影響人體酒類乙醇代謝速度的關(guān)鍵風味物質(zhì)

葛向陽，何宏魁，劉國英，馬金同，宋書玉，郭凱凱，熊祎楠，李安軍，周慶伍*

1(中國酒業(yè)協(xié)會，北京，100831)2(安徽古井貢酒股份有限公司，安徽 亳州，236826) 3(中國白酒健康研究院，安徽 亳州，236826)

隨著社會和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們健康意識的逐步提升，酒類飲品在滿足人民日益增長的物質(zhì)文化需求、豐富人類精神文明交流方面起到了越來越重要的作用[1]。“理性飲酒”、“健康飲酒”、“喝的好一點、喝的少一點”正逐步引導著酒類的飲用行為和習慣[2]。開發(fā)醉的慢、醒的快、飲的舒適，也是酒類行業(yè)新品開發(fā)的主導方向[3]。全球的酒類主要分為發(fā)酵酒和蒸餾酒，白酒是采用中國傳統(tǒng)釀造工藝生產(chǎn)的基于多菌種自然固態(tài)釀造的獨特的蒸餾酒。研究表明白酒、啤酒和葡萄酒風味物質(zhì)含量差異較大，其在常規(guī)飲用場景下的酒精代謝速度不同，而對于何種風味物質(zhì)是影響3種典型酒精飲品酒精代謝速度尚不明了[4-7]，本文基于酒精代謝速度和風味物質(zhì)分析進行相關(guān)分析，以明確其中的關(guān)鍵風味物質(zhì)，為酒體設計提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 酒樣

表1 研究用酒樣Table 1 Alcoholic beverage samples used in this research

檢測設備：采用GB/T 21254—2017《呼出氣體酒精含量檢測儀》中的設備，型號：CA2000。

檢測方法：GB 19522—2017《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗標準》的方法進行檢測。

1.2 分析方法

儀器：安捷倫7890B氣相色譜儀(FID檢測器)。

色譜條件：色譜柱為安捷倫CP-Wax 57 CB毛細管柱(50 m×0.25 mm，0.2 μm)；進樣口溫度230 ℃；載氣為氮氣，純度99.999%；流速為1 mL/min；進樣方式為分流進樣，分流比為30∶1；進樣體積為1 μL。

以無水乙醇將葡萄酒和啤酒分別調(diào)整到乙醇體積分數(shù)為52%，分別檢測，然后按照體積進行折合計算風味物質(zhì)含量。

代謝速度/[mg·(dL·h)-1]=

V2代謝速度/[mg·(dL·h)-1]=

V4代謝速度/[mg·(dL·h)-1]=

式中:V2、V4分別代表前2 h和前4 h的酒精代謝速度。

1.3 白酒、啤酒、葡萄酒骨架風味物質(zhì)

表2 三種酒骨架風味物質(zhì)折合量a 單位：mg/L

2 結(jié)果與討論

2.1 白酒、啤酒、葡萄酒飲后酒精檢測量

以桌餐為背景，對3種酒精飲品等量酒精攝入條件下志愿者體內(nèi)酒精含量分別進行了分析。結(jié)果表明，第1次測量時飲用白酒的體內(nèi)酒精濃度最低，飲用啤酒的最高，按照GB 19522—2017《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗標準》，此時飲用白酒屬于飲酒后駕駛而飲用啤酒和紅酒已經(jīng)屬于醉酒。2 h后的第2次測量發(fā)現(xiàn)，3組人員都屬于飲酒后駕駛。4 h后的第3次檢測表明，飲用白酒和紅酒組已經(jīng)低于飲酒后駕駛的水平，而飲用啤酒組仍然處在飲酒后駕駛狀態(tài)。結(jié)果表明，白酒組從飲酒開始，人體的酒精代謝速度啟動的比較快速，致使在飲酒結(jié)束時其酒精的分解量已經(jīng)遠遠超過啤酒組和紅酒組。

表3 白酒、啤酒、葡萄酒飲后1、3和5 h呼氣酒精含量 單位：mg/dL

2.2 白酒、啤酒、葡萄酒飲后酒精代謝情況

對3種酒精飲品等量酒精攝入條件下，人體代謝速度進行了分階段分析。由表4可知，從首次檢測到實驗結(jié)束時，總體的代謝速度，紅酒組最快，白酒組最慢，說明白酒最優(yōu)的代謝結(jié)果主要取決于第1次檢測前的代謝，即在飲用時間段內(nèi)，體內(nèi)的代謝。正是這一快速的啟動酒精代謝，致使初期體內(nèi)酒精含量低于啤酒組和紅酒組。盡管后期紅酒組和啤酒組的代謝速度提高，仍然無法逾越白酒組。進一步分析發(fā)現(xiàn)，白酒和紅酒呈現(xiàn)前期快、后期慢的特點。而啤酒呈現(xiàn)出前期也不快、后期也不慢的節(jié)奏。所以決定代謝效果的是前期的代謝速度。

表4 白酒、啤酒、葡萄酒飲后前2 h和后4 h呼 氣酒精代謝速度Table 4 Alcohol metabolism rate of exhaled alcohol 2 h and 4 h after drinking Baijiu, beer and wine

2.3 影響白酒、啤酒、葡萄酒三種酒代謝速度關(guān)鍵風味物質(zhì)分析

酒類屬于風味嗜好飲品，酒精和水含量占酒體的98%，另2%的風味物質(zhì)直接影響著酒體的風味口感和飲后體驗，所以酒體風味物質(zhì)組成和感官品評一直是酒類行業(yè)關(guān)注的核心問題。為了探索影響酒體中乙醇的代謝的關(guān)鍵風味物質(zhì)，本文分別對風味骨架成分(醇類、醛類、酸類、酯類)的含量與酒體乙醇代謝相關(guān)指標進行了相關(guān)性分析，結(jié)果如表5所示。

相關(guān)性分析表明，前期2 h與代謝速度最為相關(guān)的是醇類物質(zhì)(-0.98)，呈顯著的負相關(guān)性(P<0.05)，其次為酯類物質(zhì)(-0.92)，而風味物質(zhì)總量和酸類物質(zhì)在影響水平上保持一致(-0.89)，結(jié)果表明，較低的醇類物質(zhì)是白酒初期代謝速度較快的最主要因素，其次是較低的酯類物質(zhì)，然后才是較低的有機酸和風味物質(zhì)總量，這些結(jié)論明確地解釋了本次研究結(jié)果中影響乙醇代謝的關(guān)鍵骨架風味物質(zhì)。這主要歸結(jié)于不同風味物質(zhì)在人體中代謝途徑以及其對人體乙醇代謝的影響效果決定的。鑒于中國酒類飲品消費的餐桌文化特點，本文將餐桌飲用場景作為一個整體進行研究，對飲用過程中攝入的水量和其他食品都不做細化分析。另一方面，鑒于不同人體對乙醇代謝存在個體差異，本研究就志愿者的性別、年齡、飲酒習慣、健康狀況上都進行了合理的選擇和分布，這些數(shù)據(jù)另行報道。

2.4 白酒、啤酒、葡萄酒三種酒中的關(guān)鍵醇類物質(zhì)

由表6可知，3種酒精飲品中各種醇類物質(zhì)的含量差異比較大，從總量看啤酒含量最高，紅酒次之，最少的為白酒。為了明確哪種醇類是影響酒精代謝的關(guān)鍵醇類物質(zhì)，接下來對初級代謝速度與各種醇類分別進行了相關(guān)性分析，結(jié)果如表7所示。

表5 白酒、啤酒、葡萄酒三種酒代謝速度關(guān)鍵風味物質(zhì)相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of key flavor substances of metabolism rate in Baijiu, beer and wine

表6 白酒、啤酒、葡萄酒關(guān)鍵醇類物質(zhì) 單位：mg/mL

表7 白酒、啤酒、葡萄酒關(guān)鍵醇類物質(zhì)與初級酒精代謝速度相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis of key alcohols in Baijiu, beer and wine and primary alcohol metabolic rate

影響初級酒精代謝速度最顯著的為正丙醇，其次為糠醇、丙二醇、正戊醇、β-苯乙醇，都呈負相關(guān)性，以正丙醇最為顯著(相關(guān)系數(shù)=-0.99，P=0.05)。這些數(shù)據(jù)分析表明，這一方面歸結(jié)于以正丙醇為代表的高級醇類物質(zhì)本身代謝途徑較長(從醇類到醛類，再從醛類到酸類)，另一方面也存在高級醇類物質(zhì)代謝中間產(chǎn)物對乙醇代謝速度的影響。鑒于相關(guān)性分析是基于分析對象組內(nèi)差異對響應結(jié)果影響的分析，這也說明了白酒、啤酒、紅酒在乙醇代謝速度上是以醇類(特別是正丙醇)差異最大。

近年來，針對人類酒類乙醇代謝對生理影響的研究結(jié)果表明：人體攝入的乙醇主要分布于呼氣、代謝轉(zhuǎn)化、和尿液分泌等部分，尿液中酒精峰值出現(xiàn)在飲酒后2 h，而尿中有機酸(特別是乳酸)的最大變化值卻是在飲酒后1 h，結(jié)果表明，人體乙醇代謝速度最大的時間段是飲酒后1～2 h時間段。在這一時間段內(nèi)，體內(nèi)乙醇在乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase，ADH)作用下轉(zhuǎn)化為乙醛，進而在乙醛脫氫酶(acetaldehyde dehydrogenase，ALDH)作用下氧化為乙酸，這一氧化過程產(chǎn)生過多的[H+]，致使肝臟細胞內(nèi)NADH/NAD+值大幅度提升，這一方面加大了將糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸還原為乳酸，另一方面逐步抑制了糖酵解、三羧酸循環(huán)及糖異生作用，該抑制作用一直到飲酒后4 h仍持續(xù)存在[8-9]。

本文研究結(jié)果表明：飲酒后1～4 h白酒組、啤酒組和紅酒組的乙醇代謝速度分別為15.75 mg/(dL·h)、18.13 mg/(dL·h)和19.38 mg/(dL·h)，呈現(xiàn)處紅酒>啤酒>白酒，因此白酒乙醇濃度最低的原因在于開始飲酒到飲酒1 h這一時間段。而在飲酒1 h內(nèi)恰是乳酸合成的高峰期，所以可以推斷在排除呼氣帶出酒精的影響前提下(未測量)，白酒組出現(xiàn)飲酒后1 h乙醇濃度最低的原因是ADH最快的催化效果，即從飲酒開始到1 h這一時間段，白酒實現(xiàn)了最快的吸收和轉(zhuǎn)化，3種酒中，高酒精度的白酒吸收最快，低酒精度的啤酒吸收最慢。鑒于代謝早期體內(nèi)用于緩解酒精代謝的NAD+及丙酮酸的濃度是一定的，所以高的吸收速度與快的代謝速度是相輔相成的。

3 結(jié)論

白酒是我國獨具特色的蒸餾酒，是全生物質(zhì)自然固態(tài)發(fā)酵而成的蒸餾酒，作為世界六大蒸餾酒之一，其成分的近98%是水和酒精，2%左右為呈香呈香味物質(zhì)，恰恰就是這約2%的呈香呈味物質(zhì)決定著白酒的風格、品位與特性[10-12]。白酒中的活性物質(zhì)可以分為風味功能和生物活性功能；多年來，對白酒的功能成分(健康成分或活性成分)的認識，仍存在很大的空間[13-15]。當前國內(nèi)外基于乙醇對人體代謝及生理的影響開展的大量的工作，而對其中風味物質(zhì)結(jié)構(gòu)對代謝的影響研究尚少[16-17]。一直以來，酯類賦予酒體豐滿的香氣、酸類物質(zhì)構(gòu)建酒體的悠長的余味、醇類物質(zhì)形成的醇甜的口感，這些物質(zhì)相輔相成，構(gòu)成了幽雅細膩豐滿協(xié)調(diào)的酒體[18-20]。醇類物質(zhì)(乙醇除外)，作為酒體中含量最高的第3類風味物，在人體中的代謝途徑與乙醇存在一定的相似性。醇類物質(zhì)，特別是正丙醇，對飲酒早期乙醇代謝速度的抑制作用，是基于對ADH催化效果的降低，是對丙酮酸還原為乳酸的抑制，還是其他的代謝調(diào)控，有待進一步研究。

本項目通過對影響酒類代謝的關(guān)鍵風味物質(zhì)進行分析，結(jié)果表明白酒樣品古20中較低的正丙醇含量是導致本次實驗白酒組整體代謝較快的關(guān)鍵風味物質(zhì)，這為設計更加健康舒適高品質(zhì)白酒提供了參考依據(jù)。