饮料酒中阿魏酸的研究进展

吴子阳，秦 丹，李有明，李贺贺*，孙金沅，孙啸涛

（1.北京工商大学 食品营养与人类健康北京高精尖创新中心，北京 100048；2.北京工商大学 食品质量与安全北京实验室，北京 100048；3.内蒙古太仆寺旗草原酿酒有限责任公司技术研发中心，内蒙古 太仆寺旗 027000）

阿魏酸又名4-羟基-3-甲氧基肉桂酸，是桂皮酸的一种衍生物。由于其广泛存在于药材阿魏中而得名。阿魏是一种中药，味辛、温，有理气消肿、活血消疲、祛痰和兴奋神经的功效。《本草纲目》中记载，阿魏，辛、平、无毒，可治疗腹部痞块，疟疾伤寒等，阿魏酸是一种在自然界中普遍存在于天然药物中的多酚，分为顺反两种构型（见图1），顺式为黄色油状液体，反式为正方形结晶或纤维结晶。

我国是食品工业酿造产品的生产和消费大国，食品工业占总国内生产总值（grossdomestic product，GDP）近15%，其中传统酿造产业占食品工业的11%，而饮料酒产业则占据了传统酿造产业的91.88%。随着白酒行业的发展，2017年纳入到国家统计局范畴的规模以上白酒企业共1 593家，累计完成销售收入5 654.42亿元，同比增长14.42%；累计实现利润总额1 028.48亿元，同比增长35.79%[1]。

随着生活水平的提升和保健意识的增强，人们的饮酒价值观念从仅关注口感，转向为崇尚风味和健康双导向。因此关于饮料酒中健康因子的研究逐渐增多，阿魏酸作为国际公认的优良抗氧化剂就是其中的代表。

图1 阿魏酸的构型Fig.1 Configuration of ferulic acid

本文将从阿魏酸的功效、酚酸类化合物的分析方法及葡萄酒、啤酒、黄酒、果酒和白酒5种饮料酒中阿魏酸的研究进展进行综述，一方面为“适量饮酒，有益健康”提供科学依据，一方面为未来我国饮料酒中多酚类物质的研究提供理论指导和方法参考。

1 阿魏酸的功效

天然抗氧化剂分为维生素类、多酚类、花青素类等。维生素类抗氧化剂（如维生素C）具有预防癌症、心脏病，改善皮肤疾病等作用，可以保护免疫系统，助于体内抗体的产生，加强营养物质的吸收[2]。阿魏酸属于天然多酚类抗氧化剂，也是近年来学界公认的防癌物质[3]，多酚类抗氧化剂在植物界有6 500种以上，种类远多于维生素类抗氧化剂。生活中的一些疾病例（如冠心病、白内障、白癜风等）与人体中活性氧过多，无法及时清除有关，而阿魏酸的抗氧化成分可以清除人体内活性氧自由基，同时可以从源头消解自由基酶[4]。阿魏酸及阿魏酸钠能够抑制体内胆固醇生成，降低血脂[5]。阿魏酸还可以有效预防血栓，其基本原理是通过扩张冠脉，增加冠脉血液流量，降低心肌耗氧量，抑制血小板的凝集，解聚凝集的血小板，降低血小板的表面活性等来实现。同时，阿魏酸或其盐还是降压药的唯一活性成分，可以降低血压。另外，阿魏酸还具有预防冠心病[6]、保护肾脏和肝脏[7]、防辐射[8]、防痛风[9]、提高免疫力[10]等功效。鉴于其独特的功效，阿魏酸被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。

阿魏酸大量存在于当归、川穹、升麻、金线莲、川牛膝、川楝子[11-16]等中药中，还大量存在于芦根、麦秆、麦麸、米糠、玉米皮、洋葱皮、发酵茶等[17-23]，小麦为制曲的主要原料，大米和玉米为酿酒重要原料，这也是酒中阿魏酸的重要来源。

2 酚酸类化合物的检测方法

阿魏酸是酚酸化合物的一种。目前测定阿魏酸等生物活性物质含量的方法有高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法[24]、超高效液相色谱法（ultra performance liquid chromatography，UPLC）、薄层色谱法（thin-layer chromatography，TLC）[25]、高效液相色谱-质谱联用法（high performance liquid chromatograph-mass spectrom-massspectrometry，HPLC-MS）[26]、荧光分光光度法（fluorescencespectrophotometry，FS）[27]、气相色谱-质谱联用法（gas chromatographymassspectrometry，GC-MS）[28]等，各种方法的优缺点见表1。

表1 常用测定饮料酒中酚酸不同检测方法的优缺点Table 1 Advantages and disadvantages of different detection methods for phenolic acids in alcoholic beverages

2.1 高效液相色谱法

HPLC/UPLC是根据物质间相似相溶的原理进行工作的，在不断地解吸和再分配过程中进行物质的分离和测定，可以对酚酸等物质进行准确的分离和测定，是目前最常用的方法。

2009年，TOMOHIDEU等[29]对发酵酯酶、米曲霉对以稻米和米糠为原料酿酒过程中的发酵作用进行了探讨，并探究了在酿酒过程中生成阿魏酸的过程和机理，测定了经香草醛和香豆酸诱导后接种的阿魏酸含量，确定香草醛和香豆酸诱导后接种的阿魏酸含量有了明显的提升，并测定了阿魏酸的活性。2011年，王鑫等[24]比较了复合植物水解酶和β-葡聚糖酶两种从植物中提取有效成分的酶，通过酶解，将酒糟中的阿魏酸释放出来，使用HPLC法对酶解前后的反式阿魏酸含量进行测定，结果表明通过酶解后的反式阿魏酸含量增加显著。2012年，杜妍等[18]采用超声波辅助碱醇法降解小麦秸秆提取阿魏酸，在单因素试验基础上，采用4因素3水平响应曲面分析法对碱质量分数、碱醇比、提取温度、超声时间等提取工艺参数进行优化，并采用HPLC法对阿魏酸提取率进行测定。结果表明，采用响应曲面分析法，阿魏酸提取率可达8.014 mg/g。同年，王蓓等[19]使用了碱液浸提法、超声波辅助提取法和超声波辅助碱醇提取法对麦麸中阿魏酸的提取工艺进行了研究，并使用大孔吸附树脂和超滤法纯化产品，通过HPLC对纯化结果进行测定，结果表明，两种纯化方法中均测得阿魏酸，且大孔树脂吸附法的纯化产品中阿魏酸的含量比超滤法纯化产品中的含量高。2015年，陈锦等[23]使用体积分数为70%的甲醇溶液提取发酵茶中的阿魏酸，并通过HPLC对发酵茶中的阿魏酸含量进行了测定。测得9个厂家不同发酵型茶叶中阿魏酸的含量为22.56～30.29μg/g，其中湖南益阳的湘益巧砖茶阿魏酸含量最高为30.29μg/g。经过浸提条件、温度、pH等优化后，阿魏酸提取量可以达到44.79μg/g。

2.2 高效液相色谱-质谱联用法

HPLC-MS结合了液相色谱的高效分离能力和质谱可以提供结构信息的功能，可以快速高效的获得完整准确的化合物结构信息，并建立分析体系。HPLC-MS可以对微量天然物质进行分析，从而得到多维多方面的信息和数据；也可以分离和鉴定天然产物异构体，结合HPLC可以方便、快速、准确的确定化合物的基本结构。2014年，王晓明等[26]使用LC-MS对升麻提取液中阿魏酸、异阿魏酸和咖啡酸进行测定，测得咖啡酸含量为1.08～5.90mg/g，阿魏酸含量为4.51～12.20mg/g，异阿魏酸含量为6.68～29.95mg/g。2018年，MIHOH等[30]使用液液萃取法，将样品与正己烷混合后用60∶40（V/V）甲醇-水进行萃取，通过液相色谱串联质谱（liquidchromatographytandemmassspectrometry，LCMS/MS）分析了80种橄榄油样本中的酚类化合物，其中环烯醚萜衍生物是初榨橄榄油中浓度最高的酚，由于品种的显著变化，含量也有明显不同。通过其他酚类化合物可以对橄榄栽种品种进行区分。同年，ROMERODÍEZR等[31]选择不同的溶剂对葡萄酒老化酒糟（木桶内葡萄酒老化过程中产生的水-废物）进行萃取，使用的萃取溶剂为蒸馏水、乙醇、丙酮、甲醇以及两种混合溶液（乙醇∶水=50∶50；75∶5，V/V），其中乙醇水体积比为75∶25时对酚类化合物的萃取效果最佳。通过高效液相色谱（HPLC）-二极管阵列检测（diodearraydetection，DAD）和LC-MS/MS对萃取后样品中的酚酸类化合物进行测定，其中花青素是老化酒糟提取物中的主要化合物，没食子酸和黄烷-3-醇对抗氧化性都有很大的贡献。

2.3 薄层色谱法

薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的重要方法，同时也可以跟踪一些反应的反应进程。薄层色谱法可以同时分析很多样本，成分非常低廉，显色方便，并且不需要对样品进行过多的预处理，固相和展开剂的选择范围很广[32]。但是薄层色谱法对生物高分子，如多肽等的分离效果不理想。2004年，安永勇等[25]使用薄层色谱法（TLC）和高效液相色谱法（HPLC）对鸿茅药酒中的阿魏酸含量进行测定，将两种方法进行对比，当阿魏酸含量＜0.06μg/mL时，薄层不显色，当含量＞0.12μg/mL时，薄层显色明显。因此还需要HPLC法进行定量测定，但可作为定性阿魏酸的简便方法。

2.4 气相色谱-质谱联用法

气相色谱-质谱联用法（GC-MS）是将气相色谱与质谱联用，在分析化合物结构的同时可以将被测物中的有效成分提取出来，现在广泛的应用在环境分析，食品分析，生物分析等领域[33]。由于酚酸类化合物的沸点较高，因此在使用GC-MS对阿魏酸等酚酸类化合物进行测定时，需将其先进行衍生化，使其成为易挥发的化合物，再进行定性和定量实验。2015年，ISLAMR等[34]通过水蒸汽蒸馏法对槲蕨（ClerodendrumviscosumVent）花的精油成分进行分析，并使用GC-MS对其中的物质进行鉴定，其中3-烯丙基甲氧基苯酚占到总成分的7.75%。2017年，韩雪等[28]使用N,O-双（三甲基硅烷基）-三氟乙酰胺（N,O-bis（trimethylsilyl）trifluoroacetamide，BSTFA），含1%的三甲基氯硅烷为衍生化试剂，通过GC-MS分析方法测定了3种红枣中的6种酚酸，检测到酚酸的总量为22.88～30.51mg/kg，水杨酸在每种品种的红枣中的含量相对较高，占总量的35.6%～40.1%。

2.5 荧光分光光度法

荧光分光光度法最早应用于药物分析，是用来分析抗疟疾药物奎宁[35]。随着荧光分析法的发展，该方法也被广泛的运用到更多的药物的分析与合成中。2007年，廖律等[27]首先使用无水乙醚对米糠脱脂，经过碱醇提取，调酸，乙酸乙酯萃取3次后，使用HPLC和荧光分光光度法（FS）进行定量实验，阿魏酸的含量为2.13～2.19mg/g，且荧光分光光度法具有较高的灵敏度和较好的重现性。2010年，华永丽等[36]使用荧光分光光度法以2%碳酸钠为溶剂，在最大激发波长（λex）为343nm、最大荧光发射波长（λem）为463nm处测定当归中阿魏酸的荧光强度，阿魏酸含量在0.30～3.00μg/mL范围内呈良好的线性关系，阿魏酸对照品在3h内稳定，表明该法灵敏度高、重现性较好，且操作简便。

3 饮料酒中的阿魏酸

3.1 葡萄酒中的阿魏酸

目前，葡萄酒因其抗氧化能力强，可以舒缓心脑血管等作用成为了人们非常喜爱的饮料酒之一。葡萄酒以葡萄为原料酿造，酒精度一般为10%vol～15%vol，关于葡萄酒中阿魏酸的研究较多，研究人员测定葡萄酒中的阿魏酸含量为0.20～13.31mg/L。

2008年，王美丽[37]等使用体积分数为50%乙醇溶液提取葡萄果实，两次后浓缩，再用二氯甲烷和乙酸乙酯分别萃取浓缩，样品甲醇复溶后测定葡萄果实和葡萄酒中阿魏酸的含量，结果表明，葡萄果实中含有少量的阿魏酸，其中，红葡萄中的阿魏酸含量高于白葡萄中的阿魏酸含量；葡萄经过发酵成为葡萄酒后阿魏酸的含量明显增加，并且其他有益酚类化合物（如没食子酸、安息香酸等）的含量也有增加。是由于有益酚类大多数存在于葡萄皮中，发酵过程中有益酚会通过发酵醪和皮渣的接触而溶出。同年，李永库等[38]使用固相萃取柱对葡萄酒进行萃取后，对葡萄酒中的没食子酸、儿茶素、表儿茶素、咖啡酸、儿茶酚、绿原酸、黄酮和阿魏酸8种具有生物活性的酚酸类化合物进行了测定，7种酒样中均含有阿魏酸，含量为0.57～1.76mg/L。

葡萄酒由于产地和加工方式的不同而不同。2013年，孙翔宇等[39]使用乙酸乙酯对葡萄酒进行萃取后，测定了葡萄酒中的15种单体酚的含量，结果表明，5种不同国产葡萄酒中都含有反式阿魏酸，含量为0.20～1.32 mg/L，且含量相比于葡萄中的阿魏酸含量有明显的提升，而葡萄皮中的阿魏酸含量呈下降趋势。可能是由于在发酵过程中，葡萄皮中的阿魏酸溶解于发酵液中，导致葡萄酒中的阿魏酸含量高于葡萄中的阿魏酸含量。用同种方法对不同地区的葡萄酒中多酚物质进行测定，结果表明，葡萄品种对葡萄酒中抗氧化性起主导作用。通过探究去籽时间对葡萄酒中多酚组成和葡萄酒的抗氧化能力的影响表明，去籽时间延后，葡萄酒的多酚含量升高，抗氧化能力升高。通过分析单体酚组成，表明儿茶素、表儿茶素、绿原酸、白藜芦醇的主要来源是葡萄籽，咖啡酸、阿魏酸、对香豆酸的主要来源可能是葡萄皮。

2014年，GEANA EI等[40]对罗马尼亚葡萄酒进行微波酸处理后，使用电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma-massspectrometry，ICP-MS）和火焰原子吸收光谱（fire atomic absorption spectroscopy，FAAS）分析了其中的22种元素，并测定了阿魏酸在内的7种酚酸化合物，主成分分析结果表明，（+）-儿茶素，（-）-表儿茶素，对香豆酸，阿魏酸和白藜芦醇浓度是按地理来源和葡萄酒品种分类的最有用的葡萄酒标记，而钡（Ba）、铍（Be）、铬（Cr）、铯（Cs）、锂（Li）、镁（Mg）、钠（Na）、镍（Ni）、锶（Sr）、铀（U）和锌（Zn）是选择的主要无机参数，依此可以对罗马尼亚葡萄酒的地理来源、品种和分布模式进行区分。2016年，DIASFD S等[41]对巴西葡萄酒中的羟甲基糠醛、香草酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸、咖啡碱、顺式高芥酸和叔丁酸进行测定，其中阿魏酸的含量为0.31～3.97 mg/L。

3.2 黄酒中的阿魏酸

黄酒是世界上最古老的酒之一，起源于中国。黄酒以大米、黍米、粟米为原料酿造，酒精含量一般为14%vol～20%vol，黄酒中阿魏酸含量约在0.32～15.86 mg/L。

2010年，徐岩等[42]为了探究黄酒发酵过程中阿魏酸和4-乙烯基愈创木酚的变化，对黄酒中的阿魏酸和4-乙烯基愈创木酚进行了跟踪测定。在酿造黄酒期间，随着发酵时间的延长，阿魏酸和4-乙烯基愈创木酚的浓度逐渐增加，发酵的第1天至第5天迅速上升，然后从接种后第6天起缓慢上升。并且证明了在中国黄酒酿造和发酵过程中，阿魏酸和4-乙烯基愈创木酚的产生源于小麦曲而不是酵母。同年，陈磊等[43]使用直接进样法对市场中两大品牌黄酒的3、5、8、10年的陈酒样中的咖啡酸、丁香酸、阿魏酸等9种酚酸进行了测定，其中阿魏酸的含量为1.55～2.29 mg/L。2011年，兰玉倩等[44]通过直接进样法对不同酒龄的黄酒中的酚酸进行了测定，阿魏酸的含量为3.95～15.86 mg/L，且提出酚类化合物作为一种抗氧化剂易与氧发生反应，所以陈酿过程中黄酒中的总多酚含量随着陈酿时间的延长呈下降趋势，根据对单体酚的分析，阿魏酸的含量呈现先增加后减少的趋势。2014年，王玉堂等[45]采用固相萃取的前处理方法，在3种黄酒中检测到了15种酚酸化合物，平均回收率为60.8%～103.1%，其中阿魏酸的含量为0.28～1.09 mg/L。经过对3种黄酒中阿魏酸的含量的对比，其中黑米黄酒＞糯米黄酒＞红米黄酒。

目前关于黄酒成分的研究相对于其他酒种较多，主要集中在定性定量、生产过程中的含量变化、地域性差异、风味影响、生理功效等方面。其中阿魏酸是黄酒功能作用的主要成分之一。相关研究人员检测了古越龙山黄酒、客家黄酒、金黄酒、桂花黄酒、燕麦黄酒等黄酒在发酵过程中以及陈酿中多酚的含量，结果表明，在黄酒的陈酿过程中，随着时间的推移，阿魏酸等多酚的含量会逐渐减少，因此黄酒的保存时间不易过长[46-47]。

3.3 果酒中的阿魏酸

果酒是以果实为原料，经过破碎，压榨取汁、发酵或浸泡等工艺酿制而成的一种含有酒精的饮品，酒精度为14%vol～18%vol。

果酒中的多酚类物质是果酒中的营养成分。2009年，RODRÍGUEZ H等[48]提出苹果酒中的挥发性多酚主要是在微生物发酵的过程中产生的，生物合成中会形成羟基酸，其中包括阿魏酸。同年，翁鸿珍等[49]采用乙酸乙酯对自制苹果酒中酚酸物质进行提取，经微孔滤膜过滤后进行色谱分析，结果表明，在自制的苹果酒样品中，儿茶素含量最高，其次是芦丁、没食子酸、槲皮酮、咖啡酸，阿魏酸和香豆酸含量最低，阿魏酸回收率为87.09%。2012年，姜志奇[50]等采用直接进样法，通过分离单元色谱对两种自制苹果酒中的11种酚酸进行了检测，两种自制苹果酒中含有阿魏酸，且总酚酸含量均为苹果原汁的4倍左右，证明通过发酵可以有效的释放酚酸类化合物。同年，GAOJS等[51]对比了通过传统发酵工艺和通过碳酸浸渍发酵工艺生产的蓝莓酒中酚酸含量，将蓝莓酒样品使用乙酸乙酯萃取3次，复溶于色谱甲醇中进行测定，结果表明传统发酵工艺生产的黑莓酒中阿魏酸的含量为2.40 mg/L，碳酸浸渍发酵生产的黑莓酒中阿魏酸的含量为5.01 mg/L。2015年，马姗婕等[52]将果酒与乙醚按体积比1∶1混合萃取，将样品复溶于色谱甲醇后，测定5种果酒中阿魏酸的含量并做出对比，结果表明，阿魏酸含量的大小依次为葡萄酒酒（5.17±0.04）mg/L＞山楂酒（4.07±0.07）mg/L＞蓝莓酒（0.22±0.00）mg/L＞青梅酒（0.12±0.00）mg/L＞杨梅酒（0.11±0.00）mg/L。

3.4 啤酒中的阿魏酸

啤酒是以大麦芽为主要原料，大米以及其他淀粉类原料为辅料，经过糊化工艺和糖化工艺，再加入啤酒花煮沸后冷却，继而经酵母发酵而制成的酒精饮料。

酚酸类化合物具有良好的抗氧化功效，2009年，马超等[53]提出啤酒的风味稳定性与啤酒的抗氧化性显著相关，啤酒的抗氧化性与多酚含量显著相关。多酚的组成和含量影响啤酒的风味稳定性，多酚适量存在可提高啤酒风味稳定性。啤酒中的多酚主要来源于大麦和酒花，阿魏酸就是其中的代表。

2010年，PIAZZON A等[54]采用高效液相色谱-电化学检测法对不同品种啤酒的总酚含量、游离酚酸含量及抗氧化能力进行了研究，结果表明啤酒中酚酸含量最多的是阿魏酸，其次为芥子素、香草酸、咖啡酸、对香豆酸、4-羟基苯乙酸，啤酒的抗氧化能力随着酚酸类化合物含量的增加而随之增加。2014年，MITIC′SS等[55]对塞尔维亚消费的24种不同商业啤酒的总酚和类黄酮含量进行了测定，并对其抗氧化性进行了研究。测定了主要酚酸（没食子酸、原儿茶酸、4-羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、水杨酸）的含量，其中阿魏酸的含量为0.81～2.27 mg/L。咖啡酸，香草酸，芥子酸和阿魏酸对啤酒的抗氧化性起到主要贡献。2015年，MOURANUNESN等[56]首次研究了不同类型和风格的巴西啤酒中酚类化合物，并利用化学计量学来模拟啤酒的抗氧化能力，作为其物理化学属性（密度、折射率、苦味和乙醇含量）的函数，从而确定了抗氧化性等四种物化属性之间的关系。并测定29种巴西啤酒的酚类物质含量与欧洲啤酒不同，其中没食子酸含量高（0.50～14.70 mg/L），阿魏酸含量低（0.20～1.80 mg/L）。

3.5 白酒中的阿魏酸

白酒是中国的国酒，中国的酿酒行业已经有数千年的发展历史。白酒一般是以粮谷为原料，以大曲、小曲或麸曲为糖化发酵剂，采用固态糖化、发酵，甑桶蒸馏，经陶坛陈酿，勾调而成的。根据其不同的生产自然环境、酿酒原料、生产工艺等条件，形成了具有代表性的12种香型：浓香型白酒、清香型白酒、酱香型白酒、米香型白酒、豉香型白酒、兼香型白酒、凤香型白酒、芝麻香型白酒、白干香型白酒、特香型白酒、馥郁型白酒和药香型白酒。相较于黄酒和葡萄酒，阿魏酸在白酒中的研究较少。2007年，郑伟[57]提出不同香型的白酒中含有不同量的阿魏酸，其中以酱香型居多，主要起到呈香的作用。2016年，黄蕴利等[58]提出白酒中含有酚酸类化合物阿魏酸，并且简述了其具有抗氧化，防癌，抗血小板聚集，抑制血小板血栓素A2（thromboxane A2，TXA2）的生成，增强前列腺素活性，镇痛等作用。2017年，廖勤俭等[59]首先使用固相萃取的前处理方法对五粮液原酒、黄水、和酒糟进行处理，对样品中的酚酸化合物或其酯类化合物进行检测。其中白酒中的阿魏酸含量为204.40μg/L，黄水中阿魏酸的含量为1 825.40μg/L，酒糟中阿魏酸的含量为1 652.10μg/L，其线性方程线性良好，所有酚酸类化合物的回收率为85%～100%。

4 结论和展望

阿魏酸是广泛存在于自然界中的酚酸类化合物，具有抗氧化、防癌等功效，对健康有益。目前阿魏酸在葡萄酒和黄酒中研究较多，但在白酒中研究甚少。白酒作为中国的国酒，发展方向是健康。随着我国经济社会的发展和进步，酒的风味不再是人们关注的唯一因素，酒的健康越来越成为人们关注的焦点。阿魏酸作为多酚类天然抗氧化剂的代表，进一步研究快速、绿色、准确定性定量饮料酒中阿魏酸含量的方法以及探究阿魏酸在饮料酒中的形成机理十分重要。白酒由于酿造环境、酿造工艺、酿造微生物等多因素的影响，不同香型不同品牌的饮料酒都有其独特的风味，而且酒样中阿魏酸的含量也大为不同。为了更好的提高饮料酒中阿魏酸的含量，需进一步分析不同区域、不同香型饮料酒中阿魏酸含量差异性并寻其规律，以此探究白酒中阿魏酸的形成机理，优化升级酿造过程，最终达到通过自然微生物发酵提高白酒中阿魏酸的含量。