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黃酒中安全風險性物質及控制的研究進展

文檔作者：王興龍1，袁敏1，袁留政2，徐斐1，晏紹慶3，曹慧1，于勁松1 （文檔來源： 1.上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院 2.山東電子職業(yè)技術學院 3.上海市質量和標準化研究院，		點擊數：	更新時間： 2022年11月08日
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黃酒中安全風險性物質及控制的研究進展
王興龍1，袁敏1*，袁留政2，徐斐1，晏紹慶3*，曹慧1，于勁松1
（1.上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院，上海200093；2.山東電子職業(yè)技術學院， 濟南250200；
3.上海市質量和標準化研究院，上海，200031）
摘要：黃酒是用谷物作原料，用酒藥、麥曲或米曲制成的釀造酒，富含人體必需氨基酸，營養(yǎng)價值高。但在生產過程
中也會產生或不慎引入具有潛在安全風險的物質，如氨基甲酸乙酯、高級醇、生物胺、黃曲霉毒素、甲醛等，對黃酒的
品質和安全造成重大影響，因此明確黃酒中這些安全性風險物質的來源和生成途徑并制訂相應的控制措施對提高黃
酒質量十分重要。本文在描述黃酒中安全風險性物質種類及危害的基礎上，對各種安全風險性物質的來源、生成途徑
和影響因素進行了綜述，并討論分析了相應的控制措施。
關鍵詞：黃酒；安全風險性物質；生成途徑；控制
中圖分類號：TS262.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-506X（2015）01-0096-0005
Study of Controlling Security Risk Substances in Yellow Rice Wine
WANG Xing-long1， YUAN Min1*， YUAN Liu-zheng2， XU Fei1， YAN Shao-qing3*，
CAO Hui1， YU Jin-song1
（1.University of Shanghai Science and Technology，Shanghai 200093，China；
2.Shandong College of Electronic Technology，Jinan 250200，China；
3.Shanghai Institute of Quality and Standardization，Shanghai 200031，China）
Abstract： Yellow rice wine is a fermented wine made from grains and yeasts， which is rich in amino acids with
good nutritional value. Whereas some security risk substances were also introduced in production process， such as
ethyl carbamate， higher alcohols， biogenic amines， aflatoxin and formaldehyde etc. Therefore the research of controlling
the content of safety risk substances is very important to the quality of yellow rice wine. The objective of this
study was to investigate the safety risk substances in yellow rice wine from the points of raw material， productive
process and storage， briefly discuss their forming ways and control measures.
Key words： yellow rice wine； safety risk substances； formation； control
doi：10.3969/j.issn.1674-506X.2015.01-023
黃酒的傳統釀造是采用多菌種，邊糖化，邊發(fā)酵
的工藝，除了產生乙醇、功能寡肽和大量各類香氣物
質外， 還可能會產生或不慎引入一些不利人體健康
的物質，主要包括氨基甲酸乙酯、甲醛、生物胺和黃
曲霉毒素等。此外，作為黃酒中主要的風味物質，高
級醇在含量過高時，不僅會影響黃酒的口感，也會對
人體健康產生不利影響。這些具有安全風險的物質
在一定程度上影響了黃酒的發(fā)展。
1 黃酒中可能存在的風險性物質及其生成途徑
氨基甲酸乙酯（ethyl carbamate，EC）易作為副
收稿日期：2014-12-25
基金項目：上海市技術性貿易措施應對專項（13TBT014）；上海市高校青年教師培養(yǎng)計劃。
作者簡介：王興龍（1988-），男，碩士研究生。主要從事食品質量安全檢測的研究。
* 通訊作者：袁敏（1985-），女，講師。研究方向：食品質量安全快速檢測與風險評估。
Food and Fermentation Technology
第51 卷（第1 期） Vol.51，No.1
第51 卷（總第185 期）
產物主要源于液相環(huán)境中乙醇和氨甲?；衔锏淖?
發(fā)反應，于2007 年被世界衛(wèi)生組織（World Health
Organization）認定為2A 級致癌物，意為對人類有致
癌的可能性，屬于多位點致癌物質［1-2］。釀造酒中常
見的氨甲?；衔镉校耗蛩亍⒐习彼?、氨甲酰磷酸、氨
甲酰天冬氨酸和尿膜素等， 其中最主要的底物是尿
素［3］。如黃酒中90%的氨基甲酸乙酯即是由尿素和
乙醇反應生成［4］。日本酒行業(yè)把我國的黃酒列入強
化酒（fortified wine）行列中，意味著中國黃酒中氨基
甲酸乙酯含量應低于100μg/L［5］。
高級醇是3 個碳以上的一元醇類高沸點物質的
混合物，在黃酒中主要有正丙醇、正丁醇、異丁醇、仲
丁醇、戊醇、異戊醇、活性戊醇、辛醇、苯乙醇、色醇、
酪醇等，是黃酒中一類重要的風味物質。這些高級醇
主要有兩條生成途徑［4］，一是降解代謝途徑（伊里
希，Ehrlich 代謝機制），二是合成代謝途徑（Harris 代
謝機制）。過量的高級醇不僅會給黃酒帶來異味雜味
還能引起較強的致醉性， 是引發(fā)飲后不適感的重要
影響因素之一［6］。
生物胺（biogenic amine，BA）是一類含氮的低分
子量有機化合物的總稱， 主要來源于氨基酸的脫羧
反應以及醛類或酮類物質的氨基化反應， 可由動植
物和微生物組織在新陳代謝過程中降解產生。根據
化學結構可把生物胺分為三類：芳香族（酪胺、苯乙
胺）、脂肪族（腐胺、尸胺、精胺、亞精胺）和雜環(huán)族（組
胺、色胺）［7］。食用含高濃度生物胺的食品后，會引起
心悸、呼吸紊亂、頭痛等過敏反應，其中組胺口服超
過8mg 或者酪胺口服超過100mg 即可產生中毒癥
狀， 當食品中生物胺含量達到1000mg/kg 時會對人
體健康產生極大的損害［8］。對于發(fā)酵酒飲料，德國要
求葡萄酒中組胺限量為2mg/L，澳大利亞、法國和瑞
士要求不得超過10mg/L［9］，其他飲料酒中有關生物
胺還未見報道。
黃曲霉毒素（aflatoxin）通常由食物及飼料中的
黃曲霉和寄生曲霉代謝產生， 具有很強的致癌性和
致畸性，被人或家畜攝入后，可引起急性或慢性真菌
中毒癥［10］。原料霉變，生產菌株選用不當，或生產過
程中管理不善都可能使黃酒污染霉菌毒素。曾有報
道在英國和日本市場的啤酒中檢測到了黃曲霉毒素
B1（Alfatoxins B1，AFB1），含量為12.5ng/L。英國從墨
西哥進口的啤酒中，有三個啤酒樣品也檢測到了AFB1
［11］。而任世宣等人曾利用薄層分析法對浙江省內分散
采集的183 份家釀黃酒和廠產黃酒樣品進行了黃曲
霉毒素B1
的檢測， 結果顯示僅有1 份樣品呈陽性，
AFB1
濃度為3ppb，并且放置50d 后，降至2ppb［12］，小
于我國綠色食品-黃酒標準（NY/T 897 2004），黃曲
霉毒素B1
允許量規(guī)定5μg/L，說明AFB1
對黃酒有較
小的安全風險，且黃酒的陳化有利于AFB1
的分解。
甲醛能與蛋白質的氨基結合，使蛋白質變性凝
固，擾亂細胞的正常代謝，已經被世界衛(wèi)生組織確
定為致癌和致畸物質［13］。天然食品中微量甲醛普遍
存在，它是細胞代謝的正常產物，發(fā)酵酒在自然發(fā)
酵過程中也會產生微量甲醛。黃酒是以谷物和水為
原料加曲種釀制而成，在生產過程中除了焦糖色外
未添加其他任何物質，所以黃酒中微量甲醛是黃酒
在生產過程（主要是發(fā)酵過程）中產生的。依據農
業(yè)行業(yè)標準（NY/T 273-2012），啤酒中甲醛的限量值
為0.9mg/L。一般來說，啤酒中酒精體積分數為3%
左右，而黃酒一般在14-20％，是啤酒的5 倍左右，
按人體攝入的酒精量計算，人體能夠一次飲用黃酒
量應當是啤酒的1/5，因此，黃酒中的甲醛的殘留限
量應當為啤酒的5 倍，即≤4.5mg/L。勞民玓等［14］對
來自于國家黃酒產品質量監(jiān)督檢測中心定期抽樣的
20 種不同產地的黃酒進行甲醛含量的檢測，檢測的
20 個樣品的均值為0.82mg/L，處于較安全的范圍內。
2 影響黃酒中安全風險性物質形成的因素
2.1 原料
黃酒生產用的原料有秈米、粳米、糯米、黍米等，
原料中蛋白質含量的高低， 對黃酒中產生的氨基甲
酸乙酯、高級醇、生物胺等安全風險性物質的含量有
很大的影響。由原料帶入酒樣中的蛋白質越高，經蛋
白酶水解后的氨基酸就越多。氨基酸增多，就有可能
使精氨酸增多。那么，大量的尿素由精氨酸經酵母細
胞內的精氨酸酶參與的尿素循環(huán)途徑分解而來［15］，
除了滿足菌體自身需要外， 多余的尿素被分泌到體
外，使酒醪中尿素含量增加，與乙醇反應產生氨基甲
酸乙酯［3］。另外，酵母也有可能將多余的氨基酸經伊
里希降解代謝途徑轉化成高級醇。生物胺是由相應
前體物氨基酸在脫羧酶作用下經過脫羧反應轉化而
來［16］，前體物濃度會影響生物胺的產生。因此，選用
蛋白質含量低的原料，提高米的精白度，可減少黃酒
中高級醇的含量［17］，對氨基甲酸乙酯、生物胺的減少
也有積極的影響。污染的原料中往往會有一些產毒
菌株混入，如果溫度、濕度等條件適宜，便會在這些
原料上生長、發(fā)霉、產毒［18］。由此可見，把好原料關，
對提高酒的品質至關重要。
2.2 糖化劑
釀酒酵母是不能生產胞外酸性蛋白酶和酸性羧
王興龍等：黃酒中安全風險性物質及控制的研究進展97
2015 年第1 期
（基）肽酶的，原料中的蛋白質通常由曲中的酸性蛋
白酶和酸性羧（基）肽酶水解成氨基酸，倘若氨基酸
含量過多，酵母將過量的氨基酸轉變?yōu)楦呒壌?，導?
酒中高級醇的含量很高，因此曲中這些酶的多少對
黃酒中高級醇的含量影響很大［19］。傳統黃酒釀造多
采用生麥曲為糖化劑，生麥曲的生產是開放式的，主
要是利用自然界中的微生物在一定條件下、在一定
的基質上生長繁殖而制成的。而自然界中存在著很
多產毒霉菌菌株，其分布范圍很廣，因此在自然曲
中就有可能侵染上產毒性霉菌菌株［18］。此外，張鳳
杰等［8］研究表明，由曲帶入前酵罐的生物胺極少，總含
量不超過1mg/kg。為此選育低產高級醇的酵母菌種、
不產毒素的曲霉菌種，控制曲的使用量及曲的產酶
數量可有效控制黃酒中高級醇、黃曲霉毒素的含量。
2.3 酵母
黃酒中大部分的氨基甲酸乙酯是由尿素和乙醇
反應生成，其中部分尿素由酵母在發(fā)酵過程中代謝
產生，主要是精氨酸經酵母細胞內的精氨酸酶參與
尿素循環(huán)途徑分解而來［15］。甲醛是微生物的代謝產
物。如在啤酒生產的發(fā)酵過程中，酵母產生一系列的
生化代謝產物，其中包含有微量的甲醛［20］。由此推
測，黃酒中的甲醛也可由酵母菌代謝產生。乳酸菌是
發(fā)酵過程中影響生物胺含量的一個關鍵因素，黃酒
發(fā)酵醪中乳酸菌主要是來自酒母和麥曲。乳酸菌對
氨基酸脫羧產生生物胺需要兩個基本條件：一是基
質中有足夠量的氨基酸，二是乳酸菌能夠產生氨基
酸脫羧酶［21］。
2.4 發(fā)酵溫度
溫度是酒釀造過程中酵母參與生化反應的諸多
外界因素中最重要的條件之一。夏艷秋等［22］研究發(fā)現
最適主發(fā)酵28-30℃，后發(fā)酵8-15℃，可以保證黃酒的
質量與產量。若發(fā)酵溫度過高，就會加速酵母對氨基
酸的脫氨基作用，有利于高級醇的生成，同時還會加
速酵母的自溶，自溶后產生大量的氨基酸，會引起高
級醇的含量增加和酪醇的生成，導致成品酒苦味重［17］。
2.5 煎酒與儲藏
煎酒有利于黃酒的生物穩(wěn)定性，促使酒中的蛋
白質及其他膠體受熱凝固而色澤清亮，使醛類等不
良成分揮發(fā)，清除雜質，改善酒質。大多數的煎酒溫
度為80-90℃。煎酒溫度較高時，雖能提高黃酒的穩(wěn)
定性，但也會生成更多的氨基甲酸乙酯。黃酒在4℃、
室溫和37℃恒溫儲藏400d 后， 其中氨基甲酸乙酯
的含量從74.0μg/kg 分別增至84.2μg/kg，131.8μg/kg
和509.4μg/kg［23］。因此氨基甲酸乙酯含量與儲蓄溫
度有關。
為了確保成品酒的質量， 新酒都應有一定的貯
存時間進行陳釀， 不宜過早出廠。雖然黃酒越陳越
好，但也不是說貯存期越長越好，若發(fā)生過熟，黃酒
的質量反而會下降。貯存期的長短是由酒的成熟速
度來決定的， 而成熟速度又與浸出物的多少及pH
值高低等因素有關， 特別是糖和氨基酸的含量對黃
酒的品質影響較大。
3 控制黃酒中安全風險性物質的措施
3.1 良好的加工工藝及衛(wèi)生管理
嚴格的衛(wèi)生管理和良好的加工工藝是確保黃酒
質量的關鍵因素，通過實行HACCP（Hazard Analysis
Critical Control Point，危害分析與關鍵控制點），
對黃酒生產過程中原材料的選擇、加工、儲藏等各個
環(huán)節(jié)的危害進行分析和控制，制定關鍵控制點，實行
良好衛(wèi)生操作規(guī)范， 避免和減少產生有害物質的污
染菌，嚴格控制生產條件。
榮智興等［24］選用精米率分別為90%、86%和80%
的大米， 發(fā)酵后測得的高級醇總量為391.14mg/L，
311.41mg/L 和259.92mg/L。龔耀平等［25］研究發(fā)現，先
糖化后發(fā)酵工藝黃酒的樣品中， 后發(fā)酵結束時高級
醇含量為329.26mg/L，低于傳統釀造“雙邊”發(fā)酵工
藝的399.45mg/L。陽志銳等［26］主要研究了不同橡木
片添加比例對黃酒貯存過程中風味物質、游離氨基
酸含量變化和感官特性的影響， 結果表明當橡木片
添加量為9g/L 時高級醇的減少的程度較大，有利于
黃酒的陳化。韓笑等［27］借鑒葡萄酒的微氧催陳原理
和技術， 研究黃酒陳化過程中氧氣的通入量以及通
入頻率對黃酒品質影響，研究結果表明，經通氣方式
處理后的樣品，其高級醇、酚類風味物質在種類的減
少程度上較密閉樣品大， 綜合風味物質和游離氨基
酸的結果，3 種貯存方式中， 采用微量通氣50mL/L
的方式更利于黃酒的陳化。黃酒發(fā)酵生產中主要是
以大米為原料，米中的尿素含量與其精制程度有關，
精制程度達70-75%，其尿素含量是原料米的一半，
進而可減少氨基甲酸乙酯的含量［28］。Park［29］指出，朝
鮮市場上的大米感染AFB1
的幾率為6％，平均含量
為4.8μg/kg， 通過風險評價認為， 大米是人們感染
AFB1
的一個重要來源。選用無污染AFB1
的大米為
釀酒原料，可以從源頭防止黃酒中AFB1
的引入。通
過對兩類工廠研究發(fā)現， 未實行HACCP 的工廠產
品中8 種生物胺平均含量是實行HACCP 的工廠的
1.5 倍［30］。因此對工廠制定和實行HACCP 有利于降
低生物胺含量。
98
第51 卷（總第185 期）
3.2 微生物對減少黃酒中安全風險性物質形成的
作用
3.2.1 接種無氨基酸脫羧酶活性的乳酸菌菌株
大量的研究都證實黃酒中生物胺主要由乳酸菌
對氨基酸脫羧而產生， 如果采用自然的蘋果酸-乳
酸發(fā)酵（malolactic fermentation，MLF），自然乳酸菌
的發(fā)酵特性是無法控制的，因此實際生產中多通過
接種無氨基酸脫羧酶活性的菌株進行MLF 來降低
生物胺含量，這也是目前控制黃酒中生物胺含量的
較為有效的方法。如程斐等［31］采用乳酸菌的快速篩
選方法，從黃酒釀造環(huán)節(jié)的樣品中分離篩選出了能
在浸米水中快速產酸且具有廣譜抑菌作用，生物胺
反應陰性的乳酸菌B101，相比于自然浸米方式，生物
酸化浸米的漿水中生物胺的質量濃度由15.39mg/L
降低為7.28mg/L。周韓玲等［32］對黃酒發(fā)酵液中產生
物胺乳酸菌進行了分離鑒定與評價， 從黃酒發(fā)酵液中
分離得到6 株乳酸菌， 采用平板檢測法對6 株乳酸菌
產生物胺能力進行了評價， 結果定性得知除乳酸菌
R1
之外，其他五種乳酸菌均可以避免生物胺的產生。
3.2.2 酵母菌種的選育
酵母的生理特性對黃酒中高級醇、氨基甲酸乙
酯、甲醛等含量有很大的影響，因此酵母的接種量、
酵母菌種進行選育及改造是控制黃酒中高級醇、氨
基甲酸乙酯、甲醛等含量的有效途徑。趙輝等［33］利用
紫外和硫酸二乙酯對出發(fā)酵母菌株進行復合誘變，
三重篩選獲得高級醇產量少的菌株。利用誘變和基
因工程手段， 或借鑒葡萄酒釀造中蘋果酸-乳酸發(fā)
酵階段酒類酒球菌的選育，獲得精氨酸酶缺陷型或
表達受阻的酵母突變菌株［34-35］，均能有效地降低產
品中氨基甲酸乙酯的含量。林小榮等［36］對啤酒發(fā)酵
過程中甲醛代謝影響因素進行了初步研究，最終得
出結論，酵母接種量在2.85×107 個/mL 時甲醛峰值
最低，為550μg/L。
3.2.3 以麥制曲，用曲釀酒
制曲質量的好壞在黃酒釀造中具有極其重要的
地位。目前，用于黃酒釀造的糖化菌種主要是黃曲霉
菌，因此分離和篩選高糖化酶活力且不產毒素的黃
曲霉菌株已成為黃酒業(yè)當務之急?；菝鞯龋?7］從8 個
酒曲樣品中分離篩選到一株糖化能力較強的曲霉菌
株D-57，經農業(yè)部農產品質檢中心（鄭州）檢測，麩
曲中黃曲霉毒素B1
的含量小于5μg/kg。根據我國綠
色食品-黃酒標準（NY/T 897-2004），黃曲霉毒素B1
允許量規(guī)定為≤5μg/L，因此可以認為篩選得到的黃
曲霉D-57 菌株為安全菌株。夏艷秋等［38］對原始菌
株YA，采用紫外線與LiC1 復合誘變、碳酸鋇誘發(fā)及
自然分離方法選育到一株淀粉酶活力高、不產黃曲
霉毒素的優(yōu)良黃曲霉突變株YA4.9。
3.3 黃酒中安全風險性物質的去除
當產品中已經產生了安全風險性物質時， 如何
降低風險物質的含量， 以提高產品質量降低經濟損
失，是廣大研究人員的關注熱點。目前主要有降解和
吸附兩類方法。李超波等［39］從動物糞便中成功篩選
到了2 株具有高效降解AFB1
活性的菌株， 去除率
分別達到90.03％和84.56％。而氨基甲酸乙酯則可
以通過向發(fā)酵完全的酒中添加酸性尿酶， 催化尿素
分解形成氨和二氧化碳， 控制氨基甲酸乙酯的生成
來源，以達到降低氨基甲酸乙酯含量的目的［5，40］。此
外，劉俊等［41］則在各種吸附性材料中，優(yōu)選得到特
異性功能樹脂材料L2、L3， 兩者復配后對EC 含量
87.14μg/L 的酒樣，EC 的去除率達到61.90％， 同時
對酒體風味的保持較好。
4 小結
黃酒是以谷物為原料， 由多種微生物共同參與
釀制而成的一種非常復雜的發(fā)酵產品。氨基甲酸乙
酯、高級醇、生物胺、黃曲霉毒素、甲醛等是黃酒中可
能存在的具有一定安全風險的物質。而控制安全風
險、保障生產質量歷來都是相關研究人員的關注熱
點。本文對安全風險物質的產生來源和生成路徑進
行了分析，從黃酒加工工藝、衛(wèi)生管理以及微生物的
影響等方面對安全風險的控制措施提供了一些建
議， 并介紹了降解和吸附兩種去除安全風險物質的
解決方案， 對黃酒的安全生產和健康發(fā)展具有積極
的指導作用。
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