黄酒中健康因子的研究进展

朱正军，饶建军，张 娟，李大海，汪江波，蔡凤娇，张瑞景，徐 健*

（1.湖北工业大学 生物工程与食品学院 发酵工程教育部重点实验室 工业微生物湖北省重点实验室工业发酵湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430068；2.丹阳颐和食品有限公司，江苏 丹阳 212300）

黄酒是以谷物为原料，经蒸粮、拌曲发酵、压榨、煎酒、陈化等步骤得到的饮料酒，它是中国酿造酒中主要代表酒类，也是世界三大酿造酒之一[1]。从各地文化遗址出土的文物中发现许多酒器，据此可推断黄酒早在大约5 000年前就已经出现了，但当时并未有系统的酿造工艺伴随黄酒一起出现。随着科技的发展，社会的进步，黄酒酿造工艺不断更新优化，产能也因此逐步提高，在过去的10年间，黄酒的产量增加了200%。2018年，我国规模以上黄酒企业已达115家，累计完成167.45亿元的销售收入[2]。从数据来看，黄酒增速较为不错，黄酒产业具有较为广阔的发展前景。

目前，黄酒的酿造方法主要分为摊饭法、加饭法以及淋饭法，其制曲和酿造等工艺已经趋于标准化。摊饭法是将大米原料经浸泡、蒸煮后，在自然条件下冷却，再加入曲粉进行后续发酵，发酵过程中无需另外补加大米，此工艺所酿得黄酒香气成分复杂，口感浓郁[3]；淋饭法是将大米原料经浸泡、蒸煮后，通过加入冷却水来冷却蒸煮后的大米，随后加入曲粉进行后续发酵，发酵过程中无需另外补加大米，此工艺所酿得黄酒口味较为浓郁，略为甘甜[3]；加饭法是将大米原料经浸泡、蒸煮后，在自然条件下冷却，再加入曲粉进行后续发酵，发酵过程中需另外补加大米，此工艺所酿得黄酒较为甘甜[4]。研究表明，成品黄酒具有较高的营养价值。经过发酵，酿酒原料中的淀粉被分解为多糖或是单糖，被人体利用后不仅可以提供机体能量，还能提高机体免疫能力[5]；此外，发酵过程中发生一系列反应，使所得成品酒中具有多酚、多肽、氨基酸等物质，其中对人体健康有益的成分，被称为健康因子。健康因子的发现意味着黄酒不仅在酿造方面具有极其深远的意义，同时还说明黄酒具有一定的保健作用，这对黄酒产业发展具有积极作用，使黄酒并不局限于向酿造方面发展，对国民健康也有一定推动作用。

随着经济发展，各层面人群的生活质量得到极大改善，酒的感官优劣已不是判断好酒与否的唯一标准，能满足人体健康需求的饮用酒将成为主流[6]。新时代的黄酒不仅要具有醇和、无异味的口感，同时也应该对人体健康有益。科技的进步带动了黄酒行业的发展，有关黄酒中健康因子的研究也愈发丰富、深入。本文旨在通过已有文献，探究黄酒中健康因子种类，阐明其作用机理，为黄酒健康因子的深入研究和实际应用奠定基础。

1 多糖

1.1 黄酒中多糖的发现

多糖是由糖苷键结合至少10个单糖形成的高分子聚合碳水化合物，因其分子结构原因，大多数多糖都不具有还原性，组成多糖的单糖分子种类繁多，其组合方式也多种多样。据大量研究表明，多糖具有免疫调节[5]、抗氧化[7]、抗肿瘤[8]、抗辐射[9]和降血糖/血脂[10]等功效。

王光强等[11]利用乙醇溶液成功提取出了黄酒中的多糖，并使用正交试验对乙醇溶液浓度、醇沉时间和醇沉温度进行优化，发现在乙醇含量为80%，醇沉时间为6 h，醇沉温度为5 ℃条件下，多糖提取量达到最大，为28.64 g/L。SHEN C等[12]采用响应面法优化pH、乙醇浓度、醇沉时间这3个因素，发现在pH值为8.4，乙醇含量为88%，沉淀时间为23 h条件下可得到最优黄酒粗多糖产率，为77.3%。

1.2 黄酒中多糖的作用机理

彭金龙等[13]采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine，DPPH）法，通过测量浙江绍兴黄酒样品与DPPH混合液在波长700 nm处的吸光度值，计算黄酒对DPPH自由基的清除能力以评价黄酒中多糖的抗氧化作用。结果表明，当黄酒中多糖质量浓度为1 g/L时，对DPPH自由基清除率达到95%，说明黄酒中的多糖具有较强的抗氧化能力。沈赤等[14]通过给环磷酰胺免疫缺陷小鼠补充不同浓度梯度的黄酒中的多糖，以免疫因子在波长450 nm处的吸光度值来判断黄酒中多糖在免疫方面的作用。结果发现，黄酒中多糖可以显著增加环磷酰胺免疫缺陷小鼠的血清补体，如白介素-6（interleukin-6，IL-6）、γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）以及肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等，而这些血清补体能抑制或是消除肿瘤，证明了黄酒中多糖可以通过提高血清补体来提高免疫功能。

2 多酚

2.1 黄酒中多酚的发现

多酚是于植物中发现，并具有潜在促进健康作用的一系列化合物的总称。不同种类多酚具有不同作用，黄酒中的多酚具有减缓心血管疾病的作用[15]。

陈磊等[16]测定古越龙山黄酒中的活性成分，发现了9种多酚：儿茶素、表儿茶素、绿原酸、芦丁、咖啡酸、原儿茶酸、丁香酸、阿魏酸以及β-香豆酸。

2.2 黄酒中多酚的作用机理

细胞外基质金属蛋白酶-2（matrixmetallo proteinase-2，MMP-2）会促进动脉粥状硬化，加重动脉粥状硬化症状。GUO H Y等[15]利用蛋白质印迹法以及明胶酶谱法，检测在低酒精浓度的中国黄酒中，高半胱氨酸（homocysteine，Hcy）诱导细胞外基质产生MMP-2的产量变化。结果发现，Hcy通过一种剂量依赖方式显著提升MMP-2的产量，即相同时间下，Hcy浓度越高，其诱导产生的MMP-2产量越高；但在中国黄酒的“介入”下，高浓度Hcy提升MMP-2产量的效果会大打折扣，证明了低酒精浓度的中国黄酒会缓解高浓度Hcy引起的动脉粥状硬化。ZHAI X Y等[17]通过高脂饮食以及敲除低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）受体，建立动脉粥状硬化的小鼠模型，向这些小鼠定期喂食黄酒中的多酚，发现能显著降低小鼠动脉中粥状硬化区域，其效果甚至优于洛伐他汀，这也说明黄酒中多酚可减缓心血管疾病症状。LIN H等[18]研究发现，黄酒中的多酚通过抑制转化生长因子β1/smad3调节的细胞外基质的合成，抑制阿霉素诱导的心肌纤维化，从而显著降低动脉中粥状硬化区域，减缓心血管疾病症状。

上述研究表明，黄酒中的多酚可通过抑制β1/smad3调节的细胞外基质的合成、抑制Hcy诱导MMP-2的合成，以及抑制阿霉素诱导的心肌纤维化，来降低动脉粥状硬化区域，减缓心血管疾病症状，其对动脉粥状硬化的抑制作用甚至优于洛伐他汀。

3 多肽

3.1 黄酒中多肽的发现

多肽是α-氨基酸以肽键连接在一起形成的化合物，是蛋白质水解的中间产物。在机体营养匮乏时，多肽可分解作为供能物质，供给机体能量。除了这一基础功能之外，黄酒中的多肽在其他方面也表现出了较好的生物活性。

戴军等[19-20]首次采用大孔吸附树脂、高效凝胶过滤色谱和反相色谱对绍兴黄酒中的多肽类物质进行分离纯化，最终鉴定出4种具有抑制血管紧张素转换酶（angiotensin converting enzyme，ACE）活性的肽：缬氨酸-谷氨酸-天冬氨酸-甘氨酸-甘氨酸-缬氨酸（valine-glutamate-aspartateglycine-glycine-valine，Val-Glu-Asp-Gly-Gly-Val）、脯氨酸-丝氨酸-苏氨酸（proline-serine-threonine，Pro-Ser-Thr）、天冬酰胺-苏氨酸（asparagine-threonine，Asn-Thr）和亮氨酸-酪氨酸（leucine-tyrosine，Leu-Tyr）。

3.2 黄酒中多肽的作用机理

MENG L P等[21]将血管平滑肌细胞分为7组，然后通过甲基噻唑基四唑、镜片传输腔体、创口愈合来检测血管平滑肌细胞的增殖以及流动情况，同时利用蛋白质印迹法和明胶酶谱法检测MMP-2/9以及基质金属蛋白酶抑制剂-2（tissue inhibitors of metalloproteinase-2，TIMP-2）的表达活性。实验结果发现，黄酒中的多肽会减少血管平滑肌细胞的流动和增殖，抑制MMP-2/9的活性，但不影响TIMP-2的表达活性，即中国黄酒能维持TIMP-2与MMP-2/9的平衡。而MMP-2/9会降解血管细胞，形成粥状硬化，TIMP-2会抑制MMP-2/9的表达活性，TIMP-2与MMP-2/9的平衡对血管平滑肌细胞的流动与繁殖至关重要[22-23]。这表明，中国黄酒中的多肽同样具有减缓心血管疾病症状的功能。

黄酒中多肽的代表物质多功能蛋白质IL-6，在细胞各种调节活动中都有较为重要的作用，包括肿瘤生长、增殖等，因此IL-6含量变化可作为肿瘤生长情况的指示因子[24-25]。IL-6通过增加辅助性T细胞17（T helper cell 17，Th17）细胞谱系、促进Th17细胞谱系功能[26]、抑制诱导调节性T细胞，使其有利于自身激活的促炎性CD4 T细胞产生应激性。而Th17细胞与风湿性关节炎、多发性硬化、I型糖尿病和系统性红斑狼疮的发病机制有关[27-28]。当IL-6含量较低时，机体免疫力会下降[5]。由此可见，黄酒中的多肽不仅可作为肿瘤生长的指示因子，同时还能提高机体免疫力。

4 氨基酸

4.1 黄酒中氨基酸的发现

氨基酸是机体重要的营养物质，除了能作为能源物质外，它也是多肽、蛋白质的基本组成部分，而多肽与蛋白质是机体代谢等的效应物质。黄酒中的氨基酸主要来源于糯米曲和小麦曲中蛋白质的水解反应与微生物的代谢反应（主要由酸性蛋白酶和酸性羧肽酶催化），是酒精发酵过程中的氮源[29]。

HE S等[30]分析即墨老酒中生物活性成分时，首次检出28种氨基酸，包括苏氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、组氨酸、精氨酸、色氨酸等10种必需氨基酸；丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、天冬酰胺在内的8种非必需氨基酸；以及α-氨基丁酸、β-氨基丁酸、γ-氨基丁酸、β-丙氨酸、磷酸乙醇胺、磷酸丝氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、胱氨酸和牛磺酸。所有氨基酸中，γ-氨氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）含量最高，达到172.391 mg/L。

SHEN S等[31]利用傅里叶近红外变换光谱法，定量分析了绍兴黄酒与上海黄酒的16种氨基酸含量，其中丙氨酸、谷氨酸、精氨酸、脯氨酸、亮氨酸等氨基酸的含量较高，均超过300 mg/L，丙氨酸最高，达427.69 mg/L。

4.2 黄酒中氨基酸的作用机理

肌肉自噬会引发肌肉萎缩，其主要是由FoxO3激活的蛋白水解途径引起[32]。当FoxO3被抑制时，禁食丝氨酸、苏氨酸激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（serine、threonine protein kinase/mammalian target of rapamycin，AKT/mTOR）通路被激活[33]，可改善肌肉萎缩[34，35]。亮氨酸可以通过抑制转录因子FoxO3a来影响蛋白质分解途径[36]，并激活AKT/mTOR通路，抑制骨骼肌萎缩。

谷氨酸可以调控肝细胞的蛋白质合成速率[37]，但不同于其他已知的蛋白质合成动力学膜信号因子（如神经节苷脂、去甲肾上腺素、5-羟色胺等），谷氨酸可以穿过血脑屏障进入大脑[38]。因此，有理由推测，谷氨酸对肝细胞和神经元都有积极的影响[39]。

肠道脯氨酸氧化酶的缺乏会降低果蝇肠道免疫力[40]，脯氨酸氧化会刺激过氧化氢（H2O2）的产生，而H2O2对病原菌具细胞毒性，同时也是免疫系统中的信号分子[41]。哺乳动物胎盘以及小肠中脯氨酸高度氧化使胎儿或是新生儿，在发育过程中免受疾病侵害[42，43]。以上可知。脯氨酸通过自身氧化来提高机体免疫力。

精氨酸可产生胰岛素、生长激素、催乳素和胰岛素样生长因子-I，并以此在免疫方面发挥作用[44]。生长激素具有明显的免疫作用，它会诱导胸腺T淋巴细胞合成，骨髓造血祖细胞生成[45]，还能增强T细胞对细胞因子的反应[46]；催乳素促进辅助性T细胞1（T helper cell 1，Th1）释放淋巴细胞因子，增强免疫作用[45]；胰岛素样生长因子-I促使骨髓淋巴细胞发育成熟，还能抑制年龄对胸腺退化的影响，提高淋巴细胞数量和活性[47]。

5 其他健康因子

5.1 黄酒中的四甲基吡嗪

美拉德反应是羰基化合物与氨基化合物的反应，反应产物包括挥发性小分子化合物和非挥发性大分子化合物[48-50]。美拉德反应产物中也有一些属于健康因子范畴，黄酒在酿造过程与贮存过程中也能发生美拉德反应，其反应产物也有些属于健康因子。

CHEN S等[51]通过顶空固相萃取-气相色谱-质谱法对含古越龙山、金峰红标等10种黄酒中的香气成分进行定量分析，成功检出含四甲基吡嗪（tetramethylpyrazine，TMP）在内的37种香气成分，其中TMP含量最大为151 μg/L，最小为8.4 μg/L。

GONG X Z等[52]研究发现，TMP可以通过抑制活性氧产生、线粒体功能障碍、信号通路的促炎、程序性细胞死亡等，来阻止亚砷酸钠诱导的肾毒性。细胞中游离的亚砷酸钠会显著增加细胞中活性氧，从而降低谷胱甘肽水平、细胞色素氧化酶活性以及线粒体膜电位，并因此造成线粒体功能障碍。当亚砷酸钠诱导的细胞自噬在加入TMP后，细胞凋亡过程会受到抑制。也就是说，TMP可以通过减少细胞中活性氧、提高谷胱甘肽水平、预防线粒体功能紊乱，来防止细胞凋亡。

CAO J等[53]研究发现，TMP对肝癌细胞株（hepatocarcinoma cell2，HepG2）细胞会产生抑制作用，并且该抑制作用是通过一种剂量依存的方式实现的，他们通过异种移植肿瘤模型、透射电子显微镜技术、蛋白质印迹法发现高浓度的TMP不仅会抑制肿瘤细胞生长、促进HepG2细胞的凋亡，同时还促进半胱天冬酶-3与聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（polyadenosine diphosphate ribose polymerase，PARP）在体内外的分裂。而PARP、半胱天冬氨酸-3会促使细胞凋亡，恶化肿瘤细胞扩散[54-55]。各种结果表明，四甲基吡嗪具有抗癌功能，对癌症的治疗有较大的积极作用。

5.2 黄酒中的γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）是一种天然的非蛋白组成氨基酸，可由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶的作用产生。谢广发等[56]采用邻苯二甲醛-芴甲氧羰基（o-phthalaldehyde-fluorene methoxycarbonyl，OPA-FMOC）柱前衍生高效液相色谱对绍兴酒中GABA含量进行检测，发现古越龙山酒中GABA含量为167～360 mg/L。

研究发现，GABA与甘氨酸是中枢神经系统的主要抑制性神经递质，作用于与氯离子通道耦联的受体[57]。在早期发育期间，由于较高的细胞内Cl-浓度，GABA与甘氨酸可以使膜电位去极化，从而产生神经电位，使机体出现相应的应激反应，即GABA与甘氨酸可作为兴奋性神经递质[58]。但是，若在生物体出生或是成熟时，GABA没有从抑制性神经递质转变为兴奋性神经递质，则会导致包括自闭症谱系障碍在内的神经紊乱[58]。此外，GABA在免疫系统中具有与其在神经系统中的同等作用[59]。

GABA影响包括单核细胞迁移[60]、巨噬细胞胆固醇外流[61]、调节性T细胞增殖[62]、促炎因子减少等免疫细胞的各种功能特性[63]，而这些是动脉粥状硬化的主要病理过程。此外，GABA还对脑缺血损伤具神经保护作用，而脑缺血损伤是动脉粥状硬化的严重并发症之一[64]。GABA作用机理示意如下：

5.3 黄酒中的无机元素

中国食品发酵工业研究院采用电感耦合等离子体发射光谱仪（inductively coupled plasma-optical emission spectrometer，ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）法，在古越龙山黄酒中检测出多种无机元素，包括Na、K、Mg、Se等[65]。Na+与K+在调节细胞膜离子通道方面作用显著[66]；Mg2+在糖酵解途径中有较大作用；常量元素中的C、H、O、N、P等用于生物体内各物质合成以及各代谢需求。另外，硒元素作为一种抗氧化元素，可以消除生物体中多余的自由基，防止机体衰老、免疫力下降等情况发生。

6 结论与展望

黄酒中含有多种健康因子（如多糖、多肽、多酚、氨基酸以及TMP等），这些健康因子对人体具有重要的生理作用。多糖具有较强的抗氧化能力，并能显著增加血液中血清补体含量，提高机体免疫力；多肽能维持TIMP-2与MMP-2/9的平衡，缓解心血管疾病症状；多酚能抑制细胞外基质合成与阿霉素诱导的心肌纤维化，从而减轻动脉粥状硬化症状；TMP在体内外均能引起肝癌细胞自噬；γ-氨基丁酸影响缺血性损伤病理过程。

黄酒成分复杂，健康因子种类众多，在现有条件下仍有许多健康因子尚未被发现。可以通过开发精度和准确度更高的分析技术方法，并将其应用于黄酒的健康因子研究中，找到新的健康因子种类，进而对其生理作用机制进行深入研究，丰富黄酒的健康内涵。同时，研究黄酒中健康因子含量与酿造原料、酿造工艺以及酿造微生物的关系，通过优选酿造原料、优化酿造工艺、强化酿造微生物等方法，在保证黄酒风味的同时，提高黄酒中健康因子的浓度水平，实现黄酒的健康和风味双导向发展。