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黄酒中安全风险性物质及控制的研究进展

文档作者：王兴龙1，袁敏1，袁留政2，徐斐1，晏绍庆3，曹慧1，于劲松1 （文档来源： 1.上海理工大学医疗器械与食品学院 2.山东电子职业技术学院 3.上海市质量和标准化研究院，		点击数：	更新时间： 2022年11月08日
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黄酒中安全风险性物质及控制的研究进展
王兴龙1，袁敏1*，袁留政2，徐斐1，晏绍庆3*，曹慧1，于劲松1
（1.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093；2.山东电子职业技术学院， 济南250200；
3.上海市质量和标准化研究院，上海，200031）
摘要：黄酒是用谷物作原料，用酒药、麦曲或米曲制成的酿造酒，富含人体必需氨基酸，营养价值高。但在生产过程
中也会产生或不慎引入具有潜在安全风险的物质，如氨基甲酸乙酯、高级醇、生物胺、黄曲霉毒素、甲醛等，对黄酒的
品质和安全造成重大影响，因此明确黄酒中这些安全性风险物质的来源和生成途径并制订相应的控制措施对提高黄
酒质量十分重要。本文在描述黄酒中安全风险性物质种类及危害的基础上，对各种安全风险性物质的来源、生成途径
和影响因素进行了综述，并讨论分析了相应的控制措施。
关键词：黄酒；安全风险性物质；生成途径；控制
中图分类号：TS262.4 文献标识码：A 文章编号：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
黄酒的传统酿造是采用多菌种，边糖化，边发酵
的工艺，除了产生乙醇、功能寡肽和大量各类香气物
质外， 还可能会产生或不慎引入一些不利人体健康
的物质，主要包括氨基甲酸乙酯、甲醛、生物胺和黄
曲霉毒素等。此外，作为黄酒中主要的风味物质，高
级醇在含量过高时，不仅会影响黄酒的口感，也会对
人体健康产生不利影响。这些具有安全风险的物质
在一定程度上影响了黄酒的发展。
1 黄酒中可能存在的风险性物质及其生成途径
氨基甲酸乙酯（ethyl carbamate，EC）易作为副
收稿日期：2014-12-25
基金项目：上海市技术性贸易措施应对专项（13TBT014）；上海市高校青年教师培养计划。
作者简介：王兴龙（1988-），男，硕士研究生。主要从事食品质量安全检测的研究。
* 通讯作者：袁敏（1985-），女，讲师。研究方向：食品质量安全快速检测与风险评估。
Food and Fermentation Technology
第51 卷（第1 期） Vol.51，No.1
第51 卷（总第185 期）
产物主要源于液相环境中乙醇和氨甲酰化合物的自
发反应，于2007 年被世界卫生组织（World Health
Organization）认定为2A 级致癌物，意为对人类有致
癌的可能性，属于多位点致癌物质［1-2］。酿造酒中常
见的氨甲酰化合物有：尿素、瓜氨酸、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］。如黄酒中90%的氨基甲酸乙酯即是由尿素和
乙醇反应生成［4］。日本酒必威体育官方网站
把我国的黄酒列入强
化酒（fortified wine）行列中，意味着中国黄酒中氨基
甲酸乙酯含量应低于100μg/L［5］。
高级醇是3 个碳以上的一元醇类高沸点物质的
混合物，在黄酒中主要有正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲
丁醇、戊醇、异戊醇、活性戊醇、辛醇、苯乙醇、色醇、
酪醇等，是黄酒中一类重要的风味物质。这些高级醇
主要有两条生成途径［4］，一是降解代谢途径（伊里
希，Ehrlich 代谢机制），二是合成代谢途径（Harris 代
谢机制）。过量的高级醇不仅会给黄酒带来异味杂味
还能引起较强的致醉性， 是引发饮后不适感的重要
影响因素之一［6］。
生物胺（biogenic amine，BA）是一类含氮的低分
子量有机化合物的总称， 主要来源于氨基酸的脱羧
反应以及醛类或酮类物质的氨基化反应， 可由动植
物和微生物组织在新陈代谢过程中降解产生。根据
化学结构可把生物胺分为三类：芳香族（酪胺、苯乙
胺）、脂肪族（腐胺、尸胺、精胺、亚精胺）和杂环族（组
胺、色胺）［7］。食用含高浓度生物胺的食品后，会引起
心悸、呼吸紊乱、头痛等过敏反应，其中组胺口服超
过8mg 或者酪胺口服超过100mg 即可产生中毒症
状， 当食品中生物胺含量达到1000mg/kg 时会对人
体健康产生极大的损害［8］。对于发酵酒饮料，德国要
求葡萄酒中组胺限量为2mg/L，澳大利亚、法国和瑞
士要求不得超过10mg/L［9］，其他饮料酒中有关生物
胺还未见报道。
黄曲霉毒素（aflatoxin）通常由食物及饲料中的
黄曲霉和寄生曲霉代谢产生， 具有很强的致癌性和
致畸性，被人或家畜摄入后，可引起急性或慢性真菌
中毒症［10］。原料霉变，生产菌株选用不当，或生产过
程中管理不善都可能使黄酒污染霉菌毒素。曾有报
道在英国和日本市场的啤酒中检测到了黄曲霉毒素
B1（Alfatoxins B1，AFB1），含量为12.5ng/L。英国从墨
西哥进口的啤酒中，有三个啤酒样品也检测到了AFB1
［11］。而任世宣等人曾利用薄层分析法对浙江省内分散
采集的183 份家酿黄酒和厂产黄酒样品进行了黄曲
霉毒素B1
的检测， 结果显示仅有1 份样品呈阳性，
AFB1
浓度为3ppb，并且放置50d 后，降至2ppb［12］，小
于我国绿色食品-黄酒标准（NY/T 897 2004），黄曲
霉毒素B1
允许量规定5μg/L，说明AFB1
对黄酒有较
小的安全风险，且黄酒的陈化有利于AFB1
的分解。
甲醛能与蛋白质的氨基结合，使蛋白质变性凝
固，扰乱细胞的正常代谢，已经被世界卫生组织确
定为致癌和致畸物质［13］。天然食品中微量甲醛普遍
存在，它是细胞代谢的正常产物，发酵酒在自然发
酵过程中也会产生微量甲醛。黄酒是以谷物和水为
原料加曲种酿制而成，在生产过程中除了焦糖色外
未添加其他任何物质，所以黄酒中微量甲醛是黄酒
在生产过程（主要是发酵过程）中产生的。依据农
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标准（NY/T 273-2012），啤酒中甲醛的限量值
为0.9mg/L。一般来说，啤酒中酒精体积分数为3%
左右，而黄酒一般在14-20％，是啤酒的5 倍左右，
按人体摄入的酒精量计算，人体能够一次饮用黄酒
量应当是啤酒的1/5，因此，黄酒中的甲醛的残留限
量应当为啤酒的5 倍，即≤4.5mg/L。劳民玓等［14］对
来自于国家黄酒产品质量监督检测中心定期抽样的
20 种不同产地的黄酒进行甲醛含量的检测，检测的
20 个样品的均值为0.82mg/L，处于较安全的范围内。
2 影响黄酒中安全风险性物质形成的因素
2.1 原料
黄酒生产用的原料有籼米、粳米、糯米、黍米等，
原料中蛋白质含量的高低， 对黄酒中产生的氨基甲
酸乙酯、高级醇、生物胺等安全风险性物质的含量有
很大的影响。由原料带入酒样中的蛋白质越高，经蛋
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经酵母细
胞内的精氨酸酶参与的尿素循环途径分解而来［15］，
除了满足菌体自身需要外， 多余的尿素被分泌到体
外，使酒醪中尿素含量增加，与乙醇反应产生氨基甲
酸乙酯［3］。另外，酵母也有可能将多余的氨基酸经伊
里希降解代谢途径转化成高级醇。生物胺是由相应
前体物氨基酸在脱羧酶作用下经过脱羧反应转化而
来［16］，前体物浓度会影响生物胺的产生。因此，选用
蛋白质含量低的原料，提高米的精白度，可减少黄酒
中高级醇的含量［17］，对氨基甲酸乙酯、生物胺的减少
也有积极的影响。污染的原料中往往会有一些产毒
菌株混入，如果温度、湿度等条件适宜，便会在这些
原料上生长、发霉、产毒［18］。由此可见，把好原料关，
对提高酒的品质至关重要。
2.2 糖化剂
酿酒酵母是不能生产胞外酸性蛋白酶和酸性羧
王兴龙等：黄酒中安全风险性物质及控制的研究进展97
2015 年第1 期
（基）肽酶的，原料中的蛋白质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
含量过多，酵母将过量的氨基酸转变为高级醇，导致
酒中高级醇的含量很高，因此曲中这些酶的多少对
黄酒中高级醇的含量影响很大［19］。传统黄酒酿造多
采用生麦曲为糖化剂，生麦曲的生产是开放式的，主
要是利用自然界中的微生物在一定条件下、在一定
的基质上生长繁殖而制成的。而自然界中存在着很
多产毒霉菌菌株，其分布范围很广，因此在自然曲
中就有可能侵染上产毒性霉菌菌株［18］。此外，张凤
杰等［8］研究表明，由曲带入前酵罐的生物胺极少，总含
量不超过1mg/kg。为此选育低产高级醇的酵母菌种、
不产毒素的曲霉菌种，控制曲的使用量及曲的产酶
数量可有效控制黄酒中高级醇、黄曲霉毒素的含量。
2.3 酵母
黄酒中大部分的氨基甲酸乙酯是由尿素和乙醇
反应生成，其中部分尿素由酵母在发酵过程中代谢
产生，主要是精氨酸经酵母细胞内的精氨酸酶参与
尿素循环途径分解而来［15］。甲醛是微生物的代谢产
物。如在啤酒生产的发酵过程中，酵母产生一系列的
生化代谢产物，其中包含有微量的甲醛［20］。由此推
测，黄酒中的甲醛也可由酵母菌代谢产生。乳酸菌是
发酵过程中影响生物胺含量的一个关键因素，黄酒
发酵醪中乳酸菌主要是来自酒母和麦曲。乳酸菌对
氨基酸脱羧产生生物胺需要两个基本条件：一是基
质中有足够量的氨基酸，二是乳酸菌能够产生氨基
酸脱羧酶［21］。
2.4 发酵温度
温度是酒酿造过程中酵母参与生化反应的诸多
外界因素中最重要的条件之一。夏艳秋等［22］研究发现
最适主发酵28-30℃，后发酵8-15℃，可以保证黄酒的
质量与产量。若发酵温度过高，就会加速酵母对氨基
酸的脱氨基作用，有利于高级醇的生成，同时还会加
速酵母的自溶，自溶后产生大量的氨基酸，会引起高
级醇的含量增加和酪醇的生成，导致成品酒苦味重［17］。
2.5 煎酒与储藏
煎酒有利于黄酒的生物稳定性，促使酒中的蛋
白质及其他胶体受热凝固而色泽清亮，使醛类等不
良成分挥发，清除杂质，改善酒质。大多数的煎酒温
度为80-90℃。煎酒温度较高时，虽能提高黄酒的稳
定性，但也会生成更多的氨基甲酸乙酯。黄酒在4℃、
室温和37℃恒温储藏400d 后， 其中氨基甲酸乙酯
的含量从74.0μg/kg 分别增至84.2μg/kg，131.8μg/kg
和509.4μg/kg［23］。因此氨基甲酸乙酯含量与储蓄温
度有关。
为了确保成品酒的质量， 新酒都应有一定的贮
存时间进行陈酿， 不宜过早出厂。虽然黄酒越陈越
好，但也不是说贮存期越长越好，若发生过熟，黄酒
的质量反而会下降。贮存期的长短是由酒的成熟速
度来决定的， 而成熟速度又与浸出物的多少及pH
值高低等因素有关， 特别是糖和氨基酸的含量对黄
酒的品质影响较大。
3 控制黄酒中安全风险性物质的措施
3.1 良好的加工工艺及卫生管理
严格的卫生管理和良好的加工工艺是确保黄酒
质量的关键因素，通过实行HACCP（Hazard Analysis
Critical Control Point，危害分析与关键控制点），
对黄酒生产过程中原材料的选择、加工、储藏等各个
环节的危害进行分析和控制，制定关键控制点，实行
良好卫生操作规范， 避免和减少产生有害物质的污
染菌，严格控制生产条件。
荣智兴等［24］选用精米率分别为90%、86%和80%
的大米， 发酵后测得的高级醇总量为391.14mg/L，
311.41mg/L 和259.92mg/L。龚耀平等［25］研究发现，先
糖化后发酵工艺黄酒的样品中， 后发酵结束时高级
醇含量为329.26mg/L，低于传统酿造“双边”发酵工
艺的399.45mg/L。阳志锐等［26］主要研究了不同橡木
片添加比例对黄酒贮存过程中风味物质、游离氨基
酸含量变化和感官特性的影响， 结果表明当橡木片
添加量为9g/L 时高级醇的减少的程度较大，有利于
黄酒的陈化。韩笑等［27］借鉴葡萄酒的微氧催陈原理
和技术， 研究黄酒陈化过程中氧气的通入量以及通
入频率对黄酒品质影响，研究结果表明，经通气方式
处理后的样品，其高级醇、酚类风味物质在种类的减
少程度上较密闭样品大， 综合风味物质和游离氨基
酸的结果，3 种贮存方式中， 采用微量通气50mL/L
的方式更利于黄酒的陈化。黄酒发酵生产中主要是
以大米为原料，米中的尿素含量与其精制程度有关，
精制程度达70-75%，其尿素含量是原料米的一半，
进而可减少氨基甲酸乙酯的含量［28］。Park［29］指出，朝
鲜市场上的大米感染AFB1
的几率为6％，平均含量
为4.8μg/kg， 通过风险评价认为， 大米是人们感染
AFB1
的一个重要来源。选用无污染AFB1
的大米为
酿酒原料，可以从源头防止黄酒中AFB1
的引入。通
过对两类工厂研究发现， 未实行HACCP 的工厂产
品中8 种生物胺平均含量是实行HACCP 的工厂的
1.5 倍［30］。因此对工厂制定和实行HACCP 有利于降
低生物胺含量。
98
第51 卷（总第185 期）
3.2 微生物对减少黄酒中安全风险性物质形成的
作用
3.2.1 接种无氨基酸脱羧酶活性的乳酸菌菌株
大量的研究都证实黄酒中生物胺主要由乳酸菌
对氨基酸脱羧而产生， 如果采用自然的苹果酸-乳
酸发酵（malolactic fermentation，MLF），自然乳酸菌
的发酵特性是无法控制的，因此实际生产中多通过
接种无氨基酸脱羧酶活性的菌株进行MLF 来降低
生物胺含量，这也是目前控制黄酒中生物胺含量的
较为有效的方法。如程斐等［31］采用乳酸菌的快速筛
选方法，从黄酒酿造环节的样品中分离筛选出了能
在浸米水中快速产酸且具有广谱抑菌作用，生物胺
反应阴性的乳酸菌B101，相比于自然浸米方式，生物
酸化浸米的浆水中生物胺的质量浓度由15.39mg/L
降低为7.28mg/L。周韩玲等［32］对黄酒发酵液中产生
物胺乳酸菌进行了分离鉴定与评价， 从黄酒发酵液中
分离得到6 株乳酸菌， 采用平板检测法对6 株乳酸菌
产生物胺能力进行了评价， 结果定性得知除乳酸菌
R1
之外，其他五种乳酸菌均可以避免生物胺的产生。
3.2.2 酵母菌种的选育
酵母的生理特性对黄酒中高级醇、氨基甲酸乙
酯、甲醛等含量有很大的影响，因此酵母的接种量、
酵母菌种进行选育及改造是控制黄酒中高级醇、氨
基甲酸乙酯、甲醛等含量的有效途径。赵辉等［33］利用
紫外和硫酸二乙酯对出发酵母菌株进行复合诱变，
三重筛选获得高级醇产量少的菌株。利用诱变和基
因工程手段， 或借鉴葡萄酒酿造中苹果酸-乳酸发
酵阶段酒类酒球菌的选育，获得精氨酸酶缺陷型或
表达受阻的酵母突变菌株［34-35］，均能有效地降低产
品中氨基甲酸乙酯的含量。林小荣等［36］对啤酒发酵
过程中甲醛代谢影响因素进行了初步研究，最终得
出结论，酵母接种量在2.85×107 个/mL 时甲醛峰值
最低，为550μg/L。
3.2.3 以麦制曲，用曲酿酒
制曲质量的好坏在黄酒酿造中具有极其重要的
地位。目前，用于黄酒酿造的糖化菌种主要是黄曲霉
菌，因此分离和筛选高糖化酶活力且不产毒素的黄
曲霉菌株已成为黄酒业当务之急。惠明等［37］从8 个
酒曲样品中分离筛选到一株糖化能力较强的曲霉菌
株D-57，经农业部农产品质检中心（郑州）检测，麸
曲中黄曲霉毒素B1
的含量小于5μg/kg。根据我国绿
色食品-黄酒标准（NY/T 897-2004），黄曲霉毒素B1
允许量规定为≤5μg/L，因此可以认为筛选得到的黄
曲霉D-57 菌株为安全菌株。夏艳秋等［38］对原始菌
株YA，采用紫外线与LiC1 复合诱变、碳酸钡诱发及
自然分离方法选育到一株淀粉酶活力高、不产黄曲
霉毒素的优良黄曲霉突变株YA4.9。
3.3 黄酒中安全风险性物质的去除
当产品中已经产生了安全风险性物质时， 如何
降低风险物质的含量， 以提高产品质量降低经济损
失，是广大研究人员的关注热点。目前主要有降解和
吸附两类方法。李超波等［39］从动物粪便中成功筛选
到了2 株具有高效降解AFB1
活性的菌株， 去除率
分别达到90.03％和84.56％。而氨基甲酸乙酯则可
以通过向发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
来源，以达到降低氨基甲酸乙酯含量的目的［5，40］。此
外，刘俊等［41］则在各种吸附性材料中，优选得到特
异性功能树脂材料L2、L3， 两者复配后对EC 含量
87.14μg/L 的酒样，EC 的去除率达到61.90％， 同时
对酒体风味的保持较好。
4 小结
黄酒是以谷物为原料， 由多种微生物共同参与
酿制而成的一种非常复杂的发酵产品。氨基甲酸乙
酯、高级醇、生物胺、黄曲霉毒素、甲醛等是黄酒中可
能存在的具有一定安全风险的物质。而控制安全风
险、保障生产质量历来都是相关研究人员的关注热
点。本文对安全风险物质的产生来源和生成路径进
行了分析，从黄酒加工工艺、卫生管理以及微生物的
影响等方面对安全风险的控制措施提供了一些建
议， 并介绍了降解和吸附两种去除安全风险物质的
解决方案， 对黄酒的安全生产和健康发展具有积极
的指导作用。
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