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董酒中健康价值生物活性物质的探讨(四)

2020-11-02李其书范怀焰石必凤张美莲徐海燕

酿酒科技 2020年9期
关键词:分子结构甘氨酸香叶

李其书,范怀焰,石必凤,李 薇,张美莲,徐海燕,陈 曦

(贵州董酒股份有限公司,贵州 遵义 563003)

董酒中健康价值生物活性物质探讨前边已发3篇文章,介绍了数十种物质,本文介绍董酒中富含的甘氨酸、棕榈酸、乳酸、乙酸、乙酸乙酯、维生素B2、α-雪松烯、α-律草烯、香叶基丙酮、β-愈创木烯、β-大马酮和锗的分子结构、特性和有关生理功能作用。

1 甘氨酸(Glycine)

甘氨酸又名氨基乙酸,在董酒中的含量约为657.26 μg/L,分子结构见图1;是氨基酸系列中结构最为简单的一种氨基酸;固态的甘氨酸为白色单斜晶系或六方晶系的晶体或白色结晶粉末,无臭、无毒。

图1 甘氨酸的分子结构

分子式:C2H5NO2,相对密度:1.1607,熔点:248 ℃(分解);在水中的溶解度:25 ℃时为25 g/100 mL,50 ℃时为39.1 g/100 mL,75 ℃时为54.4 g/100 mL,100 ℃时为67.2 g/100 mL;甘氨酸分子中同时具有酸性和碱性官能团,在水中可电离,具有很强的亲水性,但属于非极性氨基酸,溶于极性溶剂,不溶于乙醇、丙酮和乙醚,微溶于吡啶,可与盐酸反应生成盐酸盐[1]。

甘氨酸的生理功能:甘氨酸预先补充后可部分地阻抑机体补体活性的大幅度下降和T 淋巴细胞转化活性的下降,并可对操作能力发挥促进作用[2];甘氨酸具有显著的肝脏保护作用,在抑制Kupffer激活细胞、保护肝实质细胞、肝窦内皮细胞方面起重要作用,可以维持脓毒症肝细胞功能,降低脓毒症诱导的死亡率,这种非必需氨基酸对于临床治疗脓毒症、减轻肝移植时肝脏的缺血再灌注损伤、改善移植肝的存活等具有重要意义[3];甘氨酸可以减弱内毒素的生物学活性,降低梗黄大鼠肠道组织中NO 的水平,对梗黄大鼠肠道屏障起保护作用[4];甘氨酸对缺血缺氧心肌细胞具有保护效应,能明显改善缺血缺氧后心肌细胞的能量贮备[5];甘氨酸对坏死性胰腺炎及并发性肺损伤有一定的防治作用,可能与其抑制白细胞浸润激活有关[6-8]。

2 棕榈酸(Palmitic acid)

棕榈酸,又称软脂酸,学名十六烷酸,是一种常见于动物和植物中的长链饱和脂肪酸;在董酒中的含量约为35 mg/L,分子结构见图2;为白色带有珠光的鳞片,在许多油和脂肪中以甘油酯的形式存在。

图2 棕榈酸的分子结构

分子式:C16H32O2,结构式:CH3(CH2)14COOH,分子量:256.42,密度(g/mL,25/4 ℃):0.8527,熔点(℃):63.1,沸点(℃,常压):351,271.5(13.3 kpa);棕榈酸不溶于水,微溶于冷醇及石油醚,溶于热乙醇、乙醚和氯仿等。

棕榈酸的生理功能:棕榈酸作为一种长链饱和脂肪酸,是血脂重要的组成成分,参与了NAFLD的发生,在正常情况下,线粒体可以通过脂肪酸β-氧化将细胞内过量的脂肪酸分解,并产生ATP供能[9];棕榈酸体外可抑制人宫颈癌HeLa 细胞增殖,减少其迁移与侵袭水平并诱导其凋亡,其机制可能与调节HeLa 细胞Bcl-2 家族有关[10];棕榈酸可以促进H9C2 心肌细胞凋亡的影响及提高活性氧水平[11];棕榈酸能通过诱导ROS 生成,提高氧化应激诱导CFb 细胞凋亡[12];棕榈酸可以促进卵巢颗粒细胞脂质蓄积[13];棕榈酸可诱导NETs 的产生,引发自身免疫反应,诱导NETs 的机制可能是激活P13K/Akt 通路相关蛋白,引起中性粒细胞产生氧化应激,导致NETs的形成[14]。

3 乳酸

乳酸是一个含有羟基的羧酸,在董酒中含量约为460 mg/L,分子结构见图3;无色或黄色液体。

分子式:C3H6O3,分子量:90.078,相对密度1.2060(25/4 ℃),熔点18 ℃,沸点122 ℃(2 kPa),折射率nD(20 ℃)1.4392;能与水、乙醇、甘油混溶,水溶液呈酸性,不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚;在水溶液中它的羧基释放出一个质子,而产生乳酸根离子CH3CHOHCOO-,在发酵过程中乳酸脱氢酶将丙酮酸转换为左旋乳酸。

乳酸的生理功能:乳酸利于机体的肌肉疲劳、损伤修复和氧化还原以及脑功能;乳酸在脑缺血再灌注损伤中的保护作用[15-16];乳酸对受伤期间的大脑起到了保护的作用,并且可以作为一种用于诊断脑损伤与预测后遗症的有效工具[17];血液乳酸水平可以作为一个可靠的诊断CO中毒患者最终结果的重要指标[18];在心脏衰竭与局部缺血恢复的最初阶段,乳酸作为一种关键中间代谢物通过供给丙酮酸来缓解危机时刻心脏的能量紧缺状态[19-20];乳酸参与大量代谢器官的平衡和内脏的协作,机体极其重要的器官如脑、心、肝、肾脏和肌肉都具备把乳酸作为葡萄糖的一种替代燃料的能力,在某些特殊情况下可以作为一种人类的“急救燃料”,它是存在于细胞与器官间的重要中间代谢物,在代谢调节、疾病预测、癌症治疗等方面发挥着重要的作用[21]。

4 乙酸

乙酸,也叫醋酸,在董酒中含量约为1600 mg/L,分子结构见图4;乙酸是一种有机一元酸,纯的无水乙酸(冰醋酸)是无色的吸湿性液体,凝固后为无色晶体,有刺鼻的醋味,为食醋内酸味及刺激性气味的来源。

图4 乙酸的分子结构

分子式:CH3COOH,相对分子量:60.05,熔点16.6 ℃,沸点117.9 ℃,相对密度:1.0492(20/4 ℃),折光率1.3716,密度比水大;能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有机溶剂;根据乙酸在水溶液中的解离能力它是一种弱酸。

乙酸的生理功能:具有杀菌作用[22]。

5 乙酸乙酯

乙酸乙酯又称醋酸乙酯,在董酒中含量约为2000 mg/L,分子结构见图5;乙酸乙酯可作为香料原料,用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等;为无色透明液体,有强烈的醚似的气味,微带果香的酒香,有甜味。

图5 乙酸乙酯的分子结构

分子式:C4H8O2,相对密度0.902,熔点-83 ℃,沸点77 ℃,折光率1.3719,闪点7.2 ℃(开杯);易燃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物;易扩散,不持久,对空气敏感,能吸水分,常温下有水存在时,逐渐水解生成乙酸和乙醇,使其缓慢水解而呈酸性反应;能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶;能溶解某些金属盐类(如氯化锂、氯化钴、氯化锌、氯化铁等)。

乙酸乙酯的生理功能:乙酸乙酯具有抗炎作用[23];乙酸乙酯提取物能够有效抑制脂类物质的氧化[24-25];乙酸乙酯对LPS 诱导的急性肝损伤有保护作用[26]。

6 维生素B2

维生素B2又名核黄素(Riboflavin),在董酒中含量约1.5 mg/L,分子结构见图6;由异咯嗪与核糖所组成,有很多同系物,纯核黄素是橙黄色的晶体并有高强度的荧光,有苦味,但几乎无气味。

图6 维生素B2的分子结构

分子式:C17H20N4O6,分子量:376.37,溶解度:12 mg/100 mL(27.5℃);在中性和酸性溶液中对热稳定,但在碱性溶液中不稳定,易于分解破坏。

维生素B2生理功能:维生素B2的生理功能主要是作为辅酶FMN 和FAD以及共价键结合的黄素的前体,是体内多种氧化酶系统不可缺少的辅酶,可催化许多氧化还原反应;参与维生素B6和烟酸代谢;参与抗氧化和药物代谢;核黄素还与体内铁的吸收、储存与动员有关;具有利尿、防癌、降血脂、维持哺乳动物正常生殖功能和改善心功能等作用[27];具有消肿,治疗黄水疮和高缺血红蛋白症;还能清除运动过程中运动员体内产生的自由基,避免自由基在体内的累积,延缓运动性疲劳的发生[28]。

7 α-雪松烯

雪松烯又名柏木烯,是一种三环倍半萜烯的天然产物,是天然产物柏木油中的主要成分,由α-β-异构体及其他异构体组成的复杂混合物,其中α-雪松烯异构体稳定一些,含量也最多;α-雪松烯在董酒中的含量约为61.13 μg/L,分子结构见图7;为无色液体,具有木香、沉香香气。

图7 α-雪松烯的分子结构

分子式:C15H24,分子量:204.35,密度:0.932 g/cm3(20 ℃),沸点:261~262 ℃,闪点:104 ℃。

α-雪松烯的生理功能:α-雪松烯具有抗菌活性[29]。

8 α-律草烯(α-Humulene)

α-律草烯又名α-石竹烯,α-丁子香烯,α-丁香油烃等,是一类双环倍半萜类化合物;在董酒中的含量约为87.14 μg/L,分子结构见图8;为无色油状物。

分子式:C15H24,分子量:204.35100,折射率:n20/D 1.503(lit.),闪点:90 ℃,密度:0.889 g/mLat 20 ℃(lit.),沸点:166~168 ℃(lit.)。

图8 α-律草烯的分子结构

α-律草烯的生理功能:防癌作用;α-律草烯是Tanacetum vulgare L.精油的一种主要成分,具有抗炎作用;α-律草烯能抑制COX-2 和iNOS 表达[30]。

9 香叶基丙酮(Geranylacetone)

香叶基丙酮是十三碳二烯酮的反式结构,十三碳二烯酮有顺、反两种异构体,顺式结构称为橙花基丙酮;在董酒中含量约为17.75 μg/L,分子结构见图9;香叶基丙酮是一种香料,用于调配日用香精和化妆品,为无色或微黄液体,带有渗透的甜玫瑰芳香。

图9 香叶基丙酮的分子结构

分子式:C13H22O,分子量:194.32,密度:0.873,沸点:254~258℃。

香叶基丙酮的生理功能:香叶基丙酮能调节人体嗜中性粒细胞的反应[31];具有抗氧化作用,香叶基丙酮对氧化损伤细胞内的活性氧(reactive oxygen species,ROS)具有清除作用,主要通过增强细胞内抗氧化酶(超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶)的活性,提高机体内非酶系统抗氧化剂GSH 的浓度来完成,同时还可以防止脂质过氧化终产物MDA 的增加,从而提高细胞的抗氧化能力[32];香叶基丙酮还有抗菌活性[29,33]。

10 β-愈创木烯(β-Guaiene)

β-愈创木烯中文别名(1S-顺)-1,2,3,4,5,6,7,8-八氢化-1,4-二甲基-7-(1-甲基亚乙基)奥,胍烯,在董酒中的含量约为33.24 μg/L,分子结构见图10。

分子式:C15H24,分子量:204.35106,折射率:1.498,沸点:281 ℃。

β-愈创木烯的生理功能:β-愈创木烯对金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用[34]。

图10 β-愈创木烯的分子结构

11 β-大马酮(β-Damascone)

β-大马酮中文名顺式-1-(2,6,6-三甲基-2-环己烯-1-基)-2-丁烯-1-酮、β-二氢突厥酮、二氢大马酮;在董酒的含量约为17.83 μg/L,分子结构见图11;为无色至淡黄色液体,具有类似玫瑰的香气。

图11 β-大马酮的分子结构

分子式:C13H20O,分子量:192.29,沸点52 ℃(0.13 Pa),相对密度0.930,折光率1.4957。

β-大马酮的生理功能:β-大马酮具有抗病毒、抗癌、抗炎症等活性[35]。

12 锗

锗粉末状呈暗蓝色,结晶状,为银白色脆金属;锗在董酒中含量约0.08 mg/L。

元素符号:Ge,熔点:938.25 ℃,沸点:2830 ℃,密度:5.35 g/m3;在化学元素周期表中位于第4 周期、第IVA族。

锗的生理功能:有机锗对增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、调节脂类代谢、降低血脂、促进生理功能正常化等有重要作用;人体中的许多酶、大脑、小脑、灰质、白质及脑脊液中都有锗的分布[36]。

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