白酒中的主要生物活性功能成分研究进展

黄蕴利,黄永光,*,郭　旭

(1.贵州大学酿酒与食品工程学院,贵州贵阳 550025;2.江南大学食品学院,江苏无锡 214122)



白酒中的主要生物活性功能成分研究进展

黄蕴利1,黄永光1,*,郭旭2

(1.贵州大学酿酒与食品工程学院,贵州贵阳 550025;2.江南大学食品学院,江苏无锡 214122)

白酒与健康的关系是当今的热门话题。通过总结研究者在白酒与健康方面的一些研究成果的基础上,重点论述了白酒中的一些相关成分与健康的关系,详细的介绍了白酒中含有的一些功能活性成分和健康作用,并通过比较白酒与洋酒的差异性,科学地阐述了白酒的健康功能,以期倡导适量饮酒、科学饮酒、健康饮酒,发挥酒及其文化的科学功能和社会作用。

白酒,功能活性成分,健康

中国白酒有着悠久的传统历史,是中华民族文明的结晶,结合中外对饮酒与健康的研究,基于当代人追求健康的科学认识,研究表明适量饮用白酒对人体健康在减轻心脏负担;预防心血管疾病;加速血液循环,调节、改善体内代谢;延年益寿等方面具有一定的积极作用。但是目前关于白酒中健康活性功能成分的研究还不够深入[1-4]。对饮用白酒是否有益健康,不仅应深入研究白酒中各功能成分的量及其生理功效,还应研究各功能成分相互作用所产生的健康机制,更应对白酒健康功能性研究成果进行科普宣传、报道,引导消费者科学认识白酒,健康饮用白酒[5-8]。本文对白酒中主要功能活性成分研究成果进行总结,论述白酒中主要活性健康功能成份,倡导科学、健康饮酒[9-11]。

1　传统固态法酿造白酒中的微量成分

中国传统固态发酵法酿造白酒中的微量成分研究结果表明,并不是所有的微量成分都具有活性功能作用(以下称为健康活性功能成分)。白酒微量成分研究结果表明,风味成分的种类和含量都远远超过健康活性功能成分。如:对酱香白酒成分研究文献较多[12-16],已分析鉴定出873种微量成分[17-19];已从浓香型白酒中分析鉴定出呈香化合物92个[20-25];从清香型白酒中检测出703种化合物[26-30];从董酒中鉴定出香气化合物113种[31-33];从兼香型口子窖酒中一次性检测出90个香气化合物[26]。近年,在对中国传统白酒风味活性物质研究过程发现了许多具有特殊生物活性功能的物质,如四甲基吡嗪等[34]。

表1　主要香型名优白酒低分子有机酸、乙酯含量[6](mg/100 mL)Table1　Content of low molecular weight organic acids and ester in famous Baijiu of main flavor styles[6](mg/100 mL)

2　白酒中的主要活性功能成分

2.1醇类

2.1.1乙醇乙醇在医疗上有杀菌作用,在生理上有促进唾液及胃液分泌功能,有助于食物消化。在营养上乙醇可供给热能,1g乙醇可供5 千卡,起到防止体温扩散作用。

据资料显示[2],每个健康的成年人都具有相当不错的乙醇分解消化能力,人体的肠道细菌于正常情况每天可释放出约30 mL乙醇,由于人体可分解消化乙醇,因此适当饮酒不但不会影响健康甚至有益健康。国外很多医学研究报告均提出,适量饮酒可使动脉血管扩张、血压下降,有利于患轻微高血压及血液循环不良患者的健康。饮酒后,乙醇进入人体被肠胃吸收后,约80%的乙醇迅速被吸收,很快扩散进入血液,分布到全身各个器官,其中90%在肝脏内进行代谢转化[4]。

2.1.2多元醇中国名优白酒中含有较多的多元醇,是白酒中重要的甜味物质,也是白酒中的健康因子。白酒中常见的多元醇有丙三醇、甘露醇、环己六醇、山梨醇等。如丙三醇能加快皮肤血液循环,利于消除沉积物,使皮肤滑嫩光润。甘露醇有利尿、降低颅内压和眼内压等作用,同时有治疗糖尿病、青光眼、脑水肿和乙型脑炎的作用。环己六醇是由酿酒原料中的植酸通过发酵而产生的,具有治疗肝硬化、肝炎、脂肪肝、血中胆固醇过高等疾病。山梨醇有助于胆汁和胰腺的分泌、可防止血压上升、动脉硬化等。

2.2有机酸及其酯类

2.2.1低分子有机酸及其酯白酒中含有一定浓度的多种有机酸及其乙酯(表1)[6]。乙酸具有扩张血管,延缓血管硬化的功效,并具有杀菌抗病毒的作用,能促进胃液分泌,帮助消化,与丙三醇合用,可去除皮肤斑迹,光亮皮肤。乙酸乙酯对乙醛有制约作用,可通过肾对人体不适应的物质加速新陈代谢功能。

乳酸对很多致病菌具有极强的抑制能力,其浓度在100 mg/100 mL时,能有效抑制大肠杆菌、霍乱菌、伤寒菌生长并达到致死效果[5]。乳酸具有清理肠道、促消化、增强免疫和能抑制酚、吲哚等有害物质,防止细胞老化等功能。

丁酸可作为癌症治疗剂,可抑制肿瘤细胞的生长与繁殖,促进肿瘤细胞死亡,诱导转化癌细胞变为正常细胞,并抑制癌基因的形成[6]。白酒中适量的己酸乙酯,对身体具有降肺火、稳定心肺等健康功效。

2.2.2高级脂肪酸及其酯人体内只能合成只有一个双键的单不饱和脂肪酸,不能合成多双键及支链脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸及支链甲基烷酸等。中国白酒的高级脂肪酸乙酯含量较其他蒸馏酒高。很多高级脂肪酸乙酯进入人体后,被水解为高级脂肪酸,足以达到抑制胆固醇合成的剂量[5],所以经常适量饮用白酒的人群,冠心病患者较少。

表2　几种香型白酒中部分高级脂肪酸 及其酯类含量[6](mg/L)Table 2　Content of part of the higher fatty acids and esters in Baijiu of different flavor styles[6](mg/L)

白酒中主要的高级脂肪酸为棕榈酸、酒酸、亚油酸及其乙酯(表2)。如亚油酸,人体不能自行合成,必须从食物中摄取,是人体生理调节物质前列腺素的前体物质,在体内代谢产生的前列腺素PG-Ⅰ和PG-Ⅱ,具有抑制血管紧张素的合成及其他物质转化为血管紧张素的作用,从而降低血管张力,对高血压病人的收缩压有明显的降低作用,而中间产物γ-亚麻酸尤其对嗜酒者可促进被酒精损伤的肝功能的恢复,亚油酸还能降低血液的黏稠度,改善血液循环[6]。国内外研究发现亚油酸是胆固醇代谢过程中的重要因子,如果缺乏亚油酸,胆固醇就会与一些饱和脂肪酸结合,导致胆固醇异常,多余的胆固醇就会淤积在血管内,形成高胆固醇血症,日久造成高血压动脉粥样硬化,引发冠心病等严重疾病。另外还发现,补充亚油酸后,胆固醇可降低或降至正常范围,因此,亚油酸不仅可以维持正常的胆固醇代谢活动,而且可以使已经发生高胆固醇血症或已经形成动脉粥样硬化的血管恢复正常形态和弹性。所以,亚油酸具有降低胆固醇和逆转动脉粥样硬化的作用。亚油酸乙酯具有降低胆固醇和血脂的作用,可防治动脉粥样硬化症。脂肪酸能提高脑细胞活性,增加记忆力和思维能力,防止老年性痴呆症的发生[6]。

2.3酚类化合物

白酒中主要酚类有愈创木酚、4-甲基愈创木酚、阿魏酸、麝香草酚等。有益于人体健康的酚类物质,可预防动脉硬化、脑梗塞和心脏病的发生。如阿魏酸是公认的天然抗氧剂,国际认知的防癌物质,其药理作用主要有抗血小板聚集,抑制血小板5-羟色胺释放,抑制血小板血栓素A2(TXA2)的生成,增强前列腺素活性,镇痛,缓解血管痉挛等作用,为生产用于治疗心脑血管疾病及白细胞减少等症药品的基本原料。如心血康、利脉胶囊、太太口服液等等,在人体中还可起到健美和保护皮肤的作用[7]。麝香草酚具有杀菌作用,故可用于治疗气管炎、百日咳等;促进气管纤毛运动、有利于气管粘液的分泌,易起祛痰;还有很强的杀螨作用,可用作驱蛔虫剂。丁香酚具有解热镇痛、抗炎、麻醉等药效;此外还具有抗细菌,抗真菌、抗氧化、抗癌、驱蚊避虫等多种活性;还有较强的抗组织胺作用。愈创木酚可用于慢性气管炎的多痰咳嗽治疗,多与其他镇咳平喘药合用。

另外,儿茶酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚等均是优良的自由基清除剂,具有抗氧化、抗肿瘤,阻断致癌物的形成,提高机体的免疫力、抗菌、抗病毒等功能。

2.4吡嗪类成分

吡嗪是中国白酒中特有的风味成分,除风味贡献外,其功能活性较明显,尤其是四甲基吡嗪的含量较高[10]。四甲基吡嗪是一种活性成分,其药理作用主要有[11]:扩张血管,包括冠状动脉、脑血管、肺血管、肾血管和周围血管;轻度降压;改善组织微循环,提高组织血流灌注;抑制血小板粘附聚集和血栓形成;抑制平滑肌细胞和成纤维细胞增生;调节脂质代谢、抗脂质过氧化;有一定的调节免疫作用;抗组织纤维化,对肺纤维化和肝纤维化有一定的治疗作用。其作用机理涉及调节血栓烷素A2/PGI2系统平衡,增加血小板内环磷酸腺苷(cAMP)含量,抑制血小板和血管平滑肌细胞的Ca2+内流,开放K+-ATP通道,降低凝血过程中的凝血活酶、凝血酶的生成和活性,清除氧自由基,改善组织胶原代谢、调节相关生物活性因子水平及调控某些相关基因的表达转录等。国际上最新研究表明,四甲基吡嗪对中枢神经有一定影响,能改善学习障碍。四甲基吡嗪还有防止由无水乙醇引起的胃粘膜损伤、由无水乙醇引起的肾中毒、由硫代乙酰胺引起的急性肝中毒,并能降低脑萎缩的伤害。

白酒中含有多种类及较高含量的吡嗪类,如酱香型和兼香型酒中吡嗪类化合物种类和含量最高,浓香型次之,清香型白酒中吡嗪类化合物含量及其种类最少。研究报道,MT酒中吡嗪含量为5027.60 μg/L,LJ酒中吡嗪含量为3146.35 μg/L,MTYB酒中吡嗪含量为9028.80 μg/L,GJG酒中吡嗪含量为608.51 μg/L,SF酒中吡嗪含量为125.11 μg/L,YHLS酒中吡嗪含量为2503.20 μg/L,FJ酒中吡嗪含量为30.83 μg/L,ST酒中吡嗪含量为47.53 μg/L,WLY酒中吡嗪含量为1271.14 μg/L,DJ酒中吡嗪含量为1922.15 μg/L,JNC酒中吡嗪含量为926.14 μg/L,JSY酒中吡嗪含量为5069.05 μg/L[35]。

2.5萜烯类

萜烯类化合物普遍具有较高的抑菌活性和抗凝血性。萜烯类物质包括单萜烯类,倍半萜烯类以及二萜烯类化合物等。国际上的研究结果表明,萜烯类化合物具有:抗菌能力、抗病毒能力、抗氧化力、止痛作用、消化活力、防癌抗癌能力、具有化学信息力等微生物活性功能[31]。

萜烯类化合物是在我国白酒研究中新近发现的一类化合物,中国白酒中含有较多种类的萜烯类物质。在中国固态法酿造的董酒中种类和含量最显著,成品董酒酒中的萜烯类物质总量在3400～3600 μg/L[32]。如:董酒中检出52种萜烯类化合物,含量较高的有茴香脑(295～2200 μg/L)、p-茴香醛(269～880 μg/L)、白菖油萜(17～1762 μg/L)、α-雪松烯(7～377 μg/L)、β-桉叶油醇(32～291 μg/L)等,这些化合物具有抗癌症、抗病毒以及抗炎症等活性功效。萜烯类化合物是我国白酒研究中新近发现的一类化合物,在中国固态方酿造的董酒中的种类和含量最显著,成品董酒酒中的萜烯类物质总量在3400～3600 μg/L[32]。

2.6γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸(简称GABA)是一种非蛋白质组成的天然氨基酸,是一种新型的功能因子,其主要生理功能为[10]:降血压:γ-氨基丁酸可促进血管扩张和抑制血管紧张素转换酶,从而达到降低血压的功效。促进睡眠,增强记忆力:γ-氨基丁酸可以提高葡萄糖磷脂酶的活性,促进大脑的能量代谢,活化脑血流,增加供氧量,改善脑神经功能,从而抵抗脑衰老,增强记忆力。解毒作用:γ-氨基丁酸能与α-酮戊二酸反应生成谷氨酸,抑制谷氨酸脱羧反应,使血氨浓度降低,促进更多的谷氨酸与氨结合从尿中排出,从而解除氨毒,增进肝功能,同时γ-氨基丁酸可解除酒精对神经细胞的毒性,保持成神经细胞的活性,具有营养神经的作用。

2.7内酯类化合物

γ-内酯是食品中的一类重要风味化合物,存在于水果、葡萄酒及白酒等多种食品中。聂庆庆[36]等通过固相萃取结合气相色谱-质谱技术测定了不同香型成品酒中γ-内酯含量(表3)。

表3　不同香型成品酒中γ-内酯的含量[36](μg/L)Table 3　Content of γ-lactone in Baijiu of different flavor styles(μg/L)

注:RSD表示3次测定的相对标准偏差。

2.8洛伐他汀

洛伐他汀是常用的心血管病类药物。白酒中的洛伐他汀主要由微生物(红曲菌)代谢产生,是天然的HMG-CoA还原酶抑制剂,能显著抑制体内胆固醇的合成;另外,洛伐他汀可抑制胆固醇的生物合成,减少肝细胞内胆固醇含量,从而刺激低密度脂蛋白受体的合成,增加对低密度脂蛋白微粒的摄取,最终使血浆中总胆固醇、低密度脂蛋白和载体蛋白的水平降低。洛伐他汀还可提高高密度脂蛋白(HDL)胆固醇水平以及中度降低甘油三酯水平。

2.9不挥发性脂肽类化合物

白酒中非挥发性脂肽类化合物是一类微量的生物活性物质,是由七肽和脂肪酸以内酯键结合形成的环状脂肽类化合物。该类化合物对白酒的风味、活性功能都具有重要作用[37-38]。其主要生物活性功能有多种。抑菌活性：可渗透所有类型细菌的细胞膜,成为自然界中非常重要的抗菌肽,其浓度达到12～50 μg/mL(MIC)就能够有效起到抗菌作用；抗癌活性：主要抗癌活性成分为表面活性肽(surfactin)与丰原素(fengycin)；抗病毒活：不仅能瓦解被包围病毒的油脂层,而且能够通过形成离子渠道来破坏病毒的衣壳,最终达到抗病毒活性；溶纤活性：血纤维蛋白fibrin是一种蛋白质,由凝血酶作用于血纤维蛋白原而形成,血纤维蛋白聚合而成血凝块。多肽化合物surfactin能够抑制血纤维蛋白凝块,具有溶纤活性。

2.10中国传统白酒与洋酒中功能活性物质的差异

由于原料、工艺以及产品不同,白酒与洋酒在成分含量上呈现明显差异:白酒中的高级醇类总含量比洋酒低,例如白酒中戊醇类含量比白兰地、威士忌低2～4倍,比劳姆酒约低 10倍[39];白酒中的芳香族化合物含量比洋酒同比含量低,洋酒中的芳香族化合物来源于原料中的单宁、贮存木桶以及威士忌的芳香族化合物还来自泥炭,白酒中的芳香族化合物主要来源于微生物发酵;白酒中乙酸乙酯及乳酸乙酯含量比洋酒高,白酒中乙酸乙酯含量比白兰地约高10倍,比劳姆酒高2～3倍,比威士忌高0.5～1倍;白酒中酸、醛的总含量比洋酒中同比含量高;白酒中的萜烯类化合物(1.9～4.5 mg/L)和吡嗪类化合物(0.5～0.6 mg/L)含量远远高于葡萄酒中的萜烯类化合物(0.4～0.8 mg/L)和吡嗪类化合物(未检出)含量。因此,从主要活性功能成分种类、含量及其健康功效而言,中国白酒明显高于葡萄酒[39],而且也没有超过美国香料生产者协会规定的香料限制标准,符合食品安全法规,更进一步证明了中国白酒的食品安全性和健康活性功能的科学性。

3　结论与展望

对白酒中各成分的研究结果表明,白酒中含有多种有益人体健康的物质,如吡嗪类化合物、萜烯类化合物、亚油酸等多种活性功能成分。结合中外对饮酒与健康的研究总结,基于当代人追求健康饮酒的科学认识,研究表明适量饮用白酒对人体健康在减轻心脏负担;预防心血管疾病;加速血液循环,调节、改善体内生化代谢;延年益寿等方面有一定的积极作用。虽然如此,但也应控制在适量饮用范围和酒品质量的选择范围类,过量饮用白酒对肝脏有较大的损伤。科学认识白酒的健康功能,仍然需要持续进行深入的研究;倡导科学、健康饮酒仍然任重道远。

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Bioactive functional components in Chinese liquor

HUANG Yun-li1,HUANG Yong-guang1,*，GUO Xu2

(1.School of Liquor and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China；2.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

Relationship between drinking Chinese liquor and human health is becoming hot topic. With detailed analysis on source of some functional ingredients and pharmacological actions of Chinese liquor,and by comparing the differences of Chinese liquor and foreign wine,the value of Chinese liquor on human health was expouned in this paper. It advocated moderate drinking,eliminated doubts of consumers in drinking liquor and improved the value of Chinese liquor in the social etiquette.

Chinese liquor;functional active ingredients;human health

2015-02-09

黄蕴利(1991-),女，硕士研究生，研究方向：酿酒微生物，食品安全，E-mail:531647403@qq.com。

黄永光(1976-)，男，博士，研究员，研究方向:白酒酿造微生物及酿造工艺技术，食品安全与品质控制，行业产业政策及经济分析研究，E-mail: gzhyg_03@163.com。

贵州省科技厅重大专项(黔科合重大专项字[2015]6012)

TS201.1

A

1002-0306(2016)15-0375-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.065