鄒 磊，魏國(guó)印，魯鳳娟， 王 靜， 劉 野

（1.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島 066004；2.北京工商大學(xué)，北京 100037）

葡萄酒副產(chǎn)品深度利用的研究進(jìn)展

鄒 磊1，魏國(guó)印1，魯鳳娟1， 王 靜1， 劉 野2

（1.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島 066004；2.北京工商大學(xué)，北京 100037）

介紹了葡萄皮渣、葡萄籽、酒腳的深度利用途徑:葡萄皮渣可用于釀酒、釀醋、提取色素和多酚、吸附重金屬；葡萄籽可以提取葡萄籽油、葡萄籽蛋白和抗氧化物質(zhì)；酒腳可以提取酒石酸鹽。開(kāi)展葡萄酒副產(chǎn)品的深度利用，不僅可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且可有效減輕環(huán)保壓力，獲得巨大的社會(huì)效益。

葡萄皮渣；副產(chǎn)品；葡萄籽油；深度利用

葡萄為世界普遍栽培的水果，全世界年產(chǎn)量約6 500萬(wàn)t，中國(guó)年產(chǎn)葡萄約200萬(wàn)t。這些葡萄約80%用于葡萄酒釀造，13%用于鮮食，7%用于加工果汁及其他。葡萄酒作為世界第二大酒種，深受人們的喜愛(ài)。隨著人民生活水平的提高，我國(guó)的葡萄酒需求量在不斷增長(zhǎng)，葡萄酒釀造過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品主要有葡萄皮、葡萄籽以及酒腳。皮籽約占鮮果質(zhì)量的20%，目前，大多數(shù)葡萄酒廠都將葡萄籽作為廢物丟棄，不僅造成環(huán)境污染，對(duì)資源也是一種浪費(fèi)。因此，積極開(kāi)展葡萄酒釀造副產(chǎn)品再利用的研究具有十分重要的意義。筆者介紹了近年來(lái)葡萄酒副產(chǎn)品深度利用開(kāi)發(fā)的最新研究進(jìn)展，包括利用葡萄酒副產(chǎn)品釀醋、提取色素和抗氧化劑、吸附重金屬、提取葡萄籽油等深度利用途徑。

1 葡萄皮渣的利用

紅葡萄帶皮發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后壓榨取汁液，殘留的廢渣為葡萄皮渣，由葡萄皮、葡萄籽及果梗組成。

1.1 釀酒

葡萄皮渣中仍然含有不少糖和酒精，因此可以用來(lái)制造葡萄渣酒。方法有兩種:直接發(fā)酵和加糖發(fā)酵。直接發(fā)酵是將葡萄渣密封于桶內(nèi)，待一個(gè)月后取出蒸餾白蘭地（即葡萄皮白蘭地）。葡萄渣中加入糖漿，可以作為釀造桃紅葡萄酒的原料。在釀造優(yōu)質(zhì)干白葡萄酒時(shí)，把瀝干的果渣不經(jīng)壓榨，加入與自流汁相同體積的適當(dāng)糖漿的糖液，并補(bǔ)充適當(dāng)?shù)木剖岷?，可用于釀造桃紅葡萄酒。

1.2 釀醋

國(guó)內(nèi)有學(xué)者對(duì)葡萄皮渣制醋工藝進(jìn)行了研究，王艷等人以葡萄皮渣、麩皮、玉米為原料,應(yīng)用馴化后的酵母菌和醋酸菌進(jìn)行固態(tài)酒精發(fā)酵及醋酸發(fā)酵[1]。醋酸發(fā)酵工藝條件為醋醅水分60%～65%，接種量8%，玉米、葡萄皮渣與谷糠比例為1∶2∶1，發(fā)酵周期7天；李鳳英等人利用食用酒精浸提葡萄皮渣中的多酚物質(zhì)[2]，工藝參數(shù)為:按1∶7（g/ml)料液比，加入45%的食用酒精，在浸提溫度為60℃條件下浸提6 h；對(duì)浸提液進(jìn)行酒度、糖度調(diào)整，接種醋酸菌進(jìn)行液態(tài)靜止醋酸發(fā)酵，最佳發(fā)酵條件為:浸提液的酒精度調(diào)整為8%。醋酸菌接種量15%，糖度為7%，發(fā)酵溫度為33℃。

1.3 提取色素

葡萄色素屬于天然花色苷類(lèi)色素，安全無(wú)毒，可作為食品及化妝品的著色劑。另外葡萄色素具有抗氧化和清除自由基的作用，有一定的營(yíng)養(yǎng)保健功效。高昌勇以釀酒葡萄皮渣為原料，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用正交設(shè)計(jì)優(yōu)化了葡萄皮色素提取的工藝，并對(duì)該色素的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:最佳工藝為用70%乙醇，pH值為3，固液比為1∶20，提取溫度為60℃，浸提時(shí)間為50min，產(chǎn)率約為6.2%，該色素在酸性條件下對(duì)熱、光、常見(jiàn)金屬離子、食品添加劑、碳水化合物等物質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性，具有開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值[3]。

蔣延軍研究了葡萄釀酒副產(chǎn)物葡萄皮渣中天然色素提取的影響因素，初步確定最佳提取條件為:5.00 g樣品用40ml的80%乙醇加0.5%檸檬酸 （5∶1)混合液，pH值為 2.0，80℃浸提 60min，可以最有效地提取皮渣中的色素物質(zhì)[4]。

1.4 吸附重金屬

工業(yè)廢水中含有大量的重金屬，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康造成嚴(yán)重影響，清除廢水中的重金屬成為企業(yè)發(fā)展必須面臨的問(wèn)題。目前清除廢水中重金屬的方法包括化學(xué)沉淀、凝結(jié)、溶劑提取、電解、膜分離、離子交換和吸附法。利用廢棄物作重金屬吸附劑具有得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)——便宜，是其他方法無(wú)法比擬的。Yuan-shen研究了釀酒后葡萄廢渣對(duì)廢水中三價(jià)鉻的吸附效果[5]，結(jié)果表明釀酒后的葡萄廢渣是一種有效的三價(jià)鉻吸附劑。Villaescusa研究表明葡萄梗渣對(duì)銅和鎳具有較好的吸附效果[6]。

1.5 提取多酚

葡葡多酚是一種植物多酚類(lèi)活性物質(zhì)，主要存在于葡萄皮與葡萄籽中，籽中多酚含量可達(dá)50%～70%，紅葡萄的果皮中可達(dá)25%～50%，種類(lèi)分為:酚酸、類(lèi)黃酮類(lèi)、原花色素類(lèi)、白藜蘆醇。研究證明:葡萄中的多酚物質(zhì)不僅能夠延緩動(dòng)脈粥樣硬化、減少血栓的形成，還具有抗菌、抗癌、抗過(guò)敏、抗氧化等多種藥理活性，在醫(yī)藥領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值[7～8]。

國(guó)內(nèi)有不少研究探討了從葡萄皮渣中提取多酚的方法，牛春艷等人通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，確定溫浸法提取萄皮渣中多酚物質(zhì)的最佳條件為浸提溫度為60℃，乙醇濃度為50%，浸提時(shí)間為50min，料液比為1∶12，提取率為13.482mg/g[9]。令博等人以釀酒葡萄皮渣為原料采用超聲輔助法提取葡萄皮渣多酚，依據(jù)回歸分析得到最佳提取工藝條件為液料比16∶1（ml/g)，超聲提取時(shí)間57min，超聲溫度50℃[10]。通過(guò)DPPH法和鐵氰化鉀法對(duì)葡萄皮渣多酚的抗氧化活性進(jìn)行體外評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)葡萄皮渣多酚具有較強(qiáng)地清除DPPH自由基的能力和還原能力。由此可以得出，葡萄皮渣多酚具有一定的抗氧化活性，并在一定的范圍內(nèi)，其抗氧化活性與提取液的質(zhì)量濃度具有較好的線性關(guān)系。袁春龍用乙醇作浸提劑，對(duì)葡萄皮渣中的多酚物質(zhì)進(jìn)行浸提[11]，研究了乙醇濃度、溫度、浸提比例、時(shí)間、次數(shù)5個(gè)因素對(duì)提取效果的影響，得出最佳工藝參數(shù)，即:乙醇含量70%，溫度70℃，浸提比例1∶6，時(shí)間12 h，浸提3次。得率在80%左右，此時(shí)葡萄皮渣中多酚物質(zhì)的總含量為8.41%。

2 葡萄籽的利用

2.1 提取葡萄籽油

資料表明葡萄籽油可以抗氧化[12]、預(yù)防高血壓[13]、降低膽固醇[14]、防治冠心病、防止血栓形成、延緩衰老，是目前葡萄類(lèi)保健食品最常用的保健成分。

趙軍等[15]人優(yōu)化了超臨界CO2萃取葡萄籽油的工藝條件，結(jié)果表明葡萄籽油的最佳CO2萃取條件為:壓強(qiáng)33 MPa，溫度47℃，物料的粉碎粒徑為0.29 mm，葡萄籽油的平均提取率可達(dá)到92.3%。

張光杰等[16]以葡萄籽油的提取率為指標(biāo)，選擇氯仿、無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醚、乙酸乙酯、丙酮和石油醚作為溶劑，結(jié)果表明:石油醚提取率最高，為17.84%，丙酮效果最差。

趙瑞等[17]研究了葡萄籽的低溫冷榨工藝的參數(shù)，涉及料溫、榨機(jī)膛溫、原料水分、膛壓等。結(jié)果顯示:利用吹風(fēng)去雜的方法效率最高，當(dāng)入榨水分為5.5%、料溫為50℃時(shí)，所得原油指標(biāo)較好。

2.2 提取葡萄籽蛋白

葡萄籽榨油后的餅粕中含13%左右的蛋白質(zhì)，葡萄籽蛋白含有谷氧酸、甘氨酸、丙氨酸等18種氨基酸，包括人體必需氨基酸，其中纈、蛋、精、苯丙氨酸含量都相當(dāng)于大豆蛋白中的含量，是一種新的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源。

仵昱舟等[18]采用酶法對(duì)葡萄籽中蛋白質(zhì)進(jìn)行提取，對(duì)提取溫度、料液比、蛋白酶用量、提取時(shí)間、pH值5個(gè)因素進(jìn)行研究。最佳工藝參數(shù)為: pH值7.5，蛋白酶用量60 U/g，料液比1∶30（g/ml)，提取溫度40℃，提取時(shí)間80min，提取率可達(dá)94%。夏輝等[19]研究了脫脂葡萄籽蛋白的提取工藝，最佳工藝條件為:NaOH濃度為0.1 mol/L，提取時(shí)間為35min，提取溫度為40℃，料液比為1∶25（g/ml)，在此條件下葡萄籽粕的蛋白提取率可達(dá)到70.6%。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)文獻(xiàn)對(duì)葡萄籽蛋白的應(yīng)用進(jìn)行報(bào)道。

2.3 提取抗氧化物質(zhì)

大量的研究表明葡萄籽內(nèi)的多酚類(lèi)物質(zhì)有預(yù)防腫瘤、清除有機(jī)自由基、保護(hù)心血管、抗氧化、抗疲勞、抗衰老和美容作用。原花青素是葡萄籽種含量最多的多酚物質(zhì)，是目前開(kāi)發(fā)比較熱門(mén)的保健因子。

呂麗爽等[20]人通過(guò)對(duì)各影響因素的實(shí)驗(yàn)，在中心組合實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用響應(yīng)面分析法確定出提取低聚原花青素的最優(yōu)工藝條件:料液比為1∶7，提取溫度為48.6℃，提取時(shí)間為30min，乙醇濃度61.4%，提取3次。在此條件下提取率達(dá)90%以上。

姚方耀等人利用超臨界CO2萃取法從葡萄籽中提取原花青素，采用動(dòng)態(tài)夾帶劑超臨界CO2、靜態(tài)夾帶劑超臨界CO2、動(dòng)靜結(jié)合夾帶劑超臨界CO2方法[21]。對(duì)靜態(tài)夾帶劑超臨界CO2萃取原花青素的工藝進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明在萃取溫度65℃、壓力35 MPa時(shí)產(chǎn)品純度達(dá)到95%以上，收率達(dá)到8.38%，達(dá)到了出口要求。

欒連軍[22]等人研究葡萄籽原花青素多級(jí)動(dòng)態(tài)罐組式逆流提取工藝。方法采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，考察提取溫度、提取級(jí)數(shù)和溶劑用量對(duì)葡萄籽原花青素提取率的影響，優(yōu)選最佳工藝參數(shù)。多級(jí)動(dòng)態(tài)罐組式逆流提取葡萄籽原花青素的最佳工藝參數(shù)為:提取溫度100℃，提取級(jí)數(shù)4級(jí)，溶劑用量3倍量，單提時(shí)間40min。與單罐提取相比，該工藝的提取率略有提高，提取時(shí)間減少33%，單位藥材的溶劑消耗量減少75%。

鐘振聲等[23]研究了超聲波作用對(duì)原花青素提取物含量和提取率的影響，與傳統(tǒng)溶劑法進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明超聲波輔助提取比傳統(tǒng)溶劑法可以得到更高的提取率。另有陳文良等人使用膜分離技術(shù)對(duì)葡萄籽中低聚原花青素進(jìn)行分離純化，工藝高效簡(jiǎn)單，耗能少，可適于規(guī)?；a(chǎn) [24]。

3 酒腳的利用

酒腳就是每次換桶時(shí)桶底的沉淀，酒腳主要成分為有機(jī)物和酒石酸鹽類(lèi)，可以從中提取酒石酸鹽。孫洪友[25]介紹了一種提煉酒石酸鉀鈉的簡(jiǎn)易操作方法，使用酒石與碳酸鈉中和反應(yīng)，工藝分4步:中和、過(guò)濾、濃縮結(jié)晶和精制。吳兆翔報(bào)道了酒石酸鉀鈉的提純技術(shù)，產(chǎn)品純度達(dá)98%以上[26]。酒石酸鉀鈉用途很廣，醫(yī)藥工業(yè)用于配制費(fèi)林溶液和檢驗(yàn)還原糖，電鍍工業(yè)用作化學(xué)沉積銅和氧化鍍銅用絡(luò)合劑，化學(xué)工業(yè)用作天然氣脫硫劑，食品工業(yè)用于制備發(fā)酵粉，電子工業(yè)中用作壓電晶體，化學(xué)分析中用作掩蔽劑及血清蛋白的生化檢驗(yàn)等。另外酒腳還可蒸餾白蘭地，將酒腳用布袋過(guò)濾，濾出的酒就可以蒸餾白蘭地；改良酒的品質(zhì)，儲(chǔ)藏五年以上的葡萄酒，經(jīng)過(guò)多次換桶后，它的酒腳可以拿來(lái)改良酒的品質(zhì)，比如，新酒的味不好或者酒味太生，將此酒腳放入可以對(duì)其味道進(jìn)行改良。

4 結(jié)語(yǔ)

葡萄酒釀造過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品主要是葡萄皮渣與酒腳，大多數(shù)企業(yè)是將其丟棄或發(fā)酵后用作肥料，這種處理方法不僅造成環(huán)境污染，對(duì)資源也是一種浪費(fèi)。各國(guó)科學(xué)家對(duì)葡萄酒副產(chǎn)品的利用進(jìn)行了饒有意義的探索，例如葡萄籽油的深度開(kāi)發(fā)利用，原花青素的藥用價(jià)值。如果有效利用，其深度開(kāi)發(fā)價(jià)值可以達(dá)到原料的20倍以上。國(guó)內(nèi)對(duì)葡萄酒副產(chǎn)品中的活性成分的深入研究還不夠充分，這方面還需要展開(kāi)大量工作。探索新的利用途徑，變廢為寶，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，既可避免環(huán)境污染，又可提高經(jīng)濟(jì)效益。

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Research Progress on the Deep Utilization of Wine By-products

Zou Lei1， WeiGuoying1，Lu Fengjuan1，Wang Jing1， Liu Ye2
（1.Enviromental Management College of China,Qinhuangdao Hebei 066004,China；2.Beijing Technology and Business University,Beijing 100037,China）

The deep utilization of grape pomace,grape seed and wine lees was introduced:Grape pomace can be used for wine brewing,vinegar brewing,polyphenols and pigments extraction,metal adsorption.Grape seed oil,protein and antioxidants can be extracted from grape seed.Wine lees can produce tartrate.The deep utilization of wine by-products could not only gain favorable economic benifits but also lighten environmental pression and achieve huge social benefits.

wine grape pomace； by-product； grape seed oil； deep utilization

X79

A

1008-813X（2012）02-0042-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.02.011

2011-12-06

河北省教育廳資助科研項(xiàng)目《葡萄酒副產(chǎn)品的綜合利用研究》 （Z2011295）

鄒磊（1983-），男，江西南豐人，畢業(yè)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)專業(yè)，碩士，講師，主要研究現(xiàn)代食品加工技術(shù)及理論。