2023年3月1日，中国农业大学食品科学与营养工程学院：战吉宬、黄卫东、游义琳*（通讯作者）等在国际食品顶级期刊Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety （Q1，IF: 15.786）发表题为“Research progress on the application of different controlling strategies to minimizing ethyl carbamate in grape wine”的综述性论文。2023年5月8日被选为封面文章。
科学分享
应用不同控制策略最大限度消减葡萄酒中氨基甲酸乙酯的研究进展
氨基甲酸乙酯（EC）是一种可能致癌的化合物，通常存在于发酵食品和酒精饮料中，已被国际癌症研究机构（IARC）列为2A类致癌物。酒精饮料是人类摄入EC的主要来源之一。因此，许多国家都规定了酒精饮料中的标准EC限量。葡萄酒是世界上仅次于啤酒的第二大酒精饮料，以其丰富的口感受到消费者的喜爱。
然而，不同的研究结果显示，葡萄酒中EC的检出率几乎为100%，而最高含量则高达100μg/L，因此有必要对葡萄酒中的EC含量进行监管。现有的控制葡萄酒中EC含量的方法主要包括优化发酵原料和工艺，采用基因工程菌种，以及酶法（脲酶或氨基甲酸乙酯水解酶）。
本综述重点介绍和比较了控制EC的方法的优点、缺点和适用性，并提出了两种可能的新技术，即改变发酵菌种和外源性添加酚类化合物。未来，希望通过中试或大规模应用验证这一前景的可行性，为葡萄酒生产过程中EC的调控提供新的启示。此外，该文还介绍了葡萄酒中EC的形成机制和影响因素，并总结了EC的分析方法。
综述结论
这篇综述总结了葡萄酒中氨基甲酸乙酯的影响因素、形成机制、分析方法和控制措施，展望了更有效地控制葡萄酒中的EC含量的措施。EC的形成受到很多因素的影响，包括原料、发酵过程和陈酿条件。主要的EC分析方法是GC-MS，它可以检测出微量的EC，同时针对不同的样品也衍生出多种预处理方法。葡萄酒样品特别适合于HS-SPME处理。诸如ELISA等快速检测EC的方法也得到了应用，未来可用于大规模的商业筛选。EC的形成机制主要包括由酿酒酵母调节的尿素循环和由LAB调节的ADI途径，涉及尿素和瓜氨酸与乙醇的反应，形成EC。
目前控制EC的方法涉及以下方面：改进原料和发酵过程、基因工程方法和酶。不同的控制方法有各自的优势，但也存在一定的局限性。改进原料和发酵过程不是一个长期的解决方案。基因工程菌株的安全性需要进一步验证。脲酶或氨基甲酸乙酯水解酶的稳定性和应用潜力也需要进一步探索。开发一种新型的酶制剂可能有助于提高脲酶和氨基甲酸乙酯水解酶的稳定性。在未来，通过关注发酵剂和外源性添加酚类化合物，可以开发出一种更合适的方法来控制葡萄酒中的EC，而不影响其整体质量。从葡萄酒原料中分离和筛选出能直接降解EC的酵母菌株是很有前途的，这可能有助于葡萄酒行业生产安全和低EC的葡萄酒。
图文赏析
图1. 氨基甲酸乙酯的三种代谢途径。结构式由Chemdraw绘制。
图2. 尿素和精氨酸在酿酒酵母细胞中的代谢（通过Figdraw）。CAN1、GAP1、CAR1、DUR1和DUR2是编码代谢中不同酶的基因；Dur3p和Dur4p是转运体。NCR，氮代谢抑制作用。
图3. 精氨酸、鸟氨酸和瓜氨酸在乳酸菌细胞中的代谢机制（通过Figdraw）。arc A、arc B和arc C是编码代谢中不同酶的基因；ADI、OTC和CK是关键酶。ADI，精氨酸脱氨酶；OTC，鸟氨酸转氨酶；CK，氨基甲酸酯激酶；A/O反向转运体，精氨酸/鸟氨酸反向转运体；C/O反向转运体，瓜氨酸/鸟氨酸反向转运体。
图4. 葡萄酒中氨基甲酸乙酯形成的影响因素。结构式由Chemdraw绘制。
图5.葡萄酒生产过程中消减氨基甲酸乙酯的控制策略（通过Figdraw和Microsoft Power Point）。