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江南大学饶志明教授团队LWT‑Food Science and Technology发表重要成果：比较代谢组学揭示了红葡萄与白葡萄皮渣中多酚富集及特定代谢通路的差异
发布时间：
2026-10-06
来源：
食品放大镜
江南大学饶志明教授团队LWT—Food Science and Technology发表重要成果：比较代谢组学揭示了红葡萄与白葡萄皮渣中多酚富集及特定代谢通路的差异
2026年10月，江南大学饶志明教授团队在食品科技领域Top期刊《LWT—Food Science and Technology》（Q1，IF: 7.1）发表题为“Comparative metabolomics reveals polyphenol enrichment and pathway-specific metabolic divergence in red versus white grape pomace”的研究性论文。江南大学博士生王玥和白天华为论文共同第一作者，通讯作者为江南大学李雅楠博士后和饶志明教授。
葡萄皮渣是葡萄酒酿造的主要固体副产物，约占葡萄鲜重的 20–25%，全球年产量约 1000 万吨，富含多酚、膳食纤维等生物活性物质，在天然抗氧化剂、功能食品配料与营养保健品等领域应用前景广阔。针对当前皮渣长期被视作低值废弃物处置、其与葡萄酒之间的代谢物固液分配规律不清、红白皮渣因酿造工艺差异造成的组成分化及其生化机制不明等瓶颈，本研究以宁夏贺兰山东麓赤霞珠红葡萄酒及其副产红皮渣、霞多丽白皮渣为对象，整合理化指标测定、抗氧化活性评价（DPPH、ABTS、FRAP、ORAC）、HPLC-DAD 靶向定量（花色苷与非花色苷多酚）与 LC-MS 非靶向代谢组学（PCA/PLS-DA）等多层次手段，系统比较了葡萄酒与皮渣之间、以及红白皮渣之间的代谢谱差异。结果表明，红葡萄皮渣是花色苷、黄酮与酚酸的高度富集库，其总黄酮含量为红葡萄酒的 3.6 倍，花色苷（如矮牵牛素）最高达红葡萄酒的 320 倍，抗氧化能力显著更强；红、白葡萄皮渣呈现通路特异性的代谢分化——红皮渣中花色苷生物合成通路代谢物显著富集，白皮渣中该类代谢物近乎缺失，共享上游前体被优先导向甲羟戊酸（MVA）通路，进而富集类胡萝卜素、萜类与植物甾醇等具抗炎与免疫调节活性的化合物。本研究揭示的"前体竞争分配"机制，为葡萄酒产业循环经济框架下皮渣的差异化、精准高值化利用提供了代谢层面的理论依据。
研究亮点
- 首次整合"红葡萄酒—红皮渣—白皮渣"三位一体比较体系，量化了酿造过程中的代谢物固液分配规律。
- 红皮渣酚类富集显著：总黄酮为红葡萄酒的 3.6 倍，花色苷最高达 320 倍，抗氧化活性全面更强（ORAC 差异最大）。
- 揭示红白皮渣通路特异性分化：红皮渣富集花色苷/黄酮/酚酸，白皮渣该类代谢物近乎缺失，转而富集类胡萝卜素、萜类与植物甾醇。
- 提出"前体竞争分配"机制：红皮渣类黄酮支路大量消耗碳骨架与 NADPH/ATP，白皮渣该支路通量低，共享前体转向 MVA 通路。
- 重新定义二者为功能互补的高值化靶标：红皮渣作花色苷回收源，白皮渣作被低估的萜类活性物库。
研究结论
1.红葡萄皮渣是酚类物质的主要储库：靶向定量证实其总花色苷、总单宁、总多酚、总黄酮及DPPH/ABTS/FRAP/ORAC 活性均显著高于红葡萄酒；皮渣残余糖更低、总酸与挥发酸更高，反映固液分配与发酵/贮存过程的共同作用。
2.红白皮渣代谢谱显著分化，差异集中于花色苷生物合成相关化合物：红皮渣以锦葵色素、矢车菊素 3-槐糖苷及槲皮素糖苷类为特征富集物；白皮渣花色苷及多数黄酮单体低于 0.05 mg/g 检出限，代之以萜类、类胡萝卜素与植物甾醇为其标志性组分。
3.首次在葡萄皮渣中提供共享前体在"苯丙烷–类黄酮"与"MVA–萜类"两条支路间竞争分配的直接代谢证据，可机制性地解释两种皮渣截然不同的次生代谢物全局谱。
4.红白皮渣应被重新定义为功能特化的差异化高值化目标：分别对应花色苷回收与萜类活性物开发，契合葡萄酒产业循环经济。
5.对白皮渣健康功效持审慎结论：文中列出的抗炎、免疫调节等作用主要来自体外与细胞实验证据，属"生物学潜力"而非已确立的临床功效；其高值化评价应基于组成与技术功能性，而非预设的健康效应。
6. 研究局限（原文声明）：仅取单一红品种（赤霞珠）、单一白品种（霞多丽）、单一产地与年份（银川 2024），品种遗传、风土与年份效应需扩大验证；"前体再分配"模型仍属相关性推断，需稳定同位素示踪或基因组–转录组–代谢组整合分析验证因果；部分低丰度代谢物低于检出限；提取工艺的工业化放大未评估；种子源黄酮提取效率偏低，可能低估总黄酮含量。
图文赏析
图形摘要
图1 红葡萄酒与红葡萄皮渣的功能成分与抗氧化活性比较
图2 红葡萄皮渣与红葡萄酒的代谢组特征整合分析
图3 红葡萄皮渣（RG）与白葡萄皮渣（WG）关键代谢物丰度的系统比较
图4 红白葡萄皮渣代谢差异的关键通路与差异累积代谢物示意
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2026.120025
通讯作者简介
饶志明（通讯作者），江南大学生物工程学院，二级教授，博士生导师，校学术委员会委员，江苏省生物技术协会副秘书长，曾任江南大学生物工程学院副院长、食品科学与技术国家重点实验室副主任、粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心副主任。入选中组部“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年领军人才、教育部新世纪优秀人才、江苏省杰青等人才计划，担任中国饲料工业协会生物饲料技术委员会副主任，宁夏回族自治区特聘专家，Frontiers in Bioengineering and Biotechnology期刊副主编，Amino Acids、Fermentation和Systems Microbiology and Biomanufacturing期刊编委等。主持承担或完成包括十三五国家重点研发计划项目（首席科学家）、863重大项目、国家自然科学基金及企业委托课题等30余项，成果入选国家“十三五”科技成就展，已在赢创、新疆梅花、宁夏伊品等氨基酸龙头产业化，新增销售额逾100亿元。以责任作者在Nature Communications, Science Advances, Advanced Materials, ACS Catal等权威期刊发表研究论文226篇，授权国家发明专利100项，国际发明专利10项，以排名第一获中国商业联合会科技进步特等奖、江苏省科技进步二等奖和中国轻工业联合会科学技术发明二等奖等多项科技奖励。
通讯作者简介
李雅楠（通讯作者），博士后，助理研究员，江南大学生物工程学院，从事微生物代谢调控及工业微生物育种、基于人工智能与机器学习理性设计酶改造、多组学数据分析、生物加工产品开发及功效风味评价等研究工作。主持及承担国家自然科学基金青年科学基金项目1项及省重点项目子课题1项，以第一作者及共同通讯作者在《Chemical Engineering Journal》、《npj science of food》、《Bioresource Technology》、《LWT-Food Science and Technology》、《Synthetic and Systems Biotechnology》等国际Top期刊杂志发表SCI论文10篇，中文核心论文2篇，申请专利9项（授权3项）。
第一作者简介
王玥（第一作者），江南大学生物工程学院2023级博士研究生，研究方向为微生物代谢调控及工业微生物育种。以第一作者在国际TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（2 篇）、《LWT Food Science and Technology》（1 篇）发表 SCI 学术论文。
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