葡萄果渣提取物在肉及肉制品中的应用进展

韩庆秋，马晟闰，黄圣凯，张鲁民，李丹丹，魏 月,，李 宁

（1.河北农业大学理工学院，河北沧州 061100；2.河北农业大学食品科技学院，河北保定 071001）

葡萄，作为世界上最有价值的水果之一，根据联合国粮食及农业组织（FAO）2020 年的数据可知，2018 年世界葡萄产量达79125.98 万吨，其中有25%左右的葡萄用于鲜食[1]，其余75%左右的葡萄被加工处理成葡萄制品，包括葡萄酒、葡萄果汁、葡萄罐头、葡萄果酱、葡萄干等[2]。为保证葡萄制品的口感与品质，加工过程中会产生葡萄皮、葡萄籽、混合葡萄果渣、葡萄茎等大量副产物，且占葡萄总质量的20%～25%[3]。因无法科学有效地利用葡萄加工副产物，传统的葡萄加工副产物的价值一直被低估，常被用作饲料或者肥料[4]，造成了资源的浪费，甚至造成严重的环境污染[5]。

经研究发现，葡萄加工副产物主要包括混合葡萄果渣、葡萄皮、葡萄籽，简称为葡萄果渣（GP）。GP 中含有大量有益的多酚类化合物，此类物质具有抗氧化、抗癌、抗炎症、抗衰老和抗菌等多种功效[6]，并已被美国食品药品监督管理局视为安全食品[7]。Makris 等[8]通过测量GP、苹果、土豆、洋葱皮，角豆荚和橄榄树叶等几种常见植物固体废物中酚类物质含量和体外抗氧化活性，发现与其他物质相比，GP 在作为天然抗氧化剂的植物来源方面具有巨大潜力。

目前，已经应用于食品的抗氧化剂一般分为化学合成抗氧化剂和天然抗氧化剂，其中化学合成抗氧化剂虽具有良好的抗氧化效果，但经Kahl 等[9]研究表明，长期高剂量摄入BHA 和BHT 这两种化合物可引起动物凝血功能障碍和诱发肿瘤，所以摄入高剂量BHA 和BHT 对人体具有一定的毒性和致癌作用。因此，利用新型绿色无害的天然抗氧化剂取代化学合成抗氧化剂具有重要的现实意义[10]，将GP 用于肉及肉制品加工生产中势在必行[11]。本文主要介绍了GP 中抗氧化活性成分的组成与抗氧化作用机理，以及其提取纯化工艺，并详细列举了GP 提取物在肉及肉制品中的应用进展。

1 GP 中主要抗氧化活性成分及其提取纯化工艺

1.1 主要抗氧化活性成分

GP 提取物中的酚类物质是使其具有抗氧化活性的主要原因。酚类物质根据苯酚亚基的数量可以分为简单酚类和多酚类。简单酚包括酚酸类物质，多酚类包括黄酮类化合物、二苯乙烯类化合物[12]。GP 提取物中所含的酚类物质主要是以羟基苯甲酸、羟基肉桂酸为主的酚酸物类物质和以儿茶素、黄酮醇、花青素为主的黄酮类化合物[3]。因此GP 中的酚类物质可以通过以下两种方式在肉及肉制品中发挥其抗氧化作用：一为螯合金属离子，阻止其引发自由基生成；二为过氧化物自由基提供氢原子使之成为氢过氧化物，消除自由基[13]。

GP 中不同类别所含抗氧化活性成分不同，根据调查研究可知混合葡萄果渣、葡萄皮、葡萄籽的年产量和所含主要的酚类化合物如表1 所示。

表1 葡萄加工副产物年产量及主要酚类化合物Table 1 Annual output of grape processing by-products and major phenolic compounds

1.2 提取纯化工艺

GP 提取物的抗氧化性不仅与葡萄品种、环境气候有关，而且受提取纯化工艺等因素的影响[6,12,15]。最常见的GP 中抗氧化剂活性成分的提取方式是液-液萃取法，也称溶剂萃取法[6]。萃取时常用的溶剂主要有乙醇、甲醇、丙酮或甲酸等，在加热或加压的条件下与水的不同比例混合可以萃取得到纯净的多酚物质。但是由于提取时需要使用大量的有机溶剂，不仅会造成有效成分的损失，使得提取效率大大降低，还会对研究人员的健康和安全构成风险。

因此，选择合适的提取纯化方法对于提高GP 中抗氧化活性物质的提取效率具有重大意义。比如冷压萃取法能够减少有效成分的损失[16]，原始冻干处理可以减小成分损失，获得更多的酚类物质[17]。还有现在已经比较成熟的提取方法如超声波辅助提取法[18]、微波辅助提取法[19]、超临界流体萃取法[20]、酶消化法[21]，都能较好的避免传统萃取法的缺点。但是不同的提取纯化方式都存在自身的优缺利弊，表2 中总结了溶剂萃取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、超临界CO2萃取法、高效的加速溶剂萃取法、加压热水萃取法六种常见提取工艺的提取效果及优缺点，以期为以后续研究优化提取纯化方法提供参考。

表2 各种提取方法的提取效果及优缺点Table 2 Extraction effects,advantages and disadvantages of various extraction methods

2 GP 提取物在肉及肉制品中的应用

肉及肉制品对购买者的吸引力主要与颜色和味道有关[36]。当肉变成褐色时，肌红蛋白转化为高铁肌红蛋白，消费者则拒绝肉类和肉类产品。油脂氧化提高了高铁肌红蛋白的形成速率，高铁肌红蛋白充当油脂氧化的催化剂，其进一步提高了油脂氧化速率，并且会使产品的颜色和风味劣化[37]。

自18 世纪初期，人们便发现氧化是影响肉及肉制品贮藏和销售的不可忽视因素，在加工、包装和分销过程中控制氧化水平是保障肉及肉制品质量的关键[38]。而通过在肉及肉制品中直接添加或在饲料中添加GP 提取物可以有效降低肉类氧化水平，从而达到改善肉及肉制品的品质、提高产品风味、护色等功效[39-40]。

2.1 GP 提取物作为天然抗氧化剂

GP 是一种廉价且高效的天然抗氧化剂，将其直接添加到肉及肉制品中，既满足了消费者对食品绿色健康的要求，同时能够有效降低肉类氧化水平[41]。GP提取物作为天然抗氧化剂直接添加到猪肉、鸡肉、以及其它肉类加工制品中的抗氧化作用效果详见表3。

表3 GP 提取物在肉及肉制品中应用Table 3 Application of grape residue extract in meat and meat products

在多数研究试验中GP 提取物虽然可有效抑制肉及肉制品的氧化作用，但是GP 本身具有的物理性质会对肉及肉制品造成影响。Guan 等[42]将葡萄籽提取物添加至冷藏带鱼鱼丸中，不仅可有效减缓了脂质氧化，还使鱼丸的腥味受到明显的抑制。

同样Selani 等[53]在研究葡萄混合果渣提取物在预防生鸡肉和熟鸡肉脂质氧化方面作用效果时，发现其与BHT 一样有效，但是可能会干扰天然鸡肉的风味和气味；另外，感官和仪器测量的结果显示出添加提取物会使熟品的颜色变化。此现象与Lorenzo[17]、Carpenter[49]、Sáyago-Ayerdi[54]等人在生、熟猪肉饼、干燥香肠和生、熟鸡肉汉堡中添加GP 提取物时所引起肉及肉制品颜色的变化相同。

因此，GP 提取物作为天然抗氧化剂应用于肉类的影响是不可忽视的。为了更好地将GP 提取物作为天然抗氧化剂应用于肉及肉制品中，需要进一步了解GP 提取物在肉及肉制品中的应用效果。

2.2 GP 提取物做饲料添加剂

GP 提取物以一定的比例添加到动物饲料中，不仅可以提高屠宰后肉中脂肪的稳定性及抗氧化能力，还能维持其感官特性及营养价值[55]。GP 提取物中含有多种抗氧化能力的成分[56]，添加到饲料中可以使其有效成分均匀地分布于磷脂膜中，从而有效抑制局部的氧化反应并且不需要特殊的加工或标记[57-58]。这为葡萄加工副产物的综合利用提供了一个新的思路。GP 提取物的添加比例、处理后肉及肉制品的储存时间及提取物的作用效果如表4 中所示。

表4 在饲料中添加GP 提取物的应用效果Table 4 Application effect of adding GP extract in feed

虽然GP 提取物添加到动物的饲料中可以有效地抑制屠宰后肉及肉制品的氧化作用，并且对其感官特性、消化率等无不良影响，但是其对于动物的肌肉生长特性，多酚在肌肉中的分布、保留等效果还需要进一步研究。

3 总结及展望

葡萄及其加工制品的生产历史悠久，产量丰富，大量的GP 伴随葡萄加工而产生。GP 内丰富的多酚类化合物使得人们发现其更高效、更健康的利用方法——作为食品中的天然抗氧化剂添加。

GP 提取物的抗氧化性与提取部位、提取纯化工艺等因素有关。不同种类的GP 所含抗氧化活性成分不同，且各类提取工艺的提取效果和适用性均有一定的局限性。因此为了实现对不同种类的GP 高效精准的利用，应根据各类GP 所含的主要抗氧化活性成分及特性来寻找最有效的提取方式。

通过对GP 提取物按照不同的方式添加到各类肉及肉制品中的应用效果总结发现：直接添加或在饲料中添加GP 提取物可以有效降低肉类氧化水平，但是由于GP 本身的物理性质，在直接应用于不同肉类产品时会对产品的风味、色泽产生影响，从而降低消费者对产品的总体接受性。另外其在作为饲料应用时，对于动物的肌肉生长特性，多酚在肌肉中的分布、保留等效果等还缺乏具体的研究。因此，在目前研究成果基础上，进一步探究GP 提取纯化方式和应用方式，对未来GP 提取物在肉类中的广泛应用具有重要意义。