氨基甲酸乙酯(EC)是一种基因致癌物,在葡萄酒及其它酒精饮料中均含有微量的EC,其对人类健康具有潜在威胁。因此,减少EC的形成已成为最迫切解决的问题。本文对葡萄酒酒精发酵过程中有害物质EC前体及其形成机制进行了系统分析。建立一种准确测定葡萄酒中20种氨基酸的HPLC方法。利用此方法分析我国6个不同品种的葡萄汁中氨基酸种类与含量,结果表明：不同品种的葡萄汁所含的氨基酸种类基本一样,但它们的含量却不相同。根据测定结果确定模拟葡萄汁的成分并模拟葡萄酒发酵,检测不同时间段氨基酸含量,建立氨基酸缺失实验,初步确定缺失的氨基酸对EC形成的影响。利用HPLC-FLD和GC-MS检测方法,分别检测8种模拟发酵过程中尿素和EC含量变化。结果表明：缺失不同种类氨基酸的模拟汁发酵与完全培养基发酵对比可知,缺失其它氨基酸的模拟汁发酵和完全培养基发酵生成的尿素和EC基本相同,而缺失精氨酸的模拟汁发酵产生了微少的尿素和EC。通过在发酵液中增加精氨酸的浓度,精氨酸的浓度与EC的生成量具有一定相关性,相关系数达到了92.68%,结合酵母菌的精氨酸代谢途径可以推出,精氨酸代谢的尿素是EC生成的主要前体物质。利用同位素15N对精氨酸胍基上的2个氮原子进行标记后进行发酵,结果发现所标记的氮原子参与了形成EC生成的反应,进一步明确EC形成途径。针对尿素和乙醇反应体系,采用Box-Behnken设计研究反应温度、体系pH值和乙醇体积分数对EC生成的影响,并根据反应机理,建立了尿素和乙醇亲核取代反应生成EC的表观动力学方程。结果表明：高温、高乙醇体积分数和较低的pH有利于EC的生成。但在真实酒样中,该模型对EC含量的预测值为实测值的66.4%-86.5%,从动力学的角度证明干红葡萄酒中尿素为EC的主要前体,但并非唯一前体。利用Real-Time PCR技术测定不同时间段添加缺失的氮源(DAP)对精氨酸和尿素代谢的相关基因表达量的影响,结果表明：不同时间段添加缺失的氮源对相关基因表达具有一定的影响,且影响程度不同。在氮源缺乏48 h后添加DAP时,既能够很好缓解发酵停滞,同时也可以控制EC的形成,使葡萄酒酿造过程中产生更少的EC。