葡萄酒自然活性的提取和配方增强过程

1. 介绍

酿酒过程产生巨大的废物流，包括葡萄渣。对自然的健康促进产品越来越兴趣，以及3R政策，加强了制定创新，有效和可持续的葡萄酒行业废物储存程序的前景（Barcia等，2014; Galanakis，2012; Pfaltzgraff等。，2013）。Winesense是一个持续的Marie Curie项目，它结合了工业和学术界的努力，打算优化多酚提取和配方技术。强化是提取和配制过程的共同目标，其旨在减少操作时间和成本，同时提高提取物的数量和质量。

2. 微波萃取

微波提取多酚的优点已被广泛证实。微波提取可以减少提取时间和所需的溶剂量，从而减少设备体积。然而，由于渗透深度的限制，微波实现到工业规模是困难的。为了克服这一缺点，在常规固液萃取中加入了微波和压力预处理。在这个新工艺中，微波与压力相结合，快速提高萃取介质的温度，在一个短而密集的预处理。我们研究了三个能级:首先是没有任何预处理的对照样品，对应于传统的固液萃取;将温度提高到接近溶剂沸点(80℃)的微波预处理;压力和微波的结合可以达到4巴。在总收率方面，在萃取过程中加入预处理可以提高初始萃取率，也可以提高最终得率。这提供了浓缩多酚提取在更少的时间。 Extraction kinetics corroborate this improvement: initial extraction rate is almost ten and thirty times quicker than the conventional process (see Fig. 1). Thus, a 50% more concentrated polyphenol extract can be obtained in a process ten times quicker.

未来的工作将集中在连续微波炉的仿真，设计和构造上，这将能够治疗20公斤葡萄渣和溶剂。更重要的是，考虑了提取介质的电介质特性，设计了一种有意识的微波腔设计。该设计将导致均匀的热分散，这将避免形成热点。设计的结果将是从葡萄渣中回收活性化合物的有效和有效的设备。

3. 配方:模型化合物

本研究选择了葡萄marc提取物中存在的两个模型化合物，槲皮素作为非水溶性多酚，表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)作为水溶性化合物，采用天然聚合物(卵磷脂、b-葡聚糖和OSA(正辛烯基琥珀酸酐)-淀粉)以及制药工业常用的合成表面活性剂(Pluronic L-64)。这两种成分都是突出的抗氧化剂，具有对食品、化妆品和制药工业有价值的生物活性，尽管需要适当的配方来保护它们免受环境因素(光、氧和温度)和碱性pH值的影响，并提高它们的生物利用度。槲皮素在水悬液中使用两种不同的方法配制，基于水和有机流之间的湍流混合，水不混相或混相。首先采用高温高压乳化法制备槲皮素，然后以乙酸乙酯为有机溶剂进行溶剂蒸发。其次，以丙酮和乙醇为有机溶剂，分别在高压和高温条件下和常温条件下进行了反溶剂纳米沉淀实验。在所有情况下，卵磷脂提供更好的封装。在丙酮中槲皮素初始浓度为8 g/L、卵磷脂浓度为50 g/L、有机水比为0.18的条件下，采用纳米沉淀工艺，槲皮素的表观溶解度最高为920 ppm。槲皮素水悬浮液进一步加工，得到粉末产品更容易处理和更好的存储稳定性。干燥是在惰性气氛和较低的温度(< 70ºC)下，通过“气体饱和溶液颗粒工艺”(pgss -干燥)进行的，相对于传统的热加压CO喷雾干燥₂溪流作为干燥剂。使用5.5ml / min的溶液流速，与CO混合₂在130ºC下10kg / h的流动。同样，它用于将EGCG包封在EGCG（5g / L）和卵磷脂水溶液（15g / L）中，并且还在制剂中由Grupo Matarromera提供并通过传统的固液提取获得。实现高达75％的封装效率。

4. 制剂：通过喷雾干燥从葡萄Marc提取物中微胶囊化

这项工作的重点是研究新型蛋白质携带者，如乳清和豌豆蛋白，以及低于通常的墙壁的行为：所有墙面材料的核心比率。通常，较低的比率对于食物或化妆品行业来说可以是技术上更有利的，因为它提供了较高浓度的每克粉末的生物活性化合物，并且需要较少量的粉末产品与活性材料，但它保留适当的封装效率和保护酚类化合物是重要的。为此，使用传统的固液萃取得到的葡萄Marc提取物用三种不同的天然载体（麦芽糊精，乳清和豌​​豆蛋白分离物）喷雾干燥（GEA移动次要™喷雾​​干燥器）。虽然WPI和PPI微粒表现出略低但通常非常相似的WPI和PPI微粒，但虽然WPI和PPI微粒表达了每克产品的总酚醛含量（TPC）的最佳结果。在所有情况下，用壁的壁：芯比为0.1：1，即每克固体含有0.1：1的核比，即原始含水提取物中含有0.1g载体。这是通过减少载体的预期“浓度”效应。当萃取液在没有载体的情况下干燥时，观察到酚菌素的强降解（22％），并且加入小于0.1：1载体足以将该值降至PPI的12.8％，WPI为3.4％和3.1MD的％。图2显示了所有比率的MD样品的氧自由基吸收能力（ORAC）与在不存在载体中获得的MD样品（4500-5800μmol_茶/G_{D B}）。然而，WPI包封提取物提供明显较高的抗氧化活性（7200μmol_茶/G_{D B}）在最低的墙壁上：核心比比使用MD的核心比，即使两个样品的酚含量几乎相同。先前据报道乳清蛋白具有固有的抗氧化活性，并且正在进行进一步的研究以验证这些结果。总体而言，我们发现蛋白质，特别是乳清蛋白是合适的包封剂，用于葡萄Marc多酚，即使在非常低的载体浓度下也可以提供酚类回收和抗氧化活性的优异结果。

致谢

Winesense项目已收到欧盟第七框架计划的人员计划（Marie Curie行动）/ 2007-2013 / Rea Grant协议Nº612208.IBET研究人员承认从成本动作TD1203 - 欧比斯的支持。

参考文献

Barcia, m.t.， Pertuzatti, p.b.， Rodrigues, D.， Gómez-Alonso, S.， Hermosín-Gutiérrez, I.， Godoy, h.t.，2014.低分子量酚类蛋白的发生vitis Vinifera红葡萄品种及其来自圣保罗（巴西）的葡萄酒酿造型副产品。食品研究国际62,500-513

Galanakis，C.M.，2012。从食品废物中恢复高附加值分量：常规，新兴技术和商业化应用。食品科技趋势26,68-87

Pfaltzgraff，L.A.，De Bruyn，M.，Cooper，E.C.，Budarina，V.，Clark，J.H.，2013。食品废物生物量：高价值化学品的资源。绿色化学15,307-314

莫伦诺¹;A. Matias.²，A.Álvarez.¹，E. de Paz^1、2、4，五。圆形^1,2，D. Deodato.²，y. gil.^3.，R. Romero.^1,2,欧贝尼托^1,4，S.Rodríguez-Rojo¹,一个。马丁¹，r. mato.¹，下午。杜阿特²，A. Guadarrama.^3.，H.每一个^4.，m.j. cocero.^{* 1}

¹Valladolid大学化学工程系HPP集团

²食品与健康单位，营养保健品和交付实验室，Instituto de Biologia实验ETecnológica，Oeiras

^3.Bodega Matarromera S.L.，Valbuena de Duero，Valladolid

^4.FEYECON开发和实施B.V.，Rijnkade 17a，1382 gs weesp

*mjcocero@iq.uva.es.