辛 茜，賈少杰，鄭欣欣，韓海濤，閆宗科，劉麗麗

（陜西西鳳酒股份有限公司，陜西 鳳翔 721400）

氨基甲酸乙酯（Ethyl carbamate，EC）又稱尿烷、烏拉坦等，具有口服毒性，是一種可導(dǎo)致淋巴癌、肺癌和肝癌等疾病的具有多位點(diǎn)致癌性的2A類致癌物質(zhì)。

白酒是世界六大蒸餾酒之一，在我國(guó)有著悠久的生產(chǎn)、飲用歷史，國(guó)內(nèi)每年的白酒產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，生產(chǎn)量和消耗量前景廣闊。隨著人們對(duì)食品安全的重視，白酒中EC的含量高低受到人們的關(guān)注，EC 是發(fā)酵食品和酒精飲品（白酒、黃酒、葡萄酒）特別是釀造白酒中較為常見的副產(chǎn)物。20 世紀(jì)末，我國(guó)曾對(duì)出口酒中EC 的含量檢測(cè)建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)國(guó)內(nèi)白酒中EC的含量沒有進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)限定，這嚴(yán)重阻礙了我國(guó)白酒行業(yè)的健康發(fā)展，消費(fèi)者健康受到潛在威脅。目前，我國(guó)白酒中EC 的研究集中在檢測(cè)方法上，對(duì)白酒中EC 的形成途徑和抑制策略的研究較少。本文參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，對(duì)白酒中EC 的形成機(jī)制、檢測(cè)方法、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、影響因素和控制策略進(jìn)行系統(tǒng)綜述，旨在為提高我國(guó)白酒產(chǎn)業(yè)的安全性提供理論依據(jù)。

1 EC的形成機(jī)制

對(duì)EC 的形成研究主要集中在其前體物質(zhì)。目前，形成EC 的主要前體物質(zhì)有尿素、氰化物、瓜氨酸、焦碳酸二乙酯、氨甲酰磷酸5 種，尿素和氨甲酰磷酸是由釀酒酵母等微生物在代謝過程中產(chǎn)生的；乳酸菌代謝主要產(chǎn)生瓜氨酸；在發(fā)酵過程中會(huì)有部分酶促反應(yīng)產(chǎn)生氰化物和焦碳酸二乙酯，或者由原料帶入。其中，白酒中EC 的主要形成途徑是尿素乙醇途徑和氰化物乙醇途徑。

白酒的釀造過程中一部分尿素是由大米等原料帶入，另一部分則是發(fā)酵過程中酵母菌代謝精氨酸產(chǎn)生的。這些尿素分泌到胞外，又會(huì)以3 種途徑生成EC：酸性環(huán)境下，隨著溫度的升高，尿素與乙醇反應(yīng)生成EC 的速率會(huì)逐漸加快；當(dāng)尿素和乙醇同時(shí)存在時(shí)，反應(yīng)溫度在60～100 ℃時(shí)，尿素會(huì)被分解為氰酸鹽和異氰酸鹽，這兩種物質(zhì)均可與乙醇反應(yīng)生成EC；當(dāng)溫度過高時(shí)，尿素會(huì)被分解為氫氰酸和氨氣，之后再與乙醇反應(yīng)生成EC。

表1 不同白酒成品中EC的濃度

氰化物乙醇途徑中，氰化物有多種形式存在，氰酸、氫氰酸和含氰基的化合物等，這些化合物均可與乙醇生成EC。在高溫或者釀酒酵母等微生物代謝產(chǎn)生的蛋白酶的條件下，大米等原料中的生氫糖苷會(huì)裂解或反應(yīng)形成氰化物，氰化物會(huì)自發(fā)氧化生成氰酸鹽，之后會(huì)在光照、氧氣、連二羰基化合物等多種條件下與乙醇反應(yīng)生成EC。

2 國(guó)內(nèi)白酒中的EC含量

從1988 年開始，國(guó)內(nèi)就逐漸開始重視白酒中EC的含量，國(guó)內(nèi)外眾多白酒中的EC含量高低不同，雖然國(guó)際上將白酒中EC 的最高限量設(shè)為150 μg/L（見表2），但是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。范文來等對(duì)不同香型白酒中EC 的含量做了研究，結(jié)果表明，白酒中EC 平均含量約為44.48～214 μg/L之間，大多數(shù)低于150 μg/L的國(guó)際限量標(biāo)準(zhǔn)。清香型、醬香型、藥香型及特香型白酒中EC 含量較低，而濃香型、芝麻香型、鳳香型等白酒中EC 含量偏高。

表2 飲料酒中EC的最大允許水平 (μg/L)

3 EC的檢測(cè)方法

白酒中EC 的有效監(jiān)管和品質(zhì)控制的前提是對(duì)EC 的準(zhǔn)確定量分析。氣相色譜法（GC）是基于待測(cè)樣品中各成分與固定相的吸附力差異建立的分析方法，檢測(cè)器靈敏度高、選擇性較好而且可供選擇的固定相較多，因此被廣泛應(yīng)用到白酒的EC 檢測(cè)中。目前，用于樣品前處理的方法主要有液液萃取、固相萃取、固液萃取、固相微萃取等。我國(guó)在“出口酒中氨基甲酸乙酯殘留檢測(cè)方法”中使用的是氣相色譜-質(zhì)譜法（SN 0285—2012），前處理使用的是液液萃取法，該方法步驟繁瑣，自動(dòng)化低，無法滿足快速、大批量檢測(cè)的要求。美國(guó)分析化學(xué)家協(xié)會(huì)、歐盟和國(guó)際葡萄酒組織均采用的是固相萃取法，該方法費(fèi)事費(fèi)力，需要使用對(duì)人體有害的有機(jī)溶劑。高效液相色譜法也是用于EC 的一種檢測(cè)方法，該方法不需要進(jìn)行復(fù)雜的前處理，大大提高了檢測(cè)效率，但是，該方法存在流動(dòng)相消耗巨大，檢測(cè)成本高等缺點(diǎn)，而且分析準(zhǔn)確度不如氣相色譜法。目前，對(duì)白酒中EC的檢測(cè)還用到液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用也相對(duì)較為廣泛。此外，高效液相色譜-熒光檢測(cè)也有一定的應(yīng)用。

表3 白酒中EC的不同檢測(cè)方法比較

4 EC的影響因素

白酒中EC 的產(chǎn)生有多重影響因素，在原料、發(fā)酵、蒸餾或者是存貯的過程中都可以產(chǎn)生不同量的EC。

4.1 原料

原料產(chǎn)區(qū)和品種的不同會(huì)影響白酒中EC 的含量。不同產(chǎn)區(qū)的高粱最終產(chǎn)生的EC 含量不相同，并且產(chǎn)生EC 的起始時(shí)間也不同。瓜氨酸和尿素是高粱發(fā)酵過程中最主要的前體物質(zhì)，氰化物并沒有參與EC的形成。

4.2 發(fā)酵條件

EC 的產(chǎn)生與多種條件都相關(guān)。因此，前體物質(zhì)、發(fā)酵溫度、pH 值、營(yíng)養(yǎng)添加劑、微生物種類均可影響白酒中EC 的含量。Tomokazu 等在模擬蒸餾酒中添加KCN，發(fā)現(xiàn)添加10 g/L KCN 的模擬酒中比添加5g/L KCN 的模擬酒中生成的EC 多，由此可見氰化物的確可以生成EC。發(fā)酵初期溫度低，EC 的產(chǎn)生速率較慢，在發(fā)酵后期隨著溫度的升高，EC 的產(chǎn)生速率也會(huì)加快。Kim 等研究了尿素、乙醇等對(duì)白酒發(fā)酵過程中EC 的影響，結(jié)果表明，EC 的含量均有大幅度提高。Arena 等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同的pH 值對(duì)精氨酸和瓜氨酸的代謝有影響，進(jìn)而會(huì)對(duì)EC的形成產(chǎn)生一定影響。

4.3 陳釀條件

研究表明，在陳釀初期，新釀造的白酒中僅是尿素含量較高，此時(shí)EC 并沒有大量生成，但是隨著陳釀的條件和時(shí)間變化，EC 的含量會(huì)發(fā)生變化。儲(chǔ)存期間，儲(chǔ)藏溫度、通氧量等條件的變化均會(huì)影響EC 的含量，溫度升高EC 的含量隨之增加，在相同的貯存時(shí)間下，30 ℃的溫度下比15 ℃的EC 含量高1.5～2倍。

5 EC的控制方法

目前，控制EC 的途徑和方法可以分為4 類，分別是：優(yōu)選發(fā)酵原料、篩選優(yōu)良菌株、改善發(fā)酵工藝以及添加外源酸性脲酶。

5.1 酸性脲酶

酸性脲酶可以將形成EC 的重要前體物質(zhì)尿素分解為氨和二氧化碳，可以在一定程度上抑制EC的形成，20世紀(jì)末脲酶就已經(jīng)被用在葡萄酒的釀造過程中。但當(dāng)前我國(guó)脲酶嚴(yán)重依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)沒有完整的生產(chǎn)體系，而且脲酶是一種金屬酶，鎳殘留會(huì)影響白酒的安全性，有待進(jìn)一步研究。

5.2 改良菌株

優(yōu)良發(fā)酵菌株的篩選則是通過增強(qiáng)降解尿素相關(guān)酶的基因或者敲除精氨酸酶編碼基因兩種方式，人工培育出優(yōu)良的菌株。趙然然等通過敲除精氨酸基因構(gòu)建出低產(chǎn)尿素的酵母工程菌，該工程菌發(fā)酵后檢測(cè)表明，精氨酸酶活力降低了56.2%，酒液中尿素的含量降低了72.1%。張傲娜等以小鼠糞便、合肥豆制品廠和乳制品廠的污泥為來源，通過初篩和復(fù)篩篩選到一株產(chǎn)酸性脲酶能力較高的菌株，研究酸性脲酶在黃酒中對(duì)尿素的去除效果，結(jié)果顯示，該酶在37 ℃下72 h 內(nèi)能夠去除75%左右的尿素。

5.3 原料和工藝

研究表明，選用不同產(chǎn)地、不同品種的原料進(jìn)行白酒發(fā)酵，可以有效控制白酒發(fā)酵過程中的EC含量。賈素中等就對(duì)黃酒中氨基甲酸乙酯的形成進(jìn)行研究，結(jié)果表明，EC 在整個(gè)發(fā)酵階段含量增加相對(duì)較少，煎酒后EC 含量是煎酒前的2.34 倍，不同的處理工藝最終酒中的EC 含量不同。孫雙鴿等研究了添加食用酒精工藝、煎酒條件、陳釀條件3 個(gè)工藝條件對(duì)EC 含量影響，結(jié)果表明，食用酒精會(huì)增加EC 含量，同時(shí)煎煮溫度和時(shí)間條件也對(duì)EC的前體物質(zhì)有影響。

6 結(jié)語(yǔ)

白酒市場(chǎng)越來越大，人們對(duì)食品健康也越來越關(guān)注，EC 是發(fā)酵食品的伴隨產(chǎn)物，我國(guó)對(duì)其白酒中限量還沒有明確標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前市場(chǎng)上部分白酒中的EC 含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了聯(lián)合國(guó)及農(nóng)業(yè)組織標(biāo)準(zhǔn)，給消費(fèi)者的人身健康造成了潛在威脅。因此，進(jìn)一步明確白酒中EC的產(chǎn)生原因、機(jī)制以及調(diào)控措施，指定我國(guó)白酒中EC 的限量標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要，通過必要的技術(shù)手段和安全標(biāo)準(zhǔn)為消費(fèi)者提供健康安全的白酒產(chǎn)品，對(duì)促進(jìn)白酒行業(yè)健康發(fā)展意義重大。