文献解读
通过模拟人体对红葡萄和白葡萄中微量营养素和主要多酚类化合物的消化评估葡萄皮、果肉和种子生物可获得性的不同贡献
期刊：JournalofFunctionalFoods（3.）
发表时间：.12
研究背景
众所周知，人类饮食中的营养素浓度通常与人体实际利用或吸收的营养素水平不同。多酚和矿物质都需要从消化的基质中提取出来，并溶解在消化液中，才能达到生物可获得性，进而达到生物利用度。虽然很难模拟真实的生理条件，但基于消化模型的体外分析是研究食物系统及其行为的初步和必要的工具。本研究旨在研究葡萄浆果及其不同成分(果皮、果肉和种子)对红、白葡萄矿物质和多酚类物质生物可及性的贡献。以及它们在模拟人体消化过程中的释放行为。本研究首次采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)和电感耦合等离子体光谱(ICP-OES)分析方法，对这些特定成分的消化样品和葡萄非生物可及组分中的酚类、常量和微量元素进行了全面的研究。
材料与方法
1.研究材料使用的尼亚加拉(Niagara)白葡萄和波尔多(Bordo)红葡萄是在巴西圣卡塔琳娜的里约热内卢佩克西山谷(RioDoPeixe)人工采摘的。2.胃肠道消化的体外模拟生物可及性研究使用的原始样品：葡萄(全浆果)、果皮、果肉和种子。用手术刀将葡萄分离成果皮、果肉和种子。在口服阶段，样品首先与蒸馏水、唾液(pH7.0)和α淀粉酶(75U/ml)混合，在37°C旋转2min，然后将混合物置于胃相进行消化序列。将胃液(pH3.0)、胃蛋白酶(U/ml)、氯化钙(0.mM)加入口服液中，在37℃恒温水浴中保温2h。胃消化后，加入肠液、胰酶(U/ml)、胆盐(10MM)、氯化钙(0.3mM)进入肠相。用NaOH1M调节pH至7.0，肠液在37°C恒温水浴中孵育2h，各消化期末采集样品，g离心10min，取上清液作为消化样品。用5mL甲醇：水：盐酸(90：10：0.1v/v/v)进一步提取消化过程结束时收集的剩余固体残渣，以确定非生物可及组分的组成。混合物在涡流混合器中搅拌5min，在g离心10min。收集上清液，重复同样的过程。然后将上清液混合并在可控温度(30°C)的旋转蒸发器中蒸发。在分析前，将残留物重新悬浮在甲醇-水1：1(v/v)中。
结果与讨论
1.葡萄的理化参数、波尔多和尼亚加拉葡萄的果皮、果肉和种子的多酚组成和个体酚谱红葡萄和白葡萄的浆果重、pH、可溶性固形物、总酸度、成熟指数和有机酸的测定结果如表1所示。表2列出了葡萄成分的多酚图谱。结果表明，与果皮和果肉相比，种子中*烷醇的含量较高。估计的Folin-Ciocalteu还原力与尼亚加拉(r=0.98)、波尔多(r=0.93)、尼亚加拉果皮(r=0.85)、波尔多果皮(r=0.92)、尼亚加拉果肉(r=0.82)和波尔多果肉(r=0.89)的抗氧化能力(ABTS)呈显著正相关。这些样品中高浓度的酚类物质，特别是*烷醇证明了种子的抗氧化能力。当比较葡萄皮的抗氧化能力时，同样含有高浓度花青素的品种Bordo的数值更高(p0.05)，花青素是已知的有效抗氧化剂。白葡萄品种果肉和种子的抗氧化能力分别比对照提高47%和42%(p0.05)。这些发现证实，除了花色苷，各种酚类化合物还有助于葡萄成分的抗氧化特性，特别是在种子中。关于单个多酚的存在和它们的浓度，葡萄成分表现出不同的组成。与没食子酸和(?)-表儿茶素一起，花色苷的糖苷是红葡萄果皮中的主要酚类物质。在较低浓度下，白葡萄果皮中还含有反式-苹果酸、(?)-表儿茶素和没食子酸。两个品种果肉中的酚类物质含量最丰富的是羟基肉桂酸，特别是反式-苹果酸和*烷醇，而种子中最丰富的是(+)-儿茶素和(?)-表儿茶素。杨梅素是所有葡萄成分中唯一存在的*酮醇，而槲皮素和山萘酚在果皮和种子中检测到，而在果肉中未检测到。在白葡萄和红葡萄的果皮和种子中都发现了二苯乙烯反式白藜芦醇。在葡萄的不同部位共发现五种羟基苯甲酸。波尔多品种的果皮中这些化合物的浓度之和最高(30.25mg/g)，主要是由于没食子酸的作用。在尼亚加拉果肉和种子中，没食子酸、原儿茶酸、香草酸和丁香酸的浓度显著高于波尔多品种的相同样品。在白葡萄样品中未检测到鞣花酸，而在波尔多红葡萄果皮中仅检测到鞣花酸。咖啡酸、反式柠檬酸、阿魏酸和p-香豆酸是在不同浓度的样品中发现的羟基肉桂酸衍生物。白葡萄果皮和果肉中未检测到阿魏酸、对香豆酸和咖啡酸，而反式-柠檬酸是所有葡萄成分中含量最丰富的羟基肉桂酸。在所有酚酸中，没食子酸是主要的化合物，其浓度在0.94~24.13mg/g之间。关于花色苷，红葡萄皮中的麦芽糖素(3-O-单葡萄糖苷和3，5-二葡萄糖苷)和花青素(3，5-二葡萄糖苷)的糖苷含量非常丰富。在其他成分中均未检测到花青素。相反，聚合物原花青素B1和B2在种子中含量较高，与果皮相比差异显著。然而，这两个品种的果肉中都没有检测到这些酚类物质。总而言之，葡萄浆果的每个成分的酚类成分-包括整个水果，指出了生物活性的具体来源，可以从它们的生物可及性方面进行探索。因此，我们使用这些数据来进一步评估在模拟人体消化过程中各葡萄成分中多酚类物质的行为。对这些葡萄基质中主要矿物质的生物可获得性进行了同样的研究，并对宏观、微观和微量元素进行了评估。2.红葡萄和白葡萄果皮、果肉和种子中的矿物质组成表3列出了葡萄成分的元素组成。对两个葡萄品种的果皮、果肉和种子中的常量元素K、Mg和Ca进行了定量分析，波尔多品种果皮和果肉中的Ca含量分别为3.92mg/g和.89mg/g。波尔多果皮和尼亚加拉葡萄果肉中微量元素Mn、Sr、Fe、Cu和Zn的含量分别为7.55μg/g(Zn)和.42μg/g(Fe)。在样品中未检测到任何微量元素(Al、Ni和Pb)。钾在尼亚加拉种子中的含量为28.32mg/g，在波尔多葡萄果肉中的含量为.89mg/g，是两个品种中含量最丰富的。其他常量元素Ca和Mg在种子中的含量显著高于红葡萄和白葡萄的果肉和果皮。因此，本研究认为葡萄籽是常量元素的重要来源，与果皮颜色无关。微量元素中，Fe、Zn、Cu、Sr、Mn矿物质在果皮、果肉和种子中含量丰富。尼亚加拉葡萄果肉中以铁、锌为主，波尔多葡萄果皮和种子中以铁、锰、铜含量最丰富。在比较葡萄浆果成分时，红葡萄和白葡萄果肉中铜的含量均较高(p0.05)。果肉中锌的含量显著高于果皮和种子中的含量，说明葡萄果肉是该矿物的主要来源。3.果皮、果肉和种子在模拟消化过程中多酚类物质和抗氧化性能的变化对红、白葡萄的全葡萄、果皮、果肉和种子四种葡萄基质进行模拟人体消化，以评价它们的酚类化合物和矿物质的生物可及性，并探讨它们在摄食和吸收方面的贡献。在尼亚加拉和波尔多的样品在消化前后验证的抗氧化性能如图1所示。多酚在口服、胃和肠道阶段以及非生物可及组分中的变化如图2所示。抗氧化剂活性和估计的Folin-Ciocalteu还原能力在消化前后变化很大，特别是在波尔多红葡萄样品中。消化前，与尼亚加拉葡萄相比，该品种的化学成分的值普遍较高，并且在胃肠道通过后显著增加。这主要与基质提取和胃肠道介质中多酚类物质的含量有关。这种增加只出现在整个葡萄和尼亚加拉葡萄的果肉中。对尼亚加拉品种的全葡萄样品和果肉样品，以及波尔多品种的全葡萄样品、果皮样品和种子样品而言，消化组分的抗氧化能力较高。消化样品的多酚谱按酚类分组，它们的水平代表同一酚组中每个酚组分的浓度之和(图2)。对于所有葡萄基质，对消化部分-口服、胃和肠道-的分析表明，所有酚类物质除原花青素B1和B2外，其余样品在模拟消化后均有表征。摩尔质量大于g/mol的物质可能会由于分子的大小而导致其溶解性和吸收能力受损。这可能是本研究中观察到的原花青素生物可达性低的原因之一。在消化过程中，羟基苯甲酸衍生物(即没食子酸、原儿茶酸、香草酸、丁香酸和鞣花酸)的浓度随葡萄基质的不同而不同。在整个葡萄中，这些物质在胃中的含量显著增加，而果皮、果肉和种子在口服期和肠期的浓度较高，但有一定的变化。没食子酸，在葡萄成分的消化样品中的浓度也有很大的差异。同一品种波尔多中没食子酸在全葡萄、果皮、果肉和种子中的生物可及性指数分别为%、%、未定(未检出)和65%。相反，其他酿酒副产品的消化样品中酚酸含量降低。尼亚加拉葡萄不同成分中，胃期*烷醇含量显著高于其他消化期(p0.05)。对于果皮和果肉，*烷醇水平在肠道部分显著增加，而对于种子，它们在口腔部分更容易被生物利用。*烷醇在该品种的非生物可及组分中高度丢失。表儿茶素在白葡萄种子中的浓度明显较高(表2)。在不同的白葡萄副产品中，单体儿茶素和表儿茶素的水平在消化其种子提取物后也是稳定的。相反，该化合物在红葡萄品种种子中表现出较高的生物可及性(尼亚加拉为61%，博尔多为72%)，表明葡萄品种对多酚类物质的生物可及性产生影响。在花色苷方面，红葡萄样品经全葡萄和果皮消化后，其在胃中的浓度最高，其生物可及性指数分别为%和24%，二甲花翠素-3，5-二葡萄糖苷和花青素-3，5-二葡萄糖苷的生物可及性指数分别为%和65%。花色苷的糖苷形式在胃环境中被水解。在消化葡萄基质后，胃相含有最高水平的多酚类物质。然而，尽管在非生物可及组分中有一些损失，红葡萄和白葡萄各个成分中包含的大多数酚类化合物都到达了肠道阶段，这意味着它们可以被系统吸收。值得注意的是，这种行为依赖于每种成分和葡萄品种，证实了这些是影响生物活性的主要因素。葡萄全、果皮、果肉和种子中常量和微量元素的生物可及性如表4所示。经模拟消化后，所有葡萄成分均可生物获得必需矿物质K、Ca、P、S、Cu和Zn，K含量为7.32~84.08mg/g，Cu含量为0.11~0.30μg/g。肠相样品中未检出镁、铁、硒、锰、铬、镍、镉。在定量的常量营养元素中，K是尼亚加拉葡萄全葡萄和果皮样品以及两个葡萄品种种子中生物可获得性最高的矿质元素。相反，它是葡萄浆中生物可及性最差的矿物质。从整个波尔多品种的葡萄、果皮和果肉来看，钙是最具生物可利用性的矿物质。在微量元素中，只有Cu和Zn在消化样品中被定量。这些都是从食物中获取的必需矿物质。尽管在本研究中发现生物可及性较低，但果皮、果肉、种子和整个葡萄的样品都显示出广泛的矿物成分。生物可及性结果表明，果皮、果肉和种子对酚类化合物和矿物质的释放贡献不同。然而，有必要评估在消化过程之后，这种营养素的数量是否真的可以吸收。
结论
红葡萄和白葡萄的酚类化合物和必需矿物质的变化在不同的消化阶段和不同的葡萄成分之间是不同的，表明生物可及组分对不同品种葡萄的生物活性和营养潜力的贡献是不同的。这种结合的方法在果皮、果肉和种子的生物活性和微量营养素水平上显示出显著的差异。在胃肠道通过后，样品中花色苷、*烷醇、*酮醇、羟基苯甲酸和羟基肉桂酸的浓度和抗氧化潜力保持不变，这表明大多数酚类化合物具有很高的生物可达性，并可用于肠道吸收。常量元素和微量元素具有不同的生物可获得性，其中钾是尼亚加拉葡萄全葡萄和果皮样品以及两个葡萄品种种子中生物可获得性最强的矿质元素。葡萄成分的特征指出了其主要酚类和矿物质的特定行为和生物可获得性，这可能有助于葡萄部分作为食品配料或医药或营养食品的蔬菜原料进行价态分析。
GrapeResearch
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