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单宁

单宁是一类水溶性、分子量在500~3 000 Da之间的酚类化合物。在植物界中广泛分布,是一种重要的次级代谢产物,也是除木质素以外含量最多的一类植物酚类物质。 [1]

单宁是葡萄酒中所含有的两种类化合物其中的一种物质,尤其在红葡萄酒中含量较多,有益于心脏血管疾病的预防。葡萄酒中的单宁一般是由葡萄籽、皮及梗浸泡发酵而来,或者是因为存于橡木桶内而萃取橡木内的单宁而来。单宁的多少可以决定酒的风味、结构与质地。缺乏单宁的红酒质地轻薄,没有厚实的感觉,薄若莱红酒就是典型代表。单宁丰富的红酒可以存放经年,并且逐渐酝酿出香醇细致的陈年风味。当葡萄酒入口后口腔感觉干涩,口腔黏膜会有褶皱感,那便是单宁在起作用。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,单宁酸和单宁在3类致癌物清单中。 [2]

单宁是英文Tannins的音译,是葡萄酒中所含有的两种酚类化合物(phenoliccompounds)其中的一种物质,尤其是红葡萄酒中含量较多。其来源有二:一为葡萄本身(籽、皮及梗);二为储酒之橡木桶。前者于红葡萄汁带皮带籽(必要时带一些梗)浸泡发酵时,透过酒精而萃取溶入酒液内(白葡萄酒因为去皮去籽仅留下汁液发酵,几乎没有皮与籽中的单宁),后者则因发酵后的酒液于橡木桶内熟成(aged)时,与桶壁接触,而萃取出橡木内的单宁(有些未进行桶内熟成适合年轻人饮用的红酒比如薄若莱,就完全没有这种来源的单宁,相反有些存放于橡木桶熟成的白葡萄酒,会有一些这种来源的单宁)。

单宁的生理活性是其与生物体内的蛋白质、多糖、核酸等作用的最终体现,而这些作用又取决于其分子结构。植物单宁的各种性质,包括自由基清除能力和蛋白质结合能力等主要取决于其化学结构特征特别是分子质量的大小( 聚合度) 。 [3]

按化学结构单宁可分为水解单宁和缩合单宁L3i,前者指酚酸或其衍生物与葡萄糖或多元醇主要通过酯类形成的多酚,在稀酸、稀碱和菌作用下可水解成较简单化合物,又可分为没食子酸单宁(水解后可生成没食子酸)和逆没食子酸单宁(水解后有逆没食子酸即鞣花生成),传统药用植物所含多为水解单宁,如止血消炎的五倍子、保护消化道粘膜的山枝叶、治疗心血管疾病的牡丹根皮等;缩合单宁系黄烷3醇(其衍生物称为儿茶素类)和黄烷3,4二醇(其衍生物称为白花色素类)的聚合物(三个单体以上聚合),不能被水解,在酸、碱或菌的作用下氧化脱水而缩合成高分子红棕色不于水的“螺红”沉淀。食物中所含单宁主要是缩合单宁,切开的苹果、李和茶水久置后即有“螺红”生成。绿茶中单宁实系单宁前体,属儿茶素及其衍生物类,在发酵制成红茶中经菌催化而氧化缩合为茶黄素、茶红素及茶褐素等,具有缩合单宁的性质。低聚缩合单宁可被微血管吸收进入血液而具有抗氧化作用,而多聚物(超过三个单体)无法吸收,或排出体外,或留在胃肠道中,因与蛋白质结合较强而保护胃壁免受酒精、盐酸的伤害。单宁含许多酚羟基,具适于与蛋白质疏水缔合的宽大截面,与蛋白质的配亚胺基交联成键,代替与水的氢键连接,表现疏水性而沉淀,这是其重要性质即收敛性,与分子量成正比,同分子虽则水解单宁收敛性大于缩合单宁。水解单宁的收敛性与疏水基含量直接相关,缩合单宁则与聚合程度有关,蛋白质氨基酸脂肪基越大.疏水性越强,与单宁结合越好,在其等电点沉淀越多。单宁与水溶性蛋白质(如唾液蛋白)结合沉淀,使唾液失去润滑性,舌上皮组织收缩,有干燥感觉,产生涩味;与不溶性蛋白质(如纤维蛋白)结合,增加了物理、化学稳定性,用于螺制。

单宁与蛋白质以疏水键和氢键等方式发生聚合反应,使人产生收敛的感觉,在化妆品中加入单宁,最直接的效果就是收敛作用。含单宁的化妆品在防水条件下对皮肤有很好的附着力,可使粗大毛孔收缩、绷紧而减少皱纹,使皮肤显出细腻的外观。

单宁是一类在紫外线光区有强烈吸收的天然物质,茶多酚、柿子单宁已经被证实对人体无毒性,加了这类单宁的防晒化妆品被称为“紫外线过滤器”,对紫外线的吸收率达98-以上,对日晒皮炎和各种色斑均有明显抗御作用。单宁与单宁之间,或者单宁与黄酮之间以疏水键和氢键形成分子复合体,一方面二者互为辅色素发生共色效应,提高吸光度;另一方面也提高了水溶性,使二者具有协同效应。

皮肤的颜色主要由黑色素的含量决定,黑色素的生成是在紫外线作用下黑色素细胞内的酪氨酸经酪氨酸酶催化合成的。单宁既能吸收紫外线,又能抑制酪氨酸酶和过氧化氢酶的活性,也能使黑色素还原脱色,还能有效清除活性氧,因此在化妆品中加入单宁具有综合美白效果。

胶原在真皮中形成致密的束状与皮肤表面平行。随着年龄的增长,皮肤中的胶原在活性氧自由基的作用下相互交联,使结构变得坚固,缺乏弹性同时形成皱纹。弹性蛋白是维持皮肤弹性最主要的纤维蛋白。它的含量下降或变性是皮肤弹性下降以及皱纹形成的主要原因。抑制弹性蛋白酶对弹性蛋白的降解能力,是恢复皮肤弹性、延缓产生皱纹和衰老的重要途径。单宁具有清除自由基和抑制弹性蛋白酶活力的作用,某些单宁还可以促进细胞新陈代谢、增强皮肤活力使其保持健康、有光泽、有弹性。

皮肤外观健康与否取决于角质层的含水量,长期缺水会导致皮肤粗糙和形成皱纹。单宁分子结构中含有大量的亲水基团酚羟基,这使得其在空气中极易吸潮,因而具有保湿作用。透明质酸是皮肤中的一种黏多糖,起到天然保湿剂的作用。随着年龄的增长,透明质酸会因透明质酸酶的作用而分解,使皮肤硬化引起皱纹。单宁对透明质酸酶有显著的抑制效果,从而真正达到生理上的深层保湿作用。

单宁对多种细菌、真菌和微生物有显著的抑制效果,在相同的抑制浓度下,不会影响人体细胞的生长发育。单宁又有独特的抗氧化性,能有效抵御生物氧化作用,它还有清除活性氧的功能,在化妆品中加入单宁能有效抑菌和具有保健防腐作用。

单宁(Tannins)是一种酸性物质,在化学结构上,由葡萄皮浸入的单宁称为缩合单宁(condensed tannins),从橡木桶汲取的单宁称为水解单宁(hydrolysable tannins)。 [1] [4]

单宁是红葡萄酒的灵魂,它的主要作用有:为葡萄酒建立“骨架”,使酒体结构稳定、坚实丰满;有效地聚合稳定色素物质,为葡萄酒赋予完美和富有活力的颜色;和酒液中的其它物质发生反应,生成新的物质,增加葡萄酒的复杂性。单宁不足的葡萄酒则会发育不良,通常表现为质地轻薄、柔弱无力、素然无味。

当然,单宁含量与红葡萄酒的质量并不成正比,并不是说单宁含量越高,葡萄酒就越好。一杯好的葡萄酒,应该是酒精、酸以及单宁相互协调和平衡的结果。经过试验,有关专家对红葡萄酒的品质得出一个测算公式:酒精度-(总酸+单宁)=柔顺指数,其中总酸和单宁的单位为克每升。柔顺指数超过5的葡萄酒,是品质比较好的葡萄酒。假设一种红葡萄酒的酒精度为12,总酸为3.6克/升,单宁为1.8克/升,那么这种葡萄酒的柔顺指数为12-(3.6+1.8)=6.6,这种葡萄酒应该是协调和谐、丰满醇厚的。

单宁的存在是红葡萄酒和白葡萄酒之间的最主要的区别之一。白葡萄酒是将葡萄原汁与皮渣进行分离后,用葡萄汁发酵制成,所以,白葡萄酒的灵魂是酸(acid)而不是单宁。从化学概念来讲,单宁是一种带负电荷的活性分子,红葡萄酒中的单宁分子量一般在500~3000之间。

在品酒过程中,单宁和唾液中的蛋白质发生化学反应,会使口腔表层产生一种收敛性的触感,人们通常形容为“涩”。如果说“酸”是白葡萄酒的个性,那么,“涩”就是红葡萄酒的个性。“涩”需要一定的度,如果感觉“生涩”、“青涩”,说明这款酒的单宁还需要时间来软化。在漫长的陈储岁月里,单宁会逐渐变得柔顺,由粗糙变为细致,这时候喝起来会感觉圆润顺口,“涩”得恰到好处。

单宁具有抗氧化作用,是一种天然防腐剂,可以有效避免葡萄酒因为被氧化而变酸,使长期储存的葡萄酒能够保持最佳状态,所以,单宁对于红葡萄酒的陈年能力具有决定性的作用。一瓶好年份的红葡萄酒,放到10年以后可能才会渐入佳境。

单宁丰富的红葡萄酒特别适合与油腻的高蛋白物质(比如牛排、干酪、烧鹅、烤鸭红烧肉等)来佐餐。因为单宁分子带有负电荷,蛋白分子带有正电荷,当红酒中的单宁遭遇牛排的蛋白,就会化解油腻,并且迅速软化柔顺起来,这种化学反应会使人的口腔产生十分舒适和愉悦的感觉。

有关医学研究表明,红葡萄酒中的单宁对人体健康十分有益。美国时代周刊曾评出“现代人10大健康食品”:番茄、菠菜坚果花椰菜燕麦鲑鱼、大蒜、蓝莓、绿茶和红葡萄酒。对于红葡萄酒,时代周刊的评论是:“酿酒用的葡萄皮含有丰富的抗氧化物质,可有效降低血胆固醇,防治血管硬化。 [5]

柿子单宁(persimmontannins,PT)对江浙蝮蛇、尖吻蝮蛇眼镜蛇毒中主要酶活力有抑制作用,当有人被毒蛇咬伤时,在伤口处浇上葡萄酒、茶等单宁含量高的东西,可以提高人的存活率

1.决定酒的风味(flavor)、结构(structure)与质地(texture)

葡萄酒含有酒精、单宁等物质,而葡萄汁中没有,这就是葡萄酒与葡萄汁的差异,而这些因素也决定了酒的质地,缺乏单宁的红葡萄酒在结构上会失衡,质地轻薄,没有厚实的感觉,博若莱即为典型之代表;此外单宁亦决定了酒的风味,尤其是陈年老酒,由单宁、色素及酵母菌死细胞等所结合成的沉淀物在酒液中长时间的生化反应,发展出陈年老酒香醇细致的风味。

2.支撑红葡萄酒的长年熟成

单宁的抗氧化特性,使得富含单宁的红葡萄酒得以长年熟成,譬如好年份的五大酒庄,需要三十年以上的熟成,且能让高峰期支撑二、三十年以上。相反,无单宁支撑的红葡萄酒,两到三个月后即使未开瓶也会氧化变酸,又如单宁不多的白葡萄酒如昂贵的Romanne-Conti曾有存放于橡木桶约一年,十至十五年就会开始衰退。

3.有益于预防心脏、血管疾病

红葡萄酒中含有一种物质称Procyanidin,最早于1955年被Masquelier教授所检测出来,不仅对人类的血管有保护作用,并能保护动脉管壁,防止动脉硬化,此外,它还能控制胆固醇,可抑制血液中低密度胆固醇(LDL)氧化,而酒精又可提高血液中高密度胆固醇(HDL)的作用,抑制血小板凝结,可预防血栓的产生,有保护心脏血管之作用。 [6]

4提取自植物细胞液,可用于制革工业

单宁属于鞣酸类物质,是具有鞣皮性的植物成分,结构复杂,鞣皮作用的主体是多元酚。一般具有涩味,可使蛋白质、生物碱沉淀。与重金属离子特别是铁离子结合而形成深绿色、紫色的络合物,广泛分布于植物界。许多植物的木质部、树皮、叶、果实、根中均含有它,在盐肤木等植物形成的虫瘿中,单宁的含量更高达80-。从虫瘿中得到的没食子单宁(galle-tannins)是属于以没食子酸为组分的水解性单宁。此外还有带黄烷(flavane)骨架的复杂结构的单宁,称为缩合型单宁。水解性单宁是可以水解而产生没食子酸和芥子酸(erucic acid)的化合物,这些酸是和糖以缩酚酸形式结合的。另一方面,缩合型单宁可通过酸而聚合,生成所谓栎鞣红色(phlobaphene)的红色无定形沉淀。并认为没食子酸是由莽草酸(shikimic acid)代谢途径的中间物生成的。另外,儿茶酸类等的缩合型单宁是由莽草酸代谢途径和醋酸-丙二酸代谢途径的复合途径生成的。虽然对于单宁在植物体内的生理功能还不清楚,但由于单宁显示出抗菌作用,所以通常认为它对病虫害具有防御作用。

5.单宁含量较高的葡萄

包括赤霞珠(Cabernet Sauvignon)和味而多(Petit Verdot),单宁含量较低的葡萄包括梅洛(Merlot)和黑皮诺(Pinot Noir)。 [7]

虽然高单宁可使酒存放长久,但可能酒中其他物质已成熟透开始走下坡路,单宁还没被软化,依然苦涩。因此一瓶上好的红葡萄酒,是需要单宁与其他组成物质保持一个适当比例的。

单宁虽造成红酒的苦涩,但奇妙的是在将酒妥善存放瓶内一段时间后,它强劲粗狂的个性会转化成清幽雅致而顺喉,因此上好年份的红酒是需要时间熟成的。举例来说,黑比诺葡萄所含的单宁要比赤霞珠葡萄少,单宁少成熟就快,因此用黑比诺葡萄酿的红酒只需存放四到六年就可以达到熟成的巅峰,而用赤霞珠葡萄酿的红酒,则需八至十二年的熟成期。但现今保存长久的好酒愈来愈少了,一听是好酒,大家都迫不及待地想喝掉它,酒商也想快点出清存货来换取现金。其实如果了解单宁就该知道虽然是好酒,但还是需要耐心等待它的圆润熟成到最佳状态来品尝。

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