黄酒功能成分的研究进展
2015-09-29祁国栋张炳文济南大学食品科学与营养系山东济南5000山东省农业科学院作物研究所山东济南5000
刘 月,祁国栋*,张炳文(.济南大学食品科学与营养系,山东济南5000;.山东省农业科学院作物研究所,山东济南5000)
黄酒功能成分的研究进展
刘月1,祁国栋2*,张炳文1
(1.济南大学食品科学与营养系,山东济南250002;2.山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100)
中国黄酒因独特的酿造体系、微生态体系赋予了中国黄酒丰富的生物活性成分。黄酒中的氨基酸含量是酒类中最多的,此外黄酒中还含有多肽、多酚、维生素、微量元素、类黑精等物质;对人体的健康起到积极的作用。该文通过检索分析国内外关于中国黄酒功能组分及健康价值领域的研究,旨在为中国黄酒的健康价值评价提供科学依据。
中国黄酒;营养价值;科学证据
黄酒是用稻米、小米、黍米、玉米和小麦等为主要原料,经过蒸煮、加曲、糖化、发酵、压榨、过滤、煎酒、贮存、勾兑等过程而成的酿造酒[1]。黄酒与啤酒、葡萄酒并称为世界三大古酒,被誉为中国的“国酒”。中药处方中用黄酒浸泡、烧煮、蒸炙中草药,调制各种药丸及制作药酒,据统计有70多种药酒需用黄酒作酒基配制。中国史书中对黄酒已有记载,如《汉书·食货志》中说到:“酒,百药之长”;《本草纲目》中有记载:“诸酒醇不同,唯米酒入药用”。米酒即黄酒,具有疏通曲脉、保护肠胃、滋润皮肤、扶肝、除风下气等作用。现代研究发现,黄酒中含有丰富的蛋白质、氨基酸、活性肽、酚类、低聚糖、维生素、矿物质及γ-氨基丁酸,具有抗衰老、降血压、降胆固醇和免疫调节等生理功效。
本文通过检索总结目前黄酒的研究现状,得出黄酒中的活性组分的含量及营养价值。引导消费者科学对待、充分认识中国传统黄酒的营养科学性,改变当前黄酒产业市场占有份额严重不足、引领性差等缺陷,从而从根本上确立起科学、全面的中国黄酒资源的营销宣传方向,对黄酒产业的可持续发展起到良好的带动作用。
1 氨基酸
黄酒中氨基酸的含量很高且种类齐全,其中包括人体必需8种氨基酸。黄酒中2/3的含氮物质为氨基酸,主要来源于原料、发酵剂和糖化剂的水解以及发酵过程中各菌种的自溶;其余1/3的含氮物质为一些寡肽和多肽,具有良好的生物活性[2]。
谢广发[3]以不同年份不同加工工艺的绍兴黄酒为研究对象,对黄酒中氨基酸进行测定,得出绍兴黄酒含有19种以上的氨基酸,且人体必需氨基酸种类齐全,以苯丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、缬氨酸含量最丰富。李博斌等[4]用阴离子交换色谱法-积分脉冲安培检测法测定了江西、绍兴、福建三地黄酒中的氨基酸。结果显示,绍兴、福建黄酒中氨基酸总含量较高,平均含量分别为3 946.56 mg/L和3 726.80 mg/L,江西黄酒中氨基酸总含量较低,平均含量为1 634.33 mg/L。3种黄酒的呈味氨基酸以甜味氨基酸和苦味氨基酸为主,占其总含量的80%左右。刘浩等[5]使用氨基酸分析仪及GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》测定小米黄酒、燕麦黄酒、藜麦黄酒和黍米黄酒等杂粮黄酒的氨基酸含量,实验结果表明,小米黄酒氨基酸含量最高为5 923.2 mg/L、燕麦黄酒氨基酸含量为4 231.9 mg/L、藜麦黄酒氨基酸含量为3 714.0 mg/L、黍米黄酒氨基酸含量最低为3 533.0 mg/L。
以上研究表明,黄酒中含有大量的氨基酸,因此适当的饮用黄酒可提高氨基酸的摄入量,且不会导致因氨基酸摄入过量使机体无法利用,多余的氨基酸需要通过分解并排出体外,加重肝肾负担。
2 活性肽
黄酒中的蛋白质含量非常高,平均含量为5.32 g/L,大多以游离氨基酸和多肽的形式存在[6]。
张蓉真等[7]最早从福建老酒中分离纯化出血管紧张素转换酶活性抑制肽,具有较强的抑制活性,分离出来的两种降压肽的抑制活性虽然不如丁香鱼的降压肽的活性,但其活性与从日本清酒中分离出的最强活性肽的抑制活性相当,远远超过了葡萄酒。戴军等[8]利用超滤、大孔吸附树脂柱层析和反相色谱法将绍兴黄酒中的肽类组分进行分离制备,并进行了血管紧张素转换酶的活性抑制试验,通过高效液相色谱/电喷雾电离质谱联用分析和氨基酸组成分析鉴定出一种血管紧张素转换酶活性抑制肽,其氨基酸序列为Gln-Ser-Gly-Pro。戴军等[9]还利用基体辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱分析和液相色谱-电喷雾电离四极杆-飞行时间串联质谱联用对黄酒中的活性肽进行分析,鉴定出黄酒中含有4种血管紧张素转换酶活性抑制肽,其氨基酸序列为Val-Glu-Asp-Gly-Gly-Val、Pro-Ser-Thr、Asn-Thr和Leu-Tyr。俞剑燊等[10]研究发现,谷胱甘肽是一种保健黄酒中对酒精性肝损伤起保护作用的主要成分。
3 多酚
黄酒的原辅料中的酚类物质以及发酵过程中产生的酚类物质对黄酒的抗氧化活性具有重要影响[11-12]。叶杰等[13]采用分光光度法对黄酒中的总多酚进行测定,测得黄酒中总多酚含量为0.929 mg/mL。孟如杰[14]以嘉善黄酒为研究对象,研究发现黄酒中酚类物质含量与自由基的清除能力呈正相关,其抗氧化性主要来源于其中含有的3种酚类物质:儿茶酚、没食子酸和丁香酸。阙斐等[11]以总抗氧化能力、还原能力和清除二苯基苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH)自由基能力为指标,研究比较了3种保健黄酒的抗氧化活性,利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)鉴定出黄酒中含有10种酚类物质,其含量与黄酒的抗氧化能力呈正相关。翟小亚等[15]用小鼠动脉粥样硬化模型为研究对象,研究了黄酒多酚对心血管系统的保护作用,实验结果表明黄酒多酚具有类似瑞舒伐他汀(主要作用部位是肝——降低胆固醇的靶向器官)的作用,能够调节血脂,减轻动脉粥样硬化斑块的形成。饶胜其等[16]以泰国香米、上海武育米、长粒香米、东北大米、扬州大米和扬州糯米为研究对象,考察其抗氧化性,结果显示,原料大米及相应成品黄酒中的多酚对其抗氧化活性具有重要影响,多酚含量越高,抗氧化活性就越强;以扬州大米为原料酿制的黄酒的抗氧化活性最强。研究结果表明,扬州大米具有较强的抗氧化活性,与糯米的抗氧化性相当。刘浩等[17]对小米、燕麦、藜麦黄酒的抗氧化性研究表明,三种黄酒的抗氧化性均显著高于黍米黄酒,其中藜麦黄酒清除DPPH自由基能力最强,而小米黄酒抑制ABTS+·产生的能力及氧化自由基吸收能力最强。
4 低聚糖
黄酒以稻米、糯米等为原料,其原料中的淀粉大多为支链淀粉,淀粉酶不易切断支链淀粉的糖苷键(α-1,6糖苷键),因此在酒中残留大量的分支低聚糖;其次,麦曲中微生物分泌的转移葡萄糖苷酶可切断葡萄糖的α-1,4糖苷键,将葡萄糖转移到另一个葡萄糖等残基的α-1,6糖苷键上形成潘糖、异麦芽糖等低聚糖[21]。
谢广发等[18]采用高效液相色谱法对黄酒中的低聚糖进行分析,结果表明黄酒中异麦芽糖、潘糖及异麦芽三糖的含量很高,总含量约为25 mg/mL。彭金龙等[19]分别采用总抗氧化能力、DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子等几种不同的体外抗氧化模型,并以抗坏血酸为阳性对照,研究了通过醇沉方法得到的黄酒多糖的体外抗氧化能力。结果表明,黄酒多糖具有较高的抗氧化活性,其浓度与抗氧化活性呈现一定的量效关系。SHEN C等[20]对绍兴黄酒中的多糖进行提取,并进行小鼠淋巴细胞及吞噬细胞的吞噬指数和吞噬百分率的实验,结果表明黄酒中的多糖具有提高免疫的活性。沈赤[21]提取黄酒多糖并进行体外抗氧化实验表明,黄酒多糖具有明显清除自由基的作用,且随着黄酒多糖含量的增加,其清除自由基的能力逐渐增强。当黄酒多糖质量浓度达到1.0 mg/mL时,对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子的清除率分别达到92%、53%和86%。此外,黄酒多糖在一定程度上提高免疫缺陷小鼠巨噬细胞的吞噬指数,明显改善环磷酰胺诱导的小鼠巨噬细胞的吞噬能力;能够抑制环磷酰胺诱导小鼠脾淋巴细胞增殖能力的下降,促进脾淋巴细胞的增殖。
5 维生素
黄酒中的维生素来自原料和酵母的自溶物。黄酒原料(小麦、糯米、黍米)含有大量的B族维生素,除此之外小麦胚中的维生素E含量达554 mg/kg;酵母是维生素的宝库,由于黄酒的发酵周期长,酵母细胞自溶释放出的维生素也较多[22-23]。
B族维生素是维持人体正常机能与代谢活动不可或缺的水溶性维生素,其中多种是酶的辅基和酶的组成部分。当人体内缺乏B族维生素时,便可导致多种疾病的产生,如体内缺少维生素B1时,就会导致脚气病,而人体自身无法合成B族维生素,必须通过食物或服用复合维生素制剂给予补充[24]。
不同酒类中几种主要B族维生素的含量见表1。
表1 不同酒类中B族维生素的含量Table 1 Comparison of B-Vitamins in different alcoholic drinks mg/L
由表1可知,黄酒中B族维生素的含量远高于啤酒和葡萄酒。黄酒中还含有5.71~43.20 mg/L的维生素C,但维生素C的含量会随着贮存期的延长而降低。
6矿物质
黄酒中已检测出的矿物质元素有18种,包括钾、钙、镁、磷等常量元素和铁、铜、锌、硒等微量元素[25]。黄酒中的无机元素种类和含量均多于白酒,无机元素都以离子形式存在,利于机体吸收,可参与多种生理生化反应,促进机体代谢[28-31]。
谢广发[3]以不同年份不同加工工艺的绍兴黄酒古越龙山为研究对象,用火焰原子吸收法对黄酒中的8种矿物元素锌、铁、锰、铜、钾、钠、镁、钙进行测定,用氢化物法测定微量元素硒,结果表明绍兴黄酒古越龙山的矿物质含量十分丰富,特别是硒的含量十分丰富,约为3.0~10.6 μg/L,是葡萄酒的5~8倍。
7 γ-氨基丁酸
黄酒发酵过程中有酵母菌、乳酸菌的参与,在发酵过程中均能产生γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA),此外原料中也含有一定的GABA。
谢广发等[32]采用邻苯二甲醛-9-芴甲基氯甲酸酯柱前衍生HPLC法对黄酒中的GABA进行了测定。结果显示,古越龙山绍兴黄酒中GABA含量为167~360 g/L,说明古越龙山绍兴黄酒是一较理想的富含天然GABA的保健饮品。朱豪[33]对含GABA的广东客家黄酒的加工工艺进行优化并对黄酒发酵过程中GABA及其相关物质的动态变化进行了探索,最终酿造的广东客家黄酒中GABA含量为295.79 mg/L,实验证明广东客家黄酒中的γ-氨基丁酸具有抗焦虑、降血压、增强记忆、改善脑功能、高效减肥及提高肝、肾机能等生理活性。
8 类黑精
黄酒中的糖类和氨基酸含量很高,在储存过程中容易产生较多的类黑精。随着贮存时间的延长,其影响越明显。
叶杰[34]以福建沉缸黄酒为研究对象,利用活性炭脱色、高效液相色谱荧光法对黄酒中具有抗氧化活性物质的进行分析,发现黄酒中一个具有荧光特性的组分M具有较强的清除自由基活性,通过红外和核磁共振等方法对M的组分进行研究,得知M可能为具有抗氧化活性的美拉德反应产物,为黄酒中的美拉德反应产物具有抗氧化性提供了科学依据。陈娟等[35]利用HPD500树脂提取福建黄酒中的色素,实验表明,色素提取液均具有较高的DPPH自由基清除能力,其清除自由基的能力可能与酒中美拉德反应产物中的色素物质有关。
9 展望
黄酒具有降血压、延缓衰老、增强机体免疫力等功能。黄酒中蛋白质含量的远远高于其他酒类,且氨基酸含量丰富;除此之外,黄酒中还含有多种生物活性成分,具有良好的生物活性,保护机体免受自由基的伤害,增强机体的免疫力;黄酒中的微量元素对人体健康也起到了重要作用。
功能活性物质及其作用机理的研究,是揭示中国黄酒健康价值的关键。进一步系统地从功能物质的作用机理及其加工工艺等方面做更深入的研究,并通过调整酿造工艺,可提高黄酒保健成分的含量,进而满足人们对黄酒功能性、安全性和风味等的要求。
科学、全面对中国黄酒的营养价值分析总价,可以引导消费者科学对待、充分认识中国传统黄酒资源的营养科学性,指导中国传统黄酒资源产业的发展,改变当前该产业保护体系不成熟、产业链条不完整、市场占有份额严重不足、引领性差等缺陷,提高黄酒资源在国人心中的地位,进而建立起消费者对其更高的认知度和美誉度,从根本上确立起科学、全面的中国黄酒资源的营销宣传方向,对该产业的可持续发展起到良好的带动作用。
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 13662—2008中华人民共和国国家标准-黄酒[S].北京:中国标准出版社,2008.
[2]李志江.考马斯亮蓝G250染色法测定啤酒中蛋白质含量[J].酿酒,2008,35(1):70-72.
[3]谢广发.绍兴黄酒功能性组分的检测与研究[D].无锡:江南大学硕士论文,2005.
[4]李博斌,刘兴泉,吴坚,等.黄酒中糖和无机元素成分与黄酒口味品质的定量关系研究[J].中国酿造,2010,29(8):37-40.
[5]刘浩,胡一波,任贵兴.杂粮黄酒的氨基酸组成评价及抗氧化研究[J].食品工业科技,2015,36(19):343-346,351.
[6]余晓红.啤酒酵母代谢副产物的影响因素研究[D].扬州:扬州大学硕士论文,2003.
[7]张蓉真,刘树滔,陈儒明.福建老酒中血管紧张素转换酶抑制物质的分离鉴定[J].福州大学学报:自然科学版,1996,24(6):114-119.
[8]戴军,谢广发,陈尚卫,等.绍兴黄酒中一种ACE活性抑制肽的分离和鉴定[J].食品与发酵工业,2005,31(5):98-102.
[9]戴军,陈尚卫,谢广发,等.绍兴黄酒中ACE活性抑制肽的分离分析[J].分析测试学报,2006,25(4):74-77.
[10]俞剑燊,束少琴,郑校先.和酒中营养成分对酒精性肝损伤的影响[J].中国酿造,2007,26(3):28-31.
[11]阙斐,张星海,龚恕,等.保健黄酒抗氧化活性及其中酚类物质的比较[J].中国酿造,2008,27(11):62-64.
[12]陈磊,黄雪松.高效液相色谱法同时检测黄酒中的5-羟甲基糠醛和9种多酚[J].分析化学,2010,38(1):133-137.
[13]叶杰,倪莉.Folin-ciocalteu法测定黄酒中总多酚含量[J].福建轻纺,2006(11):66-69.
[14]孟如杰.黄酒中抗氧化活性组分的研究[D].无锡:江南大学硕士论文,2008.
[15]翟小亚,郭航远,池菊芳,等.黄酒多酚对LDLR-/-小鼠MMP-2、MMP-9、TIMP-1、TIMP-2表达和动脉粥样硬化斑块的影响[J].中国动脉硬化杂志,2013,21(12):1069-1074.
[16]饶胜其,杨振泉,高璐,等.原料大米对成品黄酒抗氧化性的影响[J].中国酿造,2014,33(8):75-80.
[17]刘浩,胡一波,任贵兴.杂粮黄酒的氨基酸组成评价及抗氧化研究[J].食品工业科技,2015,36(19):343-346,351.
[18]谢广发,戴军,赵光鳌,等.黄酒中的功能性低聚糖及其功能[J].中国酿造,2005,24(2):39-40.
[19]彭金龙,毛健,黄桂东,等.黄酒多糖体外抗氧化活性研究[J].食品工业科技,2012,33(20):94-98.
[20]SHEN C,MAO J,CHEN Y,et al.Extraction optimization of polysaccharides from Chinese rice wine from the Shaoxing region and evaluation of its immunityactivities[J].J Sci Food Agr,2014,95:1991-1996.
[21]沈赤.绍兴黄酒多糖的分离提取生物活性及其对肠道微生物的影响[D].无锡:江南大学博士论文,2014.
[22]谢广发,徐榕,樊阿萍.古越龙山黄酒中有益心血管健康的成分分析[J].酿酒,2011,38(5):64-66.
[23]李双妹.4种黄酒基本营养成分的检测与比较[J].中国农学通报,2010,26(11):81-85.
[24]常相娜,黄荣清,王正平,等.B族维生素测定方法研究进展[J].科学技术与工程,2014,4(4):312-313.
[25]谢广发.黄酒的功能性成分与保健功能[J].酿酒,2008:76-77.
[26]郑海鹰,杨小兰,刘文娟,等.啤酒营养与保健作用的研究进展[J].农产品加工·学刊,2009(4):7-21.
[27]田晓菊.酵母属在食品工业中的应用[J].中国酿造,2015,34(4):13-16.
[28]张翼.黄酒中矿质元素的测定及研究[D].杭州:浙江大学硕士论文,2015.
[29]贺帅.北方黄酒的功能性成分分析及保健牡蛎黄酒的研制[D].青岛:中国海洋大学硕士论文,2014.
[30]戴铭成.燕麦黄酒的开发及其营养与风味物质的分析[D].呼和浩特:内蒙古农业大学硕士论文,2014.
[31]于金召,王霄,何志勇,等.不同产地黄酒中营养功能成分的比较分析[J].安徽农业科学,2009,37(32):15989-15991.
[32]谢广发,戴军,赵光鳌,等.黄酒中的γ-氨基丁酸及其功能[J].中国酿造,2005,24(3):49-50.
[33]朱豪.广东客家黄酒中γ-氨基丁酸的研究[D].广东:仲恺农业工程学院硕士论文,2014.
[34]叶杰.福建黄酒中生物活性物质的研究[D].福州:福州大学硕士论文,2006.
[35]陈娟,倪莉.福建黄酒中色素的树脂吸附性能及其抗氧化活性的研究[C].中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集,杭州:2007.
Research progress of functional components of Chinese rice wine
LIU Yue1,QI Guodong2*,ZHANG Bingwen1
(1.Department of Food Science and Nutrition,University of Jinan,Jinan 250002,China;2.Crop Research Institute,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Jinan 250100,China)
Chinese rice wine has its unique brewing system and micro-ecological system,which has given the Chinese rice wine rich bioactive constituents.The amino acid content in Chinese rice wine is the most abundant in alcoholic drink,in addition,the Chinese rice wine also contains peptides,polyphenols,vitamins,trace elements,black essence and other substances,so it plays a positive role in promoting human health.In the paper,the retrieval functional components and health value of Chinese rice wine home and abroad was analyzed,which aims to provide a scientific basis for the evaluation of the health value of Chinese rice wine.
Chinese rice wine;nutritional value;scientific evidence
TS261
A
0254-5071(2015)11-0027-04
10.11882/j.issn.0254-5071.2015.11.007
2015-09-14
国家社科基金项目(13BGL096)
刘月(1992-),女,硕士研究生,研究方向为营养工程与生物资源利用。
祁国栋(1964-),男,副研究员,本科,研究方向为农产品加工。