葡萄酒、啤酒和中国白酒与心血管健康的关系：适度饮酒的影响

2022-11-24 12:42:38

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Introduction

心血管疾病是全球范围造成死亡的最主要原因，在2016年因心血管疾病死亡的人数攀升至近1800万。饮酒与健康的关系长久以来都是颇有争议的话题，大量饮酒毋庸置疑会危害人体健康，包括肝炎、神经认知障碍和某些癌症；然而，也有大量的流行病学研究发现轻度适度饮酒可以带来多种积极后果，例如降低二型糖尿病、心血管疾病、代谢综合征和某些癌症的风险。在强调大量饮酒的健康危害的同时，我们不能否认适度饮酒的积极作用，反之亦然。本综述从流行病学角度出发，探讨了适量饮酒对不同心血管疾病的影响，并以葡萄酒、啤酒和白酒为代表，概述在适量饮用前提下这三种酒精饮料中的乙醇和非乙醇成分对心血管系统的保护作用和推定机制，并探讨当前研究存在的局限性与争议。

大量研究数据显示，多种心血管疾病（冠心病、动脉粥样硬化、中风等）的患病率与饮酒量之间的关系呈现J形或U形曲线，即与不饮酒的人相比，适度饮酒的人患心脏和血管疾病的可能性较小。而酒精饮用量的持续增加会逐渐对健康造成不利影响。低浓度酒精可通过影响血脂蛋白谱、血小板聚集、氧化应激、胰岛素敏感性和内皮功能，对心血管产生保护作用。由于生产原料、发酵技术、生产环境等方面的差异，酒精饮料中除乙醇外的其他成分有很大的不同，也会导致对人体健康不同的影响。随着酒中功能因子及其形成机制的研究增多，人们可以通过调整原料使用和优化发酵工艺等手段来丰富酒中健康因子的含量。与其他酒种相比，白酒健康的研究仍处于起步阶段，鉴于其不断扩大的全球市场规模和独特的生物活性成分分布，具有非常重要的研究价值。

图1 葡萄酒、啤酒和白酒的原料、发酵类型、酒精含量和推荐饮用量的区别

推定机制

由于流行病学的局限性，有必要阐明适度饮酒对心脏保护作用的作用机制。低浓度的酒精通过影响血液脂蛋白谱、血小板聚集、氧化应激、胰岛素敏感性和内皮功能而有助于心血管保护。

CVDs通常从动脉粥样硬化开始，这是一个复杂的多因素的动脉壁增厚和变窄的过程，由脂质，主要是氧化的低密度脂蛋白（LDL）与结缔组织、细胞碎片、钙沉积和炎症因子的积累引起（如图2所示）。它始于由高LDL和甘油三酯（TG）水平、高血压或其他氧化应激因素引起的内皮损伤。源自单核细胞的巨噬细胞被召集到损伤部位，吞噬氧化LDL，最终成为充满胆固醇的泡沫细胞。随着这一过程的继续，钙化和炎症的加剧导致了血管斑块，这是各种心血管疾病的罪魁祸首。

图2 适量饮酒对动脉粥样硬化的有益影响。适度饮酒可以1）抑制促炎因子的分泌；2)通过刺激胆固醇酯化来增强胆固醇的反向转运；3)改善血管内皮损伤

为了对抗动脉粥样硬化，HDL-C，被认为是“好”胆固醇，负责通过胆固醇酯化作用（EST）将胆固醇从泡沫细胞和其他脂蛋白转移回肝脏。适度的酒精摄入对心脏的保护作用主要来自于通过增加HDL-C和EST水平来增强脂质代谢。一项针对高危男性受试者的随机、交叉、控制的干预试验显示，连续四周摄入啤酒（30 g乙醇/d）可增加血浆HDL-C、载脂蛋白A1（ApoA-I）和载脂蛋白A-II（ApoA-II）的浓度并降低纤维蛋白原水平。载脂蛋白A-1和载脂蛋白A-II是构成HDL的关键蛋白，而纤维蛋白原被用作血液凝固形成的生物标志物。同样，在一项中国白酒的随机平行营养干预研究中，受试者在28 d内接受30 mL传统或茶味白酒（45% ABV），其HDL-C/LDL-C比率和载脂蛋白A1水平明显高于对照组。

适度饮酒降低心血管疾病风险的合理机制还包括减轻炎症和氧化压力。一项随机、交叉的营养干预研究表明，适度饮酒可显著降低血浆C反应蛋白（CRP）和纤维蛋白原水平，分别降低35%（P＝0.02）和12.4%（P≤0.001）。CRP是检测体内炎症的一个标准生物标志物。此外，适度饮酒减少血管氧化损伤的原因可能是Akt/eNOS途径的激活，因此减少了细胞凋亡和脂质过氧化。此外，研究发现，适度饮酒可以改善内皮功能和血流量。

除了上面讨论的机制，适度饮酒通过减轻血管损伤和加强内皮功能来改善动脉粥样硬化的进展。动脉粥样硬化通常以血管破裂开始。一项涉及33名心血管高危男性的临床试验发现，适度饮用啤酒可能通过增强循环内皮祖细胞的生成而有助于内皮修复。这一发现与一项临床前研究相吻合，该研究使用Sprague-Dawley（SD）大鼠研究乙醇摄入如何影响新血管的形成和缺血损伤的恢复。该研究显示，摄入乙醇通过上调血管内皮生长因子的表达促进血管密度。此外，适量饮酒的人往往比不饮酒的人和大量饮酒的人有更好的流量介导的扩张（FMD）条件。对健康、不吸烟的受试者进行的一项随机、单盲、交叉研究，发现饮用啤酒可以改善内皮功能，其评估方法是显著提高FMD水平。FMD是一种广泛使用的衡量内皮功能的方法。总之，适度饮酒可能在动脉粥样硬化发展的三个主要步骤中发挥积极影响。

白酒中的非乙醇成分

中国白酒是一种中国传统的酒精饮料，有2000多年的历史，可以追溯到西汉时期（202 BC—8 AD）。它被公认为是中国的国酒，也是全球最著名的蒸馏酒之一，与白兰地、杜松子酒、朗姆酒、伏特加和威士忌齐名。白酒通常是由谷物（高粱、大米、小麦、玉米、小米、豌豆、青稞等）在固体或半固体状态下与不同种类的发酵剂培养物（大曲、小曲、麸曲）同时进行糖化和发酵后蒸馏得到的。在混合和装瓶销售之前，白酒需要经过几年的陈酿，以提高风味的复杂性。中国白酒的独特制造工艺使其具有独特的香气和生物活性分子特征。

水和乙醇约占白酒的98%，其余2%是数千种微量成分。中国白酒远远超出了纯乙醇和水的混合物。截至2019年，白酒中已检测到2020种化合物，其中有138种促进健康的化合物，包括挥发性化合物，如酚类、有机酸、酯类、内酯类、吡嗪类、含硫化合物、萜类、呋喃类、醛类，以及非挥发性化合物，如氨基酸、多元醇、矿物质、维生素和生物活性肽（图3）。据报道，白酒中的挥发性化合物通过改善肠道微生物群和增加功能性肠道脂肪酸浓度来保护乙醇引起的肝损伤。另一方面，非挥发性化合物如生物活性肽在细胞模型中显示出显著的抗氧化功能。

图3 中国白酒中的健康因子种类及其功能

酚类化合物在所有中国白酒的颜色、味道和香气的形成中起着关键作用，同时具有抗氧化特性。研究发现，所有测试的五种类型的白酒（浓香型、清香型、酱香型、芝麻香型和老白干香型）都在一定程度上表现出清除自由基的能力，这可能是由于白酒中的酚类化合物。白酒中的有益酚类物质包括阿魏酸、没食子酸、甲基愈创木酚（4-MG）、4-乙基愈创木酚（4-EG）、儿茶素等。阿魏酸是一种天然的抗氧化剂，具有抗血栓、抗炎和镇痛的作用，在临床上被用来治疗CHD、中风、白细胞减少症和血小板减少症。白酒中的酚类化合物，特别是4-MG、4-EG和香兰素（VA）的抗氧化作用，已经使用多种体外模型进行了评估。古井贡白酒（一种浓香型白酒品牌）中的4-MG、4-EG和VA的浓度分别为126～1580、129～1708和375～3196 μg/L。由于每种类型的白酒都有独特的制造工艺，因此不同类型和品牌白酒的酚类化合物的含量有巨大的差异。经证实，这些酚类化合物可以通过激活Keap1-Nrf2信号途径增强抗氧化酶的表达，以剂量依赖的方式缓解或逆转AAPH引起的细胞内氧化应激。

适量饮用白酒时，由于其非酒精成分，也能提高炎症抵抗力。如前所述，血管内皮的慢性炎症与动脉粥样硬化的发展密切相关，导致各种心血管疾病。4-EG是一种天然的抗炎剂，能够逆转细胞模型中脂多糖（LPS）引起的炎症。LPS是一种内毒素，能刺激免疫反应，产生促炎症介质和细胞因子，因此被广泛用于评估抗炎药物的疗效。更重要的是，白酒提取物（主要是酯类、多元醇、酸类、芳香族化合物、呋喃类、醛类和吡嗪类）已被报道可以在体外防止LPS引起的炎症。研究发现，白酒提取物通过抑制MAPK和PI3K/AKT途径的激活（这两条信号途径参与了体内的抗炎活动），显示出显著抑制LPS诱导的NO和TNF-α的分泌以及单核巨噬细胞中活性氧（ROS）的产生。

除了酚类化合物，在白酒中发现的另一个代表性的生物活性物是吡嗪类。吡嗪类是中国白酒中重要的风味化合物。在浓香型、清香型、酱香型、芝麻香型和老白干型白酒中采用顶空固相微萃取法（HS-SMPE）结合气相色谱-氮磷检测器联用（GC-NPD）检测出9种吡嗪，其总量在310.35～3456.44 μg/kg之间。体外研究发现，2-甲基吡嗪和2,3,5,6-四甲基吡嗪能够分解甘油三酯，因此可能对降低血脂和预防血栓形成有一定好处。

由于白酒的原料（主要是谷物）含有各种蛋白质，推测白酒在发酵过程中经过微生物水解后，会有低沸点的多肽和氨基酸。因此，有研究在芝麻香型白酒中发现了一种生物活性三肽，即Pro-His-Pro（PHP）。不幸的是，其浓度太低，无法量化。PHP被发现带有体内血管紧张素转换酶（ACE）的抑制特性，并通过Nrf2信号传导保护HepG2细胞免受APPH诱导的氧化压力，其中ACE抑制剂是一类常用于降低血压的药物。此外，在芝麻香型白酒中发现了另一种四肽，Ala-Lys-Arg-Ala（AKRA），其浓度为8.497 μg/L。AKRA在AAPH诱导的氧化应激模型中也具有抗氧化作用，可以抑制ROS的产生，并抑制丙二醛（MDA）等促炎症因子的形成。事实上，更多的生物活性肽不断从白酒发酵过程中的副产品中被发现，如酒糟（蒸馏后的残留物）和酒醅（发酵的谷物）。生物利用度低是食物来源的生物活性肽的一个共同挑战，为了解决这个问题，人们开发了各种载体材料来将肽输送到目标组织。遗憾的是，目前缺乏对白酒中的肽的消化后代谢的体内研究，因此，肽是否能从胃酸中保持完整并抵抗消化酶的作用仍然是一个问题。需要更多的临床试验来证实生物活性肽对白酒抗动脉粥样硬化作用的贡献，并在未来找到合适的传输系统来提高白酒肽的生物利用率。

第一作者

康桥，女，北京工商大学在读博士研究生，研究方向为白酒风味与健康。

通信作者

孙金沅，博士，北京工商大学轻工科学技术学院酿酒工程系副研究员，硕士生导师，中国食品科学技术学会传统酿造食品分会第一届理事会理事，2020届中国酒业协会国家级特邀白酒评委。以风味和健康为导向，主要从事白酒风味化学、白酒以及酒醅/酒糟中生物活性成分研究。作为项目负责人主持2项国家自然科学基金项目，参加其他国家级及省部级项目20余项；主持横向项目6项，参与20余项；以第一作者和通讯作者身份发表论文50余篇，其中SCI收录30余篇。

孙宝国，中国工程院院士，中国工程院环境与轻纺学部副主任，中国食品科学技术学会理事长。构建了肉香味含硫化合物分子特征结构单元模型，研究成功了一系列重要肉香味食品香料制造技术，奠定了我国3-呋喃硫化物系列和不对称二硫醚类食品香料制造的技术基础；凝练出了“味料同源”的中国特色肉味香精制造新理念，研究成功了以畜禽肉、骨、脂肪为主要原料的肉味香精制造技术，奠定了我国肉味香精制造的技术基础；致力于白酒化学研究，提出了白酒英文翻译是“Baijiu”、白酒是中国的“国酒”、研究导向是“健康风味双导向”、品质提升方向是“内寻外加、自然强化”、发展方向是“生产现代化、市场国际化”、适量饮酒有益身体健康等观点；致力于食品添加剂和白酒科普工作，主编酒类综合科普书《国酒》荣获2020年中国石油和化学工业优秀出版物一等奖。主持国家自然科学基金项目5项，国家973、863和国家科技支撑项目7项。主编学术著作15部，发表SCI收录论文200余篇，获授权发明专利20余项。作为第一完成人荣获国家技术发明奖二等奖1项、国家科学技术进步二等奖3项。荣获2019年何梁何利“科学与技术进步奖”，2021年中国酒业协会“中国酒业重大科技贡献人物”。

Wine, beer and Chinese Baijiu in relation to cardiovascular health: the impact of moderate drinking

Qiao Kang^a,b, Jinyuan Sun^a,b,*, Bowen Wang^a,b, Baoguo Sun^a,b,*

^a Beijing Laboratory for Food Quality and Safety, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

^b Key Laboratory of Brewing Molecular Engineering of China Light Industry, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

*Corresponding author.

E-mail address: sunjinyuan@btbu.edu.cn

sunbg@btbu.edu.cn

Abstract

Excessive alcohol consumption (≥15 drinks per week) causes chronic diseases and multiple other health conditions. Nevertheless, alcohol beverages have been used as a vital medicine ingredient in various cultures since ancient times. A wealth of epidemiological and experimental research has shown that light-moderate alcohol consumption, regardless of beverage type, is associated with reducing cardiovascular incidence and mortality rate. Due to the disparities in raw materials, fermentation techniques, production environment, etc., alcoholic beverages tend to possess different non-ethanol component profiles, thus resulting in varying degrees of health effects. Furthermore, bioactive compounds in alcohol are continuously discovered as well as the mechanisms underlying their cardioprotective contributions at a molecular level. This article elucidates the epidemiology of moderate alcohol consumption and various cardiovascular conditions, along with the limitations and controversies of current studies. In addition, protective effects and putative mechanisms of both ethanol and non-ethanol components of wine, beer, and Chinese Baijiu, the three most representative alcoholic beverages worldwide, are to be evaluated within the context of a rational drinking pattern.

Reference:

KANG Q, SUN J Y, WANG B W, et al. Wine, beer and Chinese Baijiu in relation to cardiovascular health: the impact of moderate drinking[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(1): 1-13. DOI:10.1016/j.fshw.2022.07.013.

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