王 华,田雪林,杨晨露,韩宇蕾,施雪晴,李 华*
(1.西北农林科技大学 葡萄酒学院,陕西 杨凌 712100;2.中国葡萄酒产业技术研究院,宁夏 银川 750001;3.陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心,陕西 杨凌 712100;4.国家林业和草原局葡萄与葡萄酒工程技术研发中心,陕西 杨凌 712100)
随着我国人民生活品质的提高,葡萄酒在中国的市场日益扩大,葡萄酒对人体的健康问题也越来越受到人们的关注。关于饮用葡萄酒的益处和弊病之争一直没有停止过,围绕这一问题展开研究最多的是葡萄酒的酚类物质和酒精:葡萄果皮和种籽中含有丰富的多酚类物质[1],葡萄多酚主要成分以原花青素为主,其次为黄酮醇、黄烷醇类、白藜芦醇和儿茶素类,抗氧化活性是其最显著的生物活性;然而多项研究也证实饮酒对健康有不利影响,如长期摄入酒精对中枢神经系统、肌肉、肝脏和胰腺等组织产生毒害作用[2]。为了探讨葡萄酒的利与弊,本文首先介绍了葡萄酒的主要成分,然后从酚类物质和酒精两方面出发,详细客观地阐述了两者对健康的影响,以此为消费者更加理性地认识葡萄酒,合理地饮用葡萄酒提供建议和帮助。
葡萄酒是新鲜葡萄或葡萄汁经发酵获得的含酒精饮料产品,其成分复杂,既有来自葡萄果粒的,又有来自发酵和陈酿过程中的。在葡萄酒中,水是其他物质的载体,约占总体积的70%~90%;其次是乙醇,根据葡萄酒种类的不同,含量为7%~17%[3]。此外葡萄酒中还存在着许多其他成分,如有机酸、酚类物质、芳香物质以及氨基酸、维生素和矿质元素等[4]。这些成分不仅塑造了葡萄酒的独特风味,还为其增添了一定的营养价值(见表1)。
表1 葡萄酒中主要的营养物质Table 1 Main nutrient compounds in wine
酚类物质作为影响葡萄酒色泽和口感的重要因素,并且具有强大的生理活性功能,一直是消费者、葡萄酒从业者和科研人员关注的焦点。研究表明,红葡萄酒酚类物质含量约为1 531~3 192 mg/L(以没食子酸计),白葡萄酒酚类物质含量在210~402 mg/L之间[5]。根据结构可以将红葡萄酒中的酚类物质分为类黄酮和非类黄酮两大类(见表2)。
表2 红葡萄酒中主要的酚类物质[11-16]Table 2 Main phenolic compounds in red wine
葡萄酒多酚对心血管疾病具有一定的保护作用,主要体现在防止活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的产生,调节脂质代谢,防止低密度脂蛋白氧化,促进一氧化氮(NO)的产生和血管舒张,改善内皮细胞功能等方面[17]。
体外细胞实验证明,红酒可以降低ROS产生,上调烟酰胺腺苷二核苷酸依赖的脱乙酰化酶SIRT1和SIRT6表达,保护循环系统的功能,预防内皮功能障碍[18]。CAL ABRISO N等[19]用葡萄酒多酚处理人脐静脉内皮细胞,降低了ROS的产生,下调与动脉粥状硬化相关的细胞粘附因子(如ICAM-1、VCAM-1、E-选择素等)基因及蛋白表达。类黄酮类化合物可以通过诱导血管活性因子如一氧化氮和内皮源性超极化因子(endothelium-derived hyperpolarizing factor,EDHF)释放,抑制内皮素-1(endothelin-1,ET-1)释放,抑制平滑肌细胞收缩和增殖[20]。另外,多酚可以影响脂质代谢,影响载脂蛋白A和B,修饰极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)颗粒[21-22],上调脂蛋白脂肪酶(lipoproteinlipase,LPL)活性来降低血浆中甘油三酯(triglyceride,TG)的含量,从而减少低密度脂蛋白胆固醇(lowdensity lipoprotein cholesterol,LDL-C)的浓度[23]。
来源于葡萄的酚类物质具有很强的抗肿瘤效果,包括抗侵袭、促凋亡、抗氧化、抗增殖、调节肿瘤细胞周期、抑制血管生成等[24],因其对正常细胞不会造成伤害的特性,是研制天然抗癌药物的良好选择[25]。
研究表明,来源葡萄的芪类化合物能够通过抑制血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor-2,VEGFR-2)磷酸化,抑制血管生成,减少肿瘤细胞的生长与迁移[26]。白藜芦醇可以抑制黑色素瘤细胞的细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)信号通路,促进p21、p27等细胞周期抑制因子的蛋白表达,同时下调SHCBP1蛋白在B16细胞中的表达,抑制黑色素瘤细胞增殖和迁移的能力[27]。白藜芦醇还可以通过减少活性氧对细胞的损害,影响超氧化物歧化酶等氧化酶活性,诱导癌细胞凋亡[28]。此外,GOMEZ-ALONSO S等[29]研究表明,黄酮醇对结直肠腺癌上皮细胞具有直接细胞毒作用,可以抑制细胞周期蛋白D1与环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)表达,在G2/M期引起细胞周期阻滞,减少细胞增殖。
在预防神经退行性疾病方面,多酚类物质可以通过抑制神经元内过度磷酸化的tau蛋白、淀粉样β肽积累、炎症、突触丢失与氧化应激等机制,减缓认知能力的下降和疾病的发生[30]。
MENDES D等[31]用白葡萄酒多酚提取物(100 mg/L)处理小鼠2个月,结果显示,多酚及其代谢物能够通过血脑屏障,调节脑细胞的氧化还原状态,提高过氧化氢酶活性,减少膜脂氧化,还能调节脑细胞膜脂肪酸组成,影响神经炎症。HO L等[32]研究了红酒多酚对阿尔茨海默症的作用,研究发现脑靶向多酚代谢物槲皮素-3-O-葡萄糖苷酸可以减少淀粉样β蛋白,抑制寡聚体的产生,还能通过激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)信号通路来防止与学习和记忆功能相关神经元减少,改善基础突触传递。此外,程雪娇等[33]的研究显示,白藜芦醇可以抑制星形胶质细胞增殖活化并降低骨架胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)表达水平,还可以通过降低促炎因子-肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)的表达,减少神经细胞的坏死和凋亡。另外,杨梅素可以通过抑制MAPK和核转录因子(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)信号通路和促炎因子(TNF-α、白介素(interleukin,IL)-6和IL-1β)生成,抑制神经炎症,改善帕金森症(parkinson's disease,PD)模型大鼠的运动障碍[34]。
肥胖是增加心血管疾病、癌症与糖尿病患病风险的重要因素之一[35-36]。多酚类物质可以通过降低血脂水平和炎症,减少脂肪积累,提高脂联素合成和脂质分解基因的表达等途径,调节机体脂质代谢,降低肥胖[37-39]。
CHAO H等[37]用含有不同浓度杨梅素的乙醇溶液喂养肥胖雄性大鼠,可显著降低大鼠体质量和血脂水平;减少脂肪积累,降低肾周与附睾脂肪组织的细胞大小和质量。曹丽娟等[38]证明了不同浓度原花青素对肥胖小鼠具有明显的降脂作用,250 mg/kg原花青素能显著降低小鼠体质量,100 mg/kg与250 mg/kg能够显著性降低血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)的含量。而HUNG M W等[39]的研究表明,ε-vinifin比白藜芦醇更能促进脂肪细胞分化,增强脂联素表达,减少脂质积累。CARPÉNÉ C等[40]研究发现,白藜芦醇可以抑制α-葡萄糖苷酶活性,减少脂肪细胞对葡萄糖的摄取,虽然对脂肪酶的抑制作用较弱,但也具有降血脂和抑制脂肪沉积的作用。
葡萄酒中的酚类物质还可以促进骨形成,防止骨量流失,从而降低骨折风险[41]。PASSALI C等[42]用红酒多酚提取物喂养大鼠,发现红酒能预防大鼠骨质减少,提高骨强度,增强骨骼对骨折的抵抗力,改善骨质疏松。HSU Y等[43]用葡萄酒中的黄酮类衍生物—丁香亭处理小鼠颅骨和人胎儿两种成骨细胞后,可以激活骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)、SMAD1/5/8蛋白和细胞外信号调节激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)信号通路,血清碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素蛋白、I型胶原蛋白和骨细胞矿化量明显增加,刺激成骨细胞成熟与分化,促进骨形成。
葡萄酒多酚的生物利用度较低,只有5%~10%可以在小肠中被吸收,90%~95%未被吸收的葡萄酒多酚会进入结肠,部分被微生物代谢为生物可利用的代谢物[44],进而对组织和器官产生积极的影响。另一方面,葡萄酒多酚还可以调节肠道微生物群落,产生类似于益生元的效应。葡萄酒多酚可以调节微生物组成已经被许多体外研究证实,但是对于人类适量饮用葡萄酒对微生物的影响研究较少,并且集中在单一的多酚以及特定的微生物群体上[45]。QUEIPO-ORTUÑO M I等[46]对10名健康男性进行交叉、随机和对照试验,受试者饮用红酒、脱醇红酒和杜松子酒(每种酒持续饮用20 d),分别测量粪便中微生物的变化,通过体内研究证明了定期适量饮用红酒可以抑制非有益菌(如结肠癌和炎症性肠病的重要病原体—产气荚膜梭菌),促进有益菌(如肠球菌、普氏杆菌、双歧杆菌等)的生长。
葡萄酒中的多酚物质因抗氧化、抗癌、抑菌等多种生物活性,具有预防心血管疾病、预防神经退行型疾病、预防肥胖、预防癌症、保护骨骼和调节肠道菌群等积极作用[47]。此外,最近的研究还显示葡萄籽提取物原花青素C1能够选择性诱导衰老细胞凋亡,提升老年小鼠的健康状况和平均寿命[48]。然而值得注意的是,这些研究对酚类物质的具体生物活性及细胞和分子机制的探讨大多集中在动物和细胞模型上,并且酚类物质的用量较大,而实际情况是葡萄酒中的酚类物质含量少,并且生物利用度低。因此在正常饮用量的前提下,葡萄酒中的酚类物质对人体健康能发挥多大的积极功效还有待进一步探索。
部分研究显示,低或中程度的酒精摄入对缺血性心脏病、糖尿病和全因死亡率产生积极作用[49],可以提高高密度脂蛋白浓度,降低血液和血管壁中的低密度脂蛋白水平[50];增强胰岛素敏感性,增加脂联素水平并改善内皮功能[51]。但是这些研究存在样本小,混杂因素控制不足以及计算相对风险的参考类别选择不佳等限制。随着研究的改进,越来越多的证据表明饮酒对全因死亡率或心血管疾病没有显著或无保护作用[52]。
对《全球疾病负担研究》的最新分析报告(具有当前规模最大的样本量)显示,饮酒是影响全球死亡和伤残调整寿命年(disability-adjusted life-years,DALYs,指从发病到死亡所损失的全部健康寿命年)的主要风险因素之一。仅2016年,因饮酒而导致的死亡人数为280万,占年龄标准化男性死亡的6.8%和年龄标准化女性死亡的2.2%。在15~49岁人群中,饮酒是过早死亡和残疾的主要风险因素,尤其对于该年龄组的男性,因饮酒致死的情况在全部致死情况中占比高达12.2%,而且与饮酒相关的DALYs占所有可归因DALYs的9%,远高于女性在这两项指标中的表现(分别为3.8%和2.3%)。另外,在饮酒与心血管疾病的关系方面,该研究仅发现了缺血性心脏病J形曲线的统计学显著证据(男性和女性的最低相对风险对应的日平均饮酒量分别为0.83份和0.92份标准饮料(每份含10 g酒精)),对糖尿病和缺血性卒中观察到不显著的J形曲线。而所有其他结果,包括所有癌症,相对风险是随着饮酒量单调增加的。当综合所有风险整体评估时,由于饮酒与癌症、伤害和传染病风险之间存在很强的关联,上述的微小有益影响会被抵消。因此,该研究认为最大限度地降低整体健康风险的饮酒量为每天0份(95%置信区间不确定性区间(uncertainty interval,UI),[0.0~0.8])标准饮酒量,随着日饮酒量的增加,风险单调上升[53]。
在饮酒与癌症的关系方面,世界卫生组织国际癌症研究机构(international agency for research on cancer,IARC)早在2007年就已将酒精列为I类致癌物,已有足够的证据表明,饮酒与头颈部癌、食道癌、肝癌、结直肠癌和乳腺癌的发生存在直接联系[54-55]。最近,一项关于饮酒导致全球癌症负担的报告显示,2020年全球所有癌症新病例中约有74万例与饮酒有关,其中与重度饮酒(>60 g/d)、过度饮酒(20~60 g/d)和中度饮酒(<20 g/d)相关的癌症病例数分别占总癌症病例数的46.7%、39.4%、13.9%[55]。众所周知,酒精在体内先会被乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)1B变成乙醛,最后经乙醛脱氢酶(acetaldehyde dehy drogenase,ALD)H2变成危害较小的乙酸,其中危害最大的是乙醛。GARAYCOECHEA J I等[56]的一项小鼠试验揭示了饮酒致癌的生物学机制,该研究表明,乙醛不仅可以造成干细胞脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)双链断裂,还能导致染色体重组,进而增加诱发癌症的几率。虽然DNA损伤是偶然发生的,但喝酒能够增加这个偶然性,尤其对于中国和其他东亚人群,因为这类人群的ALDH2和ADH1B的低酒精耐受性遗传变异比例较高,这些突变都破坏了参与酒精解毒酶的功能,会导致乙醛在血液中大量积聚。因此在无法正常代谢酒精的遗传性低酒精耐受性人群中,酒精直接导致几种癌症的风险可能会进一步增加[57]。
最新的《中国居民膳食指南(2021)》对饮酒建议进行了更新,将曾经的日饮用酒的酒精量:成年男性不超过25 g,成年女性不超过15 g,修改为限制酒精摄入。但酒是自然和文化的产物,饮酒是一个结合了生理学、心理学和社会学的综合事件。在不可避免需要饮酒的情况下,消费者更关注的是如何能最大程度的降低饮酒带来的有害健康的风险。在此情况下,相较于其他常见酒种,红葡萄酒或许是最佳选择。经常饮用烈酒、啤酒或苹果酒的人比饮用等量葡萄酒的人有更高的死亡风险,这可能与葡萄酒中的酚类物质有关。另外,与不吃东西喝酒相比,佐餐饮酒的死亡率和心血管风险更低,因为随餐饮用可能会使肠道对酒精的吸收下降,进而降低血液中的酒精含量。此外,将酗酒(1~2 d/周)或频繁饮酒(6~7 d/周)改为3~4 d/周适量饮酒,会降低全因死亡率、患心血管疾病和肝硬化风险[58]。除了饮酒模式,还要注意降低饮酒量及避免产生酒瘾。