新疆葡萄酒質量安全研究現狀

全莉，王舸楠，王雪薇，陳新軍，武運*，薛潔*

（1. 新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052；2. 新疆中信國安葡萄酒業有限公司，新疆昌吉 832200；3. 中國食品發酵工業研究院有限公司/酒類品質與安全國際聯合研究中心，北京 100015）

關鍵字：新疆；葡萄酒；安全

葡萄酒是一種酒精度不低于7 %vol的發酵型酒精飲料，使用破碎或未破碎新鮮葡萄或葡萄汁為原料經全酒精發酵或部分酒精發酵后的酒精飲料[1]。葡萄酒發酵作為一個非常復雜的生化過程，有釀酒酵母的活動，生產環境中微生物污染也十分嚴重，如酵母菌產生的氨基甲酸乙酯（EC）、乳酸菌產生的組胺、霉菌產生的赭曲霉毒素A（OTA）等[2-3]。新疆自古是中國主要的葡萄及葡萄酒產地，具有種植優質釀酒葡萄得天獨厚的地理資源優勢。葡萄酒業是新疆資源優勢明顯但發展相對滯后的行業，近幾年由于新疆葡萄種植面積的擴大，葡萄酒產量及效益有了明顯的提高，葡萄酒業已逐漸成為新疆經濟發展的支柱型產業[4-5]。隨著我國葡萄酒對外貿易日漸頻繁，葡萄酒質量安全問題形勢嚴峻，已成為制約我國葡萄酒出口的瓶頸[6]，也是影響新疆葡萄酒產品競爭市場份額的重要因素[7]。

1 葡萄酒中不良代謝產物

1.1 EC

EC廣泛存在于煙草中，是煙葉中的天然物質，也是發酵食品和飲用酒（如白酒、黃酒和葡萄酒等）生產中所產生的一種代謝物質[8-10]。研究表明，EC是一種多位點致癌物，可導致嚙齒類動物肺癌、淋巴癌、肝癌和皮膚癌等疾病，并且酒精會促進EC的致癌性[11-12]。

葡萄酒中的EC主要來源于酵母菌。酵母在酒精發酵中產生大量中間代謝產物尿素，一旦環境條件發生變化（高溫、高酸、酒精度），尿素就可以在葡萄酒貯藏期間轉變為EC[13]。并且蘋-乳發酵時，乳酸菌會產生EC的前體物質，如瓜氨酸和氨基甲酰等，這些前體物質在貯藏期間也能形成EC。在這兩種情況中，初始底物都是葡萄汁和葡萄酒中的主要氨基酸——精氨酸[14]。在葡萄酒貯藏過程中，精氨酸也會降解為瓜氨酸并最終形成EC。因為葡萄酒中酒類酒球菌和部分乳酸菌能夠代謝精氨酸，所以蘋-乳發酵時的發酵劑選擇十分重要[15]。

1.2 生物胺

生物胺就是一大類含氮低分子有機化合物，是由酶作用于游離氨基酸發生脫羧反應，或通過醛、酮的胺化和轉胺作用產生的[16]。根據結構，葡萄酒中的生物胺可以分為三大類：脂肪族（腐胺、尸胺、精胺、亞精胺等）、芳香族（章魚胺、酪胺、苯乙胺等）和雜環族（組胺、色胺）[17]。生物胺是存在于發酵食品中一類潛在有害物質，其產生、作用機理和測定方法等問題近年來受到國內外廣泛關注[18]。歐洲、美國、加拿大等國已經對發酵食品從原料到生產過程中生物胺進行了系統研究，制定了相關標準和法規，如部分歐盟國家已經設定葡萄酒中組胺的最大限量值，如德國不高于2 mg/L；法國不高于8 mg/L等[19]。

生物胺具有特定的生物活性[20]，在動物、植物和微生物生理活性細胞中十分重要，適量有利于人體的正常生理功能。然而過量可能會對身體造成某些不良反應，并且存在患癌癥的風險[21]。此外，生物胺是構成核酸和激素的前體物質，生物活性細胞的必需成分是腐胺、精胺、亞精胺和尸胺。它們不僅可以調節核酸和蛋白質的合成，還可以在生物膜的穩定性中發揮重要作用[22]。大多數食物中的生物胺可能對人體產生不利影響，例如酪胺和苯乙胺會引起偏頭痛和高血壓[23-24]。而組胺是最有害的生物胺，發酵食品往往會污染具有高活性氨基酸脫羧酶的微生物，因此發酵食品中通常存在高濃度的生物胺[25]。近年來，由于乙醇和乙醛能夠抑制腸道酶的解毒作用，會間接地增強生物胺對人體的不利影響，酒精飲品中的生物胺備受關注[26]。

1.3 OTA

OTA是霉菌中某些曲霉屬和青霉屬菌種產生的有毒代謝產物，包括具有相似化學結構的A、B、C、D（α）四種化合物。其中，OTA是最常見且毒性最大的，對人類和動物健康影響極大[27]。OTA的分子量為403.8 g/moL，易溶于極性有機溶劑和碳酸氫鈉溶液，微溶于水；OTA具有熱穩定性，即使在250 ℃的高溫加工下，也只能去除一小部分OTA，無法完全降解[28]。歐洲的葡萄酒出口占世界葡萄酒出口的70%，這些地區的葡萄酒污染將影響整個葡萄酒市場，這意味著對OTA的控制是一個世界性的問題[29]。

葡萄酒中的OTA問題主要與葡萄原料是否感染真菌病害有關，OTA含量的高低取決于葡萄酒的類型、原產地以及采收時間[30]。一般而言，由于釀酒工藝的差異，紅葡萄酒中OTA含量高于白葡萄酒和桃紅葡萄酒[31]。釀酒葡萄產區緯度越低，葡萄酒中的OTA含量就相對較高，這主要由于氣候、葡萄栽培方式和貯存條件不同所致[32]。從葡萄生長成熟期一直到收獲、運輸的整個過程都應引起人們的重視[33]。獲得葡萄園中的產毒菌株，特別是黑曲霉、炭黑曲霉菌株，結合當地葡萄的生長環境，方能針對性的研究并控制葡萄及其制品中的赭曲霉毒素含量[34-35]。

2 葡萄酒質量安全標準

2.1 國外葡萄酒質量安全標準

根據葡萄產地、法規標準體系和釀造生產工藝等差異可分為新舊世界葡萄酒，舊世界葡萄酒是指擁有“長期葡萄酒釀造歷史”地區生產的葡萄酒，新世界葡萄酒則指歐洲傳統葡萄酒生產區以外生產的葡萄酒[36]。新世界葡萄酒國家的標準及管理制度相對而言并不完善且存在著差異，舊世界葡萄酒國家的標準主要為傳統的產品分類，而新世界葡萄酒國家的標準則偏重于葡萄酒生產所用添加劑及其殘留物質的限量[37]。

國外許多國家和地區對于葡萄酒中的EC、生物胺、OTA等潛在有害物均做出了限量。加拿大、捷克和韓國規定葡萄酒中EC限量為30 μg/L，美國限量為15 μg/L[38-39]。許多國家也對葡萄酒中危害最大的生物胺——組胺做出限量，如德國為2 mg/L、比利時為6 mg/L、荷蘭為3 mg/L、法國為8 mg/L、瑞士、匈牙利和奧地利為10 mg/L[45]。歐盟和國際葡萄與葡萄酒組織規定葡萄酒中OTA的限量為2.0 μg/kg，英國和芬蘭的部分商超對OTA的限量為0.5 μg/kg[40]。

另外，智利作為世界十大葡萄酒產地和中國進口葡萄酒的來源國，并沒有針對葡萄酒的質量安全標準，部分國家在葡萄酒生產中允許添加富馬酸，這種標準缺失或不一的問題同樣值得重視。

2.2 國內葡萄酒質量安全標準

我國進出口及生產葡萄酒的質量安全標準主要有兩個：國家食品安全標準GB 15037—2006《葡萄酒》和 GB 2758—2012《發酵酒及其配制酒》[41-42]。此外，近幾年國內對于葡萄酒中的EC、生物胺、OTA等潛在有害物也頗為重視，我國先后出臺了GB 5009.223—2014《食品安全國家標準 食品中氨基甲酸的測定》、GB 5009.208—2016《食品安全國家標準 食品中生物胺的測定》關于EC和生物胺的檢測標準，以及GB 2761—2017《食品安全國家標準 食品中真菌毒素限量》關于OTA的限量標準，該規定限制葡萄酒中OTA含量不得高于2 μg/L[43]。

雖然各類標準及檢測方法的制定足以見得我國對葡萄酒質量安全問題的重視，但我國葡萄酒的衛生和檢測標準與國外先進國家相比仍十分滯后，在農用化學品、添加劑等有毒有害物質和品質規格評定等標準方面存在大量空白。尤其是在葡萄酒重金屬農殘、食品添加劑、有毒代謝物限量標準上仍需完善。

3 新疆葡萄酒中的不良代謝產物研究現狀

3.1 新疆葡萄酒中EC的研究現狀

雒婉霞等[44]對新疆市售地產葡萄酒樣品中EC含量進行測定，發現EC檢出率100%，檢出范圍5.23～285 μg/kg，平均含量27.0 μg/kg，69.7%的樣品EC含量低于20μg/L，普遍低于國際限量標準，但僅有38.0%的葡萄酒低于10 μg/L的“真正安全劑量”。且白葡萄酒中EC含量普遍低于紅葡萄酒，儲藏時間對EC的含量有明顯影響，呈正相關，說明新疆葡萄酒仍存在EC污染風險。

付方圓等[45]用新疆產區葡萄及葡萄酒中分離篩選出的釀酒酵母和乳酸菌進行釀酒試驗，發現發酵期間各菌株發酵液中氨基酸和尿素含量呈下降趨勢；EC含量呈顯著上升趨勢。針對低產EC釀酒酵母Y44進行工業化生產試驗，對照樣品和試驗樣品中的殘糖符合我國葡萄酒標準；酒精度無顯著差異；風味物質種類及含量基本吻合；而使用Y44釀酒酵母發酵的葡萄酒中氨基甲酸乙酯含量明顯低于對照樣品。

梁萌萌等[46]研究了葡萄汁中精氨酸、尿素、瓜氨酸對葡萄酒中EC含量的影響，發現葡萄汁中精氨酸的含量與葡萄酒中尿素和瓜氨酸含量呈線性相關關系；若已知發酵前葡萄汁中的精氨酸的含量，可以大概推出發酵后葡萄酒中的EC含量；尿素和瓜氨酸直接影響葡萄酒中的EC含量，尿素的影響更大。總的來說，對新疆葡萄酒中EC的控制措施研究較少。

3.2 新疆葡萄酒生物胺研究現狀

鄧玉杰等[47]測定新疆葡萄酒中8種生物胺含量，發現新疆不同地區葡萄酒中的生物胺總含量存在顯著差異，和田地區葡萄酒中生物胺含量最低，為37.16 mg/L，吐魯番地區葡萄酒中生物胺含量最高，為335.18 mg/L；新疆葡萄酒中各單一胺含量也存在差異，含量最高的是精胺，平均含量為87.37 mg/L，而尸胺是含量最少的單一胺。

王瑞等[48]研究了新疆葡萄酒釀造過程中生物胺含量的變化，發現發酵過程中生物胺總含量呈上升趨勢；色胺含量最高，高達98.03 mg/L，腐胺和組胺含量較低，均不超過2.48 mg/L；苯乙胺、尸胺、酪胺等在酒精發酵后期和蘋果酸-乳酸發酵初期大幅上升，在蘋-乳發酵后期，酪胺和亞精胺含量有所下降，其他生物胺含量均有一定程度上升。

付方圓等[45]用新疆產區葡萄及葡萄酒中篩選出的釀酒酵母和乳酸菌進行釀酒試驗，發現植物乳桿菌對葡萄酒生物胺含量影響比酒酒球菌大，并篩選出低產生物胺的優良菌株酒酒球菌LB。新疆白葡萄酒釀造過程中生物胺含量變化的研究仍為空白，控制降低新疆葡萄酒中生物胺的措施較為單一。

3.3 新疆葡萄酒OTA研究現狀

全莉等[49]測定了新疆不同產區葡萄酒樣品中的OTA含量，56.25%樣品檢出OTA，且均未超過國標2 μg/L，43.75%樣品未檢出OTA；不同產區的葡萄酒中OTA含量存在差異性，焉耆盆地和吐哈盆地葡萄酒OTA含量低于天山北麓和伊犁河谷，紅葡萄酒中OTA含量高于白葡萄酒；白葡萄酒釀造過程中OTA含量呈顯著下降趨勢，下降幅度最大的是澄清過程，紅葡萄酒釀造過程中OTA含量呈先升高后降低的趨勢，OTA的降低發生在添加酵母以后。

目前，由于新疆氣候條件的特異性，對新疆葡萄酒中OTA來源菌株及其微生物特性的研究十分重要，同時，控制新疆葡萄酒OTA含量的研究也亟待進行。

4 結論

葡萄酒質量安全問題是一個全球性問題，世界各國都頗為重視，發達國家設立了較為完善的葡萄酒安全檢測體系，隨著我國近年來對葡萄酒質量安全相關標準不斷出臺，控制葡萄酒質量安全體系也在不斷完善。然而，新疆葡萄酒業受經濟發展水平的制約，雖具備能夠有效防控酒中污染物形成的理論基礎和技術措施，葡萄酒質量安全檢測能力仍然較低，控制手段仍然不足。新疆葡萄酒質量安全相關研究仍需不斷深入，尤其是新疆葡萄酒中不良代謝產物的控制措施的研究仍需加強。今后在葡萄栽培及葡萄酒釀制時，也應該關注各類對人體致病的潛在有害物，并通過加強檢測進行有效的監管和預防。