白酒中主要醇類和醛類代謝途徑與飲用健康的分析研究

張敏，楊玉珍，李擎，王耀，任國(guó)軍

（內(nèi)蒙古河套酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015400）

白酒中主要醇類和醛類代謝途徑與飲用健康的分析研究

張敏，楊玉珍，李擎，王耀，任國(guó)軍

（內(nèi)蒙古河套酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015400）

白酒中的化學(xué)成分和微量成分與人體飲用健康有很大的關(guān)系。通過(guò)對(duì)白酒中乙醇、乙醛、甲醇、甲醛等在人體內(nèi)的代謝途徑分析，并對(duì)這些成分與飲用健康的關(guān)系進(jìn)行論述，揭示了適量飲酒和健康飲酒的重要性。

白酒成分；代謝途徑；飲用健康

白酒的化學(xué)成分中98%是水和乙醇，其他1%～2%是微量成分，白酒的微量成分包括酸類、酯類、醇類、醛類、酚類及其他芳香族化合物，它們對(duì)白酒的質(zhì)量起決定性作用，形成白酒不同的香型和風(fēng)格[1-5]。白酒中的乙醇和微量成分，與人體的飲用健康有很大的關(guān)系，其在人體內(nèi)的代謝途徑也至關(guān)重要?，F(xiàn)代研究表明，中國(guó)白酒的酒體中不同成分的有機(jī)組合不同于單個(gè)成分的簡(jiǎn)單加和，而是經(jīng)相互作用后，產(chǎn)生新的有效物質(zhì)及功能。其含量雖然甚微，但混合在一起，相互作用，使白酒的物質(zhì)結(jié)構(gòu)變得十分復(fù)雜，各成分對(duì)人體的綜合效應(yīng)也更加錯(cuò)綜復(fù)雜。

白酒中有些微量成分既是對(duì)人體有益的成分，又是酒的香味組分，如乙酸、乳酸、氨基酸、乙酸乙酯、乳酸乙酯等；而有的微量成分則是對(duì)人體有害的成分，如甲醇、雜醇油等，在高質(zhì)量的白酒中，有害成分遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。適量健康的飲用白酒，對(duì)人體有一定的保健作用[6]。為了在消費(fèi)者中更好地提倡科學(xué)適量健康飲酒，現(xiàn)將白酒各成分的代謝途徑與飲用健康的關(guān)系進(jìn)行詳述。

1 乙醇和乙醛的代謝途徑與飲用健康的關(guān)系

進(jìn)入KEGG PATHWAY主頁(yè)輸入ethanol進(jìn)行搜索，與乙醇和乙醛代謝相關(guān)的糖酵解和糖異生途徑見圖1。

從圖1中摘出乙醇和乙醛的代謝途徑并簡(jiǎn)單處理后見圖2。

純糧釀造白酒中所含的乙醇，在人體內(nèi)的分解及代謝主要靠?jī)煞N酶：一種是乙醇脫氫酶，另一種是乙醛脫氫酶。在乙醇的代謝過(guò)程中乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）起著至關(guān)重要的作用，它主要分布在肝臟。乙醇通過(guò)血液流到肝臟后，首先被ADH氧化為乙醛，而乙醛脫氫酶則能把乙醛中的兩個(gè)氫原子脫掉，使乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸，最終分解為二氧化碳和水，在肝臟中乙醇還能被CYP2E1酶分解代謝。乙醇代謝的速率主要取決于人體內(nèi)的酶含量，其具有較大的個(gè)體差異，并與遺傳有關(guān)。人體內(nèi)若是具備這兩種酶，就能較快地分解酒精，中樞神經(jīng)就較少受到酒精的作用，因而即使飲用一定量的酒后，也行若無(wú)事。在人體中，都存在乙醇脫氫酶，而且其在大部分人體內(nèi)的含量基本是相等的，但缺少乙醛脫氫酶的人就比較多。這種乙醛脫氫酶的缺少，使酒精不能被完全分解為水和二氧化碳，而是以乙醛繼續(xù)留在體內(nèi)。人們所說(shuō)的酒精代謝應(yīng)該是被完整分解后的狀態(tài)，由于很多人缺少乙醛脫氫酶，擁有乙醛脫氫酶的量也是有差別的，所以嚴(yán)格地說(shuō)酒精在人體中的代謝速度是無(wú)法用一個(gè)準(zhǔn)確速度來(lái)描述的，因人而異。

圖1 糖酵解和糖異生途徑

圖2 乙醇和乙醛代謝

飲酒后，乙醇很快通過(guò)胃和小腸的毛細(xì)血管進(jìn)入血液。一般情況下，飲酒者血液中乙醇的濃度（blood alcohol concentration，BAC）在30～45m in內(nèi)達(dá)到最大值，隨后逐漸降低。當(dāng)BAC超過(guò)1000mg/L時(shí)，將可能引起明顯的乙醇中毒。攝入體內(nèi)的乙醇除少量未被代謝而通過(guò)呼吸和尿液直接排出外，大部分乙醇需被氧化分解。人喝酒后面部潮紅，是因?yàn)槠は聲簳r(shí)性血管擴(kuò)張所致，這些人體內(nèi)有高效的乙醇脫氫酶，能迅速將血液中的酒精轉(zhuǎn)化成乙醛，而乙醛具有讓毛細(xì)血管擴(kuò)張的功能，會(huì)引起臉色泛紅甚至身上皮膚潮紅等現(xiàn)象，也就是我們平時(shí)所說(shuō)的“上臉”。

乙醛是酒精中毒的罪魁禍?zhǔn)?，它刺激人體肥大細(xì)胞，傷及肝臟、心腦血管及腦神經(jīng)系統(tǒng)[7-8]，乙醛的毒性是乙醇的10倍。乙醛的致命劑量是5 g，一般每100m L優(yōu)質(zhì)白酒中的乙醛含量不超過(guò)20mg。每個(gè)人酒量大小的差異在于其體內(nèi)酶的差異，如果體內(nèi)的酶不足以分解乙醛，將會(huì)使乙醛聚集，而亞洲人群中普遍存在突變型的乙醛脫氫酶2，此酶突變后活性缺失，導(dǎo)致乙醛在肝臟內(nèi)大量累積，使人在喝酒后會(huì)有面紅耳赤、頭暈頭痛、臉色發(fā)青等醉酒癥狀。當(dāng)乙醛達(dá)到一定量時(shí)，將會(huì)危及生命。人體攝入酒精后，酒精會(huì)隨血液進(jìn)入肝臟并大部分分解為乙醛。乙醛是極其有害的酒精代謝產(chǎn)物，它是酒精對(duì)人體器官及其功能損害的直接原因，乙醛的毒性主要表現(xiàn)在對(duì)肝臟細(xì)胞的損傷及對(duì)大腦神經(jīng)的刺激。因此不加保護(hù)而長(zhǎng)期酗酒會(huì)導(dǎo)致脂肪肝、酒精性肝炎，最后導(dǎo)致酒精性肝硬化及腦神經(jīng)的損傷。

在日常生活中，由于人的酶系統(tǒng)與遺傳因素有一定關(guān)系，上述兩種酶在人體中的比例數(shù)量，因遺傳而確定，所以提高幅度一般不會(huì)很大。即使是純糧釀造酒，也應(yīng)該倡導(dǎo)“適量、健康、科學(xué)的飲酒”。

2 甲醇和甲醛的代謝途徑與飲用健康的關(guān)系

進(jìn)入KEGG PATHWAY主頁(yè)輸入Methanol進(jìn)行搜索，與甲醇和甲醛代謝相關(guān)的甲烷代謝通路見圖3。

從圖3中摘出甲醇和甲醛的代謝途徑并簡(jiǎn)單處理后的甲醇代謝途徑見圖4。

甲醇主要在肝內(nèi)代謝，經(jīng)醇脫氫酶作用氧化成甲醛，進(jìn)而氧化成甲酸。甲醇吸收至體內(nèi)后，可迅速分布在機(jī)體各組織內(nèi)，其中以腦脊液、血、膽汁和尿中的含量最高，眼房水和玻璃體液中的含量也較高，骨髓和脂肪組織中最低。甲醇在體內(nèi)氧化緩慢，僅為乙醇的1/7，排泄也慢，有明顯蓄積作用。未被氧化的甲醇經(jīng)呼吸道和腎臟排出體外，部分經(jīng)胃腸道緩慢排出。甲醇主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)，具有明顯的麻醉作用，可引起腦水腫。對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊的選擇作用，易引起視神經(jīng)萎縮，導(dǎo)致雙目失明。甲醇蒸氣對(duì)呼吸道黏膜有強(qiáng)烈刺激作用。甲醇的毒性與其代謝產(chǎn)物甲醛和甲酸的蓄積有關(guān)。以前認(rèn)為毒性作用主要為甲醛所致，甲醛能抑制視網(wǎng)膜的氧化磷酸化過(guò)程，使膜內(nèi)不能合成ATP，細(xì)胞發(fā)生變性，最后引起視神經(jīng)萎縮。近年研究表明，甲醛很快代謝成甲酸，急性中毒引起的代謝性酸中毒和眼部損害，主要與甲酸含量相關(guān)。甲醇在體內(nèi)抑制某些氧化酶系統(tǒng)，抑制糖的需氧分解，造成乳酸和其他有機(jī)酸積聚以及甲酸累積，而引起酸中毒。一般認(rèn)為，甲醇的毒性是由其本身及其代謝產(chǎn)物所致的。

甲醇對(duì)人體有很大的毒性，其氧化的產(chǎn)物甲酸或甲醛毒性更大。甲酸的毒性比甲醇大6倍，甲醛的毒性比甲醇大30倍。這就是為什么極少量的甲醇也能引起中毒的原因。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2757—2012《蒸餾酒和配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，谷物為原料釀制的酒，甲醇含量不得超過(guò)0.4 g/L，薯干及代用原料酒不得超過(guò)1.2 g/L。以優(yōu)質(zhì)糧谷為原料釀造的名優(yōu)白酒，其酒中甲醇含量一般在0.1 g/L以下，含量極微，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

白酒中醛類的含量較多時(shí)，對(duì)口腔及食道黏膜就會(huì)產(chǎn)生刺激作用，這就是人們飲酒時(shí)常說(shuō)的“刺喉”主要原因，如果含量極少就可增加酒體芳香。為了減低白酒中醛類含量，在蒸餾過(guò)程中，要嚴(yán)格控制溫度，除去最先和最后蒸餾出的酒，即所謂“掐頭去尾”。白酒中總?cè)┖?，一般不得大? g/L。高質(zhì)量白酒中總?cè)┑暮?，一般?0mg/100m L左右，這個(gè)含量在適量飲酒時(shí)，既不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生損害，又保證了酒的質(zhì)量和風(fēng)格。

3 高級(jí)醇類與飲用健康的關(guān)系

高級(jí)醇俗稱雜醇油，高級(jí)醇是酵母發(fā)酵過(guò)程中生成的重要副產(chǎn)物，與酵母合成細(xì)胞蛋白質(zhì)有關(guān)，在釀酒原料中，蛋白質(zhì)經(jīng)水解生成氨基酸，氨基酸在酵母分泌的脫羧酶和脫氨基酶的作用下，就生成了相應(yīng)的雜醇油。純凈的雜醇油為無(wú)色液體，具有刺鼻的氣味和辛辣味，含量如果超過(guò)100mg/L時(shí)，飲用后易“上頭”，對(duì)人體有很大傷害，以異丁醇和異戊醇的毒性為主。含量過(guò)高，對(duì)人體有害，可使中樞神經(jīng)系統(tǒng)充血，引起劇烈頭痛，并且其毒性隨分子量增大而增加。雜醇油在人體內(nèi)氧化速度比乙醇慢，停留時(shí)間較長(zhǎng)，容易引起上頭、口干、惡醉。雜醇油的含量過(guò)多，加漿時(shí)還會(huì)引起白酒乳白色的渾濁。其含量一般不超過(guò)0.15 g/m L。

圖3 甲烷代謝

圖4 甲醇代謝

白酒中都含有一定量的高級(jí)醇類，高級(jí)醇類是白酒中重要的風(fēng)味物質(zhì)，適量的高級(jí)醇類能賦予白酒濃郁、芬芳、醇甜等特殊感官特征。白酒中高級(jí)醇類對(duì)酒體的特殊香氣和口感的貢獻(xiàn)度是比較高的，因此，高級(jí)醇之間的平衡也至關(guān)重要，當(dāng)某一高級(jí)醇含量過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生不良作用，例如異戊醇含量超過(guò)閾值會(huì)使人感到頭疼；正丙醇含量超過(guò)總高級(jí)醇的20%則會(huì)產(chǎn)生不良口味并易“上頭”；β-苯乙醇是一種芳香族高級(jí)醇，有一種郁悶的玫瑰花香味，在接近閾值時(shí)有脂樣的酸味，超過(guò)其閾值時(shí)將協(xié)同其他高級(jí)醇而使酒產(chǎn)生不良的風(fēng)味；色醇超過(guò)閾值時(shí)，給人以微苦味和輕微的苯酸味。高級(jí)醇的含量過(guò)高不僅對(duì)白酒的香氣、口感等風(fēng)格特征產(chǎn)生不良影響，還會(huì)在人體內(nèi)經(jīng)代謝生成醛類物質(zhì)，使血管收縮，血壓升高，引起劇烈頭痛。高級(jí)醇類的毒性隨碳鏈增長(zhǎng)而增大，隨伯醇、仲醇、叔醇依次降低。

高級(jí)醇對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)的麻醉作用要比乙醇強(qiáng)，如高級(jí)醇中的戊醇比乙醇高約39倍。它在人體內(nèi)的氧化速度卻比乙醇慢，在機(jī)體內(nèi)停留的時(shí)間也較長(zhǎng)。高級(jí)醇中各種成分的沸點(diǎn)一般都高于乙醇，所以作為飲料酒，在蒸餾時(shí)因釀酒師掌握溫度的技藝不同，會(huì)使酒中雜醇油的含量不同。高質(zhì)量的白酒，雜醇油含量一般可控制在0.05 g/L左右，既保證了酒的風(fēng)格，適量飲用后又不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生有害作用。

4 小結(jié)

對(duì)白酒中醇類和醛類在人體內(nèi)代謝途徑進(jìn)行了論述，確定了甲醇和甲醛、乙醇和乙醛的代謝途徑，及其相關(guān)酶類，為今后更好的研究白酒飲用后對(duì)人體的影響提供了基礎(chǔ)。合理有效的利用醛類和高級(jí)醇類，使其既可增加白酒的風(fēng)味，又可盡量降低其對(duì)人體的不適，是一個(gè)值得研究的方向。同時(shí)希望通過(guò)倡導(dǎo)適量飲酒、科學(xué)飲酒、健康飲酒，消除消費(fèi)者在飲用白酒時(shí)的一些疑慮，肯定酒在社交禮儀方面的功能和作用。

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Metabolic Pathway of Main Alcohols and Aldehydes in Baijiu and its Relationship with Health Drinking

ZHANG Min,YANG Yuzhen,LI Qing,WANG Yao and REN Guojun
(Technology Center of Hetao Distillery Group,Bayannur,Inner Mongolia 015400,China)

The chemical compositions and trace compositions in Baijiu is closely related to health drinking.In this paper,the metabolic pathway of ethanol,acetaldehyde,methanol and formaldehyde etc.in vivo was revealed,which proved the significance and the correctness of moderate drinking.

constituents of Baijiu;metabolic pathway;health drinking

TS262.3；TS971

A

1001-9286（2017）01-0124-05

10.13746/j.njkj.2016280

2016-09-14；

2016-11-14

張敏（1986-），女，助理工程師，碩士研究生（MBA），微生物研究員，主要從事釀酒相關(guān)微生物研究工作。

任國(guó)軍，現(xiàn)任內(nèi)蒙古河套酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司總工程師，E-mail：rgj7431@sina.com。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2016-12-02；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161202.1122.006.html。