□ 姚曉潔 谷瑞麗 姬建生 楊森楠 夏 嘉 河南省口岸食品檢驗(yàn)檢測(cè)所
氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC),又稱為脲脘、烏拉坦、烏來雅,無色結(jié)晶或白色粉末,易燃,無臭,具有清涼味,易溶于水、乙醇、乙醚和甘油。EC是食品發(fā)酵過程中產(chǎn)生的一種化學(xué)污染物,廣泛存在于發(fā)酵食品中和酒精飲料中。EC對(duì)于嚙齒動(dòng)物是一種多位點(diǎn)致癌物,可以導(dǎo)致動(dòng)物發(fā)生肺癌、淋巴癌、肝癌和皮膚癌等疾病,并且乙醇對(duì)EC的致癌性有促進(jìn)作用[1-3]。2007年,國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)IARC正式將其確定為2A類致癌物質(zhì)。聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織聯(lián)合食品添加劑專家委員會(huì)曾在2005年進(jìn)行了有關(guān)EC的評(píng)估,認(rèn)為從食物(不包括酒精飲品)中攝入的EC分量,對(duì)健康的影響不大,但經(jīng)食物和酒精飲品攝入的EC總量,則可能對(duì)健康構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)[4-5]。
白酒是我國(guó)傳統(tǒng)的蒸餾酒,也是我國(guó)特有的傳統(tǒng)酒種,它以獨(dú)特的釀造工藝和獨(dú)特的酒體風(fēng)味深受消費(fèi)者的青睞。近年來,白酒中潛在的氨基甲酸乙酯愈加引人關(guān)注[6-7]。早在1985年,加拿大規(guī)定了氨基甲酸乙酯的限量標(biāo)準(zhǔn)為150μg/kg,目前國(guó)際上沒有統(tǒng)一限量,國(guó)際上以加拿大限量作為主要參照[8],我國(guó)目前尚未制定EC含量的限量指標(biāo)。本研究旨在通過對(duì)2018年從河南省各地市生產(chǎn)企業(yè)、超市、小商店等隨機(jī)抽取的1 882份樣品按照GB 5009.223-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基甲酸乙酯的測(cè)定》進(jìn)行檢測(cè),對(duì)本省流通的白酒產(chǎn)品中EC含量進(jìn)行跟蹤和分析,為廣大人民群眾健康飲酒提供指導(dǎo)數(shù)據(jù),為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考依據(jù)。
EC標(biāo)準(zhǔn)品(C3H7O2N,CAS:51-79-6,99.0%,北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司)、D5-EC標(biāo)準(zhǔn)品(C3H2D5NO2,CAS:73962-07-9,100μg/mL,F(xiàn)irstStandard)、氯化鈉(分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠)、正己烷(色譜純,F(xiàn)isher)、乙酸乙酯(色譜純,VBS-biologic INC)、甲醇(色譜純,Merck)、乙醚、堿性硅藻土小柱(CNW0)、無水硫酸鈉小柱(DIKMA)、0.22 μm有機(jī)濾膜(天津津騰公司)、樣品:本實(shí)驗(yàn)中所用白酒是2018年從河南省各地市生產(chǎn)企業(yè)、超市、小商店等隨機(jī)抽取的1882份樣品。
氣相色譜-質(zhì)譜儀(7890B-5977A,美國(guó)安捷倫公司)、色譜柱(HPINNOWAX,30m×0.25mm,0.50μm,美國(guó)安捷倫公司)、萬(wàn)分之一天平(瑞士梅特勒托利多)、氮吹儀(ORG,N-EVAP24)、固相萃取裝置(安捷倫)
1.3.1 色譜條件
進(jìn)樣口溫度:220 ℃;柱溫:初溫50 ℃保持1 min,然后以8 ℃/min升至180 ℃,240 ℃后運(yùn)行5 min;載氣:氦氣,純度≥99.999%,流速1 mL/min。
1.3.2 質(zhì)譜條件
電離模式:電子轟擊源(EI),能量70 eV;四級(jí)桿溫度:150 ℃,離子源溫度:230 ℃;傳輸線溫度:250 ℃;溶劑延遲11 min;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量:1 μL;檢測(cè)方式:選擇離子檢測(cè)(SIM)。EC選擇監(jiān)測(cè)離子(m/z):44、62、74、89。定量離子:62。D5-EC選擇監(jiān)測(cè)離子(m/z):64、76。定量離子:64。
樣品搖勻,稱取2 g(精確至0.001 g)樣品,加100.0 μL 2.00 μg/mL的D5-EC使用液,氯化鈉0.3 g,超聲溶解混勻后,加樣到EC專用萃取柱上,在真空條件下,將樣品溶液緩慢倒入萃取柱中,并靜置10 min。經(jīng)10 mL正己烷淋洗后,用15 mL5%乙酸乙酯-乙醚溶液以約1 mL/min的流速進(jìn)行洗脫,洗脫液經(jīng)無水硫酸鈉小柱脫水后,收集流出液于15 mL刻度試管中,室溫下氮吹至約0.5 mL,用甲醇定容至1.00 mL,過0.22 μm有機(jī)濾膜,制成測(cè)定液,供GC-MS分析。
通過GC/MS方法對(duì)抽取的1 882份白酒樣品進(jìn)行檢測(cè),其中檢出EC的樣品有985份,檢出率為52.3%,最大值1 680 μg/kg,平均含量為49.9 μg/kg。未檢出EC的樣品有897份,占總份數(shù)的47.7%。其中有823份白酒,結(jié)果范圍在0~150 μg/kg,占總份數(shù)的43.7%,占檢出量的85.9%。有162份白酒的檢測(cè)結(jié)果大于150 μg/kg,占總份數(shù)的7.6%,占檢出量的14.1%,有7.6%的白酒的EC檢出結(jié)果超過了國(guó)際上通用的150 μg/kg。2017年全國(guó)白酒EC污染水平為50 μg/kg(見表1),2018年河南省白酒EC平均含量與2017年對(duì)比,含量相當(dāng),但是白酒的檢出率偏低,通過深入分析和總結(jié),核對(duì)樣品信息后發(fā)現(xiàn),白酒樣品的品質(zhì)較低且多數(shù)樣品價(jià)格較低,推斷出可能某些廠家選用食用酒精勾兌成品酒,并未經(jīng)發(fā)酵釀造蒸餾的生產(chǎn)工藝過程導(dǎo)致成品白酒中未檢出氨基甲酸乙酯。
表1 白酒中EC含量總體狀況
白酒受釀酒微生物的種類、生產(chǎn)工藝以及發(fā)酵方式和貯酒容器、貯酒場(chǎng)地等因素的影響而產(chǎn)生不同的香型。我國(guó)全國(guó)評(píng)酒會(huì)將白酒香型分為濃香型、醬香型、清香型、米香型、鳳香型、兼香型、芝麻香型、特香型、豉香型、藥香型(董香型)、老白干香型、馥郁香型與陶(融)香型13種香型[9]。本年度抽檢的樣品中不涉及豉香型白酒,并且將13種香型之外的白酒以及無法確定香型的白酒合并為其他類進(jìn)行分析。對(duì)13種白酒香型的EC檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,EC平均含量最高的是醬香型白酒,為92.1 μg/kg;其次是董香型白酒,為91.4 μg/kg;第三是陶香型白酒,為84.0 μg/kg,之后依次是鳳香型(63.7 μg/kg),濃香型(56.7 μg/kg),兼香型(48.4 μg/kg),其他(38.5 μg/kg),馥郁香型(30.6 μg/kg),特香型(28.6 μg/kg),清香型(25.9 μg/kg),老白干型(23.0 μg/kg),米香型(10.7 μg/kg)與芝麻香型(0 μg/kg),平均含量均未超過國(guó)際常用蒸餾酒標(biāo)準(zhǔn)(150 μg/kg)。其中濃香型白酒、清香型白酒、特香型白酒、鳳香型白酒、芝麻香白酒與兼香型白酒中的EC含量均低于2016年同香型的平均值,但醬香型白酒的EC含量比2016年略高[10]。濃香型、醬香型、鳳香型、董香型與陶香型的EC平均含量均超過2018年全省平均值,同時(shí)這5種香型白酒中的EC檢出率也位居前列。醬香型白酒中EC含量超出國(guó)際常用蒸餾酒標(biāo)準(zhǔn)(150 μg/kg)的有12份,超標(biāo)率為24.5%;濃香型白酒中超標(biāo)129份,超標(biāo)率為10.5%;其他白酒中超標(biāo)16份,超標(biāo)率為7.7%;兼香型白酒中超標(biāo)2份,超標(biāo)率為6.7%;清香型白酒中超標(biāo)6份,超標(biāo)率為2.0%(見表2)。所檢測(cè)的單個(gè)樣品中,EC含量最高的是濃香型白酒,高達(dá)1 680 μg/kg。這些香型的白酒在今后的研究和監(jiān)測(cè)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注。
白酒的生產(chǎn)工藝不同導(dǎo)致白酒EC含量存在顯著差異。有研究表明,白酒中氨基甲酸乙酯的形成主要有兩個(gè)方面的因素。①尿素與乙醇反應(yīng)生成EC,前體物質(zhì)有尿素、瓜氨酸及氨甲酰磷酸等。②氰化物途徑,原料中的生氰糖苷經(jīng)β-葡萄糖苷酶分解或者高溫裂解生成氰化物,氰化物進(jìn)一步氧化成氰酸鹽后與乙醇反應(yīng)生成EC[10]。研究發(fā)現(xiàn),EC的沸點(diǎn)為182~184 ℃,因此在蒸餾過程中少有液態(tài)EC蒸發(fā)到餾分中,而形成EC前體物質(zhì)的氫氰酸和氰酸鹽沸點(diǎn)非常低(<30 ℃),極易蒸發(fā)為氣態(tài),從而在氣相和(或)氣-固異相時(shí)形成EC[11]。今年白酒中也有氰化物的檢出,最高含量達(dá)19 mg/L。醬香型白酒采用高溫制曲,高溫堆積,長(zhǎng)期發(fā)酵,總共要經(jīng)歷九次蒸煮、八次發(fā)酵、七次取酒,這些工藝會(huì)使EC形成的前體物質(zhì)增加。另外,高粱是醬香型白酒的主要原料之一,也是一種富含生氰糖苷的農(nóng)作物,因此醬香型白酒中EC平均含量較大。濃香型白酒一般都采用續(xù)渣法釀造,混蒸混糟、老窖續(xù)渣工藝,其主要原料是高粱,因此高粱及濃香型白酒老窖的多次使用使老窖中微生物豐富,腐殖質(zhì)含量增加,從而使EC的前體物質(zhì)增加,使EC含量增高。董香型白酒以高梁、稻谷為原料,以小麥制成的大曲、大米制成的小曲兩種曲作為糖化發(fā)酵劑,而且曲中加入了多種中藥材,其中原料高粱富含EC形成的前體物質(zhì)生氰糖苷以及中藥材的復(fù)雜基質(zhì)皆是EC產(chǎn)生的原因。鳳香型白酒兩次投料、九次蒸煮,八次攤晾,并要加曲,高溫堆積,存貯至少3年,因此在窖池和空氣中龐大的微生物群的共同作用下,導(dǎo)致EC含量較高。米香型白酒的室溫發(fā)酵及發(fā)酵周期較短,則其EC含量較低。由此可知,不同香型白酒中EC含量與原料、發(fā)酵溫度、發(fā)酵周期、發(fā)酵容器、餾酒溫度與貯存周期等因素有關(guān)。
表2 不同香型白酒中氨基甲酸乙酯的檢測(cè)結(jié)果
氨基甲酸乙酯是白酒生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物,其潛在危害應(yīng)得到重視。應(yīng)用GC/MS方法對(duì)白酒中EC進(jìn)行檢測(cè),研究結(jié)果表明,我國(guó)白酒中EC的檢出率為52.3%,其中7.6%的白酒樣品中EC含量高于國(guó)際常用蒸餾酒標(biāo)準(zhǔn)(150 μg/kg)。13種香型的白酒EC平均含量順序?yàn)椋横u香型>董香型>陶香型>鳳香型>濃香型>兼香型>其他>馥郁香型>特香型>清香型>老白干型>米香型>芝麻香型;白酒中EC含量超出國(guó)際常用蒸餾酒限量的白酒香型有醬香型、濃香型、兼香型、清香型。白酒生產(chǎn)工藝的不同導(dǎo)致了不同香型白酒中EC含量水平的差異。我國(guó)關(guān)于白酒中氨基甲酸乙酯含量的報(bào)道較少,通過對(duì)13種香型白酒的含量跟蹤分析,期望為建立白酒中氨基甲酸乙酯風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)。