J. Future Foods | 红酒与清酒（日本米酒）中40种游离氨基酸及5-氨基乙酰丙酸的差异特征

本文系Journal of Future Foods原创编译，欢迎分享，转载请授权。

Introduction

基于对1990年至2016年全球疾病负担研究的系统分析，2016年全球疾病负担（GBD）酒精合作者报告称，酒精使用是全球疾病负担的主要风险因素，并造成重大健康损失。然而，酒精饮料（葡萄酒和清酒）含有丰富的营养，特别是从葡萄和大米中提取的可发酵氨基酸。氨基酸的营养和代谢与健康和预防各种疾病密切相关。本研究的目的是阐明40种游离氨基酸（FAA）在葡萄酒和清酒中的分布。此外，本研究还提供了参与线粒体重要功能的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的含量。采用全自动氨基酸分析仪对FAAs进行检测和分析。计算了每种饮料的芳香氨基酸、支链氨基酸和Fischer比值。单个FAAs在葡萄酒和清酒之间显示出显著差异。清酒富含几乎所有的FAAs，而葡萄酒在某些FAAs中含量很少。清酒富含精氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、谷氨酸和亮氨酸，而葡萄酒则富含脯氨酸（Pro）。4-羟脯氨酸、3-甲基组氨酸、β-丙氨酸、α-氨基丁酸、脯氨酸和α-氨基己二酸6种指标的FAA含量均有所增加。在功能特征的FAAs中，葡萄酒和清酒都含有相当丰富的γ-氨基丁酸和5-ALA。清酒中芳香氨基酸和支链氨基酸的总量明显高于葡萄酒。这些结果表明，葡萄酒和清酒的FAA谱具有明显不同的特征。这种差异是由葡萄酒（单次发酵）和清酒（平行双次发酵）的发酵过程造成的。40种FAA谱在研究葡萄酒和清酒的口感特征方面比较有用。未来，详细的FAA分析有可能发现功能性营养素，如5-ALA，而其他食物通常含有少量的这些FAA。

关于酒精使用是否与疾病负担有复杂的关联，一直存在争议。基于对1990年至2016年全球疾病负担研究的系统分析，2016年全球疾病负担（GBD）酒精合作者报告称，酒精使用是全球疾病负担的主要风险因素，并造成重大健康损失。GBD合作者发现，全因死亡的风险，特别是癌症的风险，随着饮酒量的增加而上升，而最安全的饮酒量是零。在今天缺乏政策行动的情况下，它们对未来的人口健康造成了可怕的后果。然而，适当摄入葡萄酒和清酒（日本米酒）据说对我们的健康和美丽有好处。喝酒的时候找点乐子是最好的办法。

相反，酒精饮料（葡萄酒和清酒）含有丰富的营养，特别是从葡萄和大米中提取的可发酵氨基酸。氨基酸的营养和代谢与健康和预防癌症、年龄相关疾病和肠道生理等疾病密切相关。白酒按制造工艺分为三大类：发酵酒、烈酒和调酒。葡萄酒和清酒被放在同一类别，发酵酒和清酒经常被与葡萄酒进行比较，就发酵酒而言。发酵酒是根据酵母的活性，通过发酵水果（葡萄）和谷物（大米）制成的。

在葡萄酒中，葡萄本来就含有糖，加入酵母后自动开始酒精发酵（单次发酵）。另一方面，由于大米本身不含糖，因此有必要使用曲霉将大米淀粉转化为糖。

在这种变化之后，酒精发酵发生在用酵母从大米淀粉中提取糖的过程中。就清酒而言，糖化和发酵过程同时进行，这种独特的过程被称为平行双重发酵。

由于蒸馏过程，威士忌、白兰地、杜松子酒、朗姆酒和伏特加等烈酒含有很少的游离氨基酸（FAAs）。众所周知，葡萄酒和清酒中含有大量的FAAs。这些FAAs在提高葡萄酒和清酒的口感和风味方面起着重要的作用。近年来在饮料中发现了多种功能性FAAs。许多研究人员期望具有生理活性的FAAs将应用于药物制剂、营养补充剂和化妆品中。然而，出人意料的是，很少有关于FAA在葡萄酒和清酒中的详细资料发表。最近的一项研究引起了人们对其他功能性氨基酸（如鸟氨酸）的重视。在这项研究中，作者记录了其他功能氨基酸的含量，以及必需氨基酸（9种）和非必需氨基酸（11种）。

本研究的目的是阐明40种FAA在葡萄酒和清酒中的分布。此外，本研究还提供了确保线粒体重要功能的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的含量，最近受到越来越多的关注。比较了两种不同成分和不同发酵方式的白酒的FAA特性。

Results

FAAs在葡萄酒和清酒中的结果如图1～5所示。葡萄酒中FAA含量为（6762±4946）nmol/mL，清酒中FAA含量为（13278±6071）nmol/mL。在一定程度上，本研究所用样品中FAAs的测量值存在一定的浓度范围。虽然两种酒精饮料之间的FAA含量没有显著差异，但清酒中的FAA平均含量约为葡萄酒的两倍。单个FAAs在葡萄酒和清酒之间显示出显著差异。清酒富含几乎所有的FAAs，而葡萄酒在某些FAAs中含量很少。清酒富含Arg、Gly、Ala、Val、Glu和Leu（＞1000 nmol/mL），而葡萄酒富含Pro（（4996±3567）nmol/mL）。在葡萄酒的FAA分析中，Pro的浓度明显升高。在本研究分析的大约一半的FAA中，清酒中各FAA浓度均显著高于葡萄酒2～110倍。其中，Arg、Ser、Asn、Gly、GPR、Thr、Ala、Asp、His、Glu、Phe、Leu、Ile、(Cys)2和Tyr。从FAA谱显示，Gly含量远远高于Met含量。与清酒相比，葡萄酒中6种变量（Hyp、3MHis、bAla、ABA、Pro和AAA）的FAA含量均显著升高。

在功能特征的氨基酸方面，葡萄酒和清酒都含有相当丰富的GABA。虽然5-ALA是食品和饮料中缺乏的氨基酸，但葡萄酒和清酒中5-ALA的含量竟然不低于10 nmol/mL。

清酒中芳香氨基酸的平均含量约为葡萄酒的20倍，清酒中支链氨基酸的平均含量约为葡萄酒的12倍，清酒中2类FAAs的总量明显高于葡萄酒。然而，两种酒精饮料之间的Fischer比率（约2.5）没有显著差异。

图1 葡萄酒和清酒中单个FAA浓度的比较

图2 葡萄酒和清酒中单个FAA浓度的比较

图3 葡萄酒和清酒中单个FAA浓度的比较

图4 葡萄酒和清酒中单个FAA浓度的比较

图5 葡萄酒和清酒中单个FAA浓度的比较

本实验的主要目的是试图找出葡萄酒和清酒中FAAs和5-ALA的不同特征。与葡萄酒相比，清酒中的19种FAAs在统计上有显著增加。此外，这些概况表明，在清酒必需氨基酸的水平超过了那些葡萄酒关于变量的八分之五。相比之下，浓度较低的FAAs只有5种（3MHis、bAla、ABA、Pro和AAA）。这些特点显然是由于葡萄酒和清酒的酿造工艺不同造成的。

在从葡萄或米粒汁中提取葡萄酒或清酒的过程中，蛋白质的水解可能是由本地植物材料中存在的内源性酶驱动的发酵过程引起的。此外，这种反应是由各种添加的酶或微生物（如细菌和酵母）的活性产生的。

以FAAs形式出现的分解产物是由原始物质或微生物的自溶产生的，这取决于发酵过程。酿造清酒的过程是用曲霉（米曲霉）和酵母（酿酒酵母）并行的双重发酵。

虽然葡萄酒中的FAA浓度受葡萄品种、产地、苹果酸乳酸发酵和年份的影响，但Arg和GABA是最丰富的FAA，其次是Lys、Ala、Glu、Asp、Leu和乙醇胺。以往的研究表明，日本葡萄酿造的酒富含Pro。

另一项研究表明，Koshu葡萄酒中高浓度的FAA为Pro、Arg、Gln、Lys、Met和Phe，霞多丽葡萄酒中主要的FAA为Pro、Arg、Ala和Lys。在本研究中，除Pro外，Hyp、3MHis、bAla、ABA和AAA也是显著优势的FAAs。这项研究证实了GABA水平的增加，这取决于从原葡萄中提取的初级氨基酸。

在功能特征的FAAs中，GABA作为抑制性神经递质对人类具有镇静和降压作用。GABA是一种非蛋白质氨基酸，普遍存在于食物基质中蔬菜（番茄、茄子、芦笋以及豆芽、小豆、大豆、豌豆）和水果（葡萄、甜瓜）。结果表明，清酒中GABA含量的增加程度与葡萄酒中相同。在酒中，GABA肯定是由发酵过程产生的，如发酵食品，如中国发酵大豆和泡菜（韩国泡菜）。

最近的一项研究描述了4种不同类型的发酵饮料（清酒、葡萄酒、香槟和啤酒）根据3种基本口味进行分类：鲜味FAA（Gly和Asp），甜味FAA（Pro、Gly、Ala、Thr和Ser）和苦味FAA（His、Arg、Val、Met、Try、Phe、Ile、Leu和Lys）。FAAs的测定增加了准确评估清酒味道的可能性。40种FAA谱对于了解饮料的口感以及葡萄酒和清酒中与营养素相关的功能特征具有重要意义。

Conclusion

综上所述，本研究的结果表明，葡萄酒和清酒的FAA谱具有明显不同的特征。这种差异是由葡萄酒（单次发酵）和清酒（平行双次发酵）的发酵过程造成的。40种FAA谱在研究葡萄酒和清酒的口感特征方面比较有用。未来，详细的FAA分析有可能发现功能性营养素，如5-ALA，而其他食物通常含有少量的这些FAA。

Different characteristics of 40 kinds of free amino acids and 5-amino levulinic acid between wines and sakes (Japanese rice wines)

Tohru Kimura*

Laboratory of Animal Science, Joint Faculty of Veterinary Medicine, Yamaguchi University, Yamaguchi 753-8515, Japan

*Corresponding author.

Abstract

Based on a systemic analysis for the global burden of disease study from 1990 to 2016, the Global Burden of Diseases (GBD) 2016 Alcohol Collaborators reported that alcohol use was a leading risk factor for global disease burden and caused substantial health loss. However, alcoholic drink (wines and sakes) contains abundant nutrients, particularly fermentable amino acids derived from grapes and rice. Amino acid nutrition and metabolism is strongly associated with health and prevention against various diseases. The purpose of this study was to elucidate 40 kinds of free amino acid (FAA) profiles in wines and sakes. In addition, the present study also provided the contents of 5-aminolevulinic acid (5-ALA) involved in the vital functionality of mitochondria. FAAs were detected and analyzed by use of an automatic amino acid analyzer. Aromatic amino acid, branched chain amino acid and Fischer ratio were calculated for each beverage. Individual FAAs showed significant differences between wines and sakes. Sakes abundantly contained almost all FAAs whereas wines had just a little content in some FAAs. Sake were rich in arginine, glycine, alanine, valine, glutamic acid and leucine, while wines were remarkably rich in proline (Pro). Wines showed increased FAA levels in 6 kinds of variables (4-hydroxyproline, 3-methyl histidine, β-alanine, α-aminobutyric acid, Pro and α-aminoadipic acid). In functionally characteristic FAAs, both wines and sakes were considerably abundant in γ-aminobutyric acid and 5-ALA. The total amount of aromatic amino acid and branched chain amino acid were markedly higher in sakes than in wines. These results revealed that there were the apparent different characteristics in FAA profiles between wines and sakes. This difference resulted from fermentation process in wines (single fermentation) and sakes (parallel double fermentation). Forty kinds of FAA profiles are more useful in investigating characteristics of the taste of wines and sakes. In future, detailed FAA analysis has the potential to find functional nutrients such as 5-ALA, whereas other foods generally contain little amount of these FAAs.

Reference:

KIMURA T. Different characteristics of 40 kinds of free amino acids and 5-amino levulinic acid between wines and sakes (Japanese rice wines)[J]. Journal of Future Foods, 2024, 4(4): 361-368. DOI:10.1016/j.jfutfo.2023.11.008.

翻译：母朵银（实习）

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意