黄酒中氨基甲酸乙酯及其前体物质代谢机理研究

氨基甲酸乙酯（EC）是饮料酒普遍存在的潜在致癌物。黄酒EC含量高于国际通畅型饮料酒，是影响黄酒行业健康发展迫切需要解决的问题。黄酒采用边糖化边发酵混合菌株开放式生产，与葡萄酒等采用单一菌株发酵的饮料酒相比，影响黄酒EC及其前体物质代谢生成的因素更复杂。国际饮料酒EC生成机制不能完全阐明传统黄酒中EC及其前体物质代谢机理，明确黄酒EC及其前体物质生成机制已成为解决黄酒EC控制技术的核心问题。稳定同位素标记代谢流分析技术（SIL-MFA）是可定量全面反映微生物代谢网络的有效手段，与其他手段相比，更适于黄酒复杂体系代谢流途径研究。课题拟从黄酒EC前体物质筛查确证，关键工艺跟踪和影响因素分析以及采用黄酒酵母、乳酸菌氮代谢流分析三个方面，探讨低丰度SIL-MFA技术的黄酒发酵过程代谢流分析理论，揭示黄酒EC及其前体物质代谢生成机理，为黄酒EC的预防控制技术措施提供理论支持。

氨基甲酸乙酯（EC）是饮料酒普遍存在的潜在致癌物，世界卫生组织（WHO）呼吁各国采取措施降低饮料酒中EC潜在危害，如何有效控制黄酒中EC含量也是当前黄酒行业迫切仍有待研究解决的问题。采用双边多菌群开放式发酵的传统黄酒比采用纯菌株发酵的葡萄酒工艺和影响因素更复杂，明确黄酒EC 及其前体物质生成机制已成为解决黄酒EC有效控制的核心基础理论问题。项目研究开发适合黄酒EC及其前体物质的系列检测分析方法；通过对黄酒实生产线环节（原料、发酵工艺、煎酒等）及贮存运输过程中EC含量进行跟踪分析和模拟添加特定前体物质的黄酒小试实验，对黄酒EC生成途径和前体物质进行筛查确证尿素和精氨酸是黄酒EC生成的关键前体物质；在黄酒实际生产中筛选、纯化和鉴定酿酒酵母菌和乳酸杆菌，通过菌株产尿素代谢能力综合评价，证实酿酒酵母在黄酒发酵过程中可产生大量尿素且不同菌株间差异明显。稳定同位素标记代谢流分析技术（SIL-MFA）是可定量全面反映微生物代谢网络的有效手段。建立GC-C-IRMS准确测定发酵液中17种游离氨基酸的δ13C比值测定方法及发酵液中尿素的δ13C和δ15N比值测定方法；结合代谢流量平衡理论，用0.5% [1-13C]低丰度的葡萄糖标记成功构建酿酒酵母同位素标记代谢流量分析模型，极大降低了同位素标记成本瓶颈，让规模化生产的稳定同位素标记代谢流分析理论成为可行。通过项目研究得到黄酒中EC生成主要来自黄酒贮存阶段的尿素和乙醇逐步反应而成，而黄酒中尿素除由原料直接带入外，更多来自发酵过程酵母的精氨酸代谢产生的尿素；项目不仅揭示黄酒EC及其前体物质代谢生成机理，而且结合生产实践提出黄酒EC的预防控制技术措施的关键环节与今后重点研究方向。