饮料酒饮用舒适度及健康评价体系的研究与应用

2019-02-13 11:51郝飞克韩兴林王德良
食品科学技术学报 2019年2期
关键词:宿醉红葡萄酒黄酒

郝飞克,刘 蓉,韩兴林,薛 洁,王德良,*

(1.中国食品发酵工业研究院, 北京 100015;2.湖南农业大学 食品科学技术学院, 湖南 长沙 410128)

饮料酒是指供人们饮用的且乙醇体积含量在0.5%~60%的饮料。根据生产工艺的不同,饮料酒分为发酵酒、蒸馏酒、配制酒3大类。中国是世界上饮料酒的生产大国之一,中国白酒以高粱、大米、小麦、玉米等谷物为原料,采用大曲或小曲作为糖化发酵剂,经过固态或半固态发酵、蒸馏、贮存、勾兑而成,是世界6大蒸馏酒之一[1];中国黄酒以稻米、糯米、玉米、小米、小麦等为主要原料,经蒸煮、加曲、糖化、发酵、压榨、过滤、煎酒(除菌)、贮存、勾兑等工艺酿造而成。中国黄酒与葡萄酒、啤酒并称为“世界三大酿造酒”。

中国是目前有直接考古证据证实的世界上最早酿酒的国家,早在公元前7 000年中国先民就已掌握原始的酿酒工艺[2]。在漫长的发展过程中,酒作为一种特殊的发酵食品,已深深融入中国人的政治、经济、文化和日常生活中。随着中国经济的不断发展,白酒、黄酒等我国所特有的酒种,将逐渐走向国际化,同时伴随着国内市场的消费升级,饮料酒的饮用舒适度和健康越来越得到人们的关注。

1 饮料酒与饮用舒适度

1.1 国内外对饮用舒适度的认识

国内研究学者及行业专家一般将饮料酒的饮用体验称为饮用舒适度。目前对饮料酒的饮用舒适度的认识,一般分为3个层次:1是饮前舒适,指酒体色泽优美,开盖后香气优雅,在饮用前可给饮用者带来主观上的视觉、味觉享受;2是饮中舒适,即指饮用过程中,饮用者的口腔对酒体色、香、味的综合感受,舒适度好的酒幽雅细腻,适口性强,下咽后回味悠长;3是饮后舒适,即饮后产生的一系列生理反应,尤其是对神经系统和消化系统的影响,舒适度好的酒具体表现为饮后不上头、不头痛、不口干、无恶心呕吐、腹泻等症状,并且醒酒快,适量饮用对饮用者健康有益。

国外学者目前较少采用“饮用舒适度”专属词汇来定义饮料酒的饮用体验,而较多用宿醉(hangover)一词来表示饮用体验。宿醉是指酒精性饮料在体内代谢过程中产生的一系列生理上和心理上的不适症状,包括头痛、嗜睡、注射力降低、口干、头晕、疲劳、消化道症状(呕吐、腹泻)、抑郁、出汗、恶心、过度兴奋和焦虑等。上述多种症状可持续数小时甚至长达24 h[3]。结合以上我们对饮用舒适度的3个层次的理解,“宿醉”与饮后舒适的定义更加接近。比起“宿醉”一词,国内学者对饮用舒适度的定义可以更加全面的表示饮料酒的饮用体验。而目前,饮前及饮中的饮用舒适度的评价主观性较强,由个体差异带来的影响较大。与之相较,对饮后舒适度即宿醉的评价,因饮用者会产生一系列生理反应,评价指标更加客观,同时亦与酒饮料的饮用健康密切相关,因此本文更多关注饮料酒的饮后舒适度评价。

1.2 影响饮用舒适度的主要因素

目前,虽然对于影响饮料酒饮用舒适度的确切作用机制尚不明确,但一般认为是多因素共同作用产生的综合结果[4]。饮用舒适度较差的首要因素是过量饮酒,导致酒体中主要成分酒精的代谢产物在体内的大量积聚,引发酯类代谢紊乱、增加氨基酸分解代谢、抑制柠檬酸循环、增加组织纤维化等多种生理改变,诱发宿醉症状的出现。在理性饮酒的前提下,影响饮用舒适度的因素主要包括醛类物质、醇类物质及其他微量物质如酯类和酸类等[5]。

1.2.1醛类物质

醛类物质是白酒风味物质的重要组成成分。醛类物质过量会使饮料酒口感粗糙,导致饮中舒适度差。乙醛是酒精在体内代谢的主要中间代谢产物,乙醛在酒精被小肠吸收后数小时仍可在血液中维持较高水平[6]。乙醛在乙醛脱氢酶作用下,进一步降解为乙酸,最终排出体外。而某些缺乏乙醛脱氢酶的饮用者,在饮用饮料酒后,乙醛短时间在体内蓄积,导致酒精性脸红反应(alcohol flush reaction),即“上脸”。而随之可能带来较差的饮后舒适度[7]。醛在体内的积聚,同时也影响到体内谷胱甘肽过氧化物酶的水平,增加机体的氧化压力。除此之外,动物实验证实,乙醛的代谢产物乙酸含量的增加,会引起头痛的宿醉体征[8-9]。赵爱民[10]研究认为,在啤酒中,引起上头的风味物质是高级醇和乙醛,而啤酒中的挥发酯可以拮抗高级醇、乙醛引起的上头作用。

1.2.2醇类物质

由于酿造工艺的差异,在发酵过程中,往往生成少量的甲醇。而甲醇在体内代谢后,会生成毒性较强的甲醛和甲酸,甲醛和甲酸会引起较为剧烈的宿醉症状[11]。中国白酒中多存在高级醇,高级醇又称杂醇油,适量的高级醇有益于白酒香味的形成,而含量过高时,则会增加白酒苦味和涩味,降低白酒的感官舒适度。田学梅等[12]认为白酒中的高级醇在人体内停留时间较长,过量可抑制中枢神经,导致神经系统充血、头痛等症状,使白酒饮后舒适度降低。而Hori等[13]通过动物实验研究发现,适量的杂醇油具有减轻宿醉症状的作用,说明不同酒体中的饮用舒适度的差异性与其所含有的微量成分具有密切关系。

1.2.3其他微量物质

酒体中的其他微量成分如酯类、酸类等物质也与饮用舒适度相关。在中国浓香型白酒中,乙酸乙酯含量过高,会导致酒体入口燥辣,且饮后易引起宿醉等不适症状。此外,酒体中酸、酯、醛、醇的比例平衡协调,也是影响中国白酒饮用舒适度的重要因素[12]。李德敏等[14]发现,乳酸的同分异构体在白酒中是引起饮后头痛的原因之一。合理控制乳酸总量或两种乳酸同分异构体的比例,可以改善白酒的饮用舒适度。高传强[15]认为白酒的饮用舒适度与呈香呈味物质含量成正比,酒体中微量成分越多,其饮用舒适度越好,而充足的贮存时间和特定的贮存条件使白酒中硫醇、硫醚等有害成分得以挥发,同时有利于形成平衡均一的香味物质。

1.3 饮用舒适度的评价体系与应用

国内外对于饮用舒适度的评价,早期多采用问卷调查形式,就饮后宿醉的一系列体征进行评分,根据各项分值,综合判断饮用舒适度;近年行为学实验研究和检测生理标志物的方法被逐渐应用于饮用舒适度的评价。

1.3.1基于调查问卷的饮后宿醉症状评分体系

早期国外学者多采用调查问卷形式评价研究饮料酒的饮用舒适度及其影响因素。荷兰学者Penning等[16]根据饮后出现的各种不适症状,制作了宿醉程度评分表(alcohol hangover severity scale),以明确与饮后宿醉相关的体征。他们通过招募具有宿醉经历的饮用者针对其宿醉症状的严重程度进行0~10分的评分,结果证实多数宿醉症状都具有统计学差异。除此之外,尚有Rohsenow等[17]采用的急性宿醉评分表(acute hangover scale)、Slutske等[18]使用的宿醉症状评分表(hangover symptoms scale)等评分表评价体系被应用于饮用舒适相关的研究和调查。评分表的方法在一定程度上可以反映出饮后宿醉程度,用来分析饮料酒的饮用舒适度。但该类方法往往存在被调查者对饮后真实感受的记忆缺失或对宿醉程度的主观性误判等不足之处。

1.3.2动物行为学评价体系

为了能够更加客观地评估、研究饮用舒适度及其影响,近年国内外学者通过动物行为学的改变来观察饮料酒饮用舒适度。Sinclair等[19]首先观察并报道了酒精摄入对动物行为的影响,他们发现,大鼠摄入酒精24 h后,会表现出体温升高、叫声增大和移动减少等行为。此外,Karadayian等[20]通过行为学研究了宿醉症状与时间的关系。他们向小鼠静脉注射酒精3.8 g/kg,每2小时观察记录小鼠运动活跃度、运动强度、移动探索活力等行为后发现,实验小鼠在摄入酒精后引起的宿醉症状可持续16~20 h。Asorey等[21]通过行为学研究发现,饮料酒与能量饮料混合后,会延长小鼠自发活动度低并增加实验小鼠的焦虑表现。相较单纯的问卷调查评分体系,行为学研究可以更加客观地评估饮料酒的饮用舒适度。

1.3.3生物标志物评价体系

为更加快速客观的评价饮用舒适度,并了解饮用舒适的作用机制,避免人体或动物的个体差异对研究结果的影响,国内外学者近年来逐步开展通过细胞分子水平的生物标志物来评估饮料酒饮用舒适度的研究。Karadayian等[22]研究发现,饮酒导致的宿醉与氧化压力和线粒体功能紊乱密切相关。他们通过观察小鼠在摄入酒精后大脑皮层突触体和非突触体的线粒体功能的改变,证实饮酒宿醉的产生是由大脑皮层突触体中线粒体功能紊乱导致的。因此,饮料酒对小鼠大脑突触线粒体功能的影响,或可作为评估饮用舒适度的生物标志物。Mackus等[23]将受试者分为宿醉组与非宿醉组,在饮用酒饮料24 h后,检测尿液中葡萄糖醛酸乙酯(ethyl glucuronide, EtG)发现,EtG水平与“头痛”症状密切相关。Van de Loo等[24]研究证实,尿液中乙醇浓度与饮用舒适度密切相关。尿液中乙醇浓度显著升高的受试者往往表现恶心、注意力问题、嗜睡、冷漠、出汗、胃痛、口渴、焦虑等宿醉症状。除细胞器及小分子外,线粒体ALD2蛋白表达水平也与酒精摄入引起的宿醉症状相关,而罗格列酮可以诱导ALD2表达,减弱宿醉症状。提示饮用不同酒精性饮料前后,ALD2表达水平或可预期饮用舒适度[25]。饮用舒适度生物标志物的不断发现,将会为饮料酒饮用舒适研究提供更加精确和客观的评价指标。综上所述,饮料酒饮用舒适度与饮料酒中所含有的酒体成分和微量物质等密切相关。随着研究的不断深入,越来越多的饮用舒适度的评价方法被用于饮用舒适度相关研究。不同的评价方法,都具有各自的应用优势。如问卷调查评分系统虽然较动物实验研究和生理学指标更容易受到主观意识影响,但该评价体系可直接针对饮用者评估,结果更接近饮用者的真实饮用体验,并且实施成本相对较低。动物行为学实验及生物学标志物虽然可以更加客观的反映饮用体验,但相关数据多来源于受试动物,尚需要在人群中进一步证实。因此,笔者认为,只有将上述方法结合运用,取长补短,才能更加精确的评价酒饮料的饮用舒适度。

2 饮料酒与饮用健康

2.1 科学认识酒与健康

随着生活水平的不断提高,消费者除了对饮料酒的饮用舒适度有越来越高的要求外,饮酒与健康问题也得到了广泛的关注和重视。红葡萄酒作为西方国家的传统饮料酒,具有悠久的酿造历史,欧美学者很早就开始了红葡萄酒与健康的相关研究。大量的报道证实,在适量饮酒的前提下红葡萄酒具有抗氧化、保护心血管系统、防止动脉硬化等健康功效[26-28]。同样,白酒和黄酒作为我国特有的传统酒种,其健康属性在我国中医药学里早已得到了充分的体现,如配伍了白酒的瓜蒌薤白白酒汤就是中医药里治疗冠心病心绞痛的常用方剂。近年来,国内学者利用现代生命科学的实验手段,对白酒和黄酒的健康功能进行了更加深入的研究,如发现黄酒具有抗疲劳、抗衰老作用;证实白酒中存在具有抗氧化功能的四肽和抗炎作用的4-乙基愈创木酚等,为中国白酒和黄酒健康功能的阐释提供了理论基础[29-30]。

2.2 饮料酒中的功能健康因子

理性饮酒有益健康,饮料酒中的乙醇本身并不具备健康功能属性,国内外的研究表明,饮料酒中的功能健康因子是其健康、美味的物质基础。因此,酒不是乙醇与水的简单混合溶液,原料不同及生产工艺不同,使各种饮料酒中含有丰度不同、功能多样的功能健康因子[31-32]。

2.2.1红葡萄酒中的功能健康因子

早在20世纪80年代,国际上就已开展红葡萄酒与健康的相关研究。St. Leger等[33]首次报道了在18个发达国家中,红葡萄酒消费与缺血性心脏病患者的死亡数量呈负相关。在此之后,大量的研究数据报道了红葡萄酒与心血管疾病、肿瘤、糖尿病及神经系统疾病的相关性[31]。红葡萄酒中包含多种多样的功能成分,这也是其健康功能的物质基础。目前已知红葡萄酒中含有多糖、各种酸和酚类化合物,其中酚类化合物是其主要功能性物质,分为黄酮类和非黄酮类化合物。白藜芦醇是一种非黄酮类的多酚化合物,是红葡萄酒中的重要功能成分,在红葡萄酒中浓度可高达14.3 mg/L,可与SIRT1等多种受体和蛋白激酶相互结合,作用于肿瘤发生发展过程、心血管疾病和神经系统疾病。白藜芦醇还与AMPK、COX、TNFα等蛋白和炎性因子相互作用,产生抗炎、调节血糖平衡、心血管及神经系统保护效应[34]。此外,红葡萄酒中富含的黄酮类多酚化合物也与其健康效应相关。研究证实,槲皮黄酮可通过减少炎性因子TNFα和IL- 1β的表达并抑制NF- κB、Akt、JNK信号传导通路达到抗炎的效果[35]。

2.2.2白酒中的功能健康因子

白酒是中国特有的酒种,目前从白酒中已发现超过1 800种有机化合物,其中含有100种以上健康功能化合物,分别具有抗氧化、抗衰老、扩张血管、抑制血小板聚集、镇痛、缓解血管痉挛等功效[32,36]。研究发现,中国白酒中含有一种由Ala-Lys-Arg-Ala组成的四肽。经体外细胞实验证实,这种四肽具有较强的清除氧自由基能力,并能阻止由偶氮二异丁脒盐酸盐(AAPH)诱导的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH- Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的下降,具有一定的抗氧化作用。此外同时从白酒中分离出的由Pro-His-Pro组成的三肽亦被证实具有显著的抗氧化能力[30,37]。除多肽外,白酒中一种常见的风味物质4-乙基愈创木酚被发现具有显著的抗炎作用。Zhao等[38]观察4-乙基愈创木酚在体外培养细胞中的抗炎活性时发现,4-乙基愈创木酚可通过激活Nrf2/HO- 1和AMPK/SIRT1信号传导通路,减轻由脂多糖(LPS)诱导的炎症反应,同时可抑制NF- κB和AP1活性,显著下调炎性细胞因子的生成。

2.2.3其他酒种中的功能健康因子

黄酒是中国特有的酿造酒,富含氨基酸、酚类、多肽和蛋白质,其相关健康功能也多有报道。Meng等研究发现,中国黄酒中的多酚和多肽可以抑制由高半胱氨酸诱导的血管平滑肌细胞增殖,提示中国黄酒具有降低冠心病风险的潜在功能。此外,中国黄酒还可以增加实验小鼠的肝糖原含量、降低血乳酸、血尿素氮含量,提示其具有抗疲劳作用;同时中国黄酒还可以显著增加实验小鼠肝脏中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性,降低丙二醛含量,并增加其内脏指数,揭示了中国黄酒具有显著的抗氧化、抗衰老作用,这些作用或与黄酒中的多酚物质相关[29,39-40]。威士忌作为液态发酵蒸馏酒,其酒体存在数种在老熟过程中萃取于橡木桶的非挥发性小分子量酚类化合物,其中coniferylaldehyde和sinapylaldehyde被证实可以抑制由脂多糖诱导的炎性反应。此外,威士忌中的多酚可直接抑制酪氨酸酶活性达到抑制黑色素生成的作用,提示该多酚类物质具有美白效应[41-42]。

饮料酒中的功能健康因子多来源于酿造原料在发酵过程或老熟过程中生成的酚类化合物、多肽及风味物质。因此,通过提升工艺,干预发酵过程中的微生物动态平衡及改变贮存条件等手段,或可以增加饮料酒中的功能健康因子的含量和种类。

2.3 饮料酒的健康评价体系及应用

酒是酒精、水、风味物质以及多种酚类、多肽等化合物组成的混合溶液。对于其饮用健康的科学评价,目前国内外多采用大样本流行病学调查和动物、细胞模型的方法进行。

2.3.1基于流行病学调查的酒与健康评价体系

由于酒饮料的食物属性,以及饮用者的个体差异,导致酒饮料所具有的健康功能难以在短时间内体现在个体饮用者上。因此,尤其是在酒与健康研究的早期阶段,国内外学者对其健康功能评价多采用大样本流行病学调查的方法。首次关于饮用红葡萄酒与缺血性心脏病患者的死亡数量呈负相关的研究数据就来源于在18个发达国家的流行病学调查。通过采用21种冠心病风险生物标记物进行荟萃分析后,其结果提示理性饮酒可降低冠心病风险[43]。流行病学调查可以比较客观地反应和评价饮酒与人群健康的关系,但是该方法样本量较大,样本来源多样,往往难以确切调查评价某一种酒或某一类健康功能因子与人群健康的关系,也难以说明其确切的作用机理。

2.3.2基于动物、细胞模型的酒与健康评价体系

近年来,随着生命科学研究手段的不断发展,越来越多国内外学者通过建立动物模型或细胞模型评价体系,来直观评价饮酒与健康的关系。Zhao等[29]通过向实验小鼠灌胃黄酒,发现中国黄酒具有抗疲劳和抗衰老作用;而Meng等[39]通过向体外培养的血管平滑肌细胞培养基中添加黄酒,证实中国黄酒具有抑制血管平滑肌增生和迁移的作用,可降低冠心病风险。一项关于红葡萄酒中白藜芦醇的研究发现,在人脐静脉内皮细胞中白藜芦醇可以通过增加雌激素受体α-Src-caveolin1的相互作用及其磷酸化刺激一氧化氮生成,一氧化氮可以使血管扩张,有助于减少冠心病的发生率[44]。Wu等[37]向体外培养的Hep- G2细胞添加来源于中国白酒的三肽,证实其具有抗氧化作用。笔者研究发现,细胞自噬作为一种帮助肝脏细胞清除酒精代谢产物的生理机制,其在肝细胞中的活性变化可作为一种客观的饮料酒健康评价体系。综上所述,相对于流行病学调查和荟萃分析,通过动物及细胞模型的酒与健康评价体系,可以更加精确的评估某种或某类型的饮料酒的健康作用。

3 总结与展望

针对当前国内外饮料酒的饮用舒适度和健康评价体系进行了系统综述,总结了影响饮料酒舒适度与健康的主要因素,并分析了各评价体系的优势与不足。

相信随着政府和企业对科研投入的不断加大,针对某一酒产品或某一酒种的更加精确、快速、高效的评价方法会不断涌现。对于普通的消费者,饮料酒的饮用舒适度与健康往往直接决定了其喜好度,因此只有能够不断提升产品的饮用舒适度和健康功能的生产者,才能掌握未来的酒饮料市场。

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