氨基甲酸乙酯综述.docVIP

氨基甲酸乙酯（EC）的研究进展 一、氨基甲酸乙酯综述 氨基甲酸乙酯结构式 氨基甲酸乙酯Ethyl Carbamate，EC)，又名尿烷不同的酒精饮品检出的含量不一，例如烈酒（特别是由樱桃、杏和梅等核果制造的烈酒）的含量一般较高，而啤酒的含量则偏低。不同种类的酒精饮品的含量差异很大，例如过往研究报告中的水果氨基甲酸乙酯含量平均值啤酒的600倍以上。μg/L）。在白酒相关产品中的EC检测还没有得到相应的重视，所以我们要未雨绸缪，做到心中有数。 二、EC的形成机理 （一）由焦炭酸二乙酯和氨反应形成氨基甲酸乙酯 早在20世纪60年代研究者发现焦炭酸二乙酯可用于杀死葡萄酒中的酵母、细菌，并且发现了葡萄酒中存在焦炭酸二乙酯与氨的反应。到了70年代时，Lofroth和Gejvall发现在含有氨的白葡萄酒中，加入焦炭酸二乙酯会产生EC。反应式如下： （二）由氰化物和乙醇反应生成EC 有研究结果表明蒸馏酒如白兰地中EC的形成首先是氢化物被氧化成氰酸，然后氰酸和乙醇反应而产生EC，反应如下： 发酵过程中存在于植物中的氢化物参与了EC的形成反应。反应过程中乙醇、连二羰基化合物和光线起了作用。氧气也是EC形成过程中必需的，EC在贮存过程中逐渐形成，特别在见光后也会形成。 （三）由氨甲酰磷酸和乙醇反应形成EC 20世纪70年代Ough证明了EC可以由氨甲酰磷酸和乙醇反应形成。酵母中的ATP、CO2和铵在氨甲酰磷酸合成酶的作用下生成氨甲酰磷酸。反应式如下： 经试验得出EC的生成量与乙醇的浓度成正比。在进一步的研究中发现葡萄酒和黄酒中的EC的形成并不主要靠上述途径。 （四）尿素和乙醇反应形成EC 由尿素和乙醇反应生成EC的反应式如下： 氨甲酰化合物主要有尿素、瓜氨酸、氨甲酰磷酸、氨甲酸、天冬氨酸、尿膜素等。其中尿素一直作为酵母的氮源而添加到发酵液中，尤其酿造高质量的白兰地原酒时，为了降低影响风味质量的杂醇油的生成，添加一定量的尿素或硫酸氨等无机氮源。 而在葡萄酒酿造中影响尿素含量的因素很多。一是在葡萄生长过程中，添加氮源惠施生成的葡萄酒中尿素含量增加。二是酵母发酵过程中，加入尿素作为氮源。三是在酵母菌株本身内部代谢由精氨酸分解产生的。 但研究发现，影响EC的生成量的因素除尿素和乙醇的浓度外还有酵母菌株的种类。葡萄汁中α-氨基酸态氮的含量、发酵及贮藏温度等，其中反应温度对EC的形成速度影响最大，加热可以加快EC的形成。有研究表明，温度每升高10oC，EC的形成速度就增加约一倍。 有研究者对精氨酸、瓜氨酸、氨、尿素和谷氨酸在葡萄酒汁发酵过程中对EC形成的影响进行了研究，结果表明，EC的主要来源是由精氨酸分解而产生的尿素，由尿素形成的EC量远多于由氨甲酰磷酸形成的EC，由尿素形成的EC量是成品葡萄酒中EC含量的绝大部分，因而形成EC的主要前体物质是尿素。研究表明，在葡萄汁中、发酵过程以及贮藏过程中，都存在形成EC的前体物质。在葡萄酒的贮藏过程中，仍存在乙醇和尿素形成EC的反应，但此阶段形成的EC速度较慢。 通过对黄酒的研究发现，在黄酒中90%的EC也是由尿素和乙醇反应形成的。尿素的浓度、乙醇含量、反应温度、pH值和时间都与EC的生成量有关。尿素浓度高、反应温度高、反应时间长及pH呈微酸性都会使EC的含量增加。黄酒酿造时，原料、辅料和水中会带入部分尿素，但最主要的还是在发酵过程中由酵母菌代谢产生的。酵母菌在生长繁殖和进行酒精发酵时，合成的大量尿素除了满足自身菌体需要外，多余的尿素被分泌到体外，从而使酒中的尿素含量增加，酵母菌细胞内的精氨酸酶的活力也会随之提高，进一步加速了尿素的生成。黄酒中尿素主要由精氨酸经酵母菌细胞内精氨酸酶-尿酶（AU）途径分解而来，酵母菌处于生长繁殖状态时精氨酸降解及尿素的形成过程如下： （五）由瓜氨酸和乙醇反应形成EC 目前普遍认为瓜氨酸是EC形成的前体物。但也有研究结果表明，葡萄汁中EC形成的数量并不和瓜氨酸含量呈线性关系，需进一步研究。 三、EC的致癌机理 通过对体内EC的代谢途径的研究可知有三种途径：1、超过0%的EC可被分解为乙醇、氨和碳水化合物等（此途径是无毒性的）。2、约0.5%的EC被细胞色素P450氧化成DNA加聚物，造成DNA双链破坏，可导致癌变。3、约0.1%的EC被细胞色素P450氧化为N-羟基-氨基甲酸乙酯，后者能够诱导Cu2+调控的DNA损伤，这种损伤多发生于胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）的残基上。大多数认为第三种途径是EC的主要致癌途径。