食品中生物胺的研究進展

胡鵬，羅凱，陳光靜，胡國洲，闞建全，2，3

1(西南大學食品科學學院，重慶，400715)2(重慶市農產品加工及貯藏重點實驗室，重慶，400715)3(農業(yè)部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室(重慶)，重慶，400715)

生物胺是生物體內基本的含氮化合物之一，主要由食品微生物體內的游離氨基酸脫羧作用產生［1］。生物胺是動物、植物和多數微生物體內的生理物質，在機體生命活動中發(fā)揮著重要作用。高濃度生物胺會嚴重影響食品風味甚至改變其成分，還會對人體產生毒害作用，造成人體神經系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)損傷［2］。食品中生物胺是一些食品新鮮程度和被微生物污染程度的標志，是預測某些食品成熟程度和加工過程是否遵循“良好操作規(guī)范”的依據。因此，近年來食品中生物胺的毒性和檢測方法倍受關注和重視，一些國家對食品中個別生物胺含量還法定了限量標準。

1 生物胺的化學結構與分類

生物胺是氨中1個、2個或3個氫被脂肪基團、芳香基團或雜環(huán)烴基基團取代的堿性低分子質量有機化合物［4］?？赡芎懈邼舛壬锇返氖称钒?香腸、奶酪、豬肉、水產品和啤酒、黃酒、葡萄酒等發(fā)酵飲料［5］。

根據結構的不同，生物胺可以分為脂肪族(腐胺、尸胺、精胺、亞精胺)，芳香族(酪胺、苯乙胺)和雜環(huán)胺(組胺、色胺)三類。根據氨基數量的不同，生物胺可以分為單胺化合物(酪胺、苯乙胺、色胺、組胺)，二胺化合物(腐胺、尸胺)和多胺化合物(精胺、亞精胺)［6］。

2 生物胺的毒性

生物胺，在動物的生理過程中具有正常的功能，但攝入含有高濃度生物胺的食品會產生毒性作用［7］。對成年大鼠的研究表明，攝入生物胺之后，生物胺會迅速出現在腸道、血液和一系列的器官中。此外，一些研究表明，即使在口服少量的生物胺，生物胺也有顯著的毒性作用，可以誘發(fā)消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的多種中毒癥狀。生物胺會在哺乳動物腸道內通過胺酶(單胺氧化酶、二胺氧化酶、多胺氧化酶)代謝成毒性較低的氧化產物。組胺可以通過甲基化或乙酰化作用來解毒［8］。氧化解毒是由特定的胺氧化酶催化的，這些酶根據優(yōu)先氧化的氨基基團數目可分為單胺氧化酶和二胺氧化酶。單胺氧化酶根據抑制因子可分為單胺氧化酶A和單胺氧化酶B。單胺氧化酶在中樞神經系統(tǒng)可脫去5-羥基色胺的氨基，并可在腸道系統(tǒng)中氧化食物中的單胺。食物中過量的組胺和腐胺在腸道中可在多胺氧化酶催化下發(fā)生脫氨基作用。通過大鼠和豚鼠實驗已證明腐胺、酪胺和2-苯乙胺的含量受到單胺氧化酶抑制劑和多胺氧化酶抑制劑的影響［9］。吸煙是人體遭受生物胺中毒概率增大的危險因素，研究發(fā)現吸煙者體內的單胺氧化酶A和單胺氧化酶B的活性降低了30%。而乙醇和乙醛可以增大小腸壁吸收生物胺的通透性，從而加劇生物胺的毒性［10］。飲入高濃度生物胺的乙醇飲料或同時攝入高濃度生物胺的食物和乙醇飲料時這種毒性作用更加明顯。如果人體攝入含高濃度生物胺的食物或者自身解毒能力不足時(因遺傳原因或某些藥物和乙醇的抑制作用)，可以導致生物胺進入全身血液循環(huán)系統(tǒng)并引起腎上腺素和去甲腎上腺素的釋放，促進胃酸分泌，增加心輸出量，引起偏頭痛，心跳過速，增加血糖含量，血壓升高等疾病。根據人體癥狀的嚴重程度，生物胺對人體的影響可分為反應、過敏反應和中毒。反應癥狀包括惡心、多汗、皮疹、血壓變化和輕微頭疼。如果攝入生物胺的含量過高以致不能有效的解毒，或者解毒系統(tǒng)受到強烈抑制時，嘔吐、腹瀉、面部潮紅、皮疹、支氣管痙攣、心動過速、口腔燒灼感、高血壓和偏頭痛等癥狀會變得更加嚴重［11］。在特殊情況下生物胺中毒還會引起人體心臟和中樞神經系統(tǒng)等器官損害的危象。Premont等［12］指出在帕金森氏癥患者，精神分裂癥患者，和抑郁癥患者體內生物胺含量較高。對敏感個體來說，尤其在生物胺的作用被其它物質增強以后，生物胺代表著一種健康風險。青花魚(如鮪魚和鯖魚)通常與組胺中毒緊密相關，并被認為是食物中毒報道最常見的一種形式。

研究發(fā)現，生物胺的毒性與生物胺本身的攝入含量、其他生物胺的輔助效應、胺氧化酶的活性以及個人腸道的生理功能有關［6］。因此，生物胺的安全限量難以確定。Wohrl等［13］指出，口服75mg組胺可使50%無食物過敏歷史的健康女性引起急性和慢性癥狀。生物胺的毒性具有聯合效應，例如，大鼠和豚鼠實驗表明尸胺和酪胺可作為組胺毒性的增強劑，這是因為尸胺和酪胺能夠抑制腸道中二胺氧化酶和組胺-N-甲基轉移酶的活性，從而增強組胺的毒性作用。二級胺如腐胺和尸胺還可以和亞硝酸鹽反應生成致癌物質亞硝胺［14］，并粘附一些腸粘膜上的腸道致病菌，如酪胺存在時 O157:H7大腸桿菌數量會增加［15］。亞硝胺的形成增強了生物胺的毒性風險，尤其在以亞硝酸鹽和硝酸鹽作為固化劑的肉制品中。食品中的幾種生物胺的毒性作用見表1［7］。

表1 食品中的生物胺及其毒性作用

關于食物中生物胺含量的相關立法很少。水產品中對組胺的含量有明確的限制(歐盟委員會和美國食品藥品管理局)，其他食品中生物胺含量的上限也有一些建議(例如，食物中組胺含量低于100 mg/kg，乙醇飲料中組胺含量低于2 mg/L)。酪胺含量已被建議限制在100～800 mg/kg，β-苯乙胺含量限制在30 mg/kg以下［16］。雖然對生物胺越來越多的研究是必要的，但食物中生物胺含量應保持在最低水平已經形成了普遍的共識。

3 生物胺的檢測方法

檢測食品中生物胺的原因有2個:第一是其潛在的毒性，第二是作為食品品質的指示器。生物胺是分子量比較低的堿性含氮化合物，根據其理化特性，目前研究建立的生物胺分離、檢測的方法主要有:薄層色譜法、毛細管電泳法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。

3.1 薄層色譜法

薄層色譜法適用于揮發(fā)性較小或在高溫下易發(fā)生化學變化的物質，可對食品中生物胺進行定性或半定量測定。Latorre等［17］研究了薄層色譜鑒定和半定量測定細菌產生的生物胺的方法，該方法可在短時間內同時鑒定并測定8種生物胺，通過提高反應溫度到100℃可使衍生時間由80 min大幅度減少到18 min。Valls等［18］用薄層色譜法鑒定和半定量分析鹽腌魚制品中生物胺，硅膠板上的溶劑為V(丙酮)∶V(氨水)=95∶5，展開劑為0.2%的茚三酮和溶有2%乙酸的甲醇，該薄層色譜法得到鹽魚制品中相關生物胺含量:尸胺(50～400 mg/kg)、酪胺(100～200 mg/kg)、魚罐頭中含有尸胺(50～100 mg/kg)、組胺(100～600 mg/kg)。Coton等［19］研究了薄層色譜法測定葡萄酒和蘋果酒中生物胺的含量的方法，用丹磺酰氯作為衍生物，將10 μL的反應混合物在薄層層析板上點樣，用氯仿，三乙胺作為展開劑，在波長為260 nm的紫外燈下觀察斑點，可以檢測培養(yǎng)基內的組胺、酪胺、腐胺、尸胺等生物胺。王鳳芹等［20］研究了薄層色譜法和高效液相色譜相結合分析鹽水鴨中的生物胺的方法，展開劑祖分為:三氯甲烷、乙醚、三乙胺，薄層層析結果顯示，鹽水鴨樣品中存在著腐胺、尸胺、亞精胺、精胺、酪胺和2-苯乙胺;利用高效液相色譜法也檢測了以上6種生物胺，且各生物胺的含量均在204 μg/g以下，2種方法結果相吻合，表明薄層色譜法可以作為肉制品中生物胺定性分析的一種經濟便捷的方法。

3.2 毛細管電泳法

近幾年，毛細管電泳技術在食品中生物胺含量的測定方法得到了快速發(fā)展。曹麗偉等［21］研究了毛細管電泳分離-激光誘導熒光檢測生物胺。采用新合成的6-氧-［(1-琥酰亞胺)氧酰甲基］-熒光素乙酯作為柱前衍生試劑，毛細管電泳分離-激光誘導熒光檢測了乙醇胺、組胺、甲胺、乙胺、酪胺及苯乙胺6種生物胺。Simo等［22］比較了毛細管電泳-質譜法和高效液相色譜技術測定葡萄酒中生物胺:毛細管電泳-質譜法的生物胺定量檢測限低至10 μg/L，不需要預先的衍生步驟，并且毛細管電泳-質譜法分離生物胺只需8 min，而高效液相色譜需要 40 min。Zhang等［23］研究了利用連接有激光誘導檢測器的膠束電動力學毛細管電泳測定生物胺的方法，用3-(4-氟)-2-喹啉甲醛作為熒光試劑衍生，在合適條件下，7種生物胺不到13 min就完成了分離，該方法成功的應用于醬油、魚和葡萄酒中生物胺的測定。Steiner等［24］研究了利用連接有激光誘導檢測器的膠束電動力學毛細管電泳測定生物胺的方法。在合適的條件下只需15 min就完成了生物胺的分離，各生物胺的檢測限在0.1～0.9 μg/L，相對標準偏差在1.1% ～4.2%。Cortacero等［25］研究了利用激光誘導檢測器的毛細管電泳法同時測定啤酒樣品中的10種生物胺，在不到30 min就對釀造過程中樣品和啤酒樣品的生物胺完成了分析，生物胺的檢測限在 0.3～11.9 μg/L。Kvasnicka等［26］研究了毛細管區(qū)帶電泳技術和電導技術檢測食品中生物胺的方法，該方法簡單、靈敏度高、速度快，沒有生物胺的衍生和樣品凈化的步驟，只需要15 min就可將生物胺分離。朱麗麗［27］研究了柱前衍生毛細管電泳-電化學法檢測組胺的方法，以鄰苯二甲醛作為衍生劑，用BASLC-3D安培檢測器完成了醬油中生物胺的檢測。

3.3 高效液相色譜法

HPLC具有分析速度快、柱效高、檢測靈敏度高、定量分析準確的特點，是目前食品中生物胺含量分析測定的主要手段。由于一些生物胺沒有熒光吸收特性或紫外吸收基團，通常需要對生物胺進行柱前衍生或柱后衍生。常用的生物胺衍生試劑包括丹磺酰氯、苯甲酰氯、鄰苯二甲醛、二苯二乙胺法等。Mey等［28］研究了反相高效液相色譜檢測發(fā)酵肉制品中生物胺的方法，用丹磺酰氯柱前衍生，采用C18色譜柱，梯度洗脫，分離檢測了苯乙胺、腐胺、組胺、尸胺、色胺、酪胺和多胺精胺、亞精胺。Kim等［29］研究了儲存時間和溫度對韓國黃酒中生物胺含量的影響，通過高效液相色譜檢測8種生物胺，發(fā)現在4℃時貯藏30 d只能檢測到腐胺，而在20℃貯藏卻檢測到了幾種生物胺，且總生物胺含量在貯藏期間不斷增加。Ekaterini等［30］用高效液相色譜方法檢測了在希臘生產和銷售的40種發(fā)酵香腸的生物胺含量，腐胺和酪胺的平均含量分別是176.6 mg/kg和175.2 mg/kg，37%的樣品檢測的組胺含量超過了魚中規(guī)定的組胺毒性限制值100 mg/kg。Shukla等［31］研究了用高效液相色譜檢測韓國傳統(tǒng)發(fā)酵豆醬中生物胺的方法，生物胺通過0.4 mol/L的高氯酸提取并用丹磺酰氯衍生，豆醬中的9種生物胺采用梯度程序洗脫，流動相A醋酸銨，流動相B乙腈，檢測波長為254 nm。Mayer等［32］研究了高效液相色譜快速測定奶酪中的生物胺的方法，在用6-氨基喹啉-N-羥基琥珀酰亞胺基氨基甲酸酯柱前衍生之后，19分鐘之內20種單胺和多胺在高效液相色譜柱上完成分離，檢出限為0.4～16.2 mg/kg，定量限為1.6～60.9 mg/kg。Eva等［33］研究了快速檢測食品中的8種生物胺的超高效液相色譜法，用丹磺酰氯衍生，采用乙腈-水二元梯度洗脫，紫外檢測波長為225nm，所有生物胺在6min內完成從柱子上分離，方法的重現性為1.02% ～2.14%，各生物胺的檢測限為0.032 ～0.098 μg/L。

3.4 氣相色譜法

氣相色譜法是利用物質的沸點、極性和吸附性質的差異來實現混合物分離的方法，用于食品中生物胺的檢測研究相對較少。Almeida等［34］研究了一種新型分散液液微萃取-氣相色譜/質譜聯用儀的方法來檢測啤酒中的18種生物胺，用乙腈，甲苯和氯甲酸異丁酯的混合物來作為提取/衍生試劑。該方法表現出良好的線性關系(相關系數＞0.997)，良好的回收率(72% ～113%)，和良好的日內精密度(低于13%)和日間精密度(低于14%)。該方法已經成功的應用于葡萄牙的22種商業(yè)啤酒樣品的檢測。Fernandes等［35］研究了氣相色譜-質譜技術測定葡萄酒中生物胺的方法，通過選擇離子模式，用七氟丁酸酐作為衍生試劑，運行18 min就完成了生物胺的檢測。Hwang等［36］利用0.1%的HCl溶液對魚和魚產品中組胺進行提取，用溶于三氯甲烷的離子交換試劑雙2-乙基-已基磷酸鹽對生物胺進行凈化，堿性乙醇作為樣品溶劑注入氣相色譜柱，不需衍生就直接可以通過質譜檢測，在不到20 min就完成了生物胺的檢測。Mark等［37］研究了利用氣相色譜-質譜來快速測定19 min之內金槍魚中生物胺的方法。將腐胺、尸胺、亞精胺和組胺標準溶液依次進樣，按照標準品峰面積與內標峰面積的比值對相應的標準溶液濃度作標準曲線，不同分析物和峰值水平之間的批間平均回收率范圍在57% ～79%。

4 展望

基于生物胺對人體的毒性，美國食品藥品監(jiān)督局對飛魚類、青花魚類和金槍魚罐頭中組胺的限量做指導說明:對人體健康產生威脅的組胺含量為200～500 mg/kg。歐盟對鮮魚組胺和酶發(fā)酵魚組胺平均含量分別限定為100 mg/kg和200 mg/kg［38］。近年來我國國家標準GB 10138-2005也規(guī)定了金槍魚、鹽漬鮐魚組胺含量不得超過1 000 mg/kg，其他鹽漬魚組胺含量不得超過300 mg/kg［39］。這僅為部分食品的組胺的限量標準。因此，國內外應盡快開展生物胺毒性以及檢測技術的基礎研究，準確評估食品中組胺以及其他生物胺的限量標準，這對于提高和改善食品的質量與安全、保障人體的安全有著重要的意義。

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