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氨基甲酸乙酯(EC)是一种2A级致癌物,广泛存在于黄酒、腐乳、酱油等发酵食品中。酱油是亚洲地区最受欢迎且消费量最大的调味品,据调查,部分酱油产品中EC含量高达128.9μg/L,对居民尤其是儿童的健康造成一定的潜在危害。目前酱油中EC检测主要以色谱和质谱联用检测技术为主,缺乏适应于生产过程监测的快速和经济的检测方法;此外,发酵酱油生产历时长且过程复杂,EC形成途径与机制尚不够明确,难以提出针对性的EC控制策略。因此,本文从酱油EC检测方法出发,开展发酵酱油生产过程中EC形成规律及其控制方法研究,主要研究结果如下:(1)建立了两种氨基甲酸乙酯的检测方法。(1)建立非衍生的EC免疫分析方法。引入苯环连接臂直接与EC分子氨基端相连制备免疫半抗原,与蛋白偶联后可诱导动物免疫反应产生识别EC分子的抗体,同时引入长度相似的饱和碳链手臂替换苯环手臂构建异源包被以消除抗体对苯环结构的识别。成功制备了特异性识别EC分子的单克隆抗体。基于该抗体建立的ic-ELISA检测方法,检测限为1.3 mg/L,难以满足对酱油样品中低EC浓度的检测要求。然而通过固相萃取净化浓缩十倍后,对EC为400μg/L黄酒的检测回收率为109.2%,变异系数为17.1%,可用于高浓度样品的筛查。(2)利用室温下EC能够与占吨醇快速反应形成荧光衍生物,建立了酱油中EC的高效液相色谱检测法。优化了衍生条件、荧光光谱和色谱条件,在最佳条件下,通过简单的溶剂萃取,检测限低至3.91μg/L,回收率为81.5%-95.4%,变异性系数低于10%,且检测结果与国标的GC-MS法检测结果一致,适用于实际酱油中EC含量检测。(2)明确了发酵酱油EC形成规律。(1)对广州地区发酵食品EC检测发现,酱油中EC含量普遍高于其他发酵豆制品。高盐稀态发酵酱油中均能检出EC,其含量显著高于低盐固态发酵酱油,且EC与乙醇含量呈线性正相关(R2=0.875)。(2)高盐稀态发酵酱油的制曲阶段和发酵前期均未检出EC,酱醪发酵过程中EC生成量均未超过8μg/L。EC的关键形成阶段为热处理阶段,该过程中形成的EC含量占总含量的54.8%-83.5%。通过加入含量与生酱油中大致相同的EC前体,发现瓜氨酸和乙醇在热处理过程中对EC形成的贡献远高于尿素。由于调配过程中添加的酵母抽提物并不含瓜氨酸和乙醇,对EC形成影响不大。此外,p H为6时的生酱油热处理后增加的EC含量显著低于p H 4.6-5。(3)前期低温发酵有助于减缓p H下降速率并推后乙醇发酵阶段,进而推迟EC的形成时间并减少最终含量。(4)具有ADI途径基因的Pediococcus acidilactici和Weissella confusa是酱醪中主要积累瓜氨酸菌株。盐胁迫是两株菌积累瓜氨酸的主要因素,盐胁迫使P.acidilactici的ADI途径基因中arc A/arc B表达量之比提高从而导致瓜氨酸转化速率降低,但二者基因表达之比在W.confusa中没有显著差异。低温和较高的p H能够降低两株菌在高盐中的精氨酸到瓜氨酸的转化率。(3)建立了两种控制酱油EC形成的策略。(1)建立了直接控制酱油热处理过程中EC形成的方法。金属离子和精氨酸含量对热处理过程EC的形成影响很小,而鸟氨酸和槲皮素能够显著抑制热处理过程中EC的形成,动力学实验表明鸟氨酸添加只能降低EC形成速率,槲皮素能降低EC形成速率且减少EC最终生成量。通过响应面实验优化槲皮素和鸟氨酸添加量,在热处理温度设定为80oC和90oC时能够降低42.1%和47.2%的EC形成量,且未对酱油风味和色泽造成显著影响。(2)建立了控制发酵过程中瓜氨酸和EC形成的方法。将能够大量消耗精氨酸但不积累瓜氨酸Enterococcus faecium、发酵风味好的Enterobacter sp.以及能够降低P.acidilactici和W.confusa积累瓜氨酸的槲皮素和没食子酸添加至酱醪中进行发酵,发酵结束后瓜氨酸含量从2.23mg/m L降低至1.61 mg/m L,加入2%乙醇并灭菌后EC含量从36.49μg/L下降至9.82μg/L,降低了73.1%。此外,酚类物质添加对酱油挥发性成分的影响较小,菌的加入显著增加2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、苯乙醛和乙醇相对含量,改善酱油风味,通过微生物扰动,最终成功的将酱油中EC含量降低至20μg/L,且成品符合国家对酱油品质的要求。建立的针对热处理过程和发酵过程中酱油EC形成控制技术,为改进酱油生产工艺降低EC含量从而提高酱油品质提供理论依据。