中国白酒和洋酒有什么区别---菌群&代谢研究解密新线索

　　

又到节假日了，很多人要坐上酒桌，在亲朋好友的聚会中举起各色的酒杯，杯子里可能是白酒、啤酒、葡萄酒，还可能是来自国外的白兰地、威士忌、伏特加等洋酒。说到这些种类繁多的佳酿，其实“众口不一”。很多人说，中国白酒口感丰富，远胜烈酒；而洋酒爱好者们会反对这一说法，认为洋酒更加“味道纯净”！那么同是蒸馏酒，白酒与洋酒究竟有什么区別呢？

从化学成分上来看，蒸馏酒是水、乙醇和数千种小分子有机化合物的混合物。这些化合物（又叫风味物质）的存在造就了每种酒独特的风味和口感。这些物质的不同则是因为原料、生产工艺和成熟条件不同引起的。

蒸馏酒用粮食（高粱、麦子、米、青稞、玉米等）通过发酵制备而成。在人类文明史上，世界各地出现过各种带有浓厚地域特征和文化的蒸馏酒，如威士忌、白兰地、朗姆酒、伏特加和中国白酒。因此，酒还是一种民族和地域文化的象征。如今，无论是在商业上还是文化上，蒸馏酒都是高附加值产品，在酒类饮品中消费份额巨大。例如，我国的茅台酒和五粮液两家企业，2019年的营业额分别达到千亿元水平。

大多数西方的蒸馏酒是用酵母进行发酵，而我国的传统白酒是由微生物(细菌、酵母和丝状真菌)发酵的。白酒是通过固态发酵和蒸馏生产，而西方白酒是通过液态深层发酵和蒸馏生产。那么中国白酒与西方的白酒因为发酵工艺上的差别，导致在成分上出现哪些变化呢？

我们与江南大学的酿酒团队合作，将24种蒸馏酒中挥发性成分和非挥发性成分进行检测分析，发现在挥发性成分中（Figure 1），酯类化合物是蒸馏酒中最重要的一类风味化合物，除了几款伏加特，其他酒的脂类化合物总浓度最高。不同品种的蒸馏酒中各种脂类化合物也存在不同，如威士忌、白兰地和朗姆酒中辛酸乙酯、癸酸乙酯较多，而在中国白酒中，酱香型白酒（如茅台）的乳酸乙酯、乙酸乙酯含量较高，浓香型白酒（如五粮液）中己酸乙酯、戊酸乙酯浓度较高，清香型白酒（如汾酒）中乙酸乙酯、癸酸乙酯居多。挥发性成分中其他物质种类含量较多分别是醇类和苯类衍生物、醛酮、有机酸。非挥发性成分中（Figure 2），含量较多的物质种类分别为有机酸(46种)、糖类(43种)、苯类衍生物(30)和醇类(27种)。中国白酒中非挥发性有机酸浓度（283-727 mg/L）普遍高于西方白酒（16-378 mg/L），其中乳酸为主要成分（7–53%）。这些化学成分上的表征为今后研究这些蒸馏酒对人体健康的影响提供了基础信息。

白酒与洋酒在成分上的差异和相似之处如Figure 3,4,5所示，影响中国白酒与西方白酒成分差异的因素可归结为四个：原料、生产工艺、微生物、容器。原料具有直接或间接作用，有些原料成分可以直接加入蒸馏酒中，如β-金合欢烯、倍半萜类成分Vitispirane，而有些原料需要被微生物降解从而发挥作用。生产工艺和酿酒微生物是造成中西蒸馏酒成分差异的主要因素。中国白酒发酵过程会采用独特的同步糖化发酵(SSF)，其中乳酸菌和梭状芽胞杆菌比例居多，这些菌株可有效地产生乳酸、丁酸、己酸以及相应的酯类。容器内老化是另一个重要因素，许多重要香料化合物来自于老化的容器，如橡木内酯，香兰素和香酸。

酒中的化学成分决定了风味和口感。白酒的香型与风味取決于发酵的酒曲。酒曲酿酒，使白酒中含有大量的醛类，醛类和醇类发生酯化反应，也就形成了复杂的，不同于洋酒的浓郁香味。中国釀酒界有一句话叫 -“曲定酒香”，不同发酵工艺造成的白酒主要可以分为五种香型，即：酱香型（发酵溫度60℃以上）、浓香型（发酵溫度55℃左右）、清香型（发酵溫度略微高于50℃）、以及米香型和兼香型。而洋酒，以威士忌为例，它的風味70%取決于橡木桶。陈釀威士忌的橡木桶会让威士忌帶有蜂蜜，焦糖，以及香草的香气。大多数西方酒是在橡木桶中陈酿的，而中国白酒则是在陶罐中陈酿的。

这些不同的风味物质成分到底有什么意义呢？其实蒸馏酒中已发现的化合物如醛酮、吡嗪、醇类、脂肪酸和乙酯都是具有生物活性的。目前研究发现蜂蜜中大量苯类衍生物具有抗菌活性，特别是对革兰氏阴性菌；蒸馏酒中苯类衍生物也可能在减轻乙醇引起的肠道菌群失调方面发挥作用。我们与江南大学徐岩教授的团队合作从肠道菌群及宿主代谢角度展开动物实验研究，以了解白酒中具有生物活性的化合物是否真的能发挥对健康有益的作用。

我们对正常组、白酒干预组（3.12倍标准饮酒剂量）、以及同等剂量的酒精干预组进行不同周期干预（4周、8周、12周），通过HE染色、油红染色、血浆ALT、肝脏甘油三酯、硫代巴比妥酸值结果可以看出白酒干预组脂肪变性、脂滴累积、肝损伤及肝脏氧化应激程度均比同等剂量的酒精组轻。说明白酒中生物活性化合物可能具有保护肝脏的作用（Figure 6,7）。

为了研究模型中所观察到的肝损伤是否与肠道菌群有关，对盲肠微生物群进行16S rRNA检测，结果显示白酒和酒精两组菌群群落结构存在显著差异，鉴定出的28个关键OTUs中有19个OTUs在酒精组中丰度升高，如螺杆菌属、瘤胃球菌属、普氏菌属，另外9个在酒精组中丰度降低，如嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia）。酒精组中Akkermansia丰度降低可能诱导回肠组织中紧密连接蛋白表达减少从而影响肠屏障的功能。该部分结果表明白酒可能通过其风味物质成分减弱酒精引起的Akkermansia丰度降低而改善肠屏障功能（Figure 8,9）。

随后对盲肠内容物进行代谢组学检测分析，发现白酒组碳水化合物类代谢物浓度低于酒精组，提示其消耗增加并会产生对肠屏障具有保护作用的短链脂肪酸。对短链脂肪酸进行分析，结果显示，白酒组短链脂肪酸浓度（乙酸、丁酸、异丁酸、戊酸）显著高于酒精组，尤其是乙酸和丁酸（Figure 10,11）。由此可以说明，白酒和纯酒精的干预方式可导致肠道菌群及其功能出现差异性变化。为了验证较低剂量的白酒或酒精对肝脏的影响是否也是如此，我们采用低剂量白酒、酒精、以及酒精和白酒中风味成分组成的混合物进行验证实验，Figure 12。

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该研究证实白酒干预造成的肝损伤程度均显著低于酒精，而用白酒中的风味物质成分添加到酒精中进行干预，能够模拟出白酒降低肝损伤的表型。其机制（之一）是白酒中的有机风味物质通过减弱酒精导致的AKK菌（Akkermansia）丰度下降，增加肠道内有益代谢物浓度如短链脂肪酸，改善肠屏障功能，揭示白酒中的风味活性成分对酒精诱导的肝损伤具有一定的缓解作用。

最后，让我们再看一眼图1，尤其是Figure1B，如果将“口感丰富”的中国白酒跟“味道纯净”的洋酒相比，有一点可以肯定，白酒中的具有生物活性的风味物质成分要高出很多！

参考文献
1. Fang C, Du H, Jia W, et al. Compositional Differences and Similarities between Typical Chinese Baijiu and Western Liquor as Revealed by Mass Spectrometry-Based Metabolomics. Metabolites. 2018, 9(1).
2. Fang C, Du H, Zheng X, et al. Solid-state fermented Chinesealcoholic beverage (baijiu) and ethanol resulted in distinct metabolic andmicrobiome responses. FASEB J. 2019, 33(6): 7274-7288.