氨基甲酸乙酯(ethylcarbamate,简称EC)是一种在试验动物甚至人体内造成多位点致癌的物质,存在于多种发酵食品中,尤其是发酵的酒精饮料,如葡萄酒、日本清酒、黄酒等。2007年国际癌症研究机构认定氨基甲酸乙酯为2A类致癌物质,使其成为近年来国际社会高度关注的食品安全问题。目前,国外已经限定饮料中EC的最大可接受水平,并采取多种方法控制酒精饮料中EC的含量。尽管围绕葡萄酒、日本清酒中氨基甲酸乙酯产生的生物学基础及代谢调控报道较多,但我国传统黄酒酿造过程中氨基甲酸乙酯的代谢机理研究甚少。因此,开展传统黄酒酿造中氨基甲酸乙酯形成的机制与代谢规律解析,对我国传统黄酒酿造的安全性具有非常重要的理论价值和现实意义。本论文主要研究结果如下:1.采用在发酵过程中添加外源抑制剂——0.01mol/L鸟氨酸盐和酶活150 U脲酶的方法来抑制EC的形成,抑制剂的加入使EC含量降低为原来的40%,提高了黄酒的总糖和总酸含量,促进了 氨基酸总量的增加,对风味物质的影响可忽略。2.从复杂的酒药系统中分离纯化出单一酿酒酵母,并在黄酒发酵过程中取代酒药,EC含量最多可显著降低85.6%,且显著提高了总氨基酸含量,但挥发性风味物质的种类和含量均减少,这说明传统酒药中所有微生物的混合有助于黄酒独特风味的形成。3.利用Roche454GSFLX+二代测序技术,对黄酒发酵过程中细菌多样性进行测定,共分离出228种微生物,其中肠杆菌属和泛菌属含量较丰富,这一结果也对黄酒的潜在安全问题敲响了警钟。4.通过转录组学RNA-seq测序技术研究单一酿酒酵母和与短乳杆菌的混合发酵情况下基因的表达差异。在整个代谢过程中,共有57个显著性差异基因,比较差异基因的功能分析发现酵母与短乳杆菌混合后风味物质更强烈,糖及脂肪酸降解过程加速,次生代谢物增加但乙醇含量相对减少。同时研究还发现,BTN2是黄酒发酵过程中酿酒酵母精氨酸代谢的关键调节子。5.在传统黄酒发酵过程中,氨基甲酸乙酯的形成与鸟氨酸氨甲酰基转移酶(Ornithine carbamyl transferase,简称OTC酶)酶活呈负相关,经过超声破碎、硫酸铵分级沉淀、柱层析纯化后,得到较纯的OTC酶并对其酶学性质进行研究。研究发现此酶的最适反应温度为55 ℃,具有较好的温度耐受性;最适反应pH为4.0,且对宽范围的pH稳定,表明此酶为酸性酶;酶活受到多种离子的抑制,表明此酶为非金属酶;对高浓度盐和低浓度的乙醇具有一定的耐受性。