米酒功能性成分研究進(jìn)展

溫承坤，陳 孝，王奕芳，方尚玲，夏運峰，李 琴，李小強(qiáng)，陳茂彬*

（1.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，湖北 武漢 430068；2.湖北省釀造工藝與裝備工程技術(shù)中心，湖北 武漢 430068；3.湖北金盤酒業(yè)有限公司，湖北 麻城 438300）

隨著人們生活水平的提高，無論是餐桌禮儀或逢年過節(jié)禮尚往來的贈品，酒作為一類大眾飲品成為人們的不二選擇。追溯我國酒的發(fā)展史，幾千年前便有大量文獻(xiàn)記載，故中國被稱為酒的故鄉(xiāng)。按照現(xiàn)有不同的發(fā)酵工藝劃分，分為啤酒、白酒、黃酒、葡萄酒、米酒等。其中，米酒因低度保健功能而得到關(guān)注，在酒類飲品中所占分量越來越重。

米酒又名酒釀、甜酒，常以糯米為原料，經(jīng)過浸泡、蒸煮、沖淋、加曲、糖化發(fā)酵等發(fā)酵工藝所得的一類低度酒類飲品[1-2]。在我國，米酒是漢族及其他少數(shù)民族的傳統(tǒng)特產(chǎn)酒，因此目前市售的米酒種類繁多，常見有孝感米酒、麻城老米酒、陜西朱鹮黑米酒、廣東紅米酒等。其中，以湖北孝感米酒多為大眾熟知，它是一種具有近千年歷史的地方小吃，發(fā)展可追溯至光緒年間。孝感米酒作為湖北省名牌產(chǎn)品之一，曾獲得國家銀質(zhì)獎[3]。

縱觀米酒發(fā)展，其發(fā)酵工藝不斷在改進(jìn)，演變至今，市售米酒基本發(fā)酵工藝及原理相同。以孝感米酒為例，所選用的原料多為孝感優(yōu)質(zhì)糯米，拌入具有孝感特色的酒曲（鳳窩酒曲）經(jīng)過根霉菌（還有少量的毛霉和酵母）等發(fā)酵得來的產(chǎn)品[4]。發(fā)酵一段時間后，其理化性質(zhì)發(fā)生了對應(yīng)的改變。在微生物及其他酶的作用下，糯米中蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為葡萄糖等單糖、低聚糖、肽類、氨基酸、有機(jī)酸等小分子物質(zhì)[5-6]。

米酒作為一種低度酒精飲料，深受眾多人的喜愛，而早餐飲用米酒，則已經(jīng)成為眾多湖北人的日常飲食習(xí)慣。歷史所傳承下來的米酒只有甜型低醇米酒，酒精度為1%vol～2%vol，隨著米酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前又多出飲料型無醇米酒，酒精度含量1%vol；飲料型干醇米酒，酒精度為2%vol～4%vol兩種不同類型米酒[7]。盡管米酒乙醇含量不高、但其所含的功能性成分不容忽視，主要有機(jī)成分有蛋白質(zhì)、氨基酸、乳酸、維生素、鈣、鎂、鐵等礦物質(zhì)元素，而這些特殊功能性成分，吸引著眾多研究學(xué)者的目光[8-10]。研究發(fā)現(xiàn)，米酒中糖類物質(zhì)極易被分解，能夠有效幫助人體補(bǔ)充能量，增強(qiáng)體魄，有利于脾胃等器官[11]。孟志卿等[12]證實，適量飲用米酒，對預(yù)防老年癡呆具有顯著的作用。

文章就米酒基本釀造工藝中微生物作用，米酒中5種功能性成分定量定性分析進(jìn)行綜述，旨在探究米酒中功能性成分對人體健康的影響，為今后米酒釀造研究提供有效的理論科學(xué)依據(jù)。

1 米酒發(fā)酵過程中的微生物作用

作為一種傳統(tǒng)的發(fā)酵食品，米酒主要經(jīng)過糯米浸泡、淘洗蒸飯、淋飯拌曲、糖化發(fā)酵、沖缸過濾、調(diào)配封罐、冷卻包裝等若干個工藝過程，才能夠釀造出風(fēng)味，口感適宜的米酒。

在傳統(tǒng)米酒發(fā)酵過程中，之所以米酒能夠保持一定的酒精度，并產(chǎn)生適宜的風(fēng)味口感，是因為在米酒發(fā)酵的整個工藝中，大量微生物的生理作用，其中主要的微生物種類為霉菌、酵母菌、乳酸菌及醋酸菌等。

霉菌以根霉菌為主，其能夠分泌產(chǎn)生大量的糖化酶，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶等。這一類酶類物質(zhì)參與米酒的糖化階段，能夠有效的將經(jīng)過液化后的淀粉直接轉(zhuǎn)化為葡萄糖供酵母菌使用。酵母菌作為整個米酒發(fā)酵過程中關(guān)鍵性微生物，屬于兼性厭氧微生物，通過無氧呼吸，能夠?qū)⑵咸烟寝D(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，因此酵母菌是米酒生產(chǎn)中最主要的產(chǎn)酒微生物。另外米酒發(fā)酵是一種開放式發(fā)酵方法，故在酒醪中存在著大量的乳酸菌，乳酸菌通過生化作用利用己糖、戊糖產(chǎn)生出乳酸，并在酯化酶的催化下，將乳酸轉(zhuǎn)為乳酸乙酯，成為米酒中主要香味成分。與乳酸菌作用相似，酒醪中大量的醋酸菌在生化作用機(jī)理下轉(zhuǎn)化為醋酸乙酯，與乳酸乙酯共同形成米酒香氣成分，使得米酒香味成分更加飽滿誘人。

2 米酒的化學(xué)成分及健康因子

2.1 有機(jī)酸

在米酒的發(fā)酵過程中離不開有機(jī)酸類物質(zhì)，這類物質(zhì)對米酒的發(fā)酵過程，風(fēng)味形成及口味存在著較大的影響。據(jù)研究表明，米酒中含有大量的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是人體一切細(xì)胞、組織組成的重要部分，人體的各種生命活動都離不開蛋白質(zhì)的參與，而蛋白質(zhì)主要組成物質(zhì)為氨基酸，其具有抗菌[13]、保護(hù)肝腎功能[14]、降低血壓及血脂[15]等功能，可分為水解氨基酸和游離氨基酸[16]，對人體生長發(fā)育起著重要的作用。

李小麗等[17]在通過對海南甜米酒中氨基酸成分的研究發(fā)現(xiàn)，山蘭甜米酒中含有15～17種氨基酸，總量大于130 mg/L，其中必需氨基酸占所有氨基酸含量的30.7%～61.8%，隨著米酒保存時間的延長，所含氨基酸總量也不斷提升。劉曉庚等[18]使用相同的酒曲釀造不同的米酒，檢測米酒中氨基酸的含量發(fā)現(xiàn)，在這些酒中均有氨基酸的存在，數(shù)據(jù)分析得出黑糯米酒氨基酸含量明顯高于糯米老酒和秈米酒，其氨基酸含量為30.92 mg/mL，其次是糯米老酒26.38 mg/mL，最后是秈米酒16.92 mg/mL；周寶龍等[19]通過對陜西朱鹮黑米酒中氨基酸成分分析發(fā)現(xiàn)，在該類酒中含有18種氨基酸和γ-氨基丁酸且氨基酸總質(zhì)量濃度為9 133.5 mg/L，必需氨基酸占總氨基酸的51.7%。證實了米酒中存在豐富的氨基酸，故適當(dāng)?shù)娘嬘妹拙颇軌驇椭梭w及時補(bǔ)充氨基酸，有效的促進(jìn)人體新陳代謝和肌體的正常生長發(fā)育，同時還能幫助調(diào)節(jié)膳食平衡，增強(qiáng)人體的免疫調(diào)節(jié)能力等[20-21]，對人體健康起著重要的作用。

除氨基酸以外，大量其他有機(jī)酸不容忽視，這些有機(jī)酸在促進(jìn)腸道消化吸收、緩解疲勞等保健功能方面有重大的意義。如檸檬酸、乳酸、乙酸等均屬于有機(jī)酸的一種。L-蘋果酸是一種重要有機(jī)酸，參與生物體的代謝過程，具有增強(qiáng)運動能力、舒緩疲勞、保護(hù)心臟、促進(jìn)記憶力及降低抗癌藥物毒副作用的生理功能[22]。與此同時，F(xiàn)RANCONI F等[23]發(fā)現(xiàn)，蘋果酸能夠緩沖蛙骨骼肌纖維細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的改變。蘋果酸還能通過降低血氨濃度，從而來保護(hù)肝臟[24]。為了檢測江米酒中有機(jī)酸的種類以及含量，張海波等[25]通過高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）對成熟米酒中有機(jī)酸的含量進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)米酒中有機(jī)酸多以乙酸、檸檬酸、琥珀酸為主要成分，同時檢測出部分乳酸、蘋果酸和烏頭酸，然后兩種不同曲制作的米酒中有機(jī)酸含量進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)乙酸的含量最高，分別為5.34 mg/L和6.90 mg/L，其次為琥珀酸和果酸，烏頭酸的含量最低。楊成聰?shù)萚26]對米酒中的有機(jī)酸成分及含量測定，實驗結(jié)果顯示出在10種米酒中均能檢測出草酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、乳酸、檸檬酸和琥珀酸7種有機(jī)酸。

2.2 維生素

維生素作為重要的營養(yǎng)物質(zhì)，是一種微量有機(jī)物質(zhì)，維持著人體的重要生理功能，對人體的生長、發(fā)育、代謝等過程發(fā)揮著重要作用，但是人體對維生素的攝取必須從食物中獲得。大量研究表明，在米酒中富含許多維生素，這是因為米酒中維生素大多來自原料以及酵母，酵母被認(rèn)為是維生素的寶庫，發(fā)酵過程中酵母細(xì)胞不斷自溶從而產(chǎn)生大量的維生素[27]。科學(xué)家認(rèn)為米酒中維生素多為B族維生素，維生素B1（vitamin B1，VB1）可以幫助體內(nèi)碳水化合物進(jìn)行氧化，保證了人體神經(jīng)系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)及消化系統(tǒng)功能的正常運作。VB2參與體內(nèi)生物氧化以及能量代謝，幫助人體充分利用蛋白質(zhì)，從而促進(jìn)生長發(fā)育，維護(hù)皮膚和細(xì)胞膜的完整性。同時，VB2與細(xì)胞的生長代謝相關(guān)，可加強(qiáng)肝功能，調(diào)節(jié)腎上腺激素的分泌。維生素PP也能幫助維護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)，消化系統(tǒng)和皮膚的正常功能，適當(dāng)飲用米酒可以起到美容的作用。VC具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力，防止壞血病，促進(jìn)膠原蛋白合成的作用。

謝廣發(fā)[28]研究發(fā)現(xiàn)，古越龍山加飯酒中VB1含量為0.49～0.69 mg/L，VB2為1.50～1.64 mg/L，VPP為0.83～0.86 mg/L，VB6為2.0～4.2 mg/L，此外還含有5.71～43.20 mg/L的VC。周寶龍等[29]通過研究發(fā)現(xiàn)，黑米酒中含有多種維生素，如VE、VB1、VB2、VB5（煙酸）、VB6等，以VE含量居高，為21.47 μg/100 mL。

2.3 多酚類化合物

多酚類化合物又稱黃酮類化合物，是一種植物次生代謝產(chǎn)物。這類黃酮類化合物中，大多具有藥用價值，可以治療心腦血管疾病，如改善血管的通透性，降低血管的脆性以及降低血脂和膽固醇等，此外，在一定程度上還可以防治老年高血壓、腦溢血、冠心病、心絞痛等疾病。與此同時，部分黃酮類化合物還具有護(hù)肝解毒、治療肝臟相關(guān)疾病、抗自由基及抗氧化等作用[30]。

謝黎虹等[31]發(fā)現(xiàn)，紅米作為我國一種傳統(tǒng)的稻種，具有抗氧化能力，從而減少動脈壁細(xì)胞及其成分的氧化損傷。與此同時，在目前國內(nèi)眾多研究工作者已經(jīng)將紅米作為米酒的釀造原料，采用不同檢測方法，通過各項數(shù)據(jù)結(jié)果證實在紅米酒中的確存在著許多多酚類化合物，即黃酮類化合物。酚酸、黃酮兩種物質(zhì)均屬于黃酮類化合物。姜麗等[32]通過高效液相色譜法對紅米酒中的多酚類物質(zhì)進(jìn)行定量分析，分別建立了8種酚酸（沒食子酸、原兒茶酸、對羥基苯甲酸、4-香草酸、咖啡酸、丁香酸、對香豆酸、蘆?。┘叭N黃酮類物質(zhì)（阿魏酸、異槲皮素、槲皮素）的檢測方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)咖啡酸的含量最多，為0.676 mg/L。

2.4 無機(jī)鹽及微量元素

無機(jī)鹽即無機(jī)化合物中的鹽類，是一類存在于人體和食物中礦物質(zhì)營養(yǎng)元素，無機(jī)鹽又根據(jù)其在人體內(nèi)含量又分為常量元素和微量元素。常量元素多為鈣、磷、鉀、鈉、氯、鎂、硫等在人體中大量存在的元素，微量元素則為其他含量較低，但影響著機(jī)體穩(wěn)定的一類元素。常見重要的微量元素有：鈷、銅、氟、碘、鐵、錳、鉬、硒、鋅等。

作為一類現(xiàn)流行的健康飲品，米酒中存在種類豐富的微量元素，如錳、銅、鐵等元素。李來丙等[34]采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對米酒進(jìn)行檢測分析，在樣品中有測出錳、鉛、銅、鐵四種微量元素，其中錳的含量為0.065 0～0.213 mg/kg、鉛的含量最多為6.18×10-3mg/kg、銅的含量為0.080 8～2.94 mg/kg、鐵的含量為6.88×10-3～0.527 mg/kg，這4種微量元素含量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。楊姍等[35]電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（inductive coupled plasma-atomic emission spectrometer，ICP-AES）[36]對黔東南侗族四種代表性米酒（黨義、孖生、樂里和清水河米酒）的微量元素含量測定，即Fe、Ca、Mg、Zn、Mn、Se及Pb 6種礦物質(zhì)元素，結(jié)果顯示，這四類米酒中均含有豐富的Fe、Ca、Mg元素、尤以Ca元素含量最高、Zn、Se、Pb含量極少，且6種元素的含量均在人體健康允許范圍之內(nèi)。據(jù)相關(guān)研究表明，成年人每天應(yīng)攝入的鈣含量為800～1 000 mg，鎂為300 mg，鐵為15 mg，鋅為15 mg，而米酒中豐富的微量元素能夠有效補(bǔ)充人體內(nèi)所缺乏的微量元素。

2.5 生物活性肽

隨著時代科技不斷底進(jìn)步，人類對食品中的健康物質(zhì)越發(fā)重視，近年來，活性肽成為許多研究工作者研究的熱點。活性肽是一千多種多肽的總稱，多肽則是由兩種或兩種以上的氨基酸通過肽鍵相連一類化合物，而具有活性的多肽則稱之為活性肽，或生物活性肽等。這一類生物活性肽，對人體健康發(fā)育有著重大的影響，一方面能夠幫助人體免疫調(diào)節(jié)，抑制病毒和細(xì)菌，抵抗癌癥，另一方面還能促進(jìn)人體對元素的有效吸收，加快礦物質(zhì)運輸以及促進(jìn)生長等生理功能。

米酒富含多種生物活性肽。KIYONO T等[38]以日本米酒作為原料進(jìn)行研究，通過小劑量口服和體內(nèi)活性引導(dǎo)分餾，鑒定出了兩種具有抗結(jié)腸炎活性的焦谷氨酰基多肽。同時，經(jīng)過制備等電聚焦法和制備反相液相色譜法對米酒中的化合物進(jìn)行分離、對小鼠進(jìn)行試驗發(fā)現(xiàn)最終活性部分包含三種焦谷氨酸肽：焦谷氨酸-酪氨酸（焦谷氨酸-酪氨酸）、焦谷氨酸-天門冬酰胺-異亮氨酸（焦谷氨酸-天門冬酰胺-異亮氨酸）和焦谷氨酸-天門冬酰胺-天門冬酰胺-脯氨酸（焦谷氨酸-天門冬酰胺-天門冬酰胺-脯氨酸）。這些結(jié)果表明，經(jīng)鑒定的焦谷氨?；嚯耐ㄟ^不同的機(jī)制表現(xiàn)出抗大腸桿菌活性。

3 展望

米酒是屬于酒類的一種，具有酒精度數(shù)較低，口味偏甜，風(fēng)味較好等特點，深得越來越多人的喜愛。根據(jù)不同人對米酒的喜好要求，研發(fā)人員開發(fā)出了許多不同類型米酒，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，仍是當(dāng)前研究熱點。目前已證實米酒中存在著大量的營養(yǎng)物質(zhì)，其一是蛋白質(zhì)，米酒中蛋白質(zhì)，多以肽和氨基酸的形式存在于米酒中，另外豐富的維生素、無機(jī)鹽及微量元素促進(jìn)人體成長發(fā)育，預(yù)防疾病等，同時米酒中大量的酚類物質(zhì)、活性肽、多糖等也是不容忽視的營養(yǎng)成分。故適量的飲用米酒，能夠幫助增強(qiáng)免疫能力、延緩衰老、增強(qiáng)抗氧化能力、預(yù)防骨質(zhì)疏松、冠心病等。所以米酒適用于大部分人群，是一類大眾化的保健飲品。米酒的功能性價值雖然很大，但是由于目前米酒的原料及釀造工藝存在差異，無論是家庭作坊，還是大中型企業(yè)，不同原料與釀造工藝所生產(chǎn)的米酒，其功能性成分含量與種類也大不相同，未能達(dá)成一致的標(biāo)準(zhǔn)，仍然還有許多功能性物質(zhì)尚未被檢測出，這類物質(zhì)的功能也尚未確定，因此研究米酒功能性成分的工作尚未結(jié)束，還需不斷探究。