白酒中氨基甲酸乙酯的研究進展 王歡 胡峰*胡建鋒 彭小東 陳明學 劉明
貴州茅台酒廠（集團）習酒有限責任公司，貴州習水 564622
摘要：氨基甲酸乙酯是一種能對試驗動物造成多位點致癌,並且對人類具有潛在致癌性的物質,是發酵酒精飲料釀造過程中的副產物。本文就氨基甲酸乙酯的形成途徑、分析方法進行了係統概述,針對白酒中氨基甲酸乙酯的蒸餾特性、抑製策略進行分析，並對未來白酒中氨基甲酸乙酯的相關研究進行了展望,以期為我國盡快建立國家限定標準提供參考。
關鍵詞：氨基甲酸乙酯；白酒；形成機製；檢測方法；抑製策略
Research Advancement of Ethyl
Carbamate in Chinese Liquor
WANG Huan,HU Feng*,HU Jian-feng,
PENG Xiao-dong,CHEN Ming-xue,LIU Ming
Guizhou Moutai Winery (Group) Xijiu Co. Ltd
Abstract:Ethyl Carbamate (EC) is recognized to induce multiple site tumors in rodents,which suggests a potential carcinogenic risk to human.EC is the brewing by products in fermented alcoholic beverages.This review highlights the formation pathway,analysis methods as well as the distillation characteristics and inhibition strategies of ethyl carbamate in Chinese Liquor.Furthermore,the correlation study on EC in Chinese Liquor was discussed,too.So as to provide a scientific reference to establish a standard method and maximum levels in our country.
Key Words:ethyl carbamate; Chinese Liquor; formation pathway; analysis methods; inhibition strategies
1前言
氨基甲酸乙酯（Ethyl Carbamate,EC）是一種可導致齧齒類動物肺癌、淋巴癌、肝癌和皮膚癌等疾病的多位點致癌物，並且乙醇促進氨基甲酸乙酯的致癌性[1,2]。1987年,國際癌症研究機構（International Agency For Research On Cancer,IARC）將氨基甲酸乙酯歸為2B類致癌物[3]。2007年，該機構重新將氨基甲酸乙酯歸為2A類致癌物[4]。EC是食品發酵和貯藏過程中天然產生的汙染物，酒精飲料是膳食攝入氨基甲酸乙酯的主要來源，其次為穀物類和豆類發酵食品[5]。國內外均有報道在酒精飲料中檢測出較高含量的氨基甲酸乙酯[6-9]，引起了各國對酒精飲料中氨基甲酸乙酯含量的重視。早在1985年，加拿大規定了各種酒精飲料中氨基甲酸乙酯的限量標準[10],隨後各國相繼製定了相關限定標準。但是目前國際上尚沒有統一限量，主要以加拿大EC限量作為主要參照[11]。我國尚未製定酒精飲料中EC含量的限量標準。目前，EC汙染被認為是食品中繼黃曲黴毒素之後的又一重要問題[12]。
白酒是我國傳統的蒸餾酒，也是我國特有的傳統酒種，在漫長的發展過程中，形成了獨特的工藝和風格，在世界蒸餾酒中獨樹一幟，以其優異的色、香、味、格受到廣大飲用者的喜愛[13]。白酒中氨基甲酸乙酯的形成途徑及抑製策略等相關研究還較少，需通過我國科研工作者的自主研究才能得以解決。因此，研究白酒中氨基甲酸乙酯的形成途徑、分析方法及抑製策略有助於促進我國相關限量標準的製定。本文主要借鑒其他酒種的相關研究分析白酒中氨基甲酸乙酯可能的形成途徑、分析方法及白酒中氨基甲酸乙酯的蒸餾特性、控製策略，並在此基礎上對今後的研究重點進行展望，以期對白酒中氨基甲酸乙酯的研究有所突破。
2氨基甲酸乙酯的形成途徑
研究表明，酒精飲料中EC的形成主要有兩方麵：一是與尿素循環有關的物質，如尿素、精氨酸、瓜氨酸及氨甲酰磷酸等；二是氰化物。
2.1尿素循環有關物質途徑
該循環中的尿素、氨甲酰磷酸、瓜氨酸與乙醇反應生成EC，精氨酸可生成尿素、瓜氨酸，進而與乙醇生成EC。Ough[14]早在1976年就證明尿素與乙醇溶液室溫下反應72h即可生成EC；其在1988年發現氨甲酰磷酸在室溫下反應8h即可與乙醇生成EC，同時也發現葡萄汁發酵過程中EC的主要來源是由精氨酸分解而來的尿素[15]。範文來、徐岩等人也發現酒醅中尿素和EC的變化趨勢類似，兩者之間具有一定的相互關係[16]。在尿素形成EC的過程中，EC的生成量受反應物濃度、反應溫度及時間等因素的影響[17]。
2.2氰化物途徑
該途徑首先在威士忌酒生產過程中予以揭示[6]，氰化物是與中國白酒同屬世界六大蒸餾酒的威士忌、白蘭地酒中公認的前體物質[18]。世界上有2000多種植物含有氰苷，在酶或加熱的條件下氰苷分解成氰化物，氰化物經氧化與乙醇生成EC[6]。研究發現，氨基甲酸乙酯的沸點為182～184℃，因此在蒸餾過程中少有液態EC蒸發到餾分中，而形成EC前體物質的氫氰酸和氰酸鹽沸點非常低（＜30℃），極易蒸發為氣態，從而在氣相或（和）氣-固異相時形成EC[19]。國內也有報道在白酒中檢出氰化物[20,21]。
3氨基甲酸乙酯的分析方法
目前，常用的氨基甲酸乙酯的檢測方法主要有GC-MS、HPLC-FLD。
3.1GC-MS測定EC含量
GC-MS測定EC靈敏度較高，但是對於該方法，樣品的前處理在檢測中至關重要，樣品製備的恰當與否直接關係到檢測分析的結果[22]。EC不易揮發，在水中的溶解度約2g/mL，在有機溶劑中溶解度較低，蒸氣壓較高，這些特征使得在分析檢測酒精飲料中的痕量EC時，樣品的前處理過程會造成EC的損失[23]。因此，前處理過程在其分析檢測中至關重要。EC分析檢測的前處理主要有液液萃取、固相萃取及固相微萃取。
3.1.1液液萃取
利用待測組分與樣品中的雜質在互不相溶的兩種溶劑中的分配係數不同而實現樣品的純化，操作簡單、無需特殊設備。我國出口酒中氨基甲酸乙酯測定的行業標準就采用液液萃取提取、基質固相分散技術淨化的前處理方法[24]，但是液液萃取方法的缺點是操作繁瑣、時間長、重現性差，易產生乳化作用且萃取劑消耗量大[22]。
3.1.2固相萃取
利用吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附，使樣品的基質和幹擾化合物分離，再用洗脫液洗脫，達到分離或者富集痕量化合物的目的，與傳統的液液萃取相比，固相萃取法速度快，有機溶劑用量低量，且在萃取過程中不出現乳化現象，能更有效地將分析物和幹擾組分分離，易獲得較為純淨的分析物。所以，AOAC官方推薦方法即為固相萃取[25]。缺點是材料重複使用率差，成本高[26]。
3.1.3固相微萃取
以熔融石英光導纖維或其他材料為基體支持物，采取“相似相溶”的特點，在其表麵塗漬不同性質的高分子固定相薄層，通過直接或頂空方式，對待測物進行提取、富集、進樣和解析。固相微萃取可以完全消除使用有機溶劑，使萃取、預富集、進樣一次完成，減少了分析時間。劉俊采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術測定黃酒中EC，回收率為90.21%～99.07%，相對標準偏差小於2.89%，檢測限低至1.19μg/L，靈敏度更高[12]。通過頂空固相微萃取結合其他檢測方法可實現痕量水平上的精確測定[27]。
3.2HPLC-FLD測定EC含量
2002年，Herbert等首次引入高效液相色譜法測定葡萄酒中EC含量[28]，采取樣品與9-羥基噸溶液柱前衍生反應的方法避免了複雜的前處理，采用熒光檢測器又可滿足低濃度EC的檢測，相對標準偏差平均值為6.3%，平均回收率為96.3%，檢出限為4.2μg/L；同時，Herbert還比較了GC-MS、HPLC兩種方法在測定同一樣品中EC含量的差別，從統計學來看，發現兩種方法相同的概率為97.5%。這說明HPLC測定EC含量的方法也可以滿足準確度和精確度的要求，與GC-MS比，該方法最大的優點是簡單、快捷、經濟，是測定白酒中EC含量比較合適的方法。