白酒中微量金屬元素的作用研究

郭逸臻，張紅梅，王 耀

（內(nèi)蒙古河套酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司，內(nèi)蒙古杭錦后旗015400）

白酒中微量金屬元素的作用研究

郭逸臻，張紅梅，王 耀

（內(nèi)蒙古河套酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司，內(nèi)蒙古杭錦后旗015400）

通過(guò)對(duì)金屬元素活性作用的介紹和對(duì)白酒中金屬元素含量與口感的試驗(yàn)研究,說(shuō)明白酒中的金屬元素不僅是人體正常生理活動(dòng)的必需元素,而且對(duì)白酒的口感也產(chǎn)生非常重要的作用。

白酒； 金屬元素； 口感

中國(guó)白酒釀造歷史悠久，酒文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、內(nèi)涵豐富。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)白酒生產(chǎn)過(guò)程中的微生物、工藝條件、勾兌貯存、產(chǎn)品風(fēng)格等方面所做的大量科學(xué)研究，推動(dòng)了整個(gè)白酒行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。如今，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的日益提高,酒類消費(fèi)習(xí)慣和消費(fèi)水平發(fā)生了新變化,越來(lái)越多的消費(fèi)者追求健康飲酒和科學(xué)飲酒，貯存時(shí)間長(zhǎng)、高質(zhì)量的酒越來(lái)越受消費(fèi)者的青睞。究其緣由,其中一個(gè)重要的原因是酒體中含有微量金屬元素，能促進(jìn)酒精的分解,使酒體醇厚、豐滿圓潤(rùn)，更重要的是這些金屬元素有益于人的身體健康。

1 金屬元素能促進(jìn)酒精的分解

1982年，內(nèi)蒙古輕工業(yè)研究所選用陶壇、不銹鋼罐、搪瓷罐3種材料對(duì)不同年份酒進(jìn)行酒質(zhì)及微量金屬元素含量的測(cè)定，結(jié)果表明，陶壇貯存的酒質(zhì)好，鈣、鎂、銅、鐵、鋅、鉻等微量金屬元素的含量也最高。這些微量金屬元素雖然在人體內(nèi)的含量很少，但它們是人體正常生理活動(dòng)的必需元素，在人體內(nèi)產(chǎn)生獨(dú)特的生理功能和生化效應(yīng)。在生物體內(nèi)1000多種酶中，有1/4～1/3需要金屬元素參與才能完成它們的催化功能。金屬元素是酶活性不可缺少的因子，亦是酶的激活劑。人體中重要的金屬酶類及其生理活性作用見表1。

1.1 酶類在乙醇代謝中的作用

乙醇在體內(nèi)的代謝具有下述特征：被攝取的乙醇大部分(90%～98%)被代謝，由腎和肺排泄的僅占一小部分；大部分乙醇在肝臟內(nèi)被氧化。乙醇的代謝途徑主要是乙醇脫氫酶(ADH)催化的乙醇氧化體系(即ADH乙醇氧化體系)與微粒體乙醇氧化體系(MEOS)。乙醇的代謝途徑見表2。

ADH乙醇氧化體系：被攝取至肝內(nèi)的乙醇大部分被肝細(xì)胞液中的乙醇脫氫酶催化脫氫而生成乙醛，乙醛進(jìn)一步在乙醛脫氫酶催化下脫氫而生成乙酸，后者又形成乙酰輔酶A而進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后生成二氧化碳和水，并釋放能量生成ATP。

表1 人體中重要的金屬酶類及其生理活性作用

表2 乙醇的代謝途徑

1.2 乙醇代謝NADH/NAD+比值的上升

乙醇在體內(nèi)的代謝第一階段是由乙醇生成乙醛，第二階段是由乙醛氧化成乙酸。催化這兩步反應(yīng)的乙醇脫氫酶、乙醛脫氫酶的輔酶都是NAD+。因此，在乙醇氧化的過(guò)程中NAD+被還原為NADH。通過(guò)乙醇代謝產(chǎn)生的過(guò)剩的NADH造成NADH/NAD+比值的升高或NAD+／NADH比值的降低，使得肝臟中乳酸的利用率下降。另一方面，丙酮酸被多余的NADH還原成乳酸，容易導(dǎo)致機(jī)體的乳酸性酸中毒。鋅離子是NAD+的激酶，能有效提高NAD+的活性，促進(jìn)三羧酸循環(huán)。

由此可見，乙醇分解代謝和三羧酸循環(huán)需要醇脫氫酶、醛脫氫酶及谷氨酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、丙酮酸氧化酶，以及NAD+等的參與，而這些酶都是金屬酶，所以白酒中所含金屬離子作為酶的活性中心和酶的激活劑，能有效地提高酶的活性，加速乙醇在人體中的代謝速度，縮短其停留時(shí)間，緩解飲酒后對(duì)人體的副作用。

2 金屬元素的含量高低與白酒口感的關(guān)系

白酒中所含的鐵、錳、銅、鋅、硒、鎘等眾多微量元素,一方面來(lái)源于貯存容器，另一方面來(lái)源于水。劍南春酒廠利用原子力顯微鏡觀察不同酒體顯示出形態(tài)各異的微觀圖形，布朗運(yùn)動(dòng)、丁達(dá)爾現(xiàn)象等進(jìn)一步印證了白酒是非均相膠體溶液。而膠體的形成是醇、醛、酮、酸、酯及微量元素通過(guò)氫鍵、離子鍵、共價(jià)鍵進(jìn)行締合、縮合、酯化等形成大分子基團(tuán)，減少酒體的刺激感,使酒體綿柔醇厚。

2.1 不同加漿水對(duì)白酒口感的影響試驗(yàn)

水質(zhì)的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品酒體風(fēng)味特征的形成和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提高。為了試驗(yàn)不同水質(zhì)對(duì)酒體風(fēng)味的影響，選用以下來(lái)自不同地區(qū)的3種水分別對(duì)清香型、濃香型的新型白酒和純糧固態(tài)白酒（38%vol、45%vol、52%vol酒）進(jìn)行加漿降度，金屬元素利用美國(guó)戴安公司的ICS-2500離子色譜檢測(cè)，電導(dǎo)率使用DDS-307型電導(dǎo)率儀檢測(cè)，堿度、硬度按照國(guó)標(biāo)要求檢測(cè)（貯存3個(gè)月后，分組品評(píng)，每月品評(píng)1次，按3次品評(píng)平均計(jì)分），結(jié)果見表3、表4、表5。

表3 加漿水樣的檢測(cè)結(jié)果 (mg/L)

表4 加漿降度后各類酒中金屬元素含量的檢測(cè)和感官評(píng)價(jià)結(jié)果 (mg/L)

在所有的試驗(yàn)酒樣中，1號(hào)、2號(hào)水加漿后，酒體清亮透明，3號(hào)水加漿后出現(xiàn)不同程度的渾濁，高度酒渾濁程度大于低度酒，貯存一段時(shí)間后新型白酒形成絮狀針形沉淀，純糧固態(tài)白酒形成粉末狀沉淀。通過(guò)檢測(cè)，與3號(hào)水樣酒含有差不多鈣鎂離子含量的酒在貯存后并沒產(chǎn)生沉淀。分析其原因，3號(hào)水樣酒并非是單純鈣鎂離子引起沉淀。加漿水試驗(yàn)酒未經(jīng)活性碳處理，按照膠體化學(xué)理論，酒中呈負(fù)電荷的油性成分與帶正電荷的金屬氫氧化物，發(fā)生解膠現(xiàn)象，使高級(jí)脂肪酸乙酯相互凝結(jié)形成沉淀。

表5 金屬元素的檢測(cè)結(jié)果及白酒感官評(píng)價(jià) (mg/L)

試驗(yàn)酒樣貯存5個(gè)月后，采用滴定法檢測(cè)總酸的變化情況。加3號(hào)水的酒樣總酸含量降低，原因是有機(jī)酸和金屬離子形成不溶性金屬鹽類所致。如：RCOO-+Ca2+→(RCOO)2Ca。

加1號(hào)、2號(hào)水的酒樣總酸含量有所升高，2號(hào)加漿水硬度及金屬元素含量低，結(jié)果是2號(hào)加漿水升酸幅度大于1號(hào)加漿水。同時(shí)新型白酒升酸幅度大于傳統(tǒng)白酒。試驗(yàn)證明，一定含量的金屬元素對(duì)酒體的水解有抑制作用。

從3次品評(píng)的結(jié)果看，清香型白酒不論是新型白酒還是純糧固態(tài)白酒，加金屬元素含量低的2號(hào)水的酒樣口感大多較好，清爽、味凈，清香風(fēng)格突出。

新型濃香白酒中，加含一定金屬元素1號(hào)水的酒樣口感綿甜，加含金屬元素最小的2號(hào)水和最大的3號(hào)水的酒樣口感差，酒體燥辣，粗糙。純糧固態(tài)白酒口感偏向金屬元素含量高的3號(hào)水酒樣，口感醇厚。

2.2 添加微量金屬元素對(duì)白酒口感的影響試驗(yàn)

選用含鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅等微量元素的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液，以鋅離子檢出含量為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)我公司不同香型、不同檔次、不同酒精度的成品酒進(jìn)行添加試驗(yàn)。

清香型白酒試驗(yàn)結(jié)果：新型白酒的酒度不同金屬元素對(duì)酒體的影響亦不同。38%vol、45%vol酒在同一組品評(píng)結(jié)果中，金屬元素含量添加0.5 mg/L時(shí)口感最好，含量過(guò)高會(huì)影響口感。52%vol酒金屬元素添加0.8 mg/L時(shí)口感好。對(duì)同一酒精度純糧固態(tài)白酒試驗(yàn)樣，品評(píng)中金屬元素含量高的口感好。

從表4和表5綜合分析看，對(duì)白酒口感影響較大的除了鉀、鈉、鈣、鎂金屬陽(yáng)離子外,鐵、銅、鋅等過(guò)渡金屬元素對(duì)白酒的口感也有較大的影響。

濃香型白酒試驗(yàn)結(jié)果：同一酒度的新型白酒中，添加金屬元素的酒口感好；38%vol酒添加0.5 mg/L時(shí)口感最好；45%vol酒添加0.8 mg/L時(shí)口感最好；52%vol酒添加1 mg/L時(shí)口感最好。酒度越高，金屬元素含量相對(duì)高時(shí)口感好。酒度和金屬元素的含量在一定范圍內(nèi)成正比。純糧固態(tài)白酒中，38%vol酒添加0.5 mg/L時(shí)最好，其他依次為0.8 mg/L、1.0 mg/L，未添加的口感最差；45%vol酒添加1 mg/L時(shí)最好，其他依次為0.8 mg/L、0.5 mg/L，未添加的口感最差；52%vol酒添加0.8 mg/L的口感最好，其他依次為1 mg/L、0.5 mg/L，未添加的口感最差。

由于試驗(yàn)使用的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液為混合試劑，只能證明金屬元素可以使酒體綿甜、柔順，促進(jìn)酒的老熟，但每種金屬元素的含量范圍還需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

3 結(jié)論

3.1 白酒中所含的微量金屬元素不僅對(duì)維持人體正常的生理活動(dòng)起到了非常重要的作用，而且它與白酒的口感還有著非常密切的關(guān)系。在加漿水試驗(yàn)酒中，清香型白酒口感大多是加金屬元素含量低的2號(hào)水的酒樣好，呈現(xiàn)出干凈、清爽，清香風(fēng)格突出的特征。濃香型白酒中，新型白酒加含一定金屬元素的1號(hào)水的酒樣口感好，添加含金屬元素最少的水和最多的水的酒樣口感差；純糧固態(tài)白酒則口感偏向加金屬元素含量高的水的酒樣。

3.2 在金屬元素的添加試驗(yàn)中，清香型新型白酒中不同酒度金屬元素對(duì)酒體的影響亦不同。38%vol、45%vol酒金屬元素含量添加0.5 mg/L時(shí)的口感好，含量過(guò)高影響口感。清香型純糧固態(tài)白酒金屬元素含量高的口感好。濃香型新型白酒中添加金屬元素的口感好，其中38%vol酒添加0.5 mg/L時(shí)口感最好，45%vol酒添加0.8 mg/L時(shí)口感最好，52%vol酒添加1 mg/L時(shí)口感最好。酒度和金屬元素的含量在一定范圍內(nèi)成正比。純糧固態(tài)白酒38%vol酒添加0.5 mg/L時(shí)口感最好，45%vol酒添加1 mg/L時(shí)口感最好，52%vol酒添加0.8 mg/L時(shí)的口感最好。

3.3 在今后的工作中，我們將繼續(xù)以上述的試驗(yàn)研究結(jié)果為導(dǎo)向，進(jìn)行深入研究，和同行人士共同探討白酒對(duì)人體健康的作用。

[1]沈怡方.白酒生產(chǎn)技術(shù)全書[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998.

[2]莊名揚(yáng).淺析中國(guó)白酒微量成份的生理活性[J].釀酒,2000(5)：23-25.

[3]徐占成.劍南春納米形態(tài)圖譜揭示健康之謎[J].釀酒科技,2006(11)：124-125.

Functions of Trace Metal Elements in Baijiu

GUO Yizhen,ZHANG Hongmei and WANG Yao
(Hetao Distillery Group Co.Ltd.,Hangjinhouqi,Inner Mongolia 015400,China)

The introduction to the active functions of metal elements and the experimental study of the relations between metal elements and Baijiu taste demonstrated that metal elements in Baijiu not only are the essential elements for people’s normal physiological activities but also play an important role in the formation of Baijiu taste.

Baijiu;metal elements;taste

TS262.3；TS261.7；TS971

A

1001-9286（2017）12-0045-05

10.13746/j.njkj.2017187

2017-07-03

郭逸臻（1979-），男，內(nèi)蒙古人，大學(xué)本科，白酒國(guó)家評(píng)委，主要從事白酒品評(píng)勾調(diào)工作。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2017-09-20；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170920.1444.001.html。