葡萄酒中氨基甲酸乙酯的研究进展

葡萄酒中氨基甲酸乙酯的研究进展刘 洋1，李运奎1,2,3,*，韩富亮1,2,3,*，王婉妮1，刘 亮1（1.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100；2.陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心，陕西 杨凌 712100；3.西北农林科技大学合阳葡萄试验示范站，陕西 合阳 715300）摘 要：氨基甲酸乙酯是一种广泛存在于葡萄酒等发酵食品中的致癌物质，具有致突变性、多位点致癌性以及免疫抑制性和心率抑制性。

本文对葡萄酒中氨基甲酸乙酯的危害、国际限量标准、质量浓度变化、形成机制、影响因素及调控消除手段进行了系统综述，以期为提高我国葡萄酒安全性提供科学依据。

关键词：葡萄酒；氨基甲酸乙酯；形成机制；影响因素；调控措施；食品安全Ethyl Carbamate in Wine: A ReviewLIU Yang 1, LI Yunkui 1,2,3,*, HAN Fuliang 1,2,3,*, WANG Wanni 1, LIU Liang 1(1. College of Enology, Northwest A & F University, Yangling 712100, China; 2. Shaanxi Engineering Research Center for Viti-viniculture, Yangling 712100, China;3. Heyang Experimental Demonstration Station of Viticulture, Northwest A & F University, Heyang 715300, China)Abstract: Ethyl carbamate (EC), a carcinogen commonly found in wine and other fermented foods, has mutagenicity, multisite carcinogenicity, immunosuppressing and heart rate inhibitory activity. This article presents a systematic review of the health hazards and formation mechanism of EC in wine, worldwide maximum residue limits for it as well as changes in its concentration during wine storage, the factors affecting it and regulatory strategies to reduce and even eliminate it. With this review, we hope to provide a scientific basis for improving the safety of wines in China.Keywords: wine; ethyl carbamate; formation mechanism; effect factors; regulatory strategies; food safety DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180211-131中图分类号：TS201.6 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2019）07-0289-07引文格式：刘洋, 李运奎, 韩富亮, 等. 葡萄酒中氨基甲酸乙酯的研究进展[J]. 食品科学, 2019, 40(7): 289-295. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180211-131. LIU Yang, LI Yunkui, HAN Fuliang, et al. Ethyl carbamate in wine: a review[J]. Food Science, 2019, 40(7): 289-295. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180211-131. 收稿日期：2018-02-11基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2016YFD0400500）；陕西省重点研发计划资助项目（2017NY-184）第一作者简介：刘洋（1993—）（ORCID: 0000-0002-0712-9750），女，硕士研究生，研究方向为食品营养风味与安全。

E-mail: liuyang0930@*通信作者简介：李运奎（1985—）（ORCID: 0000-0001-5570-584X ），男，讲师，博士，研究方向为食品营养风味与安全。

E-mail: ykli@韩富亮（1979—）（ORCID: 0000-0001-9422-4432），男，副教授，博士，研究方向为食品营养风味与安全。

E-mail: hanfl@氨基甲酸乙酯（ethyl carbamate ，EC ）又称尿烷、乌来糖、乌来坦、乌拉坦，分子式为C 3H 7NO 2，是烟草叶及香烟的天然成分，也是发酵食品（如面包、乳酪、酸奶等）和酒精饮料（如葡萄酒、日本清酒和中国黄酒等）在发酵或贮存过程中天然的伴随产物[1-2]。

EC 具有口服毒性，同时具有多位点致癌性，可导致肺癌、淋巴癌、肝癌和皮肤癌等疾病[3]。

1993年，我国曾建立了检测出口酒中EC 的标准方法[4]，但目前并未对国内葡萄酒中EC 含量进行标准限定。

对国内外葡萄酒中EC 含量的检测结果表明，有30.6%的葡萄酒超出联合国粮食及农业组织20 μg /L 的标准，这给消费者健康及葡萄酒行业的持续发展带来了潜在的威胁。

当前对于EC 的研究大都集中在中国黄酒[5-8]，而针对葡萄酒的研究相对较少[9-11]。

本文参考发酵饮品和食品的相关研究，分析总结EC 危害、国际限量标准、葡萄酒中含量变化、形成机制、影响因素及控制方法，以期为提高我国葡萄酒安全性提供科学依据和参考。

1 EC的致癌机制EC具有口服毒性、多位点致癌性、免疫功能抑制作用和心率抑制作用[12-14]。

在生物体内EC主要有3 条代谢途径：一是水解作用，包括N的羟基化、C的羟基化以及支链的氧化，EC主要被肝脏中的微粒酯酶水解形成乙醇、氨和二氧化碳[15]，对于啮齿类动物，大约5%的EC 随尿液和粪便排泄出体外，超过90%的EC被水解；二是侧链氧化作用，约0.5%的EC被细胞色素P450氧化为乙烯基-氨基甲酸酯，随后形成环氧乙烯基甲酸甲酯，这种环氧化物在体内可与DNA形成加聚物，造成DNA双链结构损伤，从而导致细胞癌变[16]；三是比较普遍的羟基化作用，约0.1%的EC被细胞色素P450氧化为N-羟基-EC，同时生成过氧化氮，前者能够导致Cu2＋调控的DNA碱基突变，造成氧化损伤[17]。

其中，第二、三条代谢途径具有致癌作用。

E C的急性口服毒性低，当单次剂量达到1 000 mg/kg m b时可麻醉啮齿类动物，长期摄入EC会导致实验小鼠体质量和存活率下降及肿瘤的发生[18]。

人们食用的EC质量浓度超过30 μg/L后，患癌几率增加[19]。

在正常饮食习惯下（不含发酵酒精饮料），EC的日摄入量为10～20 ng/kg m b，如果葡萄酒中的EC含量超标，长期超量饮用葡萄酒（500 mL/d）会使癌症风险增加5 倍[20]。

目前EC的致癌性在小鼠、大鼠、仓鼠、猴子中已经被证实[21]，一定剂量的EC可以增加啮齿类动物肺、肝、副泪腺、心脏（雌雄）、乳腺、卵巢、皮肤和前胃（雄性）的患癌几率；其中肺部最易受到感染[14,22]，雌雄小鼠每日摄入300 µg/kg m b EC，肺泡和支气管肿瘤发病率为10%[1]。

按照2.5×105 µg/kg m b的EC剂量饲喂猪43 d，其微核网织红细胞发生率增加3.3 倍[23]。

用100 mmol/L EC 处理人肝癌细胞，EC以时间依赖性的方式影响细胞代谢和转录，主要通过脂肪酸氧化（可能也是精胺分解途径）和醛累积（由于解毒能力降低）而引起氧化应激和细胞死亡，从而导致能量消耗、能量降低、膜完整性破坏、DNA和蛋白质损伤[24]。

此外，动物实验表明，EC能显著抑制抗体反应，降低胸腺质量。

因此，EC对正常小鼠免疫功能也具有一定的抑制作用[13]。

EC对蟾蜍在体心脏心率影响的研究表明，EC可能影响了心肌细胞蛋白质的合成，进而影响心肌细胞跨膜离子通透性，使窦房结P细胞的自动去极化速率减慢，延长到达阈值的时间，导致心率减缓[12]。

Barron等[25]的研究表明，葡萄酒能够有效地抑制人肺癌细胞的增殖与存活，主要表现为抑制苏氨酸蛋白激酶（protein kinase B，Akt）信号通路和细胞外信号调节激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）的存活途径，诱导抗肿瘤物质p53的生成。

与白葡萄酒相比，红葡萄酒显示出更强的抗肿瘤活性。

另有实验表明，当小鼠同时摄入含有相同EC含量的葡萄酒与水时，摄入葡萄酒小鼠的突变率下降，这表明葡萄酒中的其他成分可以拮抗EC的影响[26]。

2 EC国际限量标准E C普遍存在于多种传统发酵食品（如馒头、腐乳、果酒、果醋、发酵茶等）中[27]，人体摄入EC绝大部分是通过饮用酒精饮料，其中，葡萄酒是重要来源之一。

2002年联合国粮食及农业组织确定EC为重点监控物质，并制定了国际标准，规定葡萄酒中其质量浓度不得超过20 μg/L。

2007年，世界卫生组织国际癌症机构将EC由2B类致癌物（或可能令人患癌的物质）正式归为2A类致癌物（可能令人患癌的物质），并限制了其使用范围[1]。

联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会规定，EC基准剂量可信下限值为每天300 µg/kg m b，食物中EC的平均摄入量约为每天15×10－3 µg/kg m b[15]，对于酒精饮料的EC建议日均摄入量不超过8×10－2 µg/kg m b[28]。

目前，欧盟没有统一的EC 最高限量标准[1]，世界上不同国家和组织对酒精饮料中EC的质量浓度标准也存在差异（表1）。

表 1 不同国家和组织对酒精饮料中EC质量浓度的限定标准Table 1 Maximum residue limits for ethyl carbamate inalcoholic beverages国家及组织葡萄酒EC质量浓度/（μg/L）加强葡萄酒EC质量浓度/（μg/L）蒸馏酒EC质量浓度/（μg/L）清酒EC质量浓度/（μg/L）水果白兰地EC质量浓度/（μg/L）参考文献联合国粮食及农业组织20————[29]加拿大30100150200400[1,10]美国1560———[1,10,30]捷克共和国30100150200400[1]法国——150— 1 000[1]德国————800[1]瑞士———— 1 000[15]巴西——150——[31]日本30100150100400[15,32]韩国30————[33]注：—.目前为止没有规定。