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，任國軍

（內蒙古河套酒業集團股份有限公司技術中心，內蒙古巴彥淖爾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，任國軍

（內蒙古河套酒業集團股份有限公司技術中心，內蒙古巴彥淖爾015400）

白酒中的化學成分和微量成分與人體飲用健康有很大的關系。通過對白酒中乙醇、乙醛、甲醇、甲醛等在人體內的代謝途徑分析，并對這些成分與飲用健康的關系進行論述，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，它們對白酒的質量起決定性作用，形成白酒不同的香型和風格[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系，其在人體內的代謝途徑也至關重要。現代研究表明，中國白酒的酒體中不同成分的有機組合不同于單個成分的簡單加和，而是經相互作用后，產生新的有效物質及功能。其含量雖然甚微，但混合在一起，相互作用，使白酒的物質結構變得十分復雜，各成分對人體的綜合效應也更加錯綜復雜。

白酒中有些微量成分既是對人體有益的成分，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人體有害的成分，如甲醇、雜醇油等，在高質量的白酒中，有害成分遠遠低于國家強制標準。適量健康的飲用白酒，對人體有一定的保健作用[6]。為了在消費者中更好地提倡科學適量健康飲酒，現將白酒各成分的代謝途徑與飲用健康的關系進行詳述。

1 乙醇和乙醛的代謝途徑與飲用健康的關系

進入KEGG PATHWAY主頁輸入ethanol進行搜索，與乙醇和乙醛代謝相關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單處理后見圖2。

純糧釀造白酒中所含的乙醇，在人體內的分解及代謝主要靠兩種酶：一種是乙醇脫氫酶，另一種是乙醛脫氫酶。在乙醇的代謝過程中乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）起著至關重要的作用，它主要分布在肝臟。乙醇通過血液流到肝臟后，首先被ADH氧化為乙醛，而乙醛脫氫酶則能把乙醛中的兩個氫原子脫掉，使乙醛轉化為乙酸，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的酶含量，其具有較大的個體差異，并與遺傳有關。人體內若是具備這兩種酶，就能較快地分解酒精，中樞神經就較少受到酒精的作用，因而即使飲用一定量的酒后，也行若無事。在人體中，都存在乙醇脫氫酶，而且其在大部分人體內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，而是以乙醛繼續留在體內。人們所說的酒精代謝應該是被完整分解后的狀態，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，所以嚴格地說酒精在人體中的代謝速度是無法用一個準確速度來描述的，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，乙醇很快通過胃和小腸的毛細血管進入血液。一般情況下，飲酒者血液中乙醇的濃度（blood alcohol concentration，BAC）在30～45m in內達到最大值，隨后逐漸降低。當BAC超過1000mg/L時，將可能引起明顯的乙醇中毒。攝入體內的乙醇除少量未被代謝而通過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，是因為皮下暫時性血管擴張所致，這些人體內有高效的乙醇脫氫酶，能迅速將血液中的酒精轉化成乙醛，而乙醛具有讓毛細血管擴張的功能，會引起臉色泛紅甚至身上皮膚潮紅等現象，也就是我們平時所說的“上臉”。

乙醛是酒精中毒的罪魁禍首，它刺激人體肥大細胞，傷及肝臟、心腦血管及腦神經系統[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優質白酒中的乙醛含量不超過20mg。每個人酒量大小的差異在于其體內酶的差異，如果體內的酶不足以分解乙醛，將會使乙醛聚集，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，導致乙醛在肝臟內大量累積，使人在喝酒后會有面紅耳赤、頭暈頭痛、臉色發青等醉酒癥狀。當乙醛達到一定量時，將會危及生命。人體攝入酒精后，酒精會隨血液進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物，它是酒精對人體器官及其功能損害的直接原因，乙醛的毒性主要表現在對肝臟細胞的損傷及對大腦神經的刺激。因此不加保護而長期酗酒會導致脂肪肝、酒精性肝炎，最后導致酒精性肝硬化及腦神經的損傷。

在日常生活中，由于人的酶系統與遺傳因素有一定關系，上述兩種酶在人體中的比例數量，因遺傳而確定，所以提高幅度一般不會很大。即使是純糧釀造酒，也應該倡導“適量、健康、科學的飲酒”。

2 甲醇和甲醛的代謝途徑與飲用健康的關系

進入KEGG PATHWAY主頁輸入Methanol進行搜索，與甲醇和甲醛代謝相關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單處理后的甲醇代謝途徑見圖4。

甲醇主要在肝內代謝，經醇脫氫酶作用氧化成甲醛，進而氧化成甲酸。甲醇吸收至體內后，可迅速分布在機體各組織內，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。未被氧化的甲醇經呼吸道和腎臟排出體外，部分經胃腸道緩慢排出。甲醇主要作用于神經系統，具有明顯的麻醉作用，可引起腦水腫。對視神經和視網膜有特殊的選擇作用，易引起視神經萎縮，導致雙目失明。甲醇蒸氣對呼吸道黏膜有強烈刺激作用。甲醇的毒性與其代謝產物甲醛和甲酸的蓄積有關。以前認為毒性作用主要為甲醛所致，甲醛能抑制視網膜的氧化磷酸化過程，使膜內不能合成ATP，細胞發生變性，最后引起視神經萎縮。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。甲醇在體內抑制某些氧化酶系統，抑制糖的需氧分解，造成乳酸和其他有機酸積聚以及甲酸累積，而引起酸中毒。一般認為，甲醇的毒性是由其本身及其代謝產物所致的。

甲醇對人體有很大的毒性，其氧化的產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。按國家標準GB 2757—2012《蒸餾酒和配制酒衛生標準》的規定，谷物為原料釀制的酒，甲醇含量不得超過0.4 g/L，薯干及代用原料酒不得超過1.2 g/L。以優質糧谷為原料釀造的名優白酒，其酒中甲醇含量一般在0.1 g/L以下，含量極微，遠遠低于國家標準。

白酒中醛類的含量較多時，對口腔及食道黏膜就會產生刺激作用，這就是人們飲酒時常說的“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，在蒸餾過程中，要嚴格控制溫度，除去最先和最后蒸餾出的酒，即所謂“掐頭去尾”。白酒中總醛含量，一般不得大于2 g/L。高質量白酒中總醛的含量，一般為50mg/100m L左右，這個含量在適量飲酒時，既不會對人體產生損害，又保證了酒的質量和風格。

3 高級醇類與飲用健康的關系

高級醇俗稱雜醇油，高級醇是酵母發酵過程中生成的重要副產物，與酵母合成細胞蛋白質有關，在釀酒原料中，蛋白質經水解生成氨基酸，氨基酸在酵母分泌的脫羧酶和脫氨基酶的作用下，就生成了相應的雜醇油。純凈的雜醇油為無色液體，具有刺鼻的氣味和辛辣味，含量如果超過100mg/L時，飲用后易“上頭”，對人體有很大傷害，以異丁醇和異戊醇的毒性為主。含量過高，對人體有害，可使中樞神經系統充血，引起劇烈頭痛，并且其毒性隨分子量增大而增加。雜醇油在人體內氧化速度比乙醇慢，停留時間較長，容易引起上頭、口干、惡醉。雜醇油的含量過多，加漿時還會引起白酒乳白色的渾濁。其含量一般不超過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醇類，高級醇類是白酒中重要的風味物質，適量的高級醇類能賦予白酒濃郁、芬芳、醇甜等特殊感官特征。白酒中高級醇類對酒體的特殊香氣和口感的貢獻度是比較高的，因此，高級醇之間的平衡也至關重要，當某一高級醇含量過高時會產生不良作用，例如異戊醇含量超過閾值會使人感到頭疼；正丙醇含量超過總高級醇的20%則會產生不良口味并易“上頭”；β-苯乙醇是一種芳香族高級醇，有一種郁悶的玫瑰花香味，在接近閾值時有脂樣的酸味，超過其閾值時將協同其他高級醇而使酒產生不良的風味；色醇超過閾值時，給人以微苦味和輕微的苯酸味。高級醇的含量過高不僅對白酒的香氣、口感等風格特征產生不良影響，還會在人體內經代謝生成醛類物質，使血管收縮，血壓升高，引起劇烈頭痛。高級醇類的毒性隨碳鏈增長而增大，隨伯醇、仲醇、叔醇依次降低。

高級醇對人體神經系統的麻醉作用要比乙醇強，如高級醇中的戊醇比乙醇高約39倍。它在人體內的氧化速度卻比乙醇慢，在機體內停留的時間也較長。高級醇中各種成分的沸點一般都高于乙醇，所以作為飲料酒，在蒸餾時因釀酒師掌握溫度的技藝不同，會使酒中雜醇油的含量不同。高質量的白酒，雜醇油含量一般可控制在0.05 g/L左右，既保證了酒的風格，適量飲用后又不會對人體產生有害作用。

4 小結

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

[1]徐成勇,郭波,周蓮,等.白酒香味成分研究進展[J].釀酒科技, 2002(3)：38-40.

[2]辛磊.白酒微量成分與酒體風格特征關系的探討[J].食品與機械,2004,20(2)：49-50.

[3]邵長軍,李剛,李亮,等.白酒香型與香味成分探究[J].釀酒科技, 2005(8)：92-93.

[4]王忠彥,尹昌樹,郭杰.微量成分——影響白酒風格質量的關鍵因素[J].釀酒科技,2000(1)：90-91.

[5]湯道文,謝玉球,朱法余,等.白酒中的微量成分及與白酒風味技術發展的關系[J].釀酒科技,2010(5)：78-81.

[6]岳元媛,張文學,向文良,等.中國白酒的功能性及組成成分[J].釀酒科技,2004(5)：53-55.

[7]LIEBER C S.Alcoholic liver disease[J].Seminars in liver disease,1993,13(2)：105-109.

[8]鄧源,于紅,李秀敏,等.乙醇對胃黏膜的損傷作用[J].華北國防醫藥,2006,10(5)：327-329.

[9]VALERO E,MOYANO L,MILLAN M C,et al.Higher alcohols and esters production by Saccharomyces cerevisiae[J]. Food chemistry,2002,78：57-61.

[10]顧國賢.釀造酒工藝學[M].北京：中國輕工業出版社,1996.

[11]周愛國,姚永春,孫文斌.使用酵母營養鹽對啤酒高級醇含量的探討[J].釀酒,2000(6)：76-77.

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，主要從事釀酒相關微生物研究工作。

任國軍，現任內蒙古河套酒業集團股份有限公司總工程師，E-mail：rgj7431@sina.com。

優先數字出版時間：2016-12-02；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161202.1122.006.html。