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白酒中健康因子的研究进展

2017-02-01周金虎魏浩林曹敬华陈茂彬张明春方尚玲

酿酒科技 2017年7期
关键词:香型酿酒白酒

周金虎,管 健,魏浩林,曹敬华,陈茂彬,张明春,方尚玲

(1.湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,湖北武汉430068; 2.湖北白云边酒业股份有限公司,湖北松滋434200;3.工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068; 4.工业微生物湖北省重点实验室,湖北武汉430068)

白酒中健康因子的研究进展

周金虎1,3,4,管 健1,3,4,魏浩林1,3,4,曹敬华1,3,4,陈茂彬1,3,4,张明春2,方尚玲1,3,4

(1.湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,湖北武汉430068; 2.湖北白云边酒业股份有限公司,湖北松滋434200;3.工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068; 4.工业微生物湖北省重点实验室,湖北武汉430068)

中国固态白酒中含有的一些香味成分对人体健康有很大的好处。详细论述了白酒中的有机酸类、酯类、多元醇类、酚类、高级脂肪酸及其酯类、氨基酸等几类健康因子和微量金属元素对人体健康的影响。

中国白酒; 微量金属元素; 健康因子

中国白酒是一种具有悠久历史的蒸馏酒[1]。自古以来,就有“酒为百药之长”的说法,因为酒可行药势,促进药物的有效吸收;且有助于中药中有益成分的析出,因为中药材中很多成分是易溶于酒精的[2-4]。马斌等[5]报道白酒对人体健康至少有以下几个方面的好处:①酒中含有人体所需的诸多活性物质和功能性成分;②适量饮酒可助消化;③适量饮酒可减轻心脏负担,预防各种心血管疾病;④适量饮酒可加速血液循环,调节、改善体内生化代谢;⑤使人精神愉快;⑥适量饮酒能延年益寿。

现代研究结果表明,白酒中含有的一些微量成分对人体是有好处的[6]。近年来,随着我国人民对健康生活的重视,对白酒的传统观念也在发生着转变,白酒也在朝着健康、安全的角度发展[7]。近几年,剑南春、泸州老窖、茅台等大型白酒企业纷纷开展了“白酒与健康”的研究工作,均取得了丰硕的成果。2013年在无锡召开的“中国传统白酒与健康学术研讨会”上,多位专家提出“中国传统酱香型、浓香型名白酒中富含多种有益人体健康的功能性成分;适量饮用名优白酒,有益人体健康”。2017年3月30日,中国白酒健康研究院挂牌仪式在北京工商大学成功举行,与会专家学者一致认为,白酒为我国的国酒,蕴含着丰富的健康因子,拥有独一无二的健康价值。可见,适量饮酒是有益健康的[8-9]。

传统白酒中含有多种呈香呈味物质,如多种有机酸及其酯类、含氮化合物、醇类物质、氨基酸、多元醇等多种物质和少量微量元素,这些物质对人体健康有着重要影响,下面将分别进行阐述。

1 白酒中的主要健康因子

1.1 白酒中的微量金属元素

中国传统固态白酒的生产工序比较复杂,在发酵、酿造以及蒸馏的过程中,一些微量金属元素会被带入酒体中[10-11]。在贮存的过程中,乙醇会部分挥发,酸度增大,盛酒容器中的多种元素融入酒体中,尤其是古井水体中特有的锶等稀有金属元素,使酒体中含有各种对人体有益的微量金属元素[12-13]。张吉焕等[14]报道太白酒中含有 Ca、Fe、Mg、Zn、Ni、Cr、K、Na等多种微量元素。梁俊发等[15]采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了水井坊白酒中微量元素的含量,结果表明,在水井坊白酒中含有Ca、Mg、Na、Al、K、Fe、Mn、Se、Cu和Ni等10种微量元素。张艳红等[16]应用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES),测定8种不同白酒中含有 Al、As、B、Ba、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、Pd、S、Sb、Si、Sr、Ti、V、W、Zn等29种微量元素。这些微量元素和其他微量元素一样,都具有很好的保健功能。因为这些微量元素大多以络合离子的形式存在,可以和蛋白质稳定地结合在一起形成生物酶,使酶保持活力,从而参与人体内的化学反应。

1.2 白酒中的有机酸及其酯类

白酒中的有机酸类是多菌种混合,共同发酵分解淀粉、蛋白质、脂肪等大分子物质,经过一系列复杂的化学反应所生成,然后再和乙醇发生反应生产相应的酯类物质。这些有机酸和相应的酯不但具有呈香呈味的功能,还具有一定的生理功效。中国各种香型白酒中,酸与酯均存在一定的平衡关系,使白酒以特定的风格呈现。

研究结果表明,白酒中含有乙酸、丁酸、乳酸、己酸等有机酸[17-18]。试验表明,乙酸具有杀菌抗病毒、扩张血管、延缓血管硬化等功能,《本草纲目》中记载,乙酸有“清肿痛,散小气,理诸药”的功效;L-乳酸是人体必需的氨基酸,它能促进双歧杆菌的生长,维持体内微生态的平衡,并且可以保持肠胃呈酸性环境,抑制病原菌的生长,阻止酚、吲哚等有害物质生成,防止细胞老化;丁酸为癌症治疗剂,能抑制肿瘤细胞的生长与繁殖[19]。

徐占成[20]报道剑南春酒中富含多种有益健康的微量香味物质,在剑南春酒中最多的低分子有机酸是乙酸、乳酸、丁酸等,乙酸具有杀菌、抗病毒之功效,同时它是挥发性酸,这种挥发性的有机酸具有促进胃液分泌、帮助消化、降血脂、降低胆固醇等功能;乳酸对很多致病菌有极强的抑制作用,其浓度在100 mg/L时,大肠杆菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌在任何良好营养条件下,3 h内将全部死亡;丁酸为癌症治疗剂,它能诱导转化癌细胞变为正常细胞,并控制致癌基因的形成。研究结果表明,乙酸乙酯可以排除酒中对人体有副作用的物质,加速人体的新陈代谢,降低过度饮酒对人体造成的伤害;乳酸乙酯促进乙醇刺激大脑皮层使人体产生兴奋。己酸乙酯具有降肺火、稳定心肺的功能;高级脂肪酸乙酯进入人体后,水解为高级脂肪酸,抑制体内胆固醇的合成,提高脑细胞活性,增加记忆力和思维能力,防止老年性痴呆;亚油酸乙酯具有降低胆固醇和血酯的作用,可以防止动脉粥样硬化[21-22]。

1.3 白酒中的氨基酸

白酒的生产是多菌种混合共同发酵,在白酒发酵过程中,一些细菌会分解蛋白质生成各种对人体有益的氨基酸。研究结果表明,浓香型白酒中所含有的氨基酸包括丙氨酸、络氨酸、谷氨酸等,人体所必需的8种氨基酸白酒中含有7种,其中多种为人体必需氨基酸和半必需氨基酸,其中氨基丁酸是降血压的有效成分[23]。

孙洁等[24]报道,氨基酸是形成芝麻香型白酒风味成分的基础物质之一,芝麻香型白酒酒醅中含有甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等多种氨基酸。张庄英等[25]运用柱前衍生高效液相色谱紫外检测器定量分析白酒中游离氨基酸含量,采用邻苯二甲醛-9-芴基甲氧基羰酰氯作为柱前衍生试剂,在338 nm下进行紫外检测,结果表明,不同香型原酒游离氨基酸种类存在差异:酱香型和浓香型氨基酸种类最多(均检测到17种),其次为兼香型(16种)和清香型(15种),豉香型氨基酸种类最少(12种)。

1.4 白酒中的多元醇

醇类物质既是白酒的芳香成分,又是重要的呈味物质[26]。由于糖不能进入白酒中,所以只能利用多元醇作为甜味来源。多元醇在白酒中可以作为缓冲物质,使白酒更加醇厚丰满。中国固态白酒中含有丙三醇、甘露醇、山梨醇、半乳糖醇、环己六醇等多种多元醇。研究结果表明,丙三醇具有润滑肠壁的作用,使毛细血管扩张,加快皮肤血液循环,利于消除沉积物,使皮肤光滑湿润;甘露醇,具有防止血压上升、动脉硬化、脑膜炎和急性肾功能衰竭等作用,同时,对治疗糖尿病、青光眼和乙型脑炎也有一定的作用;酿酒原料中的玉米含有较多的植酸,经发酵可生产环己六醇,其具有治疗肝硬化、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;半乳糖醇具有一定的通便作用,能够预防便秘[27]。

孙洁等[28]报道芝麻香型酒醅中丙三醇、赤鲜糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇、半乳糖醇、阿拉伯糖醇、麦芽糖醇等10种多元醇。韩兴林等[29]采用离子色谱定量检测清香型白酒中的多元醇,得出清香型大曲白酒中含有丙三醇、赤藓糖醇、半乳糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇、阿拉伯糖醇和麦芽糖醇等8种多元醇。宋林林等[30]采用离子色谱定量分析枝江酒中的多元醇,发现枝江酒中含有丙三醇、赤藓糖醇、木糖醇、鼠李糖、山梨醇、甘露醇、半乳糖醇、阿拉伯糖醇、葡萄糖和麦芽糖醇等10种糖醇。

1.5 白酒中的酚类物质

在白酒发酵的过程中,经过一系列化学反应会生成一些酚类物质。研究结果表明,一些白酒中含有香草醛、香草酸、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚、阿魏酸等酚类化合物,它们是自由基清除剂,具有良好的活性氧消除功能,可抗氧和预防心血管等多种疾病的发生。4-乙基愈创木酚还具有降低血糖活性的能力[31]。徐占成等[20]对剑南春酒的研究发现,剑南春酒中含有洛伐他汀、酚类化合物等百余种有益于人体健康的功能性成分,尤其是酚类中的阿魏酸,是公认的天然抗氧化剂,国际公认防癌物质,具有抗血栓、抗炎镇痛、抗氧化、抗自由基等作用。

寻思颖等[32]采用高效液相色谱法测定酱香型白酒中的酚类物质,发现11种酱香型白酒中均不同程度地含有苯酚、愈创木酚、对甲酚、间甲酚、邻甲酚、4-甲基愈创木酚、4-乙烯基苯酚、4-乙基苯酚、4-乙烯基愈创木酚、4-乙基愈创木酚等酚类物质。朱燕等[33]应用浸入式固相微萃取(DI-SPME)与气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术检测分析不同香型白酒中的挥发性酚类物质,研究结果表明,几乎在所有酒样中均能检测出不同的3~5种游离挥发性酚类化合物,其中4-甲基苯酚、4-乙基苯酚和4-乙基愈创木酚在不同香型成品白酒中较为常见。

1.6 白酒中的高级脂肪酸及其酯类

一些香型白酒中还含有一些高级脂肪酸及其酯类,如辛酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯等。这些高级脂肪酸酯类可以水解生成相应的高级脂肪酸,如己酸、棕榈酸、油酸、亚油酸等,能抑制胆固醇的生成。其中,亚油酸为不饱和脂肪酸,为人体必需脂肪酸,人体自身不能合成,必须依靠外界吸收利用,它可以在体内进一步代谢生成γ-亚麻酸,γ-亚麻酸具有提高机体免疫力,促进血脂的降低,减少脂肪堆积等多种功效[21]。

廖勤俭等[34]采用高效液相色谱四级杆飞行时间质谱联用技术检测五粮液浓香型白酒中的高级脂肪酸,结果表明,五粮液中含有月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、油酸、硬脂酸等7种高级脂肪酸。余剑霞[35]以石油醚对豉香型白酒中微量的高级脂肪酸进行萃取浓缩后作柱前衍生化处理,采用Waters μ BondapakTMC18液相色谱柱、紫外检测器进行检测,结果表明,豉香型白酒中含有亚麻酸、肉豆蔻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸等高级脂肪酸。

2 白酒中的其他健康因子

沈才洪等[36]对泸州老窖1573酒研究发现,其中含有超氧化物歧化酶(SOD),该物质具有清除自由基,防衰老的作用。一些香型白酒中还含有适量的萜烯类和吡嗪类物质,这些物质对人体都是有好处的。相对于国外的葡萄酒,中国白酒中相应的成分都较高,这主要是因为中国固态白酒所采用的工艺是多菌种混合发酵,而葡萄酒酿造过程比较简单,它所含有的萜烯类和吡嗪类物质主要来自葡萄本身和后期贮存所用的橡木桶中。

杨涛等[37]经过研究发现,以四甲基吡嗪为代表的吡嗪类化合物具有抗氧化、增强免疫及降甘油三酯等多种功效,采用动物模拟试验考察四甲基吡嗪对急性肝损伤的保护作用,表明四甲基吡嗪具有保肝、护肝、防止肝纤维化等功效。同时,据文献报道,四甲基吡嗪还具有防止肺纤维化、在异体肾移植后保护肾脏功能、治疗心脑血管疾病、治疗支气管哮喘、拮抗心力衰竭时心房纤维化及心房颤抖的发生等多种作用。

周新虎等[38]对洋河绵柔型白酒中的健康因子进行研究,发现微量的3,4-二羟基苯甲醛具有抗炎和增加冠脉血流量的作用,是中药丹参活血化瘀的成分;4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯,与多种名贵中药的有效成分具有相同的疗效。总之,白酒中含有很多对人体有益的健康因子。郭坤亮、程明亮等研究表明,茅台酒中含有的一些微量成分可以诱导肝脏金属硫蛋白的含量的增加,抑制星状细胞的活化及胶原蛋白的生成,阻碍肝纤维化的形成,具有保护肝脏的潜在医学价值。

3 结论与展望

中华文化博大精深,源远流长,白酒作为我国文化重要的载体之一,我们理应一直传承下去,并不断创新和发展。随着人们生活水平的提高,人们饮食更加注重安全和健康。作为我国传统纯粮酿造的白酒,越来越引起人们的重视,越来越多的科研工作者投入到白酒中健康因子的研究领域,并取得了一些成果。研究结果表明,白酒中含有多种功能性成分,如有机酸及其酯类、醇类、酚类、氨类化合物和酯类等,这些物质对人体都有一定的功效[39]。如张锋国等[40]阐述了扳倒井白酒中的部分健康因子,如乙酸、亚油酸、己酸乙酯、乳酸乙酯、丙三醇、四甲基吡嗪等,表明适量饮用纯粮发酵的白酒有利于人体健康。即使如此,这些功能性成分在白酒中的含量也并不是越多越好,而是有一个合适的浓度,超过这个浓度对人体就是有害的。白酒中含有多种香味物质,尽管目前科技已经很发达,但中国白酒中还有很多种物质没有被检测出来,还有很多物质对人体健康的影响没有完全清楚,所以需要不断探索和发现。将来,白酒可能朝着健康的角度发展,我们应该积极倡导人们科学饮酒,健康饮酒,快乐饮酒,真正发挥白酒在人们日常生活中的积极作用,把我国的白酒文化一直传承发扬下去。

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Research Progress in Health Factors in Baijiu

ZHOU Jinhu1,3,4,GUAN Jian1,3,4,WEI Haolin1,3,4,CAO Jinghua1,3,4,CHEN Maobin1,3,4,ZHANG Mingchun2and FANG Shangling1,3,4
(1.Key Lab of Fermentation Engineering of Ministry of Education,Hubei University of Technology,Wuhan,Hubei 430068;2.Baiyunbian Distillery Co.Ltd.,Songzi,Hubei 434200;3.Hubei Collaborative Innovation Center for Industrial Fermentation,
Wuhan,Hubei 430068;4.Hubei Key Lab of Industrial Microbiology,Wuhan,Hubei 430068,China)

The special flavoring components in Baijiu produced by solid-state fermentation are beneficial to people’s health.In this paper,several health factors and trace metal elements in Baijiu including organic acids,esters,polyols,polyphenols,higher fatty acids and amino acids were introduced and their healthcare functions were discussed.

Baijiu;trace metal elements;health factors

TS262.3;TS261.4;TS971

A

1001-9286(2017)07-0090-05

10.13746/j.njkj.2017086

“十三五”国家重点研发计划项目中的重点课题子课题(2016YFD0400500);酿造食品风味与品质调控及新型酿造技术创制。

2017-04-10

周金虎(1993-),男,湖北枣阳人,在读研究生。

方尚玲(1967-),女,博士,教授,研究方向为酿酒微生物,E-mail:1425176720@qq.com。

优先数字出版时间:2017-06-02;地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170602.1404.005.html。

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