葡萄酒中生物胺的影响因素及其控制

范鹏杰 高德志

摘要：安全卫生是高质量葡萄酒的基础，也是葡萄酒具有一定保健功能的基础。作为一种发酵酒，其质量受原料、发酵剂、发酵条件和贮藏条件等因素的影响。作为发酵副产物中的一类，生物胺在葡萄酒发酵过程中产生，其含量多少将决定葡萄酒的安全卫生质量。本文主要总结介绍了生物胺的种类、葡萄酒中生物胺生成的影响因素、生物胺的危害和限量、及其主要的检测技术和方法，以期为研究和生产更优质、健康、安全的葡萄酒奠定基础。

关键词：葡萄酒;微生物;生物胺;检测方法

0引言

生物胺是一类碱性的低分子有机化合物，过量吸收会对人体造成不良的生理反应。该物质普遍存在于日常食品，包括葡萄酒、啤酒和黄酒等。对葡萄酒中的生物胺的形成、影响因素及其相应的控制与检测方法进行综述，为葡萄酒中生物胺含量进行更有效的控制提供理论基础。

1.生物胺

生物胺（bioamines，BAs）是一类脂肪族或杂环类的低分子量含氮碱，具有特定的生物活性。生物胺类在很多食品中都存在，尤其是蛋白质含量丰富的食品，包括动物源食品和发酵类食品。食品和饮料中的各种生物胺主要是相应的氨基酸经过脱羧反应转化而来，其中组氨酸脱羧成为组胺，酪氨酸脱羧为酪胺，色氨酸脱羧成为色胺，苯丙氨酸脱羧成为2-苯乙胺，精氨酸脱羧成为胍基丁胺，赖氨酸脱羧成为尸胺（1，5-戊二胺），鸟氨酸或精胺转化为腐胺，而腐胺与氨丙基在亚精胺合成酶和精胺合成酶催化作用下，转化为亚精胺和精胺。

2葡萄酒中生物胺的影响因素

2.1微生物

酵母菌通常不产生物胺。分离自葡萄酒和触发酒精发酵的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和非酿酒酵母（non-Saccharomyces cerevisiae）并未造成生物胺含量显著提高。在酒精发酵过程中生物胺浓度没有显著的增加，部分生物胺微量增加，而少量生物胺，例如多胺则含量降低;更有研究表明在酒精发酵过程中，葡萄酒中的生物胺含量减少了。鉴于葡萄酒相关酵母菌种类较多，葡萄汁组成（尤其氮源）复杂，因此仍有研究表明酵母菌可产生物胺。在某些情况下，尽管含量很低，但酒香酵母（Bret-tanomycesbruxellensis）和酿酒酵母发酵酒样中生物胺含量，分别为15和12.14mg/L，高于柠檬克勒克酵母（Kloeckeraapiculata）、克鲁斯假丝酵母（Candida krusei）和美极梅奇酵母（Metschnikowia pulcherrima）。酿酒酵母的产生物胺性能具有菌株特异性，并且本土酿酒酵母发酵酒样中生物胺含量低于商业酵母菌株。因此，生物胺的性能可作为葡萄酒酵母菌株选育的标准。葡萄酒中生物胺含量各异，然而关于生物胺产生的时间阶段均认定为苹果酸- 乳酸发酵阶段。乳酸菌是葡萄酒进行苹果酸- 乳酸发酵（MLF）的重要执行者。目前具有氨基酸脱羧能力的葡萄酒相关乳酸菌有酒球菌（Oenococcus）、乳杆菌（Lactobacilluas）、明串珠菌（Leuconostoc）和片球菌（Pediococcus）。同时，研究发现接种本土乳酸菌的葡萄酒中生物胺含量高于比商业乳酸菌发酵的葡萄酒。

2.2  酒帽管理

带皮发酵中，二氧化碳生成导致葡萄固形物上升至发酵罐顶部形成酒帽。酒帽的形成会使发酵罐内部温度不均匀，酒帽附近温度升高，同时果皮和果籽与葡萄汁的接触变少，不利于发酵的进行，故发酵过程中要进行果皮和果汁之间的接触混合。常见的混合方式有两种：将果皮压到葡萄汁表面下，俗称“压帽”（punch-down）;或者把葡萄汁泵到发酵罐顶部进行淋汁，俗称“淋帽”（pump-over）。不同酒帽管理对包括“黑比诺”在内的3个品种葡萄酒中酚类物质含量的影响，结果表明酒帽管理可增加葡萄酒中酚类物质的种类，压帽处理的葡萄酒中浸出量比淋帽更多。压帽处理的葡萄酒中总酚含量高于淋帽处理。酚类物质含量的增加可抑制葡萄酒中生物胺的产生。酒帽管理增加了葡萄汁与果皮之间的接触，提高了果皮中酚类物质、含氮化合物等的浸出量，进而影响葡萄酒中生物胺的生成。

2.3  酿造工艺

葡萄酒酿造过程中，发酵的温度、果皮的浸渍时间以及陈酿方式等也对葡萄酒中生物胺含量有重要影响。通常情况，发酵温度的适度升高会提高生物胺的生成率。随着酒精发酵温度的提高，葡萄酒中生物胺含量显著增加，温度越高、增加越迅速。为了获取较多的多酚物质，干红葡萄酒的酿造需在发酵过程中进行果皮的浸渍处理，以及发酵结束后的压榨处理。在这些处理过程中，多酚物质在增多的同时，生物胺的前体物质——氨基酸的含量也有所提高。因此压榨处理会增加葡萄酒中的生物胺含量。发酵结束后的陈酿过程也会提高葡萄酒中生物胺的含量，其原因主要包括：（1）苹乳发酵后葡萄酒中pH的升高以及SO2含量的降低，残余乳酸菌仍具有氨基酸脱羧酶的活性，可将葡萄酒中氨基代谢生成生物;（2）带酒泥陈酿会将酵母残体中的蛋白物质释放出来，最终降解为氨基酸，为生物胺含量的提高提供了底物。

3.    生物胺的控制与检测

3.1  气相色谱分析法

生物胺的挥发性不强，相比于液相色谱法，气相色谱测定葡萄酒中生物胺比较少见，但可以采用分散液- 液微萃取（GC-MS）方法来测定葡萄酒中生物胺和其他小分子化合物，生物胺需用氯甲酸异丁酯衍生，在对生物胺衍生时，注意要同时优化分散液- 液微萃取（DLLME）程序。

3.2  液相色谱分析法

反相高效液相色谱法（HPLC）已成为测定不同种类食品中生物胺最常用的技术，在HPLC分析前，要先把生物胺从葡萄酒中分离提取出来。相比于其他食品中某些特定生物胺的检测，葡萄酒中生物胺样品的预处理相对较简单。先将聚乙烯吡咯烷酮颗粒添加到酒样品中，去除样品中的多酚，然后将褪色的葡萄汁进行过滤，就可以对胺进一步衍生，在衍生化之前，有时候会使用含有阴离子交换、反相C18和聚合物柱的固相萃取（SPE）对原料胺进行清洁和预浓缩，其中用有机溶剂进行液- 液萃取时要注意回收原料胺或不含极性基质成分的衍生物。生物胺柱前或柱后衍生都是为了提高紫外和荧光检测的灵敏度，而且因为生物胺是极性分子，衍生化能够降低其极性以及提高反相色谱柱的分辨率，所以尽管某些HPLC-MS/MS检测器足以直接检测未衍生的胺，但在应用中还是采用了衍生化步骤。

4.    葡萄酒中生物胺的控制

葡萄酒中生物胺主要来源于发酵过程，选择适当的酿造工艺对于保证葡萄酒的安全性十分重要。影响生物胺含量的因素主要是前体氨基酸及酿酒微生物，在酿酒过程中可通过控制影响葡萄酒中前体氨基酸的抽汁处理、浸渍、酒帽管理，以及葡萄酒发酵过程中主要的微生物酿酒酵母及乳酸菌来调控葡萄酒中的生物胺含量及种类。同时，抽汁、浸渍等工艺还可对葡萄酒中的酚类物质含量产生影响，进而影响葡萄酒中生物胺的生成。实际生产中，选择品质优良、卫生状况好的葡萄原料，辅之以适当的酿造工艺，可减少葡萄酒中生物胺的产生。

5.    结语

食品安全已经成为社会关注的热点问题之一。目前，关于葡萄酒中生物胺的研究国内外均有报道，然而大多数研究关注于乳酸菌对生物胺含量的影响及生物胺的检测。根据这些研究，可以通过发酵原料的控制和微生物的选择对葡萄酒中生物胺进行有效控制，但是相应的控制限量却需要食品质检部门制定相关的标准。

参考文献：

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[2]   李华，王华，袁春龙，等.葡萄酒工艺学[M].北京：科学出版社，2017.