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葡萄酿酒产生大量葡萄籽废弃物,其中生物活性多酚未被充分利用。研究人员对比传统浸提法(ME)和现代提取法(UAE、MAE、ASE)对葡萄籽多酚的提取效率。结果显示不同方法对不同多酚类物质选择性不同。该研究为葡萄籽副产物利用提供策略。
在葡萄酒酿造的世界里,葡萄籽常常被当作废弃物丢弃,可你知道吗?这些看似无用的葡萄籽,其实蕴含着巨大的宝藏 —— 生物活性多酚。它们拥有抗氧化、抗炎、抗癌以及保护心血管等诸多神奇功效。然而,在葡萄酒生产过程中,大量的生物活性多酚被困在葡萄籽里,无法融入葡萄酒,这无疑是一种巨大的资源浪费。传统的浸提法(Maceration Extraction,ME)虽然操作简单、成本低,却有着提取时间长、溶剂消耗大、效率低等缺点,难以满足大规模生产的需求。为了解决这些问题,现代提取技术如超声辅助提取法(Ultrasound-Assisted Extraction,UAE)、微波辅助提取法(Microwave-Assisted Extraction,MAE)和加速溶剂萃取法(Accelerated Solvent Extraction,ASE)应运而生。但这些新技术也并非完美无缺,UAE 可能导致局部过热使敏感多酚降解,MAE 会让热不稳定化合物分解,ASE 设备昂贵限制了其大规模应用。在这样的背景下,研究如何优化提取条件,提高多酚提取效率和稳定性,成为了科研人员亟待攻克的难题。
为了找到答案,来自多个研究机构的研究人员共同开展了一项研究。他们以葡萄籽为研究对象,对比了 ME、UAE、MAE 和 ASE 这四种提取方法对葡萄籽中多酚的提取效率,利用超高效液相色谱 - 电喷雾电离串联质谱(Ultra-Performance Liquid Chromatography Coupled with Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry,UPLC-ESI-MS/MS)技术对多酚类化合物进行鉴定和定量分析,旨在揭示提取条件对多酚产量和相互作用的影响。这项研究成果发表在了《Food Chemistry》上,为葡萄籽副产物在功能食品、化妆品和制药领域的可持续利用提供了重要参考。
在研究过程中,研究人员用到了几种关键技术方法。首先,对获取的葡萄籽样本进行处理,将其冻干并研磨成细粉,为后续实验做准备。然后,利用 UPLC-ESI-MS/MS 技术,这一强大的分析工具能够同时对大量代谢物进行分析,准确测量和详细描绘多酚类化合物的特征。通过该技术,研究人员可以清晰地了解不同提取方法下多酚的种类和含量变化。
下面来看看具体的研究结果。
- 总酚含量(Total Phenolic Content,TPC)差异:不同提取方法得到的葡萄籽提取物中 TPC 差异显著。MAE 组的 TPC 最高,达到 38.99 mg GAE/g,ASE 组次之,为 31.30 mg GAE/g,而 ME 和 UAE 组的 TPC 较低,分别为 22.32 mg GAE/g 和 22.75 mg GAE/g。这表明 MAE 在提取总酚方面表现出色,可能是因为微波能够快速破坏细胞结构,促进酚类物质的释放。
- 不同多酚类物质的提取效率:通过 UPLC-ESI-MS/MS 分析,研究人员鉴定并定量了 24 种多酚。结果发现,ASE 对酚酸(如没食子酸,231.75 μg/g)和原花青素(如原花青素 B1,126.18 μg/g)的提取效率最高;MAE 则在黄酮类化合物(如杨梅素,41.52 μg/g)的提取上表现最佳。这说明不同的提取方法对不同类型的多酚具有选择性。
- 共提取模式与相关性:多元化学计量分析揭示了结构相关化合物之间的共提取模式,例如黄烷 - 3 - 醇与没食子酰化衍生物之间存在共提取现象。这一发现将提取参数与多酚的选择性联系起来,有助于深入理解提取过程中化合物之间的相互作用。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:不同的提取方法对多酚类化合物的选择性不同,从而影响了提取效率和提取物的组成。ASE 在酚酸和原花青素的提取上效率最高,MAE 更适合提取黄酮类化合物。这些结论为优化葡萄籽多酚的提取工艺提供了有价值的信息,有助于推动葡萄籽副产物在多个领域的应用。在讨论部分,研究人员进一步强调了这些发现对于可持续利用葡萄籽副产物的重要意义。通过选择合适的提取方法,可以提高生物活性化合物的回收率,减少资源浪费,为相关产业提供更具针对性的解决方案。例如,在生产富含抗氧化剂的营养保健品时,可以优先选择 MAE 或 ASE;而对于对热敏感的药物成分提取,ME 可能更为合适。这项研究为葡萄籽副产物的开发利用开辟了新的思路,为实现葡萄酒产业的可持续发展奠定了基础 。