白酒中主要醇类和醛类代谢途径与饮用健康的分析研究

张敏，杨玉珍，李擎，王耀，任国军

（内蒙古河套酒业集团股份有限公司技术中心，内蒙古巴彦淖尔015400）

白酒中主要醇类和醛类代谢途径与饮用健康的分析研究

张敏，杨玉珍，李擎，王耀，任国军

（内蒙古河套酒业集团股份有限公司技术中心，内蒙古巴彦淖尔015400）

白酒中的化学成分和微量成分与人体饮用健康有很大的关系。通过对白酒中乙醇、乙醛、甲醇、甲醛等在人体内的代谢途径分析，并对这些成分与饮用健康的关系进行论述，揭示了适量饮酒和健康饮酒的重要性。

白酒成分；代谢途径；饮用健康

白酒的化学成分中98%是水和乙醇，其他1%～2%是微量成分，白酒的微量成分包括酸类、酯类、醇类、醛类、酚类及其他芳香族化合物，它们对白酒的质量起决定性作用，形成白酒不同的香型和风格[1-5]。白酒中的乙醇和微量成分，与人体的饮用健康有很大的关系，其在人体内的代谢途径也至关重要。现代研究表明，中国白酒的酒体中不同成分的有机组合不同于单个成分的简单加和，而是经相互作用后，产生新的有效物质及功能。其含量虽然甚微，但混合在一起，相互作用，使白酒的物质结构变得十分复杂，各成分对人体的综合效应也更加错综复杂。

白酒中有些微量成分既是对人体有益的成分，又是酒的香味组分，如乙酸、乳酸、氨基酸、乙酸乙酯、乳酸乙酯等；而有的微量成分则是对人体有害的成分，如甲醇、杂醇油等，在高质量的白酒中，有害成分远远低于国家强制标准。适量健康的饮用白酒，对人体有一定的保健作用[6]。为了在消费者中更好地提倡科学适量健康饮酒，现将白酒各成分的代谢途径与饮用健康的关系进行详述。

1 乙醇和乙醛的代谢途径与饮用健康的关系

进入KEGG PATHWAY主页输入ethanol进行搜索，与乙醇和乙醛代谢相关的糖酵解和糖异生途径见图1。

从图1中摘出乙醇和乙醛的代谢途径并简单处理后见图2。

纯粮酿造白酒中所含的乙醇，在人体内的分解及代谢主要靠两种酶：一种是乙醇脱氢酶，另一种是乙醛脱氢酶。在乙醇的代谢过程中乙醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase，ADH）起着至关重要的作用，它主要分布在肝脏。乙醇通过血液流到肝脏后，首先被ADH氧化为乙醛，而乙醛脱氢酶则能把乙醛中的两个氢原子脱掉，使乙醛转化为乙酸，最终分解为二氧化碳和水，在肝脏中乙醇还能被CYP2E1酶分解代谢。乙醇代谢的速率主要取决于人体内的酶含量，其具有较大的个体差异，并与遗传有关。人体内若是具备这两种酶，就能较快地分解酒精，中枢神经就较少受到酒精的作用，因而即使饮用一定量的酒后，也行若无事。在人体中，都存在乙醇脱氢酶，而且其在大部分人体内的含量基本是相等的，但缺少乙醛脱氢酶的人就比较多。这种乙醛脱氢酶的缺少，使酒精不能被完全分解为水和二氧化碳，而是以乙醛继续留在体内。人们所说的酒精代谢应该是被完整分解后的状态，由于很多人缺少乙醛脱氢酶，拥有乙醛脱氢酶的量也是有差别的，所以严格地说酒精在人体中的代谢速度是无法用一个准确速度来描述的，因人而异。

图1 糖酵解和糖异生途径

图2 乙醇和乙醛代谢

饮酒后，乙醇很快通过胃和小肠的毛细血管进入血液。一般情况下，饮酒者血液中乙醇的浓度（blood alcohol concentration，BAC）在30～45m in内达到最大值，随后逐渐降低。当BAC超过1000mg/L时，将可能引起明显的乙醇中毒。摄入体内的乙醇除少量未被代谢而通过呼吸和尿液直接排出外，大部分乙醇需被氧化分解。人喝酒后面部潮红，是因为皮下暂时性血管扩张所致，这些人体内有高效的乙醇脱氢酶，能迅速将血液中的酒精转化成乙醛，而乙醛具有让毛细血管扩张的功能，会引起脸色泛红甚至身上皮肤潮红等现象，也就是我们平时所说的“上脸”。

乙醛是酒精中毒的罪魁祸首，它刺激人体肥大细胞，伤及肝脏、心脑血管及脑神经系统[7-8]，乙醛的毒性是乙醇的10倍。乙醛的致命剂量是5 g，一般每100m L优质白酒中的乙醛含量不超过20mg。每个人酒量大小的差异在于其体内酶的差异，如果体内的酶不足以分解乙醛，将会使乙醛聚集，而亚洲人群中普遍存在突变型的乙醛脱氢酶2，此酶突变后活性缺失，导致乙醛在肝脏内大量累积，使人在喝酒后会有面红耳赤、头晕头痛、脸色发青等醉酒症状。当乙醛达到一定量时，将会危及生命。人体摄入酒精后，酒精会随血液进入肝脏并大部分分解为乙醛。乙醛是极其有害的酒精代谢产物，它是酒精对人体器官及其功能损害的直接原因，乙醛的毒性主要表现在对肝脏细胞的损伤及对大脑神经的刺激。因此不加保护而长期酗酒会导致脂肪肝、酒精性肝炎，最后导致酒精性肝硬化及脑神经的损伤。

在日常生活中，由于人的酶系统与遗传因素有一定关系，上述两种酶在人体中的比例数量，因遗传而确定，所以提高幅度一般不会很大。即使是纯粮酿造酒，也应该倡导“适量、健康、科学的饮酒”。

2 甲醇和甲醛的代谢途径与饮用健康的关系

进入KEGG PATHWAY主页输入Methanol进行搜索，与甲醇和甲醛代谢相关的甲烷代谢通路见图3。

从图3中摘出甲醇和甲醛的代谢途径并简单处理后的甲醇代谢途径见图4。

甲醇主要在肝内代谢，经醇脱氢酶作用氧化成甲醛，进而氧化成甲酸。甲醇吸收至体内后，可迅速分布在机体各组织内，其中以脑脊液、血、胆汁和尿中的含量最高，眼房水和玻璃体液中的含量也较高，骨髓和脂肪组织中最低。甲醇在体内氧化缓慢，仅为乙醇的1/7，排泄也慢，有明显蓄积作用。未被氧化的甲醇经呼吸道和肾脏排出体外，部分经胃肠道缓慢排出。甲醇主要作用于神经系统，具有明显的麻醉作用，可引起脑水肿。对视神经和视网膜有特殊的选择作用，易引起视神经萎缩，导致双目失明。甲醇蒸气对呼吸道黏膜有强烈刺激作用。甲醇的毒性与其代谢产物甲醛和甲酸的蓄积有关。以前认为毒性作用主要为甲醛所致，甲醛能抑制视网膜的氧化磷酸化过程，使膜内不能合成ATP，细胞发生变性，最后引起视神经萎缩。近年研究表明，甲醛很快代谢成甲酸，急性中毒引起的代谢性酸中毒和眼部损害，主要与甲酸含量相关。甲醇在体内抑制某些氧化酶系统，抑制糖的需氧分解，造成乳酸和其他有机酸积聚以及甲酸累积，而引起酸中毒。一般认为，甲醇的毒性是由其本身及其代谢产物所致的。

甲醇对人体有很大的毒性，其氧化的产物甲酸或甲醛毒性更大。甲酸的毒性比甲醇大6倍，甲醛的毒性比甲醇大30倍。这就是为什么极少量的甲醇也能引起中毒的原因。按国家标准GB 2757—2012《蒸馏酒和配制酒卫生标准》的规定，谷物为原料酿制的酒，甲醇含量不得超过0.4 g/L，薯干及代用原料酒不得超过1.2 g/L。以优质粮谷为原料酿造的名优白酒，其酒中甲醇含量一般在0.1 g/L以下，含量极微，远远低于国家标准。

白酒中醛类的含量较多时，对口腔及食道黏膜就会产生刺激作用，这就是人们饮酒时常说的“刺喉”主要原因，如果含量极少就可增加酒体芳香。为了减低白酒中醛类含量，在蒸馏过程中，要严格控制温度，除去最先和最后蒸馏出的酒，即所谓“掐头去尾”。白酒中总醛含量，一般不得大于2 g/L。高质量白酒中总醛的含量，一般为50mg/100m L左右，这个含量在适量饮酒时，既不会对人体产生损害，又保证了酒的质量和风格。

3 高级醇类与饮用健康的关系

高级醇俗称杂醇油，高级醇是酵母发酵过程中生成的重要副产物，与酵母合成细胞蛋白质有关，在酿酒原料中，蛋白质经水解生成氨基酸，氨基酸在酵母分泌的脱羧酶和脱氨基酶的作用下，就生成了相应的杂醇油。纯净的杂醇油为无色液体，具有刺鼻的气味和辛辣味，含量如果超过100mg/L时，饮用后易“上头”，对人体有很大伤害，以异丁醇和异戊醇的毒性为主。含量过高，对人体有害，可使中枢神经系统充血，引起剧烈头痛，并且其毒性随分子量增大而增加。杂醇油在人体内氧化速度比乙醇慢，停留时间较长，容易引起上头、口干、恶醉。杂醇油的含量过多，加浆时还会引起白酒乳白色的浑浊。其含量一般不超过0.15 g/m L。

图3 甲烷代谢

图4 甲醇代谢

白酒中都含有一定量的高级醇类，高级醇类是白酒中重要的风味物质，适量的高级醇类能赋予白酒浓郁、芬芳、醇甜等特殊感官特征。白酒中高级醇类对酒体的特殊香气和口感的贡献度是比较高的，因此，高级醇之间的平衡也至关重要，当某一高级醇含量过高时会产生不良作用，例如异戊醇含量超过阈值会使人感到头疼；正丙醇含量超过总高级醇的20%则会产生不良口味并易“上头”；β-苯乙醇是一种芳香族高级醇，有一种郁闷的玫瑰花香味，在接近阈值时有脂样的酸味，超过其阈值时将协同其他高级醇而使酒产生不良的风味；色醇超过阈值时，给人以微苦味和轻微的苯酸味。高级醇的含量过高不仅对白酒的香气、口感等风格特征产生不良影响，还会在人体内经代谢生成醛类物质，使血管收缩，血压升高，引起剧烈头痛。高级醇类的毒性随碳链增长而增大，随伯醇、仲醇、叔醇依次降低。

高级醇对人体神经系统的麻醉作用要比乙醇强，如高级醇中的戊醇比乙醇高约39倍。它在人体内的氧化速度却比乙醇慢，在机体内停留的时间也较长。高级醇中各种成分的沸点一般都高于乙醇，所以作为饮料酒，在蒸馏时因酿酒师掌握温度的技艺不同，会使酒中杂醇油的含量不同。高质量的白酒，杂醇油含量一般可控制在0.05 g/L左右，既保证了酒的风格，适量饮用后又不会对人体产生有害作用。

4 小结

对白酒中醇类和醛类在人体内代谢途径进行了论述，确定了甲醇和甲醛、乙醇和乙醛的代谢途径，及其相关酶类，为今后更好的研究白酒饮用后对人体的影响提供了基础。合理有效的利用醛类和高级醇类，使其既可增加白酒的风味，又可尽量降低其对人体的不适，是一个值得研究的方向。同时希望通过倡导适量饮酒、科学饮酒、健康饮酒，消除消费者在饮用白酒时的一些疑虑，肯定酒在社交礼仪方面的功能和作用。

[1]徐成勇,郭波,周莲,等.白酒香味成分研究进展[J].酿酒科技, 2002(3)：38-40.

[2]辛磊.白酒微量成分与酒体风格特征关系的探讨[J].食品与机械,2004,20(2)：49-50.

[3]邵长军,李刚,李亮,等.白酒香型与香味成分探究[J].酿酒科技, 2005(8)：92-93.

[4]王忠彦,尹昌树,郭杰.微量成分——影响白酒风格质量的关键因素[J].酿酒科技,2000(1)：90-91.

[5]汤道文,谢玉球,朱法余,等.白酒中的微量成分及与白酒风味技术发展的关系[J].酿酒科技,2010(5)：78-81.

[6]岳元媛,张文学,向文良,等.中国白酒的功能性及组成成分[J].酿酒科技,2004(5)：53-55.

[7]LIEBER C S.Alcoholic liver disease[J].Seminars in liver disease,1993,13(2)：105-109.

[8]邓源,于红,李秀敏,等.乙醇对胃黏膜的损伤作用[J].华北国防医药,2006,10(5)：327-329.

[9]VALERO E,MOYANO L,MILLAN M C,et al.Higher alcohols and esters production by Saccharomyces cerevisiae[J]. Food chemistry,2002,78：57-61.

[10]顾国贤.酿造酒工艺学[M].北京：中国轻工业出版社,1996.

[11]周爱国,姚永春,孙文斌.使用酵母营养盐对啤酒高级醇含量的探讨[J].酿酒,2000(6)：76-77.

Metabolic Pathway of Main Alcohols and Aldehydes in Baijiu and its Relationship with Health Drinking

ZHANG Min,YANG Yuzhen,LI Qing,WANG Yao and REN Guojun
(Technology Center of Hetao Distillery Group,Bayannur,Inner Mongolia 015400,China)

The chemical compositions and trace compositions in Baijiu is closely related to health drinking.In this paper,the metabolic pathway of ethanol,acetaldehyde,methanol and formaldehyde etc.in vivo was revealed,which proved the significance and the correctness of moderate drinking.

constituents of Baijiu;metabolic pathway;health drinking

TS262.3；TS971

A

1001-9286（2017）01-0124-05

10.13746/j.njkj.2016280

2016-09-14；

2016-11-14

张敏（1986-），女，助理工程师，硕士研究生（MBA），微生物研究员，主要从事酿酒相关微生物研究工作。

任国军，现任内蒙古河套酒业集团股份有限公司总工程师，E-mail：rgj7431@sina.com。

优先数字出版时间：2016-12-02；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161202.1122.006.html。