徐寧
即便對酵母菌來說,乙醇也有毒,要不然酵母菌就不會將乙醇排出細胞外。酵母菌對乙醇有一個耐受度,一旦超出,酵母菌就會死亡。啤酒酵母和紅酒酵母分別屬于兩個不同譜系,其中最主要的區(qū)別就是紅酒酵母耐受乙醇濃度的能力遠高于啤酒酵母。
人類從很久以前就開始釀酒??茖W(xué)家從中國河南賈湖村遺址考古工作中發(fā)現(xiàn),距今9000多年的古代中國人將稻米、山楂混合,釀出了目前發(fā)現(xiàn)的最古老的酒。但不少人認為人類飲酒的歷史應(yīng)比這一發(fā)現(xiàn)更為久遠,或可追溯到我們的祖先物種。
釀酒的原理可以簡單地概括為:酵母菌吃糖,排出乙醇(酒精)。在自然界中,一些過熟的水果(所謂“酒果”)中含有乙醇。成熟的水果富含單糖,還有酵母菌繁殖必不可少的鈣、鋅等元素,它們對酵母菌來說堪稱完美食物。不知從何時起,酵母菌和水果建立起共生關(guān)系:水果為酵母菌提供營養(yǎng)和繁殖場所,酵母菌負責(zé)制造氣味吸引動物。
酵母菌開創(chuàng)了將水果中的葡萄糖和果糖(都是六碳有機物)分解為乙醇(二碳有機物)的特殊無氧代謝模式。雖然這種代謝模式有點浪費(乙醇中還含有許多能量),但乙醇能讓細菌原生質(zhì)中的蛋白質(zhì)變性失活,這讓乙醇具有良好的殺菌效果。乙醇的這種殺菌抑菌作用對作為真菌的酵母菌十分有利。
“酒果”非但不會因細菌感染而腐敗,“酒果”中的酵母菌還能合成多種酯類、高級醇等芳香物質(zhì),這讓“酒果”有類似香蕉和丁香的氣味。乙醇是良好的溶劑,又很容易揮發(fā),因此“酒果”中具有芳香氣味的有機物很容易溶解在乙醇中,隨風(fēng)擴散。循著誘人的香甜氣味,森林里的動物很容易找到“酒果”。
但乙醇對動物是有毒的。森林中常有因為食用“酒果”而喪命的鳥類。不僅乙醇有毒,乙醇代謝中間產(chǎn)物乙醛的毒性更大。在自然界中,人類是為數(shù)不多的能有效代謝乙醇的動物。除了人類,黑猩猩也喜歡食用“酒果”。那么,為什么人類和黑猩猩等某些靈長目動物能夠耐受高濃度的乙醇呢?
水果表面附著了大量酵母菌
動物腸道內(nèi)的微生物代謝活動會產(chǎn)生乙醇,人類腸道微生物的代謝活動也會產(chǎn)生少量乙醇,因此,動物體內(nèi)都有乙醇脫氫酶等代謝乙醇的酶。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在距今約1000萬年前,人類、大猩猩和黑猩猩的共同祖先發(fā)生了一個關(guān)鍵性基因突變。這個突變讓某些靈長目動物能夠合成一種獨特的乙醇脫氫酶-4(簡稱ADH4酶),它們代謝乙醇的速度大約是普通乙醇脫氫酶的40倍。ADH4酶廣泛存在于靈長目動物的胃、喉和舌,是最先參與乙醇代謝的一種酶。
通過古氣候研究,科學(xué)家知道被認為是人類起源地的非洲大陸在1400萬年前開始逐漸變得寒冷,森林逐漸草原化,這導(dǎo)致許多動物的食物來源減少。ADH4基因突變增強了早期靈長目動物對乙醇的耐受度,讓它們能以落在地上的“酒果”為食,生存競爭力大大提高。
在這個基因變異的基礎(chǔ)上,美國科學(xué)家杜德利于2000年提出“醉猴假說”。他認為,ADH4基因變異不但擴大了靈長目動物的食物來源,還帶來了一個莫大的好處:就像人類在飯桌上靠喝酒拉近彼此間的關(guān)系,乙醇也許讓靈長目動物之間形成更輕松且更牢固的社交紐帶。這或許有助于靈長目動物更好抵御外部威脅,也更容易處理內(nèi)部糾紛。
在歐洲許多國家,孤獨感被視為一大健康威脅。為了解決英國人的孤獨問題,英國政府甚至設(shè)置了“孤獨大臣”這一部長級職位,負責(zé)改善國民孤獨感嚴重問題。一些歐洲國家的政府鼓勵獨居人士常去小酒吧里喝些啤酒,聊聊天,或是帶上一瓶葡萄酒去參加社交活動??梢娋剖侨祟愔匾纳缃患~帶。雖然“醉猴假說”存在爭議,但它不失為一個有關(guān)人類迷戀飲酒和人類文明崛起成因的獨特猜想。
新幾內(nèi)亞擁有悠久的棕櫚酒制作歷史。當?shù)厝擞玫对谧貦皹涓缮蟿澇隹谧?,用干凈的容器接住流出的白色樹汁。樹汁中含有通過棕櫚樹光合作用合成的糖。在無處不在的酵母菌幫助下,甜甜的棕櫚樹汁很快就變成了棕櫚酒。
2015年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當?shù)氐暮谛尚梢呀?jīng)熟練掌握偷酒技術(shù):它們先將棕櫚葉放在口中咀嚼一番;一段時間后,一些難以咀嚼的粗纖維會形成類似海綿的團狀物;黑猩猩利用這些“海綿”從酒桶中吸酒飲用。棕櫚酒的度數(shù)(按體積)為3%~7%。
喝酒前
興奮
大腦活動變緩
完全失去意識
酒入喉嚨后不久,就會開始影響飲酒者對外部世界的感知。人的一舉一動、情感和想法都受神經(jīng)調(diào)控。飲酒過量的人起初會很興奮,接下來行動和思維會被逐漸抑制,這是因為乙醇對大腦主要起抑制作用。起初的興奮感是由于乙醇抑制自律神經(jīng)元的活動,但興奮感只是一種假象,因為隨著乙醇攝入量不斷增加,越來越多的大腦神經(jīng)元會受到抑制。
乙醇通過影響神經(jīng)遞質(zhì)來抑制大腦活動。我們大腦中的神經(jīng)元分為興奮性的和抑制性的這兩類。神經(jīng)元之間依靠神經(jīng)遞質(zhì)傳遞信號。谷氫酸屬于興奮性神經(jīng)遞質(zhì),能刺激大腦活動。乙醇會抑制谷氨酸的釋放,從而讓人的舉止變得緩慢。乙醇還會增加抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸的釋放量,從而進一步減緩飲酒者的思考和動作速度,讓人思維混亂、吐字含糊、走路跌跌撞撞。
為什么酒鬼離不開酒?這是因為乙醇能讓大腦的“獎勵中心”釋放大量快樂物質(zhì)——多巴胺。通過提升大腦內(nèi)多巴胺的水平,乙醇會讓飲酒者產(chǎn)生虛假愉悅感:即便飲酒者正遭受不幸,也會覺得心情愉快,這就是許多人買酒澆愁的原因。多巴胺的這種快樂效果會隨著飲酒次數(shù)增加而減弱。如果飲酒者想維持同樣強度的快感,就必須不斷增加飲酒量。同樣起作用的物質(zhì)還有內(nèi)啡肽。有研究發(fā)現(xiàn),長期酗酒者在口服低劑量乙醇后大腦內(nèi)啡肽分泌量明顯增加。垂體分泌的內(nèi)啡肽能與嗎啡受體結(jié)合,產(chǎn)生類似服用嗎啡的快感,也能緩解疼痛。
乙醇讓大腦分泌更多多巴胺,這是長期飲酒者難以戒酒的根本原因。
乙醇能讓大腦釋放多巴胺和內(nèi)啡肽等“快樂物質(zhì)”,這是許多飲酒者成癮的主要原因。但酒中還有酸、醛、酮、酚、酯、維生素和礦物質(zhì)等物質(zhì),這些成分塑造了不同酒的獨特味覺和嗅覺標簽。
酒中的有機酸會讓口感飽滿,有機酸在賦予酒果香的同時也參與酯化反應(yīng),為酒帶來水果、蜂蜜等氣味。鈣離子能讓酒更為清冽爽口。雙乙酰能讓酒帶有奶油香,但在酒中只能少量存在,稍多就會產(chǎn)生讓人不快的氣味。類似還有正丁醇,它有椰子味。少量乙醛讓酒喝起來有綠茶味,多了則會有水果味。
科學(xué)家在2018年發(fā)布的一項研究結(jié)論中說,他們在分析了195個國家的總共近700個研究數(shù)據(jù)和近600份研究的基礎(chǔ)上,得出乙醇的安全劑量為零的結(jié)論。也就是說,只要喝酒就會危害健康,不存在少量飲酒有益健康的說法。僅在2016年,全球就有約280萬人因飲酒死亡。
2018年的另一項研究結(jié)果,揭示乙醇代謝中間產(chǎn)物——乙醛會破壞人體DNA,造成多種DNA損傷,從而大大提高癌癥發(fā)生概率。乙醛也會損傷骨髓中的造血干細胞,影響人體造血功能。
長期飲酒對肝臟損傷巨大。肝臟是人體的重要解毒器官,也是能量代謝的重要場所。乙醇會損傷肝臟組織,而細胞在修復(fù)肝臟時會留下纖維狀瘢痕。長期飲酒者的肝臟會反復(fù)遭到破壞并進行修復(fù),本來柔軟的肝臟因此被大量纖維代替,導(dǎo)致肝硬化。長期飲酒還會擾亂人體脂質(zhì)代謝,造成飲酒者體重上升,大量積累內(nèi)臟脂肪。
一次性喝太多酒也很危險。人在喝酒時會感覺溫暖,這是因為酒精會加快血液流速,但這也會讓人體散熱速度加快,讓人更容易散失熱量。寒冷冬夜,醉倒在街邊的人很容易因為低體溫癥喪命。更嚴重的是,血液中高含量的乙醇還會麻痹大腦的呼吸中樞,讓人失去呼吸反射,從而窒息死亡。
醉酒后的人更容易散失熱量。造成體溫下降。
健康的肝臟(左)和肝硬化肝臟(右)。
1000萬年前的ADH4基因變異賦予了人類善飲的天賦,這個變異或許還促成了人類這個物種的崛起。即便如此,酒對人類依然有害。人類和酒的關(guān)系還在不斷變化中。2018年。通過對四大洲20個人種超過2500名參與者進行基因分析,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)乙醇脫氫酶基因的一個特殊變種在不同人群中的比例正在升高。這個基因變異將導(dǎo)致攜帶這些基因的人難以有效代謝乙醇,這讓他們的醉酒反應(yīng)比一般人更嚴重。更奇怪的是,這種變異在不同人群中的擴散并非由父母直接遺傳給子女。這或許是個好消息,因為它可能預(yù)示著人類開始逐漸擺脫對酒的依賴。(責(zé)任編輯 王川)
許多東亞人喝酒容易臉紅。這種現(xiàn)象在福建等中國東南部省份尤其常見。臉紅是因為這些人攜帶ALDH2基因,他們雖然能高效地將乙醇代謝為乙醛,但無法快速將乙醛代謝為乙酸,造成乙醛在體內(nèi)大量累積。乙醛對人毒性巨大,不僅會刺激毛細血管,造成充血臉紅,還具有很強的肝毒性,因此,喝酒臉紅的人并不適合飲酒。