中国黄酒贮存过程中尿素对氨基甲酸乙酯形成的影响及其物理减除技术研究

中国黄酒贮存过程中尿素对氨基甲酸乙酯形成的影响及其物理
减除技术研究
氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC)在黄酒生产中由尿素转化形成的一种致癌物质,黄酒的贮存过程是EC形成的主要阶段,有效降低尿素的浓度是控制黄酒中EC的关键。

目前,对于黄酒中尿素的控制指标尚不明确。

据相关文献报道虽然有些方法对尿素的去除有一定的效果,但也存在一些应用问题。

本研究通过考察黄酒在贮存过程中EC随尿素变化的动力学,建立相关模型,推测尿素的限量指标。

并通过筛选获得的特异性吸附黄酒中尿素的树脂材料,在不改变黄酒酿造微生物和酿造工艺的情况下,通过树脂吸附法降低尿素。

该方法为安全、有效地减除黄酒中的尿素提供了新的途径,进而降低黄酒中EC的含量。

具体研究内容和研究结果如下:(1)论文首先比较并优化了黄酒中尿素和EC 的测定方法,利用优化的高效液相色谱-荧光检测(HPLC-FLD)法和以同位素氘标记的EC-d5为内标的顶空-固相微萃取-气质联用法(HS-SPME-GC-MS),可以较为准确地测定黄酒中的尿素和EC含量。

(2)考察了贮存过程中真实黄酒和模拟酒样中EC随尿素变化的情况,模拟黄酒和真实黄酒相似度在80%以上。

进一步采用模拟黄酒研究EC随尿素变化的动力学。

考虑到尿素自发降解和转化形成EC的反应,计算其反应速率常数,求得反应的活化能分别为Ead=100.44 kJ?mol-1和Eau=85.88 kJ?mol-1,建立了模拟酒样中EC随时间变化的动力学方程,该方程综合考虑了黄酒中尿素的含量、贮存温度、贮存时间、酒精度等参数。

对该方程进行了验证,结果表明方程能够较好的预测实际反应。

根据方程可以推测贮存前尿素的限量指标。

若EC初始浓度为零,在不考察其它前体的情况下,10%(v?v-1)的黄酒在20℃贮存3年,EC的含量仍然需低于200μg·L-1,则贮存前尿素的浓度要控制在4.5 mg·L-1以下。

(3)通过筛选比较获得了特异性吸附黄酒中尿素的弱酸性阳离子交换树脂材料,通过对树脂的吸附条件优化获得最佳工艺:处理时间24 h、温度40℃、树脂添加量10%(体积分数),在最优条件下处理尿素浓度不同的黄酒,尿素的去除率在32~49%之间。

对于尿素浓度较高(>15 mg?L-1)的黄酒经多次吸附处理后,尿素浓度均能降至4.0mg·L-1以下,且吸附后黄酒的基本理化指标和主要风味成分没有显著变化。