DOI:10.3969/j.issn.2095-6002.2019.02.003
中图分类号:TS262.3
健康白酒的研究进展
吴继红， 黄明泉， 郑福平， 孙金沅， 孙啸涛， 李贺贺， 孙宝国
| 【作者机构】 | 北京工商大学北京食品营养与人类健康高精尖创新中心/北京市食品风味化学重点实验室/食品质量与安全北京实验室 |
| 【分 类 号】 | TS262.3 |
| 【基 金】 | 国家自然科学基金资助项目(31871749) 北京工商大学酒类风味品质与安全科研创新团队项目(PXM2019-014213-000007) |
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健康白酒的研究进展
白酒是中国的国酒，是一种具有悠久历史的固态酿造蒸馏酒[1]。白酒主要是以高粱、大米、小麦、玉米等粮食为原料，加入糖化发酵剂(大曲、小曲和麸曲)，经过固态、半固态或液态发酵后生成糖类、有机酸、氨基酸和蛋白质等前体物质，再经过复杂的生物化学变化，经蒸馏、储存、勾兑制作而成[2-3]。白酒的生产历史悠久，2015年在江西省南昌市出土的公元前68年至公元8年的海昏侯墓酒库中的蒸馏器，把中国蒸馏酒的历史推到了距今约2000年前[1]。白酒早已传入世界各地，除美国等发达国家，发展中国家，如印度，对高端白酒的需求与消费能力也日益增长。
当前党中央和国务院制定了“健康中国”的发展战略[4]。消费层面上对健康的需求大幅提升，食品安全和饮食健康成为社会公众广泛关注的话题。白酒是中国独有的特色产品，是中国消费最广的食品之一，还是中国传统文化的重要元素[5]。中国白酒历经几千年的跌宕发展至今依然被人们所青睐，这得益于中国美酒精神的传播和中国白酒文化的传承，更得益于中国白酒的“健康”本源。本文对白酒中的健康因子的研究进行归纳总结，为健康饮酒提供科学依据，为弘扬白酒的健康文化，促进健康白酒事业的蓬勃发展提供参考。
1 白酒与人体健康的研究进程
自古以来酒类的药用价值就被人们所熟知，酒的健康价值也为科学研究所证实。据医学古籍记载，酒是药引子，酒药同源；《汉书·食货志》中有“酒为百药之长”的记载；《黄帝内经》中有“酒类，用以治病”的记载；《本草纲目》中列举了69种药酒，如五加皮酒“去风湿痿痹，壮筋骨，填精髓”，黄精酒“壮筋骨，益精髓，褒白发”，人参酒“补中益气，通治诸虚”，当归酒“和血脉，壮筋骨，止诸痛，调经”等。现代医学表明白酒对失眠、慢性消化道疾病有一定的治疗作用，还可有效抵抗幽门杆菌等[6]；适量饮酒可减轻心脏负担，预防心血管疾病，并且能够增强人体免疫功能[7-9]。
自2006年9月在贵阳召开的“首届中国白酒与健康学术研讨会”以来，白酒与人体健康便开始成为当今社会的一个关注点。2008年10月在泸州召开了“白酒与健康国际学术研讨会”，从科学的角度展现了中国白酒的品质魅力，使“适量饮酒有益健康”的消费理念深入人心。2013年10月在无锡召开了“中国传统白酒与健康学术研讨会”，极大地推动了中国传统白酒产业的健康研究。通过这一系列的研讨会，“白酒与人体健康”的话题引起了行业的高度重视。2017年3月，中国白酒健康研究院在北京正式成立，旨在提升白酒健康价值、推动科研成果的分享转化与宣传白酒健康文化，开创健康白酒新格局。中国白酒健康研究院的成立，为提高人们对白酒科学、客观的认识，倡导“科学、文明、适量饮酒有益健康”的饮酒观念和风气提供了重要的契机，并且为揭示白酒中健康功能性组分对人体的健康作用提供了研究平台。
2 白酒健康的研究进展
2.1 白酒与单纯酒精对健康意义的区别
白酒是一种含酒精的饮料，而不是单纯的酒精。近年来，很多国外研究团队开展了对酒精及其代谢物——乙醛对动物及人体的损伤研究，得出“即使摄入少量酒精，也会对人体产生极大的危害”这一结论。华盛顿大学的Emmanuela[10]通过对27年(1990—2016年)内年龄在15岁至95岁不等的694份个体及人群饮酒精量的数据和592项关于饮用酒精风险的研究，发现对于15～49岁的人群，酒精引发早死的主要途径包括肺结核、交通事故及自残；而在50岁以上的人群中，癌症成为酒精致死的主要途径。每日饮用10 g纯酒精的人，出现健康问题的风险上升0.5%；而当每日饮酒精量分别上升至20～50 g时，这一数字分别迅速上涨至7%和37%。
剑桥大学的医学研究委员会(Medical Research Council, MRC)分子生物学实验室的Juan等[11]利用基因工程小鼠进行酒精代谢物——乙醛对细胞(尤其是能分化为各种组织的干细胞)中DNA的影响，研究结果表明，小鼠在接受持续10d的稀释酒精腹腔注射后，小鼠细胞内DNA的不稳定性猛增，乙醛对小鼠体内的干细胞造成不可逆转的基因损伤，严重的扰乱使得细胞完全丧失功能。
余乾伟在《传统白酒酿造技术》一书中记录有“白酒中含有数量众多的微量成分，尽管它的乙醇含量较高，但从属性上看早已发生变化，白酒对于人体的作用与酒精不能同日而语，白酒中多功能性成分同时存在，其配伍犹如中草药的汤剂。”[12]酒精不等同于白酒，从茅台、五粮液、古井贡、扳倒井等白酒的研究可知，把握饮酒的“度”与人体健康有着重要的关系。同时，健康饮酒也是白酒界倡导的科学饮酒、理性饮酒的方式。
2.2 白酒对健康的作用研究
适量饮酒有益于健康，它能够调节、改善体内生化代谢，起到预防动脉粥样硬化、心血管疾病以及糖尿病的作用[13-14]。近年来，有研究认为适量饮酒可以降低糖尿病患者心脑血管疾病的发生和死亡风险[15-16]。吴寿岭等[14]以煤炭企业的6041名男性糖尿病人为研究对象，探究不同饮酒量(饮酒量0 g/d组，饮酒量≤25 g/d组，饮酒量>25 g/d组)对糖尿病人群心脑血管事件(急性心肌梗死、心源性猝死、脑梗死、脑出血、心脑血管病因死亡)的影响。研究发现，适量饮酒(≤25 g/d)可以降低男性糖尿病人群总心脑血管事件和脑梗死的发生。
石亚林等[17]测定了5种不同香型(酱香型、清香型、浓香型、芝麻香型和老白干香型)白酒的体外抗氧化能力，主要包括1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH·)清除率、总抗氧化能力、还原力、金属螯合力。研究发现，白酒具有一定的DPPH·清除能力，不同香型白酒的清除能力由高到低依次为清香型、酱香型、芝麻香型、老白干香型、浓香型，并推测酚类化合物是引起白酒抗氧化活性的主要物质。
Wu等[18]采用乙酸乙酯对景芝芝麻香型白酒进行液液萃取后，考察了白酒浓缩样品的萃取物(concentrated Baijiu samples, CBS)在HepG2细胞氧化损伤模型中对活性氧(reactive oxygen species, ROS)的清除作用。结果表明，经过自由基引发剂2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(2,2-azobis(2-methylpropyl)dihydrochloride, AAPH)处理后，细胞内产生了大量活性氧，细胞遭受严重的氧化损伤，但经过一定浓度的CBS(0.75～3.10 mg/mL)温育处理24 h后，受损HepG2细胞内ROS含量水平与对照组相比下降14.5%～22.7%。这说明，白酒能够在一定程度上清除细胞内产生的活性氧，从而保护HepG2细胞减轻或者避免氧化损伤。
刘银等[13]对105只雄性远交群(Sprague Dawley，SD)大鼠分别按照0.5、1.0、2.0 g/(kg·bw)剂量灌服2种浓香型白酒(酒精度为52°)，持续8周后检测大鼠肝功能、血脂及脂肪分解、合成关键酶水平，发现肝功能指标ALT组间无统计学差异；血脂指标中甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白(light density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平组间差异均没有统计学意义。这说明，2种酒样均不会损伤大鼠的肝功能，且不会提升大鼠体内血脂的含量水平。证实了适量浓香型白酒可提高部分脂肪分解关键酶水平，同时降低脂肪合成关键酶水平，适量饮酒能够调节机体脂代谢。
赵润栓等[19]采用问卷调查结合血脂检测对2913例饮用白酒者的血清HDL-C进行研究，发现每日适量饮用白酒者，均比间断饮用白酒者血清HDL-C水平高(P<0.001)。
李钰等[9]探究了适量白酒对动脉粥样硬化模型大鼠血脂及炎症因子MMP-2、TNF-α及IL-6的影响，证实适量白酒0.9～2.2 mL/(kg·d)可以上调HDL-C水平，同时抑制MMP-2的表达，并在一定程度具有预防动脉粥样硬化、保护心血管系统的作用。
2.3 白酒中的健康因子研究
白酒是世界含微量成分最丰富的蒸馏酒。截至2018年3月，在白酒中检测到的微量化合物已超过1 870种，见图1，主要包含醇类、酯类、酸类、醛酮类、缩醛类、芳香族化合物、含氮化合物、杂环化合物、含硫化合物、烃类、内酯类、萜烯类等化合物[1, 20]。这些微量化合物是构成白酒独特香气特征的物质基础，其中也有很多化合物是对人体健康有益的功能性组分[7, 21-23]。因此，对白酒中微量成分进行研究不仅有利于提高白酒的香气品质，也有利于探究白酒中的健康组分，同时也是生产健康白酒的前提。随着现代分析技术的发展，如高效的前处理方法，高精密度和低检出限的液相色谱、液相色谱- 质谱联用、气相色谱- 质谱联用等检测技术的应用使得内寻白酒中的健康因子变为可能。白酒中的健康因子在近些年，尤其是近5年来，受到了广泛的关注。
徐占成等[24]和唐贤华等[25]对浓香型和酱香型白酒中的微量金属元素、小分子有机酸、高级脂肪酸及其乙酯、酚类化合物等成分对人体健康的功效进行了概述，提出了下一步健康白酒的研究重点是这些功能性物质的生理特性、代谢途径及产生机制；岳元媛等[23]和周金虎等[26]论述了白酒中有机酸类、酯类、多元醇类、酚类、高级脂肪酸及其酯类、氨基酸和微量金属元素等健康因子的研究现状；霍嘉颖等[27]详细介绍了白酒中的挥发性健康因子(如乙醇、酚类、酸类、吡嗪类、含硫化合物、萜烯类、酯类)及非挥发性健康因子(如氨基酸、矿物质、维生素、多元醇、多肽等)的功能及研究进展。可见，“健康化”将是中国白酒的发展方向。
图1 白酒中已报道的微量化合物的数量
Fig.1 Summary of reported compounds in Chinese Baijiu
大量的文献对白酒中的挥发性健康因子进行了报道，而对于白酒中的非挥发性健康因子的研究报道偏少。究其原因，可能是由于非挥发性成分的含量极低，且提取分离的效率不高而引起的。笔者对近5年来白酒健康因子的研究现状进行深入剖析，检索中文核心期刊数据库，关于此方向的文章数目呈现逐年增加的趋势，侧面反映出研究力度加大。但是总体数量偏少(仅有71篇)，相较于白酒的挥发性成分分析的文献(581篇)而言，白酒健康因子的文献数量仅占12.2%。通过对相关文献的统计分析，发现已知的挥发性的健康因子数量是非挥发性的2倍之多。这说明，白酒中非挥发性健康成分的研究空间非常大。
截至2018年3月，白酒中报道的健康因子有138种，包括5种酚类化合物，16种酸类化合物，5种酯类化合物，1种内酯类化合物，5种吡嗪类化合物，6种含硫化合物，52种萜烯类化合物，1种呋喃类化合物，1种醛类化合物，18种氨基酸，5种多元醇，10种矿物质，8种维生素，4种肽类化合物，1种他汀类化合物。此外，在白酒的1 870多种微量成分中，还有很多化合物被报道具有功能活性，但是这些活性背后没有充分翔实的实验数据支持，多是引用其他已发表的文献结果，且这些文献的研究对象不是白酒。因此，对白酒中健康因子的功能活性进行更进一步地探究非常有必要，这将为探究白酒与人体健康之间的关系提供强大的理论支撑。这些健康因子覆盖了我国十一大香型的白酒，但是对于不同香型的白酒，报道的健康因子的数量差异也很大。如图2，药香型白酒、浓香型白酒、酱香型白酒和芝麻香型白酒中报道的健康因子数目位居前列，这可能是由于上述4种香型的白酒所使用的酿造原料更加丰富，酿造工艺更为复杂，酿造周期更长，微生物的代谢更加旺盛而引起的。
图2 白酒中健康因子的数量
Fig.2 Summary of identified healthy compounds in Chinese Baijiu
2011年Han等[28]在中国黄酒中鉴定出43条生物活性肽和3条感官活性肽，其中包括11条抗氧化肽。而在白酒中寻找抗氧化肽对于进一步揭示白酒中的生物活性成分及其在白酒生产中的实际应用具有重要意义。霍嘉颖等[29]利用直接浓缩并结合液液萃取法从国井芝麻香型白酒中分离纯化出1种三肽，并通过高效液相色谱- 四级杆飞行时间质谱联用仪(high-performance liquid chromatography and quadrupole-time-of-flight-mass spectrometry，HPLC-QTOF-MS)进行多肽的氨基酸序列鉴定，确定其序列为Arg-Asn-His(RNH)，含量为(18.78 ± 0.34)μg/L。并对该多肽的细胞内抗氧化活性进行了系统研究，结果表明，RNH对氧化损伤的HepG2细胞内产生的ROS具有清除作用，是通过增加细胞内抗氧化酶(过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶)的活性及增加细胞内还原性谷胱甘肽来完成的，同时可以防止脂质过氧化产物丙二醛含量上升，降低细胞的脂质过氧化水平，从而提高细胞的抗氧化能力，而且RNH的抗氧化能力呈浓度依赖性增加。白酒中抗氧化肽的研究已经成为热点，除RNH、Ala-Lys-Arg-Ala(AKRA)之外，还有2条抗氧化肽被报道，它的氨基酸序列分别是Pro-His-Pro (PHP)[30]和Asp-Arg-Ala-Arg (DRAR)[31]。由此可见，白酒中多肽的研究尚有很大空间。
3 健康白酒的生产探索
“白酒的发展方向是健康，健康白酒应该通过‘内寻外加，自然强化’来实现”的科学理念，为健康白酒的发展指明了方向[32]。所谓内寻健康因子，是指充分利用现代化分析仪器，将酒醅、酒糟、白酒原酒中对人体健康有益的化合物进行全面解析；外加健康因子，是指利用功能微生物调控、原料调控等手段富集健康成分，然后将这些成分加入到白酒中。
川穹嗪，是白酒中存在的一种健康因子，具有扩张血管，改善微循环及抑制血小板积聚作用[33-34]，近年来受到广泛关注。由于其在白酒中的含量并不高[35]，不足以发挥其作用，因此，若能够通过微生物代谢富集川穹嗪进而将其外加至白酒中，那也是非常不错的制备健康白酒的方式。Xu等[36]通过对现有方法的调研和补充，筛选出一株高产乙偶姻的地衣芽孢杆菌，继而构建了2株高产乙偶姻的工程菌，新构建的工程菌相比原有的环境微生物而言，具有更大的优势，能够实现目标产物的高效调控。在最优条件下川穹嗪的产量达16.11 g/L，提高了川穹嗪产量，为在白酒中添加川穹嗪等提供了可能性。因此，工程菌的构建是未来研究的重要的发展方向。
酒糟中含有许多有益人体健康的成分[37-38]，如肽类、多糖、氨基酸、维生素等，可以将它们分离提纯后再添加到白酒中去。以健康因子为导向，从白酒体系中富集相应的功能微生物，建立高通量筛选方法，通过复筛后再对目标微生物的区系进行鉴定，确认目标微生物具体是哪一株菌，再通过组建微生物发酵模拟体系，进而对微生物的发酵特性、发酵条件等进行进一步考察，为目标微生物的利用提供数据和理论依据。
此外，白酒生产企业也尝试在白酒基酒中添加一些功能性组分，例如毛铺苦荞酒采用中药数字化提取技术，将苦荞、葛根、枸杞、山楂、木瓜、罗汉果等原料中的有益成分提取出来并加入到白酒中，从而确保该酒的健康内涵；汾酒中的白玉酒，其中添加了低聚果糖、低聚木糖等功能性成分。虽然这与当前的白酒生产标准不太一致，但是这也为健康白酒的生产开创了新模式[39]。
4 结束语
白酒本身就是一个巨大的资源宝库，值得我们花时间深入发掘和探究。白酒中含有多种健康因子，但目前的研究还不够深入。引导广大消费者正确认识白酒，并对白酒树立正确的价值观和消费观，对于促进白酒行业进一步发展，提升我们的民族品牌在国际上的竞争力非常重要。要讲好白酒故事，努力使白酒成为世界性饮料。白酒是中国的国酒，是中国饮食文化的重要载体，适量饮用有益健康，过量则有害。要发展健康白酒，更需提倡健康饮酒，为了健康要少喝一点。
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Research Progress of Healthy Baijiu
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