黃酒中不同物質(zhì)對乙醇代謝的影響研究

彭 林，錢肖華，毛 健，，劉雙平，姬中偉

（1.江南大學糧食發(fā)酵工程與技術(shù)國家工程實驗室，江蘇無錫214122；2.國家黃酒工程技術(shù)研究中心，浙江紹興312000）

黃酒的消費和飲用中，一個突出問題是飲后容易出現(xiàn)“上頭現(xiàn)象”。所謂上頭，是指飲酒后出現(xiàn)頭部神經(jīng)痛，或面紅耳赤，頭暈心跳，惡心嘔吐等現(xiàn)象[1]。與此現(xiàn)象類似的是國外酒精飲品飲后同樣會出現(xiàn)多種不良癥狀，這些癥狀包括總體感官不適、腸胃不適、認知障礙和睡眠4個方面，具體表現(xiàn)為口渴、焦慮、疲憊、頭痛、反胃、厭食、短暫失憶、視覺損傷、睡眠質(zhì)量較差等[2-4]，這些癥狀被歸結(jié)為飲酒后的“宿醉”[5]。在研究黃酒“上頭”現(xiàn)象及其物質(zhì)代謝機制中，可以參考國外酒類研究中導致宿醉的機制和物質(zhì)基礎。

在國外醉酒研究中，認為造成宿醉的最直接原因是人體攝入大量酒精。蒸餾酒由于其工藝的特點，酒中除酒精外還含有較多的其他物質(zhì)，這些物質(zhì)是構(gòu)成成品酒風味特點的重要基礎，這些物質(zhì)中高級醇的存在對酒風味的形成具有極為重要的影響。如今對上頭相關(guān)問題的認知中，認為高級醇的存在極大促進了酒飲后的上頭現(xiàn)象。然而，日本學者Hisako等[6]認為，高級醇的存在對減輕宿醉中味覺敏感有一定的抑制作用，在臭鼩和小鼠模型中，威士忌蒸餾得到的芳香高級醇組分并沒有引起味覺敏感現(xiàn)象，相反在過量飲用酒精的動物模型中可以減輕味覺敏感現(xiàn)象。酒精對宿醉的主要影響是通過直接和間接兩種方式達成，一是酒精的攝入會造成脫水、電解質(zhì)失衡、腸道微生物失衡、低血糖和睡眠紊亂等癥狀，二是酒精在人體內(nèi)的直接代謝產(chǎn)物乙醛具有較大毒性[7]。因此，可以認為酒精飲品中起上頭或宿醉不良反應的主要物質(zhì)可能是酒精。

黃酒作為中國傳統(tǒng)釀造酒的代表，未經(jīng)蒸餾的工藝特點決定了酒中含有豐富的物質(zhì)種類和含量，這些物質(zhì)的存在一方面提高了黃酒的營養(yǎng)價值和功能屬性，但另一方面過于復雜的物質(zhì)體系可能是造成其飲后上頭的重要原因。因此，在本研究中，以酒精作為影響酒類飲品舒適度的目標物質(zhì)，通過在SD大鼠模型中同時攝入乙醇和生物胺、高級醇和醛類物質(zhì)，探索不同物質(zhì)對SD大鼠體內(nèi)乙醇代謝速度的影響，以黃酒物質(zhì)對乙醇代謝的角度研究黃酒上頭的物質(zhì)基礎和相關(guān)機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及試劑

藥物代謝動力學研究選擇成年健康的SD大鼠，雌雄各半，體重約為200 g，年齡6～8周，實驗動物購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司，實驗動物質(zhì)量合格證號SCXK（滬）2007-0005。

藥代動力學研究中所用組胺、酪胺、尸胺、腐胺、苯乙醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇、乙醛和5-羥甲基糠醛（5-HMF）和乙醇均為色譜級試劑，購自Sigma公司。

1.2 實驗設計

在本實驗中，黃酒中各物質(zhì)的給藥量是依據(jù)本團隊對全國多地區(qū)不同酒類中各類物質(zhì)的檢測含量范圍確定，其中使用劑量為全國黃酒中該物質(zhì)的最高量。本實驗中的給藥量按成人體重60 kg飲用2瓶黃酒，根據(jù)黃酒中各物質(zhì)濃度，計算成人每kg體重攝入物質(zhì)的含量，計算后各物質(zhì)的給藥量見表1。所有研究物質(zhì)均用15%vol乙醇溶液溶解配制。在所有10種物質(zhì)單獨給藥外，本項目為模擬黃酒中各物質(zhì)的代謝速度和對乙醇代謝的影響，設立混合組進行給藥，即將4種生物胺、4種高級醇和2種醛類物質(zhì)同時溶解于15%vol乙醇溶液中，采用單次口服灌胃的給藥方法進行給藥。

表1 SD大鼠模型中生物胺、高級醇和醛類物質(zhì)的給藥量

1.3 SD大鼠單次口服灌胃給藥、取血和血樣處理

根據(jù)給藥物質(zhì)不同，分別將SD大鼠分為空白組、乙醇組和加藥組，其中加藥組為分別含有10種藥物的15%vol乙醇溶液，配制濃度見表2。將7 d適應性培養(yǎng)的SD大鼠隨機分組，每組5只大鼠，對所有大鼠進行頸動脈插管手術(shù)，以便于同一只大鼠連續(xù)取血。將配制試劑按大鼠體重10 mL/kg口服灌胃給藥，給藥前SD大鼠禁食12 h。

大鼠取血時間為給藥前0 h和給藥后2 h、4 h、6 h、12 h、24 h，每只大鼠連續(xù)取血樣200 μL，分別進行標號后以4℃、3000 r/min離心10 min，置于-20℃冰箱保存血清樣品待測。

1.4 SD大鼠單次口服灌胃給藥、取血和乙醇含量檢測

1.4.1 樣品處理

表2 SD大鼠單次口服組胺、酪胺、尸胺、腐胺和混合組的乙醇藥代參數(shù)(n=5)

取血清樣品50 μL，置于1.5 mL離心管中，加50 μL內(nèi)標0.1 mg/mL甘油，5 μL衍生化試劑對甲苯磺酰異氰酸酯TSIC 2 g/mL，室溫下衍生化2 min。加5 μL水，加140 μL乙腈，離心取上清液，過0.45 μm有機濾膜，用于液相檢測。

1.4.2 色譜條件

HPLC為安捷倫1100高效液相色譜，所用色譜柱為C18反向色譜柱。樣品檢測中，上樣量為10 μL，流動相：35%乙腈+65%磷酸鹽緩沖液（0.01 mol/L磷酸二氫鉀，磷酸調(diào)pH值到2.5），流速1.0 mL/min，檢測柱溫度25℃，檢測波長227 nm。樣品中乙醇含量利用標品峰面積做出標準曲線進行計算。

1.5 數(shù)據(jù)處理

藥代動力學中的血藥濃度-時間曲線，結(jié)果表現(xiàn)為每組5個平行樣品的平均值±方差，利用GraphPrism 7.0繪制。藥代動力學參數(shù)利用DAS 2.0軟件進行數(shù)據(jù)處理后計算得到。

2 結(jié)果與分析

2.1 口服生物胺對SD大鼠體內(nèi)乙醇含量的影響

本項目為模擬黃酒攝入條件下的各物質(zhì)代謝，以15%vol乙醇溶液作為溶劑配制各物質(zhì)的溶液，從而對SD大鼠進行給藥。在研究各物質(zhì)間代謝速度的基礎上，本項目還研究了各物質(zhì)與乙醇共同攝入后對乙醇代謝速度的影響（圖1）。

圖1 SD大鼠單次口服組胺、酪胺、尸胺、腐胺后乙醇血液濃度-時間曲線

在SD大鼠單次口服組胺、酪胺、尸胺、腐胺后，大鼠血液中乙醇濃度-時間曲線見圖1，經(jīng)軟件處理后計算得到的藥代動力學參數(shù)見表2。結(jié)果顯示，與單純攝入乙醇組的藥代參數(shù)相比，混合組和單一物質(zhì)攝入后都會引起乙醇吸收的降低，其中乙醇峰濃度Cmax由乙醇組的2.253 mg/L降低至1.6 mg/L以下，同時AUC指標也隨Cmax指標的下降而下降。結(jié)果表明，不同物質(zhì)的單一或共同攝入導致乙醇進入血液進行循環(huán)的含量減少，減少進入的乙醇含量并非被消除，而是與組織器官結(jié)合，導致乙醇的消除速度下降。消除半衰期t1/2結(jié)果表明，4種生物胺中酪胺和組胺明顯降低了乙醇的消除速度，而共同攝入多種考察物質(zhì)后乙醇的消除速度對比單一攝入物質(zhì)的消除速度反而有一定的提高。

2.2 口服高級醇對SD大鼠體內(nèi)乙醇含量的影響

在考察4種高級醇對乙醇代謝影響中，由血液乙醇濃度-時間曲線（圖2）分析得到藥代動力學參數(shù)（表3）。結(jié)果表明，共同攝入10種物質(zhì)后（混合組）明顯降低了乙醇的消除速度，消除半衰期由乙醇組的2.764 h提高到了3.008 h。單一攝入4種高級醇結(jié)果顯示，正丙醇和異丁醇相對乙醇組的乙醇消除速度有所降低，但是4種高級醇中對乙醇代謝速度影響較小的物質(zhì)，嚴重降低乙醇消除速度的高級醇是異戊醇和苯乙醇，消除半衰期t1/2由乙醇組的2.764 h分別提高到6.884 h和3.259 h，分別提高了2.5倍和1.2倍，其中異戊醇對乙醇代謝速度的影響最大。

2.3 口服醛類物質(zhì)對SD大鼠體內(nèi)乙醇含量的影響

通過分析SD大鼠攝入乙醛和5-HMF后的血藥濃度-時間曲線（圖3）并利用DAS 2.0軟件計算得出藥代動力學參數(shù)（表4）后發(fā)現(xiàn)，乙醛和5-HMF的攝入會導致乙醇在SD大鼠體內(nèi)消除速度的下降，其中消除半衰期由乙醇組的2.764 h提高至3.415 h和3.919 h，其中5-HMF對乙醇代謝速度的延緩效果更為明顯。但與混合組相比，乙醛和5-HMF對乙醇代謝減弱效果有明顯的提高。混合組中攝入的10種物質(zhì)對乙醇代謝有一定的影響，但相比于單一物質(zhì)，部分物質(zhì)并沒有明顯的提高，可能這部分物質(zhì)的攝入與降低乙醇代謝能力的作用有一定的抵消，與混合組相比乙醇組僅提高了1.08倍。

圖2 SD大鼠單次口服苯乙醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇后乙醇血液濃度-時間曲線

2.4 生物胺、高級醇和醛類物質(zhì)對SD大鼠體內(nèi)乙醇藥物代謝動力學參數(shù)的影響（表5）

乙醇作為黃酒中含量最高的物質(zhì)，其在體內(nèi)的消除速度可能直接影響到飲酒后的舒適度問題。在國外的研究中，通過比較乙醇外雜質(zhì)含量較少的伏特加和威士忌對人體飲后的“宿醉”反應發(fā)現(xiàn)，乙醇本身可能是引起酒后頭疼、干渴、行動障礙等癥狀的直接原因，而與酒中所含有的其他類雜質(zhì)關(guān)系較小。但不同于高度蒸餾酒，黃酒作為釀造酒，未經(jīng)蒸餾的生產(chǎn)工藝使黃酒中乙醇以外的物質(zhì)含量遠高于蒸餾酒，因此，在含量有極大增高的條件下，生物胺、高級醇和醛類物質(zhì)的存在對飲后舒適度有更為明顯的影響。本項目中，在攝入10種不同物質(zhì)的SD大鼠模型中，通過檢測血液中乙醇含量的變化，利用軟件分析得到了不同藥物攝入條件下乙醇的藥代動力學參數(shù)（表5），用于比較不同物質(zhì)對乙醇消除速度的影響。結(jié)果顯示，10種不同物質(zhì)對減慢乙醇消除速度的影響順序為異丁醇＞正丙醇＞腐胺＞尸胺＞組胺＞苯乙醇＞乙醛＞酪胺＞5-HMF＞異戊醇。因此，對黃酒飲后舒適度的影響中，不同物質(zhì)可能同時通過自身物質(zhì)代謝和影響乙醇消除兩種途徑，達到飲后出現(xiàn)的多種不適癥狀，最終影響了黃酒的飲后舒適度。

表3 SD大鼠單次口服苯乙醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇和混合組的乙醇藥代參數(shù)(n=5)

圖3 SD大鼠單次口服乙醛、5-HMF后乙醇血液濃度-時間曲線

表4 SD大鼠單次口服乙醛、5-HMF和混合組的乙醇藥代參數(shù)(n=5)

表5 生物胺、高級醇和醛類對乙醇代謝參數(shù)的比較

3 結(jié)論

酒精作為酒類飲品中的主要成分，對飲后舒適度具有重要影響。本研究結(jié)果表明，酒中其他物質(zhì)的存在直接影響了酒精在體內(nèi)的代謝速度，最終通過影響酒精在體內(nèi)的代謝導致黃酒的飲后舒適度。結(jié)果顯示，考察的10種黃酒中的物質(zhì)，包括4種生物胺、4種高級醇和2種醛類物質(zhì)都會顯著降低血液中乙醇濃度，同時對乙醇在SD大鼠體內(nèi)的代謝具有抑制作用。通過本文的研究，可以得出黃酒中存在的物質(zhì)對黃酒飲用后乙醇的代謝具有抑制作用，這種抑制作用可能是引起黃酒飲后上頭的原因。