶液调节pH 7.0，定容至20 mL，然后5 000 r/min离心15 min，取1 mL上清液加入1 mL 0.5 mol/L 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮和1 mL 0.3 mol/L氢氧化钠溶液混匀，70 ℃衍生30 min，冷却加1 mL 0.3 mol/L盐酸中和，然后用3 mL三氯甲烷反复萃取直至上层水相无色为止，将上层水相过0.45 μm水相滤膜。采用高效液相色谱法[11]分析葡萄皮的单糖组成，每种单糖的含量以干质量计算。
1.3.4 原花青素、多酚总量及组成测定
准确称取1.000 g果皮粉2份，按1∶20（g/mL）料液比，加入体积分数为50%的乙醇溶液，采用超声波清洗机（超声功率250 W），设定温度30 ℃，超声避光提取1 h后，将所得提取液5 000 r/min离心15 min，取上清液定容至 50 mL，得到提取液样品。
采用香草醛比色法[12]测定果皮中原花青素含量，以原花青素为标准品，含量以干质量计算。采用Folin-Ciocalteu法[12]测定果皮中多酚含量，以没食子酸为标准品。采用高效液相色谱法[13]分析葡萄皮的多酚组成，含量以干质量计算。
1.3.5 提取液抗氧化活性测定
按照方法1.3.4节得到提取液，参照Lian Xijun等[14]的方法测定清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基能力；参照Ozgen等[15]的方法测定清除2,2’-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（2,2-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS＋）自由基能力；参照Benzie等[16]的方法测定铁还原氧化能力（erric-reducing antioxidant power，FRAP）。
1.4 数据统计
2 结果与分析
2.1 云南省不同产区葡萄皮的基本组成成分比较
表1 不同地区葡萄皮中基本营养成分及其含量Table1 Chemical components and contents in grape skins from different regiioonnss %
由表1可知，4 个地区的无核白鸡心葡萄果皮的主要基本成分含量差异性明显。可见，同一品种因其生产环境不同营养成分存在差异。研究[17]表明葡萄的品质与年平均气温、有效积温、日照时数、年均降雨量等因素有关。元谋产葡萄皮中水分含量最低，即干物质含量最高；宾川产葡萄皮中水分含量最高，为84.54%。元谋产葡萄皮中总糖含量为11.94%，显着的高于其他3 个地区，同时元谋产粗脂肪和灰分含量也是最高的，分别为2.94%和1.63%，这可能与元谋产葡萄属干热区，有效积温高和日照时数长有关，有研究表明光照不足会造成葡萄的落果；生长期日照时数减少，则不利于葡萄光合作用和干物质累积[18]。在总酸含量方面，玉溪产的最高，为0.79%。4 个地区产的粗蛋白含量差异显着，其中弥勒产的含量最高，宾川含量最低，分别为0.63%和0.48%。
2.2 云南省不同产区葡萄皮脂肪酸组成分析比较
表2 不同地区葡萄皮中脂肪酸组成及其含量Table2 Fatty acid composition and contents in grape skins from different regions
葡萄皮中不饱和脂肪酸主要有亚油酸、油酸、棕榈油酸；饱和脂肪酸主要有硬脂酸、棕榈酸[19]。由表2可知，云南省4 个主产区的无核白鸡心葡萄皮脂质有7 种脂肪酸均有检出，分别是棕榈酸、豆蔻酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸和亚麻酸，其中油酸含量最高，棕榈酸含量次之；月桂酸在元谋、弥勒、玉溪3 个产区检出，而在宾川产区未检出。辛酸在弥勒、宾川产区检出，而在元谋、玉溪产区未检出。花生油酸在弥勒、玉溪2 个产区检出，而在元谋、宾川产区未检出。
云南省4 个主产区的无核白鸡心葡萄皮油中共检出的7 种脂肪酸中饱和脂肪酸3 种、不饱和脂肪酸4种。3 种饱和脂肪酸为硬脂酸、棕榈酸、豆蔻酸，含量由大到小的排列顺序为棕榈酸、硬脂酸、豆蔻酸，棕榈酸含量远高于其他脂肪酸，为果皮的主要饱和脂肪酸；4 种不饱和脂肪酸为棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸，含量由大到小的排列顺序为油酸＞亚油酸＞亚麻酸＞棕榈油酸，其中油酸含量远高于其他脂肪酸，为果皮的主要不饱和脂肪酸。元谋、宾川、弥勒、玉溪的无核白鸡心的不饱和脂肪酸分别占78.63%、80.3%、87.61%、57.41%。以上结果表明，同一品种因其生产环境不同脂肪酸组成存在差异，葡萄果皮的脂肪酸因不饱和脂肪酸含量高而具有较好的营养性。
2.3 云南省不同产区葡萄皮中单糖组成分析比较
表3 不同地区葡萄皮中单糖组成及其含量Table3 Monosaccharide composition and contents in grape skins from different regions mg/g
葡萄中的主要单糖组成为阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖、鼠李糖、木糖、半乳糖醛酸、甘露糖[20]。由表3可知，云南省4 个主产区的无核白鸡心葡萄皮的主要单糖组成均为以上7 种糖，此外还含有半乳糖醛酸。葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、半乳糖醛酸4 者含量较高，含量由大到小的排列顺序为葡萄糖＞半乳糖醛酸＞阿拉伯糖＞半乳糖，葡萄糖含量远高于其他单糖，为果皮的主要单糖；木糖含量最低。此外，表3表明，同一品种因其生产环境不同单糖组成存在差异。
2.4 云南省不同产区葡萄皮中原花青素和总多酚含量及组成比较
图1 不同地区葡萄皮中的原花青素（A）和总酚（B）含量Fig.1 Proanthocyanidins content (A) and total phenolic content (B) of grape skins from different regions
云南省4 个主产区的无核白鸡心葡萄果皮中的原花青素和总酚含量分别见图1。4 个地区的葡萄果皮中原花青素、总酚含量存在显着性差异，弥勒产显着的高于其他3 个地区，含量分别为9.38 mg/g，41.32 mg GAE/g。宾川产的原花青素含量最低，为2.91 mg/g，玉溪产的总酚含量最低，为20.74 mg GAE/g。研究表明，多酚的成熟受葡萄稀植、有效光合辐射影响，最高酚的成熟是葡萄稀植、低海拔高度和低有效光合辐射[21]。不过，也有报道说紫外线能够刺激多酚黄酮类物质的形成，而高海拔，紫外线强度会提高，从而高海拔地区物质的多酚含量会提高。
研究[22]表明，葡萄果实中的酚酸类大多为咖啡酸、白藜芦醇、儿茶素、原花青素和槲皮素。本实验以常见的酚酸作为标品，进一步测定了果皮中的多酚组成。由表4可知，云南省4 个主产区的无核白鸡心葡萄皮中都能检测出芦丁和儿茶素，且两者含量较高。玉溪产的总酚含量尽管比较低，但是所含的酚酸种类最丰富，香草酸和白藜芦醇只在玉溪里含有。研究表明只有部分葡萄品种中含有白藜芦醇，可用白藜芦醇作指标来鉴定葡萄的产地和原料。
表4 不同地区葡萄皮中多酚组成及其含量Table4 Phenolics composition and contents in grape skins from different regions mg/g
2.5 云南省不同产区葡萄皮多酚提取物的抗氧化活性研究
多酚类物质具有活泼的多羟基结构，从而具有较强供电子能力，使其成为有效的抗氧化活性成分。目前，测定体外抗氧化能力的模型很多，不同模型所反应的抗氧化作用机制不同。因此，在评价某物质的体外抗氧化活性时，尽量选择几种抗氧化模型进行评价。本实验以清除DPPH自由基、ABTS＋·的能力和FRAP 3 种体外模型评价4 种样品的抗氧化能力。
DPPH是较稳定的大分子自由基，由于位阻效应，自身反应困难，因此被广泛用于清除自由基物质性质的研究。在4 种样品中，宾川产的清除DPPH自由基能力最强，显着的高于其他3 个地区，弥勒产的清除能力最差，而4 个产区果皮多酚提取物对DPPH自由基清除能力与VC相比都较弱（图2A）。4 个产区果皮对ABTS＋·清除能力，以玉溪产的最强。4 个产区的果皮多酚提取物清除ABTS＋·能力明显高于Trolox（图2B）。FRAP是物质潜在抗氧化能力的重要指标之一，其原理是利用Fe3＋被还原成Fe2＋。4 个产品的果皮中元谋的FRAP能力最强，宾川产和玉溪产能力没有显着性差异，而弥勒产的能力最弱。除弥勒外，其他3 个产区的果皮多酚提取物还原能力明显高于VC（图2C）。4 个样品在不同体系中的抗氧化能力有所差别，这可能与多酚提取物的含量及组成不同有关[23-24]。4 个地区果皮多酚提取物的抗氧化活性实验结果表明，果皮多酚具有较好的抗氧化活性，DPPH自由基、ABTS＋·清除能力及FRAP的IC50分别为12.95～14.68、8.63～11.11 μg/mL和29.35～34.60 μg/mL。
图2 葡萄皮多酚提取物对DPPH自由基（A）、ABTS＋·（BB）清除能力和FRAP（C）Fig.2 DPPH free radical, ABTS free radical scavenging activity and ferric reducing antioxidant power (FRAP) of phenolic extracts from grape skins
3 结 论
实验结果表明同一葡萄品种，因其生产环境不同，基本成分和组分存在差异，海拔高度、温度、日照等因素对其都有一定的影响。云南省4 个主产区的无核白鸡心葡萄果皮中元谋产干物质含量，总糖含量、粗脂肪含量均为最高，可能与其积温和日照时间长有关。不同产区对葡萄果皮中脂肪酸的组成有一定的影响，不饱和脂肪酸的比例变化较大。4 个主产区的葡萄皮中的多酚含量存在显着性差异，弥勒产总酚含量最高，酚酸组成显示4 种样品均检测出芦丁和儿茶素，且两者含量较高，玉溪产酚酸的种类最丰富。另外，4 种多酚提取物表现出很强的抗氧化活性，在不同体系中的抗氧化能力有所差别，这可能与多酚提取物的含量及组成不同有关。
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Chemical Composition and Antioxidant Capacity of Centennial Seedless Grape Skins from Four Main Producing Areas in Yunnan
YANG Chengtao, SUN Liping, SUN Yun, ZHUANG Yongliang*
(Yunnan Province of Food Safety Institute, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China)
In this paper, the skins of Centennial Seedless from four main table grape-producing areas in Yunnan province were analyzed for chemical composition and antioxidant activities of polyphenols from grape skins were evaluated. The experimental results showed that the basic chemical components of grape skins varied with growing environment. Dry matter and total sugar contents of grape skins from Yuanmou region were signifi cantly higher than those of grape skins from four other regions, which may be related to the higher intensity of sunlight in Yuanmou. The lipids in grape skins had a high content of unsaturated fatty acids. Arabinose, galactose, glucose, and gal acturonic acid were the main monosaccharides in grape skins. Their contents in the descending order were glucose ＞ arabinose ＞ galacturonic acid ＞ galactose. Proanthocyanidin and polyphenol contents in grape skins from four producing areas were signifi cantly different with signifi cantly higher levels in Mile than in the other regions, which may be related to the lower elevations. Rutin and catechin were the main phenolic acids in grape skins. The antioxidant activity of polyphenols-rich skin extracts of grapes from four producing regions were evaluated by 1,1-diphenyl-2-picrylh ydrazyl (DPPH), 2,2-azino-bis-3-ethylbenzoth iazoline-6-sulfonic acid (ABTS＋·) radical scavenging capacity and reducing power (FRAP) arrays, and it was shown that the polyphenols in grape skins had high antioxidant activity with IC50values of 12.95-14.68, 8.63-11.11 and 29.35-34.60 μg/mL respectively.
grape skin; chemical components; antioxidant activity
TS201.6
A
1002-6630（2015）22-0085-05
10.7506/spkx1002-6630-201522015
2014-12-23
国家自然科学基金青年科学基金项目（31101392）
杨成涛（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：18789286058@163.com
*通信作者：庄永亮（1981—），男，教授，博士，研究方向为食品化学与营养支持。E-mail：kmylzhuang@163.com
