1、457專題論述食品科學(xué)2008, Vol. 29, No. 06葡萄酒中氨基甲酸乙酸含量的分析王照科1,王詠梅1,于清芹1,王均光2(山東省釀酒葡萄科學(xué)研究所,山東濟(jì)南250100;2.山東省輕工業(yè)設(shè)計院,山東濟(jì)南250014摘要:葡萄酒中氨基甲酸乙酯(EC具有潛在毒性,其主要來源是由精氨酸分解而產(chǎn)生的尿素。固相微萃取-色譜/質(zhì)譜法(SPME-GC/MS已被國際權(quán)威機(jī)構(gòu)納入葡萄酒中EC 含量標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。一般紅葡萄酒比白葡萄酒較易形成E C ,甜型紅葡萄酒比干型紅葡萄酒易形成E C 。而葡萄酒p H 低易導(dǎo)致E C 產(chǎn)生,葡萄酒中E C 的產(chǎn)生量與乙醇濃度呈正比;不同品種類型葡萄酒中E C 形

2、成速率是不同的。葡萄酒中E C 的去除方法應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行葡萄種植、葡萄釀酒與葡萄酒貯藏管理標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合葡萄酒酒類除酯新技術(shù)應(yīng)用。關(guān)鍵詞:葡萄酒;E C ;精氨酸;酸性脲酶AnalysisofEthylCarbamateConcentrationinWineWANGZhao-ke 1,WANGYong-mei 1,YUQing-qin 1,WANGJun-guang 2(1.ShandongVineandWine-makingInstitute,Jinan250100,China;2.ShangdongLightIndustryDesignInstitute,Jinan250014,ChinaAbs

3、tract :Ethylcarbamat(ECinwinehassomelatenttoxicities,anditsmainsourceiscarbamidewhichisfromargininein wine.Solidphasemicroextractiongaschromatography-massspectrometryhasbeenbroughtintothestandardexamination methodofECconcentrationinwinebysomeinternationalauthorityorganizations.Asageneralrule,redwine

4、shavehigherEC concentrationthanwhitewines,aswellassweetredwineshigherthandryredwines.ButlowpHofwinecauseseasyproduction ofEC.ConcentrationsofECandalcoholinwineshowpositivecorelation.TheECformationrateisdifferentwithvarioustypes ofwines.ThemethodsforremovingECinwineshouldbecombinedwithnewtechnologyfo

5、reliminatingesterinwines,strictly accordingtostandardmanagementofgrapeplanting,winefermentationandwinestore.Keywords :wine ;ethylcarbamate ;arginine ;acidityurease中圖分類號:TS262.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1002-6630(200806-0457-03收稿日期:2007-07-28作者簡介:王照科(1977-,男,碩士,研究方向為葡萄釀酒與質(zhì)量控制、葡萄酒地理標(biāo)志。E-mail:winegi氨基甲酸乙酯(ethylcarba

6、mate,EC,俗稱尿烷(urethane,分子式C 2H 5OCONH 2,分子量89.09。EC為酒精飲料(葡萄酒、果酒、黃酒和清酒等的副產(chǎn)物。1971年,Lofroth 在葡萄酒中發(fā)現(xiàn)了EC。2002年,FAO 把E C 列為重點(diǎn)監(jiān)控物質(zhì),加拿大和美國等較早地對葡萄酒中EC 進(jìn)行限量規(guī)定(表1。受多方面限制,中國葡萄酒尚未制定E C 限量標(biāo)準(zhǔn)。早在1943年和1968年Nattleship和Mirvish等先后提出氨基甲酸乙酯具有致癌作用。EC 致癌主要途徑為即約0.1%的氨基甲酸乙酯被細(xì)胞色素P450氧化為N-羥基-氨基甲酸乙酯,N-羥基-氨基甲酸乙酯能夠誘導(dǎo)C u 調(diào)控D N A 損

7、傷,這種損傷多發(fā)生于胸腺嘧啶(T和胞嘧啶(C的殘基上。2006年3月,EC 被世界衛(wèi)生組織(WHO下屬國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC劃為2組B 類可致癌物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)年份機(jī)構(gòu)種類限量(g/L加拿大1985加拿大衛(wèi)生與福利組織(HWC佐餐葡萄酒30強(qiáng)化葡萄酒100美國1987美國食品與藥物管理局(FDA佐餐葡萄酒15強(qiáng)化葡萄酒60國際2002聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO葡萄酒20表1葡萄酒中氨基甲酸乙酯的限量標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Limiting standard of ethyl carbamate in wine 1葡萄酒中EC 的分析方法吳平谷等1用固相微萃取結(jié)合GC/MS 法測得中國商品葡萄酒中EC 含

8、量為l5.324.5g/L。另有用二氯甲烷吸附-色譜/質(zhì)譜法(GC-MS測定中國商品葡萄酒EC 含量為9.121.5g/L。.2008, Vol. 29, No. 06食品科學(xué)專題論述458酒精飲料中微量EC 首次由Lofroth 用同位素稀釋法測定。固體微萃取-色譜/質(zhì)譜法(SPME-GC/MS檢測葡萄酒中E C 含量分析靈敏度較高,已被國際權(quán)威機(jī)構(gòu)A O A C 、O I V 和E U 納入標(biāo)準(zhǔn)檢測方法1。其它檢測葡萄酒中EC 方法有多維色譜-穩(wěn)定同位素稀釋質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC/GC/MS-IDMS、氣相色譜/熱離子檢測器法(GC/TSD、高效液相色譜結(jié)合熒光監(jiān)測器法(HPLC/FLD、傅立

9、葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜法(FTIR、氣相色譜/質(zhì)譜法-高效液相色譜熒光法(GC/MS-HPLC/FLD等2。2單品種不同年份葡萄酒中EC 的含量比較南非WaldnerM 等3用氣相色譜/質(zhì)譜法(GC/MS分析了約4300個商品葡萄酒樣品EC 含量,樣本在18下貯藏待分析。研究結(jié)果(表2表明,葡萄釀酒品種直接影響葡萄酒EC 含量,同一品種葡萄酒之間EC 含量差異也較大,如RubyCabernet 品種酒明顯比Pinotage 品種酒中E C 含量低。表3表明,不同品種類型葡萄酒中E C 形成速率是不同的,83%白葡萄酒EC 含量低于10g/L。葡萄酒貯存溫度與時間、葡萄酒中尿素濃度與乙醇濃度等因素都影

10、響到葡萄酒貯存過程中E C 含量的形成。圖13表明單品種葡萄酒中EC 含量在貯藏15年內(nèi)呈S 形變化趨勢,新酒相對而言E C 含量比較高。白葡萄酒中EC 形成的活化能低于紅葡萄酒,干型紅葡萄酒中EC 形成的活化能低于甜型紅葡萄酒,這也意味著紅葡萄酒比白葡萄酒較易形成E C ,甜型紅酒比干型紅酒易形成品種(紅均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差極大值極小值樣本數(shù)1997年1998年1997年1998年1997年1998年1997年1998年1997年1998年P(guān)inotage 8.245.804.093.3917.7817.262.071.552144Merlot 6.292.823.521.3213.026.600.9

11、71.093039CabernetSauvigon5.823.182.411.2614.266.471.651.053852Shiraz 5.674.354.152.0216.6110.090.611.212945Cinsaut 5.584.542.651.7611.648.721.691.592537RubyCabernet3.963.571.792.3110.5713.930.921.013650表21997年與1998年單品種葡萄新酒氨基甲酸乙酯含量3(g/LTable 2 EC concentrations in red young wines from 1997 to 19983 (

12、g/LEC。他們認(rèn)為EC含量在24g/L 以上的葡萄酒是不可接受的。因此,建議中國干型葡萄酒E C 限量標(biāo)準(zhǔn)為干紅1.8g/L,干白10g/L。.15105019971998199920002001E C 含量(m g /L 年份MerlotShirazPinotage Cabernet圖1單品種紅葡萄酒中EC 含量隨年份的變化3Fig.1 EC concentration change in red wines stored from 1997 to 20013紅葡萄酒比白葡萄酒尿素含量高,葡萄品種也影響葡萄酒中尿素的含量。葡萄酒E C 形成機(jī)理為除尿素外,氰化物、乙基尿素、N -氨甲酰氨基

13、酸、氨甲酰磷酸等與乙醇反應(yīng)形成E C 、由焦碳酸二乙酯與氨反應(yīng)也能形成E C ,以及能生產(chǎn)尿素的化學(xué)物如瓜氨酸、精氨酸、尿囊素等也都是能形成E C 的前體物。李華4研究了精氨酸、瓜氨酸、氨、尿素和谷氨酸在葡萄酒汁發(fā)酵過程中對E C 形成的影響,結(jié)果表明,E C 的主要來源是由精氨酸分解而產(chǎn)生的尿素。葡萄酒p H 低易導(dǎo)致E C 產(chǎn)生,葡萄酒中E C 的產(chǎn)生量與乙醇濃度呈正比。日本的研究認(rèn)為葡萄酒貯藏溫度每上升10,E C 的產(chǎn)品種均數(shù)樣本數(shù)小于10g/L1020g/L 2030g/L 3050g/L1999年2000年2001年1999年2000年2001年1999年2000年2001年199

14、9年2000年2001年1999年2000年2001年1999年2200年P(guān)inotage*12.0614.0312.65101108133463441384845131310354CabernetSauvigon*6.177.205.8014716516385808914199111101Merlot*5.977.736.536487102847781142319000000Shiraz*7.047.446.42536579797986171813331000全部紅葡萄酒均值7.738.437.30436618687767678192319332111Chardonnay3.405.962.

15、78125891199683993161110000SauvignonBlanc2.423.300.9410694140999899121000000全部白葡萄酒均值2.844.671.7444623844298.89298.81.071.0110.2表31999、2000年與2001年單品種商品葡萄酒氨基甲酸乙酯含量3 (g/LTable 3 EC concentrations in commercial wines stored from 1999 to 2001 3 (g/L注:*紅葡萄酒;白葡萄酒。459專題論述食品科學(xué)2008, Vol. 29, No. 06生量就提高13倍。因此,

16、以去除EC前提物質(zhì)為目的的酒類除酯新技術(shù)將是葡萄酒食品安全研究的新方向5。而英國的研究證實(shí)小鼠飲紅酒比飲同等酒度乙醇更能降低E C誘發(fā)腫瘤發(fā)生,說明除乙醇外,葡萄酒中丁醇、特丁醇、白藜蘆醇、非類黃酮酚(特別是咖啡酸以及羥基肉桂酯等有關(guān)的化合物均有抑制腫瘤的發(fā)生作用。3葡萄酒中EC的消除使用抗性強(qiáng)的葡萄嫁接苗定植釀酒葡萄園,并實(shí)時監(jiān)測土壤、葡萄樹、葡萄果汁中的含氮水平,適量施用氮肥,多施有機(jī)肥,禁止使用尿素6。葡萄園中農(nóng)藥和熏蒸劑的使用也將影響到葡萄酒中E C的存在,因此,葡萄病蟲害防治要使用生物天敵生態(tài)防治或少量生物農(nóng)藥,禁止使用化學(xué)殺菌、殺蟲劑。葡萄釀酒發(fā)酵過程中嚴(yán)格監(jiān)控葡萄醪精氨酸含量不超

17、過1000mg/L,如精氨酸含量高,則采用產(chǎn)尿素能力低(脲霉活力強(qiáng)、發(fā)酵活力強(qiáng)的酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵(alcoholicfermentation,AF,并避免遲緩或中間終止AF。在蘋果酸-乳酸發(fā)酵(malolacticfermentation,MLF過程中避免葡萄酒自發(fā)M L F,由于蘋果酸-乳酸菌(malolacticbacteria,MLB的精氨酸代謝會導(dǎo)致中間代謝物瓜氨酸的分泌。因此,要選擇產(chǎn)生瓜氨酸水平低的優(yōu)良M L B,并在M L F發(fā)酵后檢測瓜氨酸含量7。同時,葡萄酒要保持冷鏈運(yùn)輸和避光低溫(718儲存。加拿大FledglingVancouver生化技術(shù)公司所研發(fā)的發(fā)酵劑能減少葡萄酒

18、中EC的80%90%。日本Takeda 化學(xué)工業(yè)公司發(fā)現(xiàn)一種發(fā)酵乳酸桿菌(Lactobacillus fermentum細(xì)胞中富含酸性脲霉,也可有效地分解葡萄酒中的尿素8。參考文獻(xiàn):1吳平谷,陳正冬.固相萃取結(jié)合GC/MS法測定酒中氨基甲酸乙酯J.衛(wèi)生研究,2004,33(5:627-628.2馬婭萍,孫守威,鄧富全.用二維色譜技術(shù)直接定量測定白酒中氨基甲酸乙酯J.分析測試學(xué)報,1996,15(5:47-50.3WALDNERM,AUGUSTYNO.EthylcarbamateinSouthAfricanwineR/Wynboer:ReportofSouthAfrica,2005:91-94.4李華,梁新紅,郭安鵲,等.葡萄酒蘋果酸-乳酸菌精氨酸代謝研究概況J.微生物學(xué)報,2006,46(4:663-667.5WOOIS,KIMIH,YUNUJ,etal.Animprovedmethodfordetermi-nationofethylcarbamateinKoreantraditionalricewineJ.Journalof IndustrialM