米酒功能性成分研究进展

温承坤，陈 孝，王奕芳，方尚玲，夏运峰，李 琴，李小强，陈茂彬*

（1.湖北工业大学 生物工程与食品学院，湖北 武汉 430068；2.湖北省酿造工艺与装备工程技术中心，湖北 武汉 430068；3.湖北金盘酒业有限公司，湖北 麻城 438300）

随着人们生活水平的提高，无论是餐桌礼仪或逢年过节礼尚往来的赠品，酒作为一类大众饮品成为人们的不二选择。追溯我国酒的发展史，几千年前便有大量文献记载，故中国被称为酒的故乡。按照现有不同的发酵工艺划分，分为啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒、米酒等。其中，米酒因低度保健功能而得到关注，在酒类饮品中所占分量越来越重。

米酒又名酒酿、甜酒，常以糯米为原料，经过浸泡、蒸煮、冲淋、加曲、糖化发酵等发酵工艺所得的一类低度酒类饮品[1-2]。在我国，米酒是汉族及其他少数民族的传统特产酒，因此目前市售的米酒种类繁多，常见有孝感米酒、麻城老米酒、陕西朱鹮黑米酒、广东红米酒等。其中，以湖北孝感米酒多为大众熟知，它是一种具有近千年历史的地方小吃，发展可追溯至光绪年间。孝感米酒作为湖北省名牌产品之一，曾获得国家银质奖[3]。

纵观米酒发展，其发酵工艺不断在改进，演变至今，市售米酒基本发酵工艺及原理相同。以孝感米酒为例，所选用的原料多为孝感优质糯米，拌入具有孝感特色的酒曲（凤窝酒曲）经过根霉菌（还有少量的毛霉和酵母）等发酵得来的产品[4]。发酵一段时间后，其理化性质发生了对应的改变。在微生物及其他酶的作用下，糯米中蛋白质、淀粉、脂肪等大分子物质被转化为葡萄糖等单糖、低聚糖、肽类、氨基酸、有机酸等小分子物质[5-6]。

米酒作为一种低度酒精饮料，深受众多人的喜爱，而早餐饮用米酒，则已经成为众多湖北人的日常饮食习惯。历史所传承下来的米酒只有甜型低醇米酒，酒精度为1%vol～2%vol，随着米酒产业发展，目前又多出饮料型无醇米酒，酒精度含量1%vol；饮料型干醇米酒，酒精度为2%vol～4%vol两种不同类型米酒[7]。尽管米酒乙醇含量不高、但其所含的功能性成分不容忽视，主要有机成分有蛋白质、氨基酸、乳酸、维生素、钙、镁、铁等矿物质元素，而这些特殊功能性成分，吸引着众多研究学者的目光[8-10]。研究发现，米酒中糖类物质极易被分解，能够有效帮助人体补充能量，增强体魄，有利于脾胃等器官[11]。孟志卿等[12]证实，适量饮用米酒，对预防老年痴呆具有显著的作用。

文章就米酒基本酿造工艺中微生物作用，米酒中5种功能性成分定量定性分析进行综述，旨在探究米酒中功能性成分对人体健康的影响，为今后米酒酿造研究提供有效的理论科学依据。

1 米酒发酵过程中的微生物作用

作为一种传统的发酵食品，米酒主要经过糯米浸泡、淘洗蒸饭、淋饭拌曲、糖化发酵、冲缸过滤、调配封罐、冷却包装等若干个工艺过程，才能够酿造出风味，口感适宜的米酒。

在传统米酒发酵过程中，之所以米酒能够保持一定的酒精度，并产生适宜的风味口感，是因为在米酒发酵的整个工艺中，大量微生物的生理作用，其中主要的微生物种类为霉菌、酵母菌、乳酸菌及醋酸菌等。

霉菌以根霉菌为主，其能够分泌产生大量的糖化酶，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶等。这一类酶类物质参与米酒的糖化阶段，能够有效的将经过液化后的淀粉直接转化为葡萄糖供酵母菌使用。酵母菌作为整个米酒发酵过程中关键性微生物，属于兼性厌氧微生物，通过无氧呼吸，能够将葡萄糖转化为乙醇和二氧化碳，因此酵母菌是米酒生产中最主要的产酒微生物。另外米酒发酵是一种开放式发酵方法，故在酒醪中存在着大量的乳酸菌，乳酸菌通过生化作用利用己糖、戊糖产生出乳酸，并在酯化酶的催化下，将乳酸转为乳酸乙酯，成为米酒中主要香味成分。与乳酸菌作用相似，酒醪中大量的醋酸菌在生化作用机理下转化为醋酸乙酯，与乳酸乙酯共同形成米酒香气成分，使得米酒香味成分更加饱满诱人。

2 米酒的化学成分及健康因子

2.1 有机酸

在米酒的发酵过程中离不开有机酸类物质，这类物质对米酒的发酵过程，风味形成及口味存在着较大的影响。据研究表明，米酒中含有大量的蛋白质，蛋白质是人体一切细胞、组织组成的重要部分，人体的各种生命活动都离不开蛋白质的参与，而蛋白质主要组成物质为氨基酸，其具有抗菌[13]、保护肝肾功能[14]、降低血压及血脂[15]等功能，可分为水解氨基酸和游离氨基酸[16]，对人体生长发育起着重要的作用。

李小丽等[17]在通过对海南甜米酒中氨基酸成分的研究发现，山兰甜米酒中含有15～17种氨基酸，总量大于130 mg/L，其中必需氨基酸占所有氨基酸含量的30.7%～61.8%，随着米酒保存时间的延长，所含氨基酸总量也不断提升。刘晓庚等[18]使用相同的酒曲酿造不同的米酒，检测米酒中氨基酸的含量发现，在这些酒中均有氨基酸的存在，数据分析得出黑糯米酒氨基酸含量明显高于糯米老酒和籼米酒，其氨基酸含量为30.92 mg/mL，其次是糯米老酒26.38 mg/mL，最后是籼米酒16.92 mg/mL；周宝龙等[19]通过对陕西朱鹮黑米酒中氨基酸成分分析发现，在该类酒中含有18种氨基酸和γ-氨基丁酸且氨基酸总质量浓度为9 133.5 mg/L，必需氨基酸占总氨基酸的51.7%。证实了米酒中存在丰富的氨基酸，故适当的饮用米酒能够帮助人体及时补充氨基酸，有效的促进人体新陈代谢和肌体的正常生长发育，同时还能帮助调节膳食平衡，增强人体的免疫调节能力等[20-21]，对人体健康起着重要的作用。

除氨基酸以外，大量其他有机酸不容忽视，这些有机酸在促进肠道消化吸收、缓解疲劳等保健功能方面有重大的意义。如柠檬酸、乳酸、乙酸等均属于有机酸的一种。L-苹果酸是一种重要有机酸，参与生物体的代谢过程，具有增强运动能力、舒缓疲劳、保护心脏、促进记忆力及降低抗癌药物毒副作用的生理功能[22]。与此同时，FRANCONI F等[23]发现，苹果酸能够缓冲蛙骨骼肌纤维细胞内Ca2+浓度的改变。苹果酸还能通过降低血氨浓度，从而来保护肝脏[24]。为了检测江米酒中有机酸的种类以及含量，张海波等[25]通过高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）对成熟米酒中有机酸的含量进行了测定，发现米酒中有机酸多以乙酸、柠檬酸、琥珀酸为主要成分，同时检测出部分乳酸、苹果酸和乌头酸，然后两种不同曲制作的米酒中有机酸含量进行比对，发现乙酸的含量最高，分别为5.34 mg/L和6.90 mg/L，其次为琥珀酸和果酸，乌头酸的含量最低。杨成聪等[26]对米酒中的有机酸成分及含量测定，实验结果显示出在10种米酒中均能检测出草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸7种有机酸。

2.2 维生素

维生素作为重要的营养物质，是一种微量有机物质，维持着人体的重要生理功能，对人体的生长、发育、代谢等过程发挥着重要作用，但是人体对维生素的摄取必须从食物中获得。大量研究表明，在米酒中富含许多维生素，这是因为米酒中维生素大多来自原料以及酵母，酵母被认为是维生素的宝库，发酵过程中酵母细胞不断自溶从而产生大量的维生素[27]。科学家认为米酒中维生素多为B族维生素，维生素B1（vitamin B1，VB1）可以帮助体内碳水化合物进行氧化，保证了人体神经系统，循环系统及消化系统功能的正常运作。VB2参与体内生物氧化以及能量代谢，帮助人体充分利用蛋白质，从而促进生长发育，维护皮肤和细胞膜的完整性。同时，VB2与细胞的生长代谢相关，可加强肝功能，调节肾上腺激素的分泌。维生素PP也能帮助维护神经系统，消化系统和皮肤的正常功能，适当饮用米酒可以起到美容的作用。VC具有增强机体免疫力，防止坏血病，促进胶原蛋白合成的作用。

谢广发[28]研究发现，古越龙山加饭酒中VB1含量为0.49～0.69 mg/L，VB2为1.50～1.64 mg/L，VPP为0.83～0.86 mg/L，VB6为2.0～4.2 mg/L，此外还含有5.71～43.20 mg/L的VC。周宝龙等[29]通过研究发现，黑米酒中含有多种维生素，如VE、VB1、VB2、VB5（烟酸）、VB6等，以VE含量居高，为21.47 μg/100 mL。

2.3 多酚类化合物

多酚类化合物又称黄酮类化合物，是一种植物次生代谢产物。这类黄酮类化合物中，大多具有药用价值，可以治疗心脑血管疾病，如改善血管的通透性，降低血管的脆性以及降低血脂和胆固醇等，此外，在一定程度上还可以防治老年高血压、脑溢血、冠心病、心绞痛等疾病。与此同时，部分黄酮类化合物还具有护肝解毒、治疗肝脏相关疾病、抗自由基及抗氧化等作用[30]。

谢黎虹等[31]发现，红米作为我国一种传统的稻种，具有抗氧化能力，从而减少动脉壁细胞及其成分的氧化损伤。与此同时，在目前国内众多研究工作者已经将红米作为米酒的酿造原料，采用不同检测方法，通过各项数据结果证实在红米酒中的确存在着许多多酚类化合物，即黄酮类化合物。酚酸、黄酮两种物质均属于黄酮类化合物。姜丽等[32]通过高效液相色谱法对红米酒中的多酚类物质进行定量分析，分别建立了8种酚酸（没食子酸、原儿茶酸、对羟基苯甲酸、4-香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、芦丁）及三种黄酮类物质（阿魏酸、异槲皮素、槲皮素）的检测方法，结果发现咖啡酸的含量最多，为0.676 mg/L。

2.4 无机盐及微量元素

无机盐即无机化合物中的盐类，是一类存在于人体和食物中矿物质营养元素，无机盐又根据其在人体内含量又分为常量元素和微量元素。常量元素多为钙、磷、钾、钠、氯、镁、硫等在人体中大量存在的元素，微量元素则为其他含量较低，但影响着机体稳定的一类元素。常见重要的微量元素有：钴、铜、氟、碘、铁、锰、钼、硒、锌等。

作为一类现流行的健康饮品，米酒中存在种类丰富的微量元素，如锰、铜、铁等元素。李来丙等[34]采用电感耦合等离子体质谱法对米酒进行检测分析，在样品中有测出锰、铅、铜、铁四种微量元素，其中锰的含量为0.065 0～0.213 mg/kg、铅的含量最多为6.18×10-3mg/kg、铜的含量为0.080 8～2.94 mg/kg、铁的含量为6.88×10-3～0.527 mg/kg，这4种微量元素含量均符合国家标准。杨姗等[35]电感耦合等离子体原子发射光谱法（inductive coupled plasma-atomic emission spectrometer，ICP-AES）[36]对黔东南侗族四种代表性米酒（党义、孖生、乐里和清水河米酒）的微量元素含量测定，即Fe、Ca、Mg、Zn、Mn、Se及Pb 6种矿物质元素，结果显示，这四类米酒中均含有丰富的Fe、Ca、Mg元素、尤以Ca元素含量最高、Zn、Se、Pb含量极少，且6种元素的含量均在人体健康允许范围之内。据相关研究表明，成年人每天应摄入的钙含量为800～1 000 mg，镁为300 mg，铁为15 mg，锌为15 mg，而米酒中丰富的微量元素能够有效补充人体内所缺乏的微量元素。

2.5 生物活性肽

随着时代科技不断底进步，人类对食品中的健康物质越发重视，近年来，活性肽成为许多研究工作者研究的热点。活性肽是一千多种多肽的总称，多肽则是由两种或两种以上的氨基酸通过肽键相连一类化合物，而具有活性的多肽则称之为活性肽，或生物活性肽等。这一类生物活性肽，对人体健康发育有着重大的影响，一方面能够帮助人体免疫调节，抑制病毒和细菌，抵抗癌症，另一方面还能促进人体对元素的有效吸收，加快矿物质运输以及促进生长等生理功能。

米酒富含多种生物活性肽。KIYONO T等[38]以日本米酒作为原料进行研究，通过小剂量口服和体内活性引导分馏，鉴定出了两种具有抗结肠炎活性的焦谷氨酰基多肽。同时，经过制备等电聚焦法和制备反相液相色谱法对米酒中的化合物进行分离、对小鼠进行试验发现最终活性部分包含三种焦谷氨酸肽：焦谷氨酸-酪氨酸（焦谷氨酸-酪氨酸）、焦谷氨酸-天门冬酰胺-异亮氨酸（焦谷氨酸-天门冬酰胺-异亮氨酸）和焦谷氨酸-天门冬酰胺-天门冬酰胺-脯氨酸（焦谷氨酸-天门冬酰胺-天门冬酰胺-脯氨酸）。这些结果表明，经鉴定的焦谷氨酰基多肽通过不同的机制表现出抗大肠杆菌活性。

3 展望

米酒是属于酒类的一种，具有酒精度数较低，口味偏甜，风味较好等特点，深得越来越多人的喜爱。根据不同人对米酒的喜好要求，研发人员开发出了许多不同类型米酒，如槐花米酒、黑豆米酒、玫瑰米酒等。而米酒中存在的功能性成分的研究，仍是当前研究热点。目前已证实米酒中存在着大量的营养物质，其一是蛋白质，米酒中蛋白质，多以肽和氨基酸的形式存在于米酒中，另外丰富的维生素、无机盐及微量元素促进人体成长发育，预防疾病等，同时米酒中大量的酚类物质、活性肽、多糖等也是不容忽视的营养成分。故适量的饮用米酒，能够帮助增强免疫能力、延缓衰老、增强抗氧化能力、预防骨质疏松、冠心病等。所以米酒适用于大部分人群，是一类大众化的保健饮品。米酒的功能性价值虽然很大，但是由于目前米酒的原料及酿造工艺存在差异，无论是家庭作坊，还是大中型企业，不同原料与酿造工艺所生产的米酒，其功能性成分含量与种类也大不相同，未能达成一致的标准，仍然还有许多功能性物质尚未被检测出，这类物质的功能也尚未确定，因此研究米酒功能性成分的工作尚未结束，还需不断探究。