李其書,范懷焰,石必鳳,李 薇,張美蓮,徐海燕,陳 曦
(貴州董酒股份有限公司,貴州遵義 563003)
有關(guān)科研單位、高等院校和行業(yè)的眾多研究表明,中國(guó)白酒中有很多生物活性成分是具有健康價(jià)值的。董酒作為董香型白酒代表,其生產(chǎn)工藝經(jīng)過(guò)不斷提煉、升華,形成了分別用于制作大曲、小曲“產(chǎn)香單”和“產(chǎn)酒單”。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn),該工藝科學(xué)合理,不僅豐富了董酒的內(nèi)涵,還賦予了董酒富含多種生物活性成分并形成平衡、協(xié)調(diào)的機(jī)理。本文就董酒中富含的蘇氨酸、絲氨酸、維生素C、維生素A、β-石竹烯、薄荷醇、β-欖香烯、鈣和鋅的分子結(jié)構(gòu)、特性和有關(guān)生理功能作用做一介紹。
蘇氨酸是W.C.Rose 在1935 年發(fā)現(xiàn)于纖維蛋白水解物之中,并證明它是最后被發(fā)現(xiàn)的人體必需的氨基酸,在董酒中含量約455.14 μg/L,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1;其化學(xué)名稱是α-氨基-β-羥基丁酸,有4 種立體異構(gòu),為白色斜方晶系或結(jié)晶性粉末。
分子式:NH2-CH(COOH)-CHOH-CH3,密度:1.307(g/mL,25/4 ℃),溶解度:20.5 g/100 mL(25 ℃),等電點(diǎn):5.6,熔點(diǎn):253 ℃;蘇氨酸無(wú)臭、味微甜;高溫下溶于水,不溶于甲醇、乙醇、乙醚和氯仿。
蘇氨酸的生理功能:蘇氨酸可直接參與蛋白質(zhì)的合成,維持身體蛋白質(zhì)平衡,促進(jìn)正常生長(zhǎng)發(fā)育;蘇氨酸能轉(zhuǎn)變某些氨基酸來(lái)維持體內(nèi)氨基酸平衡;蘇氨酸具有提高免疫能力及對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有益[1];在醫(yī)學(xué)上,蘇氨酸常用于配制氨基酸輸液和營(yíng)養(yǎng)液;蘇氨酸還支持心血管、肝、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)功能健康;蘇氨酸有緩解人體疲勞,促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育的效果[2-4]。
絲氨酸是一種人體非必需氨基酸,在董酒中的含量約601.47 μg/L,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2;絲氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位,是組成人體蛋白質(zhì)的21 種氨基酸之一;為白色結(jié)晶體或結(jié)晶粉末,無(wú)臭、味微甜。
分子式:C3H7NO3,密度:1.53 g/mg,溶解度:38 g/100 mL(20 ℃),熔點(diǎn):240 ℃;在熱稀堿溶液中易分解,溶于水和甲酸,不溶于乙醇。
絲氨酸的生理功能:絲氨酸在脂肪和脂肪酸的新陳代謝及肌肉的生長(zhǎng)中發(fā)揮作用,也有助于免疫血球素和抗體的產(chǎn)生,維持免疫系統(tǒng)的健康[5];絲氨酸在細(xì)胞膜的制造加工、肌肉組織和包圍神經(jīng)細(xì)胞的鞘的合成中都發(fā)揮著作用;具有合成蛋白質(zhì)、維持成人的氮平衡等作用,可用于營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)[2-4]。
維生素C(Vitamin C,簡(jiǎn)稱Vc)又名抗壞血酸,在董酒中的含量約54.42 mg/L,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3;是一種含6 個(gè)α-酮基內(nèi)脂的弱酸,呈白色片狀結(jié)晶體,帶有明顯的酸味,首先于1928 年由匈牙利的Szent-Gyorgyi 分離得到,并于1933 年由Hirst 和Haworth 測(cè)定了其結(jié)構(gòu),Tadeus Reichstein 發(fā)明了維生素C的人工合成方法并合成成功。
分子式:C6H8O6,分子量:176.1,密度:2.0±0.1 g/cm3,沸點(diǎn):552.7 ℃±50.0 ℃(760 mmHg),熔點(diǎn):190~192 ℃;易溶于水,稍溶于丙酮與低級(jí)醇類,不溶于脂溶劑中,具有強(qiáng)還原性,干燥時(shí)十分穩(wěn)定,但在溶液中不穩(wěn)定,遇空氣、熱、光、堿性物質(zhì)、氧化酶及銅、鐵離子時(shí)極易氧化破壞[6]。維生素C 是一種參與體內(nèi)多種代謝過(guò)程的維生素,不僅是體內(nèi)氧化反應(yīng)的高效還原劑,也是多種反應(yīng)酶(如銅、鐵等金屬酶)的輔酶。
維生素C 的生理功能:維持細(xì)胞正常的能量代謝,參與苯丙氨酸、酪氨酸、葉酸的代謝,鐵、碳水化合物的利用,脂肪、蛋白質(zhì)的合成;與細(xì)胞間質(zhì)的合成有關(guān),包括膠原、牙和骨的基質(zhì)以及是毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間的接合物;參與機(jī)體的造血功能,降低毛細(xì)血管的通透性,加速血液凝固,刺激造血功能;保護(hù)維生素A、E 及B 不被氧化破壞;維生素C 參加體內(nèi)的氧化還原反應(yīng),可以保持巰基酶的活性和谷胱甘肽的還原狀態(tài),起到解毒的作用;參與體內(nèi)多種羥化反應(yīng),可以促進(jìn)膠原蛋白的合成,促進(jìn)膽固醇的代謝;刺激免疫系統(tǒng),可防治感染,抑制病毒的增生;維持心肌功能、預(yù)防心血管疾??;參與腎上腺皮質(zhì)激素的合成與釋放[6];殺傷腫瘤細(xì)胞并抑制腫瘤轉(zhuǎn)移及再增殖[7-9];能抗組胺及防止致癌物質(zhì)生成。此外,維生素C 還用于應(yīng)用骨科疾病的復(fù)雜區(qū)域疼痛綜合征(CRPS)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)、骨性關(guān)節(jié)炎以及骨質(zhì)疏松引起的疼痛[10]。
維生素A 是指一組具有全反式視黃醇生物活性的所有β-芷香酮類衍生物,包括視黃醛、視黃醇、視黃酸及視黃酯,為脂溶性維生素[11];董酒中的含量約255.30 IU/mL,維生素A1(視黃醇)的分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4;是一種黃色黏稠的液體。
分子式(維生素A1):C20H30O,密度(g/mL,20/4 ℃):0.954,沸點(diǎn)137~138 ℃,熔點(diǎn)62~64 ℃;溶于無(wú)水乙醇、甲醇、氯仿、醚、脂肪和油類,幾乎不溶于水或甘油;天然存在于動(dòng)物性食品中的維生素A是相對(duì)穩(wěn)定的,一般烹調(diào)和罐頭加工都不易被破壞。但視黃醇及其同系物在氧的作用下極不穩(wěn)定,僅以弱氧化劑即可將視黃醇氧化,紫外線能促進(jìn)這種氧化過(guò)程的發(fā)生。在無(wú)氧條件下,視黃醛對(duì)堿比較穩(wěn)定,但在酸中不穩(wěn)定,可發(fā)生脫氫或雙鍵的重新排列。油脂在酸敗過(guò)程中,其所含的維生素A 和胡蘿卜素會(huì)受到嚴(yán)重的破壞,但食物中的磷脂、維生素E 或其他抗氧化劑有提高維生素A 穩(wěn)定性的作用[12]。
維生素A 的生理功能:維生素A 是人體中功能最多的維生素,它參與從胚胎發(fā)育到成年的幾個(gè)基本生理過(guò)程,如胚胎發(fā)育、視力、免疫和細(xì)胞分化和增殖,這些功能大部分不是由視黃醇本身進(jìn)行,而是由其活性代謝物進(jìn)行;視黃酸在病毒感染中起免疫調(diào)節(jié)作用;維生素A 參與上皮和黏液組織的形成,對(duì)于上皮的正常形成、發(fā)育與維持具有十分重要的作用;維生素A 具有維持正常視覺(jué)的功能,11-順式視黃醛在視覺(jué)中起著重要作用,可以結(jié)合并維持視紫紅質(zhì)的穩(wěn)定性;在脊椎動(dòng)物發(fā)育過(guò)程中,視黃酸(RA)信號(hào)傳導(dǎo)起著重要作用;視黃醇是一種有效的抗氧化劑,它對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧自由基具有非常高的清除活性;維生素A 維持骨骼正常的生長(zhǎng)發(fā)育、促進(jìn)蛋白質(zhì)的生物合成和骨細(xì)胞的分化;維生素A 還具有抑制腫瘤生長(zhǎng)等功能,在體外能夠抑制不同類型腫瘤細(xì)胞的增殖[13]。
β-石竹烯,又稱β-丁香油精,在董酒中的含量約13.44 μg/L,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5;β-石竹烯是淡黃色油性液體,帶有一種介于丁香和松脂之間的氣味。天然品存在于丁香油、丁香莖油、錫蘭桂皮油、肉桂葉油、薰衣草油、百里香油、胡椒油、甘椒油等精油中。
分子式:C15H24;分子量:204.351;密度:0.9±0.1 g/cm3;沸點(diǎn):268.4±10.0 ℃(760 mmHg);閃點(diǎn):104.9 ℃±13.8 ℃;β-石竹烯不溶于水,但溶于乙醇。
β-石竹烯的生理功能:β-石竹烯在轉(zhuǎn)基因APP/PS1 AD模型中有抗炎作用;β-石竹烯減少了大腦皮層的星形膠質(zhì)細(xì)胞增多癥和小膠質(zhì)細(xì)胞活化以及COX-2 蛋白水平和促炎性細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α[14];β-石竹烯對(duì)金黃色葡萄球菌具有選擇性的抗菌活性(MIC 3±1.0μM),也具有很強(qiáng)的抗氧化作用;對(duì)大腸癌細(xì)胞具有選擇性的抗增殖作用(IC5019μM)。此外,β-石竹烯證明了對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞中克隆形成性、遷移、侵襲和球狀體形成的有效抑制作用;β-石竹烯是負(fù)責(zé)A.crassnia 的選擇性抗癌和抗菌活性的有效成分。β-石竹烯具有巨大的潛力,可以進(jìn)一步發(fā)展成為有前景的針對(duì)大腸惡性腫瘤的化學(xué)治療劑[15];β-石竹烯能增加PTZ 誘導(dǎo)的肌陣攣性抽搐的潛伏期,對(duì)小鼠的PTZ 誘發(fā)的癲癇發(fā)作具有抗驚厥活性[16]。
薄荷醇是一種有機(jī)化合物,是薄荷和歐薄荷精油中的主要成分,董酒中的含量約13.44μg/L,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6;是無(wú)色針狀結(jié)晶或粒狀。
分子式:C10H20O,分子量:156.265,密度:0.9±0.1 g/cm3,沸點(diǎn):215.4 ℃±8.0 ℃(760 mmHg),熔點(diǎn):41~43 ℃;薄荷醇有8種異構(gòu)體,它們的呈香性質(zhì)各不相同,左旋薄荷醇具有薄荷香氣并有清涼的作用,消旋薄荷醇也有清涼作用,可用作牙膏、香水、飲料和糖果等的賦香劑。
薄荷醇的生理功能:在醫(yī)藥上用作刺激藥,作用于皮膚或黏膜,有清涼止癢作用;內(nèi)服可用于頭痛及鼻、咽、喉炎癥等;薄荷醇本身不具有抗增殖活性,但能夠增強(qiáng)LNCaP 細(xì)胞中1α,25(OH)2D3 介導(dǎo)的生長(zhǎng)抑制[17];薄荷醇在藥理學(xué)相關(guān)濃度下是5-HT3受體的變構(gòu)抑制劑[18]。
β-欖香烯是從姜科植物溫郁金Curcuma rcenyujin 中提取出來(lái)的倍半萜烯類有效活性單體,在董酒中的含量約16.68 μg/L,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7;是國(guó)家二類非細(xì)胞毒性抗腫瘤的藥物。
分子式:C15H24,分子量:204.351,密度:0.862 g/cm3,沸點(diǎn):252.1 ℃(760 mmHg),閃點(diǎn):98.3 ℃。
β-欖香烯的生理功能:目前β-欖香烯在臨床上用于治療肺癌、肝癌、乳腺癌等[19];β-欖香烯聯(lián)合卡鉑能增加結(jié)腸癌SW480 細(xì)胞放療敏感性,抑制結(jié)腸癌SW480 細(xì)胞增殖、侵襲水平,提高凋亡水平,其機(jī)制與β-欖香烯聯(lián)合卡鉑能促進(jìn)SW480細(xì)胞Caspase-3、Caspase-6 mRNA和蛋白高表達(dá)有關(guān)[20];β-欖香烯(40μg/mL)聯(lián)合吉非替尼抑制肺癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移及上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)[21];β-欖香烯與姬松茸萃取物具有良好的抗腫瘤作用,這一作用主要與影響免疫機(jī)制、抑制癌細(xì)胞RNA、DNA 合成有關(guān)[22];能顯著抑制B16 細(xì)胞增殖和侵襲能力,降低MMP2表達(dá),提示β-欖香烯可能在抑制B16細(xì)胞增殖和侵襲能力過(guò)程中起重要作用[23];β-欖香烯聯(lián)合多西紫杉醇可促進(jìn)人宮頸癌HeLa細(xì)胞凋亡,并抑制其增殖,表明聯(lián)合用藥可增強(qiáng)抗腫瘤活性[24];β-欖香烯可以抑制糖尿病大鼠血清及視網(wǎng)膜組織中的IL-1β、ICAM-1 炎性因子的產(chǎn)生,且β-欖香烯劑量越大,抑制效果越明顯,提示β-欖香烯可能用于糖尿病視網(wǎng)膜病變的防治[25];β-欖香烯在體內(nèi)外均能顯著抑制糖酵解依賴型乳腺癌高低轉(zhuǎn)移能力細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,通過(guò)調(diào)控PKM2 二、四聚體的轉(zhuǎn)換,降低丙酮酸激酶的活性,抑制乳腺癌細(xì)胞依賴的糖酵解過(guò)程[26]。
鈣是一種金屬元素,鈣在董酒中的含量約6.034 mg/L;常溫下呈銀白色晶體,質(zhì)軟;鈣元素是生命必需的宏量元素之一[27]。
元素符號(hào):Ca,密度1.55 g/cm3,熔點(diǎn)839 ℃±2 ℃;沸點(diǎn)1484 ℃;化合價(jià)+2;電離能:6.113 電子伏特;鈣是第4 周期、第IIA 族元素,化學(xué)性質(zhì)活潑,能與水、酸反應(yīng),有氫氣產(chǎn)生;在空氣中其表面會(huì)形成一層氧化物和氮化物薄膜,以防止繼續(xù)受到腐蝕;加熱時(shí),幾乎能還原所有的金屬氧化物。
鈣的生理功能:鈣是骨骼和牙齒發(fā)育的基本原料,直接影響身高和牙齒健康;鈣能促進(jìn)體內(nèi)某些酶的活動(dòng),調(diào)節(jié)酶的活性作用;參與神經(jīng)、肌肉的活動(dòng)和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放;調(diào)節(jié)激素的分泌。血液的凝固、細(xì)胞黏附、肌肉的收縮活動(dòng)也都需要鈣;鈣還具調(diào)節(jié)心律、降低心血管的通透性、控制炎癥和水腫、維持酸堿平衡等作用[28-30]。
鋅是人體正常發(fā)育中的必需元素,董酒中的含量約0.23 mg/L;鋅是一種銀白色略帶淡藍(lán)色的金屬,在人體不能合成,需要從外界攝取來(lái)滿足機(jī)體的需要;人體所有的器官都含有鋅,以皮膚、骨骼、毛發(fā)、前列腺、生殖腺和眼球等組織中含量最為豐富[31]。
元素符號(hào):Zn,密度為7.14 g/cm3,熔點(diǎn)419.5 ℃,沸點(diǎn)907 ℃;鋅是第4 周期、第ⅡB 族,能夠被空氣中的氧氣氧化,產(chǎn)生氧化鋅。
鋅的生理功能:可以促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育,維持人體正常的食欲,同時(shí)可以增強(qiáng)人體的免疫力,可以促進(jìn)傷口和創(chuàng)傷的愈合,也能影響維生素A 的代謝和正常的視覺(jué),對(duì)眼睛的恢復(fù)有一定的作用,能促進(jìn)維生素A 的吸收作用,能夠維持男性正常的生理功能[32];鋅現(xiàn)在已經(jīng)用來(lái)輔助治療各種皮膚病、神經(jīng)及精神系統(tǒng)疾病[33]。