葡萄酒的多酚类物质及其保健功能

食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．28 No．8 葡萄酒中的多酚类物质及其保健功能 高尧来 温其标 张福艳 1(华南理工大学食品与生物学院，广州，510641) 2(衡水老白干酿酒有限公司，衡水，053000) 摘 要 流行病学研究表 明，适量的饮用葡萄酒有 益于身体健康。进一步的研究表 明，葡 萄 酒 中含有较高水平的多酚类物质，如白藜芦醇，槲皮酮和儿茶酚等，这些物质是强抗氧化 剂， 具有抑制冠心病、动脉粥样硬化、消除自由基、抗癌和抗炎症等作用。文中介绍了葡萄酒 中的 多酚类物质，以及它们的生物活性和作用机理。 关键词 葡萄酒，多酚类物质，生物活性，保健功能 葡萄酒历史悠久、营养丰富，深受人们的 喜爱。而对葡萄酒保健功能的研 究却是从 Richard在 1987年提出“法国悖论”之后。流 行病学研究表 明。在经常适量饮用葡萄酒的 国家。冠心病的发病率较低。世界卫生组织 (WHO)在世界范围内对冠心病的调查也表 明，尽管法国人对饱和脂肪酸的消耗量与其 他发达国家相差不多，并且血液胆固醇含量 普遍较高，而由冠状动脉心血管疾病 引起的 死亡率却低得多。另外能引起心血管疾病的 其他因素，如血压和吸烟等，在法国并不比其 他国家低，这就是“法国悖论”。通过对“法国 悖论”的深入研究，人们发现，葡萄酒在降低 心血管疾病发生率方面起着重要作用。 经过对葡萄酒成分的研究和分析，发现 葡萄酒 中含有大量的多酚类物质，如白藜芦 醇、儿茶酚、表儿茶精、槲皮酮和芸香苷等，这 些多酚类物质具有抗氧化功能，除了抑制低 密度脂蛋白的氧化，预防心血管疾病以外，还 有抗癌、抗炎症和血小板凝聚等功能。本文 对葡萄酒中的活性物质以及保健功能进行了 综述，并介绍了活性物质在体 内的代谢途径 和作用机理，对人们深入 了解葡萄酒的保健 功能以及疾病的预防和治疗具有重要的意 义。 第一作者 ：硕士研究生。 收稿 日期：2002—04—23 1 葡萄酒 中的活性物质 现在已经分离，鉴定的多酚类物质主要 有：白藜芦醇、儿茶酚、表儿茶精、槲皮酮、芸 香苷、杨梅酮和没食子酸等。这些物质在不 同的葡萄酒中含量不同，红葡萄酒 中的含量 比白葡萄酒中的含量多，不同品牌的葡萄酒 之间也有差别。 1．1 白藜芦醇(resveratro1) 白藜芦醇是主要的活性物质，它有 2种 异构体，即顺式白藜芦醇和反式白藜芦醇，红 葡萄酒中以反式 白藜芦醇为主。顺式异构体 在葡萄提取物中没有检测到，它可能是在发 酵期间被合成 的⋯。葡萄酒 中的 白藜芦醇 受葡萄品种、葡萄生长环境、酿酒工艺以及葡 萄被微生物感染程度等因素的影响。白藜芦 醇主要存在于葡萄皮中，因此葡萄皮发酵时 间长短是决定白藜芦醇含量的主要因素。由 于白葡萄酒浸渍时间短，使得白葡萄酒中白 藜芦醇含量较低。 Kerry等 J研究 了 日本不 同地 区的 42 种红、白葡萄酒中的白藜芦醇及其异构体，发 现红葡萄酒中平均含量为 4．37 mg／L，白葡 萄酒 中仅 为 0．68 mg／L。Goldberg等[ ]对 450种葡萄酒进行分析，发现不同酒中的反 综 述 与 专 评 论 ／ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 28卷 第 8期 高尧来等 ：葡萄酒 中的多酚类物质及其保健功能 式白藜芦醇与顺式白藜芦醇的比例存在较大 的差异，反式白藜芦醇含量高的顺式 白藜芦 醇的含量也高，这表 明这 2种异构体遵循着 相同的变化规律。 白藜芦醇的 2种异构体在生物活性方面 也存在着差异，它们清除 自由基的能力基本 相同，但络合铜离子的能力差别较大，顺式异 构体的络合能力仅是反式异构体的一半。这 表明羟基的空间位阻作用对铜的络合起着重 要 作用。 1．2 槲皮酮 (quercetin) 槲皮酮属于黄酮类化合物，它广泛存在 于多种植物如洋葱、茶 叶和葡萄之 中。槲皮 酮在葡萄酒 中的含量 因酒的产地不同而异， Jos6等l3 J检测了葡萄牙大陆和 Azorer岛的 12种葡 萄酒 中槲皮酮，其平均 含量分别是 4．38和 5．57mg／L，大陆的 9种葡萄酒中含 量从 2．39到 7．62mg／L不等，Azorer岛的 3 种葡萄酒相差较大，最大值为 11．95 mg／L， 最小值为 1．81 mg／L。 1．3 花色素苷 (anthocyanin) 花色素苷是一种天然多酚类化合物，它 主要存在于葡萄皮中，葡萄的红色主要是 由 它决定的。花色素苷中常带有不同的甲基或 者甲氧基。与花色素苷结合最多的单糖主要 有葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖 和果糖。 葡萄糖苷一般 比相应的其他苷配基稳定， 糖 苷化和酰化是提高花色素苷溶解性的 2种方 法。意大利红葡萄酒中存在的较多的花色素 苷主要有锦葵花素一3—0一葡萄糖苷，花青素一 3—0一葡萄糖苷，花翠素一3—0一葡萄糖苷等。 花色素苷在葡萄细胞中比较稳定，一旦 离开这个环境就会发生一系列的反应。在酿 造过程中，花色素苷单体会与其他的黄酮类 物质或醛反应生成聚合花色素苷。花色素苷 在酸性条件下稳定，在中性条件下迅速分解。 从这一点来看，花色素苷不能作为生理抗氧 化剂。但在 Tsuda等人l4 J的试验中，花色素 苷在生理环境下表现出强烈的抗氧化活性。 1．4 其他的活性成分 葡萄酒中还含有如儿茶酚、表儿茶酚、酚 醛酸等多酚物质。Vinas等l5 J利用液相色谱 测定了葡萄酒中的酚类物质，儿茶酚是酚类 化合物中含量最多的，但不同的葡萄酒含量 差别较大。红葡萄酒中儿茶酚含量最高的是 Cabemet一97，含量为 124．8 g／mL，含量 最 低 的是 Gran Noval一97，含量为 30．5 g／mL。表 儿茶 酚含 量 最 高 为 24．8 g／mL，最 低 为 2．18／_tg／mL。 2 葡萄酒的生物活性及保健功能 2．1 抗氧化剂功能 葡萄酒中，尤其是红葡萄酒 中的多酚类 物质，具有较强的抗氧化性，能通过抑制低密 度脂蛋白(LDL)的氧化而有助于防止冠心 病、动脉粥样硬化的发生。由于多不饱和脂 肪酸的氧化而导致 LDL性质的改变是促进 动脉粥样硬化的重要因素。氧化作用影响到 LDL的载脂蛋 白，改变 了 LDL的生理化学 和生物活性性质，因此，被氧化的 LDL失去 了被特定的受纳体识别的性质，不能进行正 常的分解代谢。葡萄酒中的多酚类物质，能 够保护 LDL颗粒不发生形态的改变，从而保 证了 LDL正常的代谢。更近一步的研究表 明，这些物质能保护 LDL上与细胞膜结合的 特定位点上的氨基酸残基。因此，葡萄酒 中 的多酚类物质能够抑制 LDL的氧化，从而防 止动脉 粥样硬 化 等疾 病 的发 生。Camargo 等L6 J对 22 071人进行调查，发现每天饮 2杯 酒的人心绞痛和心肌梗死的危险性分别降低 到 56％和 47％。 多酚类化合物的抗氧化方式以与 自由基 反应，络合起催化作用的金属为主。在 由铜 引起的 LDL氧化的过程中，白藜芦醇络合铜 而抑制 LDL的氧化 比黄酮类物质儿茶酚更 有效，而儿茶酚对 由 AAPH引起的氧化的抑 制比白藜芦醇效果更好。这说 明，黄酮类物 质如儿茶酚主要 以消除 自由基 的方式抑制 LDL的氧化。在 由叔丁基过氧化氢引起 的 DNA链的裂变和细胞毒性试验 中，槲皮酮的 69 维普资讯 http://www.cqvip.com 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．28 No．8 保护作用主要表现为与铁络合的活性。 由于氧化而引起神经细胞的死亡会导致 许多疾病的发生。Ishige等 J利用小鼠海马 细胞 HT一22进行试验，在这个氧化模型中， 外来的谷氨酸盐抑制胱氨酸的吸收并消耗细 胞内的谷胱 甘肽，导致活性 氧的积 累和 Ca 流入的增加，最终引起神经细胞的死亡。在 试验中，作者认为能保护细胞不受谷氨酸盐 破坏的类黄酮在结构上有 3个特点 ：C3位上 的羟基化，不饱和 c环与疏水性。在这一过 程中抗氧化作用有 3种机理 ：直接影响谷胱 甘肽的代谢，作为抗氧化剂起作用，保持较低 的 Ca2 流 入量。 2．2 抗癌功能 大量的流行病学研究与动物试验表明， 多酚类物质能阻止和抑制癌症的发生。作为 一 种抗氧化剂和抗诱变因素，多酚类物质能 使致癌物毒性降低或消失，它还能通过诱导 细胞分化抑制癌症的发展，对癌症发展 的 3 个阶段具有抑制作用。1waSe等 研究了黄 酮衍生物对 埃 一巴二 氏病毒 (Epstein-Barr virus)早期抗原激活的抑制作用。在试验的 化合物中槲皮酮五烯丙基醚对小鼠皮肤癌的 发生有明显的抑制作用。质量浓度为 9 mg／ mL的槲皮酮，能将 由亚硝基二 乙胺诱导的 小鼠肺癌的发生率从 76．4％降低到 44．4％， 它主要在癌变的初始阶段起作用 J。 雌酮硫酸酯经雌酮硫酸酯酶分解生成雌 酮，是乳腺和子宫 内膜肿瘤中雌酮的主要来 源。如果能找到硫酸酯酶抑制剂，有效地抑 制雌酮的产生，最终将能控制依赖于雌酮生 长的乳腺 和子宫 内膜 肿瘤 的生长。Huang 等[101的研究表明，槲皮酮能明显的抑制人体 肝微粒体中雌酮硫酸酯酶的活性。 最近发现在结肠癌和胃癌细胞中，槲皮 酮能抑制细胞周期在 G1／S的转变，并能阻 止乳 腺 癌 和 喉 癌 细 胞 G2／M 的 转 变。 Casagrande等人n1]研究了黄酮类物质对人 体黑色素瘤细胞 OCM 一1的细胞增殖和细 胞周期的影响，发现能抑制细胞增殖的类黄 70 酮中，在碳环 c的第 4位上有氧代基并且 c2 一 C3之间是双键连接的黄酮具有最大 的抗 增殖活性。黄杉素 C2一C3之间缺少双键， 儿茶酚既没有双键 c环第 4位 又缺少氧代 基，因此它们不能抑制细胞的扩散。 蛋白激酶 c(PKC)在控制细胞的生长和 调控的信息传导过程中是一个关键 因素，并 且它与肿瘤的发 生有关。PKC的激活以及 合成酶的 DNA的激活在癌症的启动过程中 起着重要 的作用。一些酚类化合物如槲皮 酮，桑 色 素和 山柰酚 能抑制 PKC的活性。 PKC的这些抑制剂能抑制癌细胞的生长和 扩散。血管新 生(angionenesis)与肿 瘤的发 生、发展有着密切的关系，阻止血管新生的过 程将有助于抑制肿瘤的生长。红葡萄酒中的 白藜芦醇和槲皮酮，在浓度为 6～lOOt~mol／L 时能抑制牛主动脉内皮细胞的生长[121。白 藜芦醇对牛主动脉内皮细胞生长的抑制作用 可能与它能抑制环加氧酶 (cyclooxygenase) 有关。由于环加氧酶的异构体 COX一1能调 节血管内皮细胞中的血管新生。因此，白藜 芦醇可能通过阻止 COX一1来抑制血管新 生。槲皮酮抑制血管新生的活性可能是通过 抑制 PKC来实现的。PKC是细胞膜上信号 转导和细胞生长诱导过程中关键 的一种酶。 PKC抑制剂也能抑制血管新生，因此 白藜芦 醇和槲皮酮的抗癌性质可能是通过抑制血管 新生来实现的。 2．3 抗发炎功能 炎症反应时，致炎物或炎症介质可诱导 或增加局部 NO的合成与释放，大量的 NO 会促进炎症反应。肿瘤坏死因子 (TNF—a) 是一种重要的炎性细胞因子，参与炎症反应， 当患有感染、创伤及免疫性疾病时，TNF—a 有不同程度的升高。在巨噬细胞中，由脂多 糖诱导的 TNF—a和 NO的过量合成可以被 槲皮酮抑制，浓度为 20／lmol／L时，对 NO的 抑制达 75％以上，浓度为 50／lmol／L时，对 TNF—a的抑制率达到 80％以上u引。 诱生 型一 氧化 氮 合酶 (inducible nitric 综 述 与 专 题 评 论 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 28卷 第 8期 高尧来等：葡萄酒中的多酚类物质及其保健功能 oxide synthase，iNOS)可 以在不同的细胞中 得到表达，在巨噬细胞中，它可以被细菌内毒 素脂多糖(LPS)等发炎因子诱导。前列腺素 (PGs)作为调节剂在发炎过程中也起着重要 的作用。环加氧酶(COX)能将花生四烯酸转 变成 PGs。在发炎和免疫应答中，cox和 i— NOS的异构体 负责 生产 出大量 的 PGs和 NO，细胞 内过 多的 NO，会导致细胞毒性 和 组织的破坏。白藜芦醇能够抑制 iNOS的活 性，降低一氧化氮合酶的基因表达和酶活性， 这种作用与白藜芦醇抗肿瘤和发炎的性质有 关。槲皮酮能抑制星形细胞 系中 NO 的产 生，Kim 等u J发 现，在 巨噬 细 胞 系 RAW 264．7中槲皮酮有抑制炎症的活性，却不是 因为直接抑制 iNOS酶活性来实现的。Raso 等 5J利用巨噬细胞系 J774A．1研 究了在脂 多糖诱导下黄酮类物质对 NO和前列腺素 E2(PGE2)的影响。在试验中，槲皮酮和芹菜 苷元对 NO和 TNF—a的产生抑制活性最 强。作者认为黄酮类物质抑制 iNOS和 COX 一 2的表达可能是抗炎症的作用机制之一。 Marion等【x61研究了白藜芦醇和槲皮酮与乙 醇之间的协同效应，试验表明，乙醇提高了白 藜芦醇和槲皮酮抑制 iNOS基因表达和清除 No的活性 。 2．4 清除 自由基 多酚类化合物清除自由基的活性主要是 由于它们能提供氢原子的缘故，另外苯环上 键的离域效应对多酚类化合物清除 自由基 的功能也有重要贡献。Sarma等 J考察了 花色素苷保护 DNA不受羟基 自由基破坏的 作用，发现花色素苷可 以和 DNA结合形成 络合物，既能保护 DNA又能保护 自身不受 自由基的破坏。槲皮酮能保护溶菌酶和 B一乳 球蛋白A不受 自由基的破坏，而它却能和人 血清白蛋白结合，导致前氧化剂效应加速人 血清 白蛋 白断裂【 J。 活性 氧(reactive oxygen species，ROS)是 人体内活性很高的一类 自由基，能破坏血红 细胞导致地中海贫血病和镰形细胞贫血。花 色素苷能减少由过氧化氢诱导的人红血细胞 中 ROS和高铁血红蛋白的产生，保护人红血 细胞不被氧化【 引。Tedesco等【 0]研 究了葡 萄酒中多酚类物质对 ROS的影响，葡萄酒中 提取的多酚类物质能有效的抑制由过氧化氢 引起的溶血和 ROS的产生。在试验中，富含 多酚类物质的葡萄酒提取物比槲皮酮和白藜 芦醇抑制血红细胞氧化的效果更明显，这表 明消除 ROS是多酚类化合物的综合效应。 2．5 抗血小板凝聚 血小板的凝聚与花生四烯酸的代谢产物 血栓素(TxAz)和前列腺环素(PGI2)密切相 关。TxA2是 目前发现的最强的收缩血管物 质和最强的血小板聚集剂之一。PGI2则是 最强的血小板聚集抑制剂之一。白藜芦醇浓 度为 10_3mol／L时能抑制花生四烯酸诱导 的血小板凝聚。在采用血浆来评价白藜芦醇 抗血小板凝聚的试验中[21 J，质量浓度为 3．6 g／L的反式 白藜芦醇能使 由胶原引起的血 小板凝聚降低了 50．3％。含有 3．6 mg／l 多 酚类物质和 1．2 g／L的白藜芦醇的红葡萄 酒，对血小板聚集 的抑制率达 42％，当 1．2 g／L反式白藜芦醇被加到同样的葡萄酒中， 抑制率增加到 78％。反式 白黎芦醇和槲皮 酮还能抑制 由凝血酶或者 ADP引起的血 小 板聚集。并且 白藜芦醇能抑制 TxB2和 HHT 的合成，以及在较小的程度上抑制 12一HETE 的合 成。葡 萄 酒 和葡 萄汁 的 对 比试 验 表 明 ，葡萄酒和富含 白藜芦醇的果汁增加了 血小板对凝血酶引起的凝聚的抵抗性，并降 低了 TxB2的浓度。白黎芦醇 3一O一 D一吡喃 葡萄糖 苷 在血 小板 凝聚 中的 活性 也 有报 道[ ，胶原作为诱导物时具有最高的活性。 3 展 望 葡萄酒有益于人体健康，具有防止冠心 病，动脉粥样硬化以及抗癌和抗发炎等功能， 但是这些试验大多都是在人体外进行的，在 人体内多酚类物质会受所处环境的影响，因 此，要想了解葡萄酒及 多酚类物质在人体内 71 7、 ■r■ l r-． 姐 综 述 与 专 题 评 论 维普资讯 http://www.cqvip.com 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．28 No．8 的作用，还有待于进一步的研究。另外，过去 的一些研究主要着重于葡萄酒 中的酚类物 质，而忽略了乙醇与酚类物质协同效应 的影 响。 在过去的几十年 中，科学家通过流行病 学的研究已经证实了与“法国悖论”相关的一 些因素，他们认为适量的饮用葡萄酒 能够减 少心血管疾病的发病率和降低因冠状动脉缺 血而导致的死亡率。最近对葡萄酒中酚类物 质的研究使上述 结论 更具科学性 。随着研究 的深入和扩展，对葡萄酒 以及其中的多酚类 物质的生物活性、代谢途径和作用机理的理 解将更加深入，并为人们更好的认识葡萄酒 以及其中的多酚类化合物的保健功能提供了 条件。 参 考 文 献 Goldberg D M ，Karumanchiri A， Ng E et a1．J． Agric．Food Chem ．，1995，43：1 245～ 1 250 Kerry N L． Abbey M C． Biosci． Biotechno1． Biochem ．，1997，61：1 800～ 1 805 Baptista J A B，Tavares J，Carvalho R C．Food Research International，2001，34：345～ 355 Tsuda T。Horio F，Osawa T A．FEBS Letters， 1999． 449： 179～ 182 Vifias P，L6pez—Erroz C，M arin—Herndndez J et aI． Journal of Chromatography A，2000，871：85～ 93 Camargo C A， Stam[，fer M J，Glynn R J et a1． Ann． Intern ．M ed．， 1997。 126：372～ 375 Ishige K，Sehube~ D，Sagara Y．Free Radical Bi— ology& Medicine，2001，30(4)：433～446 8 1wasea Y，Takemuraa Y，Ju—ichi M et a1．Cancer Letters，2001， 173：105～ 109 9 Khanduja K L，Gandhi R K，Pathania V et aI． Food and Chemical Toxicology，1999，37：313～ 318 10 Huang Z Q，Fasco M，Kaminsky L．The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology， 1997，63(1—3)：9～15 1 1 Ca sagrande F．Darbon J-M ．Biochem ．Pharma— coI．，2001。61：1205～ 1215 12 Igura K。0hta T，Kuroda Y et a1．Cancer Let— ters，2001。 171：ll～ 16 13 K R—M ． Ghosh B．International Journal of Im— munopharmacology ，1999，21：435～ 443 14 Kim H K，Cheon B S．Kim Y H et aI．Biochem． PharmacoI．，1999。58：759～765 15 Raso G，M eli R， Ca rlo G et aI．Life Sciences． 2001．68：921～ 931 16 Chan M—Y Marion，M attiacci J，Hwang H et a1． Biochem ．Pharmaco1．。2000，60：1 539～ 1 548 17 SarlTla A， Sharma R． Phytochemistry， 1999， 52： 1 313～ 1 318 18 Salvi A， Carrupt P—A。 Tillement J-P et a1． Biochem．PharmacoI．，2001。61：1 237～ 1 242 19 Ted eseo I，Russo G，Nazzaro F et aI．J．Nutr． Biochem．。2001，12：505～ 511 20 Ted eseo I，Russo M ，Russo P et aI．J．Nutr． Biochem．，2000，11：114～ 119 21 Bertelli A， Bertelli E， Gozzini A et aI．Drugs Exp．Clin．Res．，1996，22：61～63 22 Pace-Asciak C R，Rounova O，Hahn S E et aI． Clin．Chem．Acta，1996，246：163～ 182 23 Fr6mont L．Life science，2000，66(8)：663～ 673 Polyphenols in W ine and Their Health Functions Gao Yaolai Wen Qibiao Zhang Fuyang2 1(College of Food Engineering and Biotechnology，South China University of Technology，Guangzhou，510641) 2(Hengshui Laobaigan Liquor-making Co ．Ltd．，Hengshui，053000) ABSTRACT Epidemiological studies showed that moderate consumption of wine is beneficial to health．The further studies demonstrated that red wine contains high levels of polyphenols，such as resveratrol，quercetin and catechin，they are antioxidants and possess the inhibition of coronary heart disease and atherosclerosis，free radical scavenging activity，anticancer and anti—inflammato— ry properties．This paper reviewed the type and concentration of po lyphenols in wine，their bioac— tivities and mechanism ． Key words wine，po lypenol，bioactivity，health function 72 综 述 与 专 题 评 论 1 2 3 4 5 6 7 维普资讯 http://www.cqvip.com