影響人體酒類乙醇代謝速度的關鍵風味物質

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(中國酒業協會，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)

隨著社會和經濟的飛速發展，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]。開發醉的慢、醒的快、飲的舒適，也是酒類行業新品開發的主導方向[3]。全球的酒類主要分為發酵酒和蒸餾酒，白酒是采用中國傳統釀造工藝生產的基于多菌種自然固態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含量差異較大，其在常規飲用場景下的酒精代謝速度不同，而對于何種風味物質是影響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分析進行相關分析，以明確其中的關鍵風味物質，為酒體設計提供依據。

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《車輛駕駛人員血液、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整到乙醇體積分數為52%，分別檢測，然后按照體積進行折合計算風味物質含量。

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

表2 三種酒骨架風味物質折合量a 單位：mg/L

2 結果與討論

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酒精含量分別進行了分析。結果表明，第1次測量時飲用白酒的體內酒精濃度最低，飲用啤酒的最高，按照GB 19522—2017《車輛駕駛人員血液、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屬于醉酒。2 h后的第2次測量發現，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。結果表明，白酒組從飲酒開始，人體的酒精代謝速度啟動的比較快速，致使在飲酒結束時其酒精的分解量已經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，說明白酒最優的代謝結果主要取決于第1次檢測前的代謝，即在飲用時間段內，體內的代謝。正是這一快速的啟動酒精代謝，致使初期體內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。進一步分析發現，白酒和紅酒呈現前期快、后期慢的特點。而啤酒呈現出前期也不快、后期也不慢的節奏。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鍵風味物質分析

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，所以酒體風味物質組成和感官品評一直是酒類行業關注的核心問題。為了探索影響酒體中乙醇的代謝的關鍵風味物質，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指標進行了相關性分析，結果如表5所示。

相關性分析表明，前期2 h與代謝速度最為相關的是醇類物質(-0.98)，呈顯著的負相關性(P<0.05)，其次為酯類物質(-0.92)，而風味物質總量和酸類物質在影響水平上保持一致(-0.89)，結果表明，較低的醇類物質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，然后才是較低的有機酸和風味物質總量，這些結論明確地解釋了本次研究結果中影響乙醇代謝的關鍵骨架風味物質。這主要歸結于不同風味物質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，這些數據另行報道。

2.4 白酒、啤酒、葡萄酒三種酒中的關鍵醇類物質

由表6可知，3種酒精飲品中各種醇類物質的含量差異比較大，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鍵醇類物質，接下來對初級代謝速度與各種醇類分別進行了相關性分析，結果如表7所示。

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

表6 白酒、啤酒、葡萄酒關鍵醇類物質 單位：mg/mL

表7 白酒、啤酒、葡萄酒關鍵醇類物質與初級酒精代謝速度相關性分析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，都呈負相關性，以正丙醇最為顯著(相關系數=-0.99，P=0.05)。這些數據分析表明，這一方面歸結于以正丙醇為代表的高級醇類物質本身代謝途徑較長(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代謝中間產物對乙醇代謝速度的影響。鑒于相關性分析是基于分析對象組內差異對響應結果影響的分析，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果表明：人體攝入的乙醇主要分布于呼氣、代謝轉化、和尿液分泌等部分，尿液中酒精峰值出現在飲酒后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，體內乙醇在乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase，ADH)作用下轉化為乙醛，進而在乙醛脫氫酶(acetaldehyde dehydrogenase，ALDH)作用下氧化為乙酸，這一氧化過程產生過多的[H+]，致使肝臟細胞內NADH/NAD+值大幅度提升，這一方面加大了將糖酵解產生的丙酮酸還原為乳酸，另一方面逐步抑制了糖酵解、三羧酸循環及糖異生作用，該抑制作用一直到飲酒后4 h仍持續存在[8-9]。

本文研究結果表明：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，白酒實現了最快的吸收和轉化，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 結論

白酒是我國獨具特色的蒸餾酒，是全生物質自然固態發酵而成的蒸餾酒，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，恰恰就是這約2%的呈香呈味物質決定著白酒的風格、品位與特性[10-12]。白酒中的活性物質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，而對其中風味物質結構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、酸類物質構建酒體的悠長的余味、醇類物質形成的醇甜的口感，這些物質相輔相成，構成了幽雅細膩豐滿協調的酒體[18-20]。醇類物質(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，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，還是其他的代謝調控，有待進一步研究。

本項目通過對影響酒類代謝的關鍵風味物質進行分析，結果表明白酒樣品古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鍵風味物質，這為設計更加健康舒適高品質白酒提供了參考依據。