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编号:38837
黄酒酿造过程中氨基甲酸乙酯形成的细胞生物学基础及消减研究进展
http://www.100md.com 2022年11月22日 2022年第10期
液泡,瓜氨酸,精氨酸,1EC形成主要前体物的代谢调控机制,1尿素的代谢调控机制,2瓜氨酸的代谢调控机制,3酿酒酵母中精氨酸的代谢调控机制,2EC形成的调控途径与方法,1优化生产工艺,2添加外源酶活小
     娄行行,周万怡,芦红云,陈启和*

    (1 浙江大学食品科学与营养系 杭州 310058 2 浙江省农业科学院食品科学研究所 杭州 310021)

    黄酒是中国传统的酒精饮料,一般是由煮熟的糯米经酵母(传统的发酵剂)发酵而成,因具有独特的风味和较高的营养价值而受到消费者的喜爱。随着经济全球化的发展,中国黄酒已出口多国。同时,随着人们生活水平的提高,对中国黄酒的品质要求也越来越高。然而,在黄酒发酵过程中,微生物种类繁多,环境复杂,会产生一些副反应,形成部分潜在风险化合物,特别是氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC)。中国黄酒中的氨基甲酸乙酯含量明显高于其它酒精饮料(米酒、白酒、葡萄酒、啤酒)[1]。氨基甲酸乙酯又称脲烷,是发酵食品和饮料发酵过程中产生的副产品。1940年,EC曾长期被用作抗肿瘤药,实验动物的催眠和麻醉剂,以及用于白血病和静脉曲张的治疗[2-3]。随着研究深入,发现EC 在许多物种包括小鼠、大鼠、仓鼠和猴子等中都具有遗传毒性和致癌性,对人类也具有潜在的致癌风险[4]。2007年,EC 被国际癌症研究机构列为2A 类致癌物[5]。因黄酒中较高含量的氨基甲酸乙酯可能对消费者的健康产生潜在的安全隐患,故而降低其含量对黄酒产业的可持续发展具有重要意义。

    EC 主要是由乙醇与N-氨甲酰化合物自发反应产生的,EC 的形成速率及最终产率取决于氨甲酰基转移及竞争性受体分子的存在与否[6]。目前已鉴定出的EC 前体物至少有5 种,即尿素、瓜氨酸、氰、氨甲酰磷酸和焦碳酸二乙酯[7]。在酿造酒中形成EC 的主要前体物质为尿素、瓜氨酸和氨甲酰磷酸。尿素是黄酒中最主要的EC 前体物,其中的EC 有90%是尿素与乙醇反应产生的[8]。黄酒中的尿素主要来源于发酵原料本身和发酵过程中酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,S.cerevisiae)精氨酸代谢产生,并分泌到胞外(图1a),而过量使用氮肥也会增加原料中尿素浓度[9]。瓜氨酸是酵母和乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)精氨酸代谢的中间产物(图1),主要通过发酵后期LAB 的乳酸发酵(Malolactic fermentation,MLF)产生,是EC的另一重要前体物质。研究表明,发酵酒经MLF发酵后EC 含量升高[10-11],在葡萄酒中由瓜氨酸生成的EC 含量几乎和尿素相同[12]。酿酒酵母中瓜氨酸可被精氨琥珀酸合成酶(ARG1 基因)降解[13]。研究表明,氨甲酰磷酸也能与乙醇反应形成EC。氨甲酰磷酸是酵母代谢产生的ATP、CO2和胺在氨甲酰磷酸合成酶作用下产生的[14] ......

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