杜 然,郭律均,閆建斌
(清華大學生命科學學院,生物信息學教育部重點實驗室,合成與系統(tǒng)生物學研究中心,北京100084)
白酒是中華民族文明的結(jié)晶,也是我國傳統(tǒng)文化的重要組成部分[1]。它與白蘭地、威士忌、朗姆酒、伏特加和金酒并稱為世界六大蒸餾酒[2]。由于中國白酒采用特有的窖池固態(tài)發(fā)酵和固態(tài)蒸餾等工藝,使白酒不同于世界上其他蒸餾酒,含有極為豐富的微量成分,包括多種對健康有益的生物活性分子,如已報道的愈創(chuàng)木酚[3]、四甲基吡嗪[4]、γ-氨基丁酸[5]等。
洋河夢之藍(手工班)是洋河集團近年來推出的新酒品。其基酒來自明清老窖池,而且采用了低溫入池、低溫發(fā)酵和低溫餾酒的“三低”生產(chǎn)工藝。這些條件利于微生物生長代謝,可產(chǎn)生更多的生物活性物質(zhì)。本研究綜合采用氣相質(zhì)譜和超分辨質(zhì)譜等精密檢測技術(shù),對其中的生物活性物質(zhì)進行了分析,發(fā)現(xiàn)洋河夢之藍(手工班)中除了含有白酒中常見的生物活性成分,還含有比較特殊的成分蟲草素和圣草酚。
樣品:洋河夢之藍(手工班)。
標準品:蟲草素標準品(Cordycepin,北京世紀奧科生物技術(shù)有限公司),CAS號為73-03-0,純度≥98%;圣草酚標準品(Eriodictyol,北京世紀奧科生物技術(shù)有限公司),CAS號為552-58-9,純度≥98%。
檢測儀器:氣相色譜質(zhì)譜儀(TSQ,美國Thermo),DB-WAX 色譜柱(30 m×0.25,0.25 μm);超高壓液相色譜(UPLC)和Q-Exactive Orbitrap質(zhì)譜儀(Ultimate 3000,Q-Exactive Orbitrap,美國 Thermo),C18(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)色譜柱;數(shù)控型磁力加熱攪拌器;SPME手動進樣手柄及50 μm DVB/CAR/PDMS(美國Supelco)。
1.2.1 氣相色譜檢測方法
采用頂空固相微萃取對洋河夢之藍(手工班)進行萃取,萃取條件為:取7 mL白酒樣品、2 g氯化鈉(烘干)和1粒攪拌子置于20 mL頂空瓶中,以DVB/CAR/PDMS萃取纖維在45℃恒溫萃取5 min,以1500 r/min轉(zhuǎn)速攪拌萃取20 min后,迅速將萃取纖維插入氣質(zhì)聯(lián)用儀的進樣口中以220℃解吸3 min測定。
氣相參數(shù):載氣為高純氦氣,流速1 mL/min。程序升溫:70℃起始,保持3 min,然后以5℃/min升到150℃保留2 min,再以8℃/min升到230℃保留2 min。質(zhì)譜參數(shù):傳輸線溫度為250℃,EI源,溫度230℃。電子轟擊能量為70 eV,發(fā)射電流為100 μA,預四級桿電壓為-7.8 V,采用全掃描模式,掃描范圍35~500 m/z。
1.2.2 液相色譜檢測方法
采用低溫水浴進行樣品處理:取500 mL酒樣置于蒸發(fā)皿中,50℃恒溫水浴;在樣品完全蒸干后,用500 μL乙醇-水將皿底樣品復溶,溶液轉(zhuǎn)移至棕色樣品瓶待測。采用40%(v/w)的乙醇溶液作為空白對照,采用同樣操作后,轉(zhuǎn)移至樣品瓶待測,檢測結(jié)果作為扣除空白值。
液相參數(shù):Hypersil GOLD C18(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)色譜柱;流動相為0.1%甲酸水(A)和0.1%甲酸乙腈(B);采用梯度洗脫模式,流動相流速為0.3 mL/min;進樣盤溫度4 ℃;進樣量5 μL;柱溫40℃。梯度洗脫程序為:5%B(0~5 min),5%~95%B(5~15 min),95%B(15~20 min),5%~95%B(20~21 min),5%B(21~23 min)。質(zhì)譜參數(shù),鞘氣流量為50 mL/min;輔助氣流量為13 mL/min;毛細管溫度為300℃;ESI源;掃描范圍正、負離子模式均為100~1050 m/z。一級掃描分辨率為70000。
采集的氣相色譜質(zhì)譜數(shù)據(jù),根據(jù)相應的色譜峰對應的質(zhì)譜圖,采用NIST庫進行比對,對其進行定性;采集的液相色譜質(zhì)譜數(shù)據(jù),根據(jù)相應的色譜峰對應的質(zhì)譜圖,首先采用SIEVE軟件進行分子量的提取,確定其精確分子量,進一步采用HMDB數(shù)據(jù)庫進行比對,選取其中正離子模式質(zhì)量精度5 mg/L、負離子模式質(zhì)量精度10 mg/L范圍內(nèi)物質(zhì),進一步對篩選出的部分物質(zhì)進行相應的標準品對照確認。
基于質(zhì)譜檢測數(shù)據(jù)的比對結(jié)果,洋河夢之藍(手工班)檢測出1000余種主要組分,可定性400余種物質(zhì),其中包括多種生物活性物質(zhì),除常見的脂肪酸和酯類活性物質(zhì)外,還檢測到多種功能性組分,涵蓋了酚、呋喃、吡嗪、萜和核苷類似物等不同種類。其中,部分活性物質(zhì)的生物功效已獲得初步研究,比如,乙酸、乳酸具有擴展血管功能[6-7];丁酸能保護腸黏膜并抑制炎癥因子[8];亞油酸能改善脂代謝[9];熊脫氧膽酸有出色的利膽功能[10];亞麻酸及其衍生物具有改善血壓作用[11];亞油酸乙酯具有降低血液中膽固醇和血脂的作用[12];醋酸氫化可的松具有抗炎、抗病毒等作用[13];叔丁基對苯二酚有較強的抗氧化能力[14-15];愈創(chuàng)木酚具有祛痰止咳作用[3];呋喃它酮具有廣譜的抗菌能力[16];四甲基吡嗪具有多種重要的心血管藥理作用[4];芳姜黃烯具有抗炎和抗腫瘤能力[17];紫草氰苷具有明顯的抗炎活性[18];乙酰谷酰胺具有改善腦功能和神經(jīng)功能的作用[19];1H-異苯并吡喃衍生物具有抗炎和舒張血管等作用[20]。
值得注意的是,我們還檢測到白酒中較為少見的兩種生物活性成分——圣草酚和蟲草素(圖1)。圣草酚主要來源于蕓香科植物的果實,已有研究顯示,其具有較強的抗氧化效果,并具有降血糖和降血脂功效[21-22]。蟲草素是蛹蟲草中主要的活性成分,是第一個從真菌中分離出來的核苷類抗生素,已有研究顯示,其具有抗腫瘤、抗菌抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、清除自由基等多種藥理作用,具有良好的臨床應用前景[23-26]。這兩種物質(zhì)的檢出,可能與洋河酒曲和窖池的獨特性有關。
為了測定洋河夢之藍(手工班)中的圣草酚含量,我們采用超分辨質(zhì)譜和液相色譜技術(shù),首先確定了圣草酚標準品的保留時間等色譜數(shù)據(jù),篩選出酒樣中可能的圣草酚信號峰,并以標準品建立濃度標準曲線,定量其中圣草酚的含量。結(jié)果顯示,檢測出的物質(zhì)峰與圣草酚不僅質(zhì)譜圖一致,其保留時間也完全一致(圖2)。采用標準品進行圣草酚含量檢測,結(jié)果顯示,圣草酚含量為1.78 mg/L。
采用同樣的方法對酒樣中的蟲草素信號峰進行定性和定量檢測,結(jié)果顯示,檢測出的物質(zhì)峰與蟲草素不僅質(zhì)譜圖一致,其保留時間也完全一致。采用標準品進行蟲草素含量檢測,結(jié)果顯示,蟲草素含量為1.81 mg/L。
本研究顯示,洋河夢之藍(手工班)中含有的生物活性物質(zhì)蟲草素和圣草酚濃度均達到mg/L水平。這些功能物質(zhì)的存在,為進一步研究洋河夢之藍(手工班)的健康功效奠定了基礎。
圖1 洋河夢之藍(手工班)質(zhì)譜圖
圖2 蟲草素和圣草酚液相色譜圖