2023年5月8日，食品领域国际顶级期刊《食品科学与食品安全综述》（comprehensive reviews in food science and food safety）发表了食品学院游义琳副教授的综述性论文“不同控制策略在减少葡萄酒中氨基甲酸乙酯含量中的应用研究进展”（Research progress on the application of different controlling strategies to minimizing ethyl carbamate in grape wine）并选为封面文章。该论文重点介绍和比较了现有控制葡萄酒中氨基甲酸乙酯含量方法的优缺点和适用性，并提出2种具前景的新方法，即通过从葡萄原料分离筛选出具有氨基甲酸乙酯降解能力的酵母菌作为发酵菌株或外源添加酚类化合物，在不影响葡萄酒整体品质的影响下，开发出一种更适合葡萄酒中控制氨基甲酸乙酯含量的方法，从而降低因氨基甲酸乙酯带来的风险隐患，进而提高葡萄酒行业的整体安全性。

图1 论文及期刊封面信息

  葡萄酒发酵过程中，酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵是两个主要的发酵阶段。酒精发酵是微生物在厌氧环境下代谢葡萄糖等有机物质产生酒精和二氧化碳并释放出能量的过程。苹乳发酵是L-苹果酸在乳酸菌的作用下脱羧生成L-乳酸的过程。氨基甲酸乙酯在葡萄酒中的形成途径主要有两条：一是酒精发酵过程中由前体物尿素与乙醇反应生成；二是苹乳发酵过程中由前体物瓜氨酸与乙醇反应生成。这两种前体物都是由葡萄汁中的精氨酸代谢而来，精氨酸在发酵过程中通过酿酒酵母和乳酸菌代谢分别生成尿素和瓜氨酸，尿素或瓜氨酸积累引起氨基甲酸
乙酯的生成。

图2 葡萄酒中氨基甲酸乙酯形成的途径

                          （A.尿素和精氨酸在酿酒酵母细胞中的代谢；B.精氨酸、鸟氨酸和瓜氨酸在乳酸菌细胞中的代谢）

影响葡萄酒中氨基甲酸乙酯形成的因素有很多，主要分为原料、发酵工艺和陈酿条件三个方面。原料包括葡萄成熟情况、葡萄品种、葡萄产区和产区气候；发酵工艺包括发酵菌株的种类（主要是酿酒酵母和乳酸菌）、浸渍时间、发酵助剂和发酵温度等；陈酿条件包括陈酿温度、含氧量和酒泥含量。

文章重点总结了氨基甲酸乙酯的主要控制方法，主要体现在：1）提高原料质量和优化发酵工艺；2）利用基因工程手段修饰发酵菌株；3）挖掘脲酶或降解氨基甲酸乙酯的相关酶三个方面，并对这些控制方法的优点与不足进行了评论，指出原料品质和发酵工艺的提升在实际应用上只能作为一种辅助手段，在生产实践中会遇到不少阻力；基因工程技术尽管相对成熟，但还需要更多的研究来证实其安全性；而脲酶或氨基甲酸乙酯酶的酶学性质和稳定性研究也需要更大的突破，才有望于在实际中得到应用。

图3 葡萄酒生产过程中氨基甲酸乙酯的控制策略

中国农业大学食品科学与营养工程学院硕士生邓欢和吉麟为共同第一作者，食品科学与营养工程学院游义琳副教授为通讯作者。该工作得到了国家 “十四五”重点研发计划（2022YFF1100202）、“十三五”重点研发计划（2016YFD0400500）、国家自然科学基金（32272306）和北京市科委项目基金（Z201100008920003）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1111/1541-4337.13119