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白酒与化学01:什么是酒?为什么要喝酒?

已有 1033 次阅读 2021-6-2 17:43 |个人分类:职业新探索|系统分类:科普集锦

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全世界范围内,关于酒的段子都特别多。

比如,“一两二两漱漱口,三两四两不算酒,五两六两扶墙走,七两八两还在吼”;

再比如,“蜗牛不是牛,啤酒不算酒”。


这些都是真的吗?

科学地讲,这中间涉及三个问题:什么是酒?为什么喝酒?酒量指的是什么?

酒和酒量的定义与喝酒的目的之间存在明显的因果关系


01 喝酒的本质:摄入酒精

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从化学的观点来看,酒精/乙醇是一种极性有机分子,有一定的两亲性,容易被人体吸收,更容易与神经细胞物质结合。

从酒在人体内的代谢过程来看,从口腔→胃→小肠→血液→肝脏,一路带来的全是各种“伤害”

唯一的好处是:血液中适当的浓度酒精→大脑→与神经细胞结合→产生愉悦感。

喝酒的愉悦感 = 大脑皮层抑制作用 + 释放多巴胺


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酒精带来的抑制作用,浪漫说法就是“解忧”“减压”

多巴胺快速分泌,对应的则是“兴奋”“蜜汁自信”

从这个意义上说,酒精或乙醇是一种“娱乐性药物”,与大麻、鸦片、烟草等没有本质的区别。


由于其危害性相对较小,酒精成为了多数成年人可以合法获得的“商品”

如果不考虑喝酒这一行为的社交属性,喝酒的目的就是为了获得酒精带来的“愉悦感”。


喝酒只是人体摄入酒精的方式之一。

直接静脉注射含酒精的液体,一样可以实现摄入酒精的目的。


喝酒成为最主要的酒精摄入方式既有偶然性,也有必然性;

既是历史进程的产物,也是由安全和经济成本客观决定的。


02 酒:以饮用方式摄入酒精的载体

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喝酒就是为了摄入酒精,然而100%酒精/乙醇并不适合直接饮用:

  • 在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,其蒸气与空气形成爆炸性混合物

  • 有显著的辛辣滋味,对口腔、食道和胃有强烈的刺激性

  • 由于水和乙醇会形成共沸物,100%酒精难以通过蒸馏方式直接获得

因此,摄入酒精的合理方式就是“喝”含有酒精的水溶液。


“酒”这种特殊商品存在的必要性,就在于它是以饮用方式摄入酒精的载体。

多大浓度的酒精的水溶液才能称为“酒”呢?

一般定义,凡是酒精含量在0.5% (体积分数) 以上的饮料,可称为含酒精饮料,也就是通常所说的酒。


这个关于酒的定义,是否有科学依据呢?

首先看一看法律上的定义


根据国家质量监督检验检疫局发布的《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》(GB19522-2004)中的规定,车辆驾驶人员血液中的酒精含量:

  • ≥20mg/100ml,<80mg/100ml饮酒后驾车

  • ≥80mg/100ml醉酒驾车

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备注:1标准杯 = 10g 或12.7ml 酒精


一般喝酒后30-60min内,血液中的酒精浓度就可达到最高点,吸收的酒精在人体内均匀分布。

以体重为70公斤的成年男性为例,体内含水总量约为42升,血液总量为5升,30min内可以喝光500ml液体为基准进行计算:

凡是酒精度达到2°以上的都可以称为酒。


不同的人,血液中酒精含量的阈值是有很大差异的,法律规定通常是最严格的标准。

理论上,喝藿香正气水(酒精度40~50°)或者喝醪糟蛋花汤(酒精度≥0.5°),都可能构成法律意义上的酒驾。

这与我们日常生活中对于“喝酒”的认知存在显著不同。


那么,从个人感知的角度来看,该如何定义“酒”呢?


当血液中酒精浓度大于某个阈值时,酒精对大脑最外皮层的抑制作用多巴胺分泌作用将会使饮用者明确地感觉到“喝酒”带来的愉悦感——“酒意”

能够带来这种独特“喝酒”感觉的酒精溶液,才是普遍认知意义上的“酒”


血液中酒精浓度 = 酒精摄入速度 - 酒精代谢速度


  • 人体内酒精的代谢速度:

酒精在人体的代谢速度主要取决于两种生物酶(乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶)的水平,由遗传基因决定。

一般来说,人体内酒精的代谢速度为10~30克/小时

酒精在人体内的吸收和代谢需要一个时间过程,完全吸收大概要1~2个小时。

在刚喝完酒的一段时间(比如≤30min),酒精的代谢尚未开始。


  • 血液中酒精浓度的阈值:

参考酒驾标准,可以认为血液中酒精浓度达到醉驾标准(≥80mg/100ml)时,人体一定感受到“酒意”


还是以体重为70公斤的成年男性为例,体内含水总容积约为42升,以30min内可以喝光500ml液体为基准进行计算:

  • 在饮酒初期(≤30min),酒精度≥8.5°

  • 持续饮酒期(>30min),酒精度≥2.5~7.6°

符合以上标准的饮料,无论在任何意义上都是“酒”。


根据以上定义,至少可以得出两个推论:

  • 蜗牛确实不是牛,对于多数人,啤酒(酒精度一般为3.4%—3.8%)真的是酒

  • 二两白酒(≥40°),足以让任何人感受到“酒意”

那么,人们经常提及的“酒量”又该如何定义呢?


03 酒量:不影响日常行为模式的最大酒精摄入量


关于“酒量”的话题,非常魔幻,争议也最大。


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最近,一路向北的云南大象一家人成了“顶流网红”。

相关的一个有趣新闻:5月25日,一头年幼小象当天觅食了大约200斤的酒糟,“醉倒”在村寨。


我们可以得到的信息是:大象的酒量在百斤酒糟的量级。

一般酒糟中酒精含量很低(0.03%~1%)。

相对于其巨大的体重来说,大象的酒量应该算是很小的。


人的“酒量”又如何呢?


科学实验表明,血液中酒精浓度达到不同阈值,人体中枢神经所受的影响差异巨大:

  1. 0.03%~0.06%:饮酒者视力减低,体表血管扩张

  2. 0.06%·0.09%:饮酒者的肌肉不协调,驾车时方向盘把不稳,说话时口齿不清——舌头大了

  3. 0.12%~0.15%:饮酒者反应迟钝,走路不稳,注意力和肌肉协调功能都显著降低

  4. ≥0.20%:沉醉或喧闹状态

  5. ≥0.30%:饮酒者意识模糊,昏迷不醒,甚至失去知觉,体温下降

  6. ≥0.60%:酒精中毒的致死量→呼吸中枢受到抑制→呼吸中止而死亡


按照这个标准,人的血液中所能容纳的绝对酒精量是非常有限的。

还是以一个体重为70公斤的成年男性为例,进行计算:

  • 84g酒精足以让人“喝断片”←沉醉状态

  • 125~250g酒精就可以取人性命←酒精中毒致死量


然而,这与我们的生活常识是明显不符的:

  • 二、三两白酒(40~90g酒精)一般不会让一个成年人进入“断片”状态

  • 酒量半斤、八两(100~180g酒精)的成年人很常见

这是怎么回事呢?


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根据计算公式:

血液中酒精浓度 = 酒精摄入速度 - 酒精代谢速度


有两个因素影响了对酒量的判断:

  • 一场酒局通常会持续几个小时,在这个时间内,人体可以分解代谢的酒精量是很大的

  • 喝酒同时会吃下去大量的食物,而食物吸收了大量的酒精,起到了“缓冲器”的作用


    酒精在人体的代谢速度在10~30g/小时之间,一场酒局3个小时,30min后人体开始代谢酒精:

    正常人体所能分解的酒精含量是25~75g,相当于一两至三两白酒!

    剩余的酒精,还有接近一半“暂存”在消化道的食物中。


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    通过以上简单测算,又可以得出两个结论:

    • 酒量大的本质是:人体分解酒精能力 × 饮酒时间

    • 出来混早晚是要还的:暂存在食物中酒精最终会被吸收或者消化→喝酒时候没醉,回到家反而醉了


    喝酒的目的是为了开心/愉悦,不是为了“喝醉”、“断片”。

    那么该用什么标准来判断“适宜的酒量”呢?


    在上面大象醉酒的报道中,隐含了多数人对于酒量的一个基本判别标准:失去行为控制能力就是饮酒过量。


    失去行为控制能力 = 失去行动协调性 & 口齿不清


    对应成年人的血液酒精阈值大致应该是≤0.10%,也就是一场酒局总酒精摄入量≤120g(≈半斤烈性酒)


    具体到个人酒量的判断,可以推荐一个酒友提供的标准

    饮酒后的第二天早晨,按时起床完成日常的运动量,没有任何不舒服的感觉。


    与喝酒有关的一个有趣的问题:为什么没有人采用静脉注射的方法来摄入酒精?


    静脉注射摄入酒精,显而易见的好处有两条:

    • 高效:少量酒精就可以获得喝酒的愉悦感;比饮用的方式节约了大量的时间,甚至可以省钱

    • 安全:减少了酒精饮用/吸收过程对口腔、食道、消化道,甚至肝脏的伤害


    然而,对于绝大多数人来说,静脉注射是无法接受的酒精摄入方式。

    因为,对于酒友来说,喝酒不仅仅是摄入酒精的过程,还包含更复杂的体验。


    这些体验是什么?与化学有什么关系呢?

    且待《白酒与化学》系列的后续文章来一一解读……


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