肉及肉制品中的生物胺

王樹慶，范維江，李成鳳

（1.山東商業(yè)職業(yè)技術學院，山東濟南250103；2.國家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術研究中心，山東濟南250103）

肉及肉制品中的生物胺

王樹慶1，2，范維江1，李成鳳1

（1.山東商業(yè)職業(yè)技術學院，山東濟南250103；2.國家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術研究中心，山東濟南250103）

生物胺是由氨基酸脫羧而產(chǎn)生的一類具有生物活性的低分子質量的有機堿性化合物，過量攝入生物胺對人類健康產(chǎn)生潛在的安全風險。肉及肉制品生產(chǎn)過程中，常因具有氨基酸脫羧活性的微生物污染而造成產(chǎn)品中生物胺的積累。本文對生物胺的生理功能、毒性、形成機制、肉及肉制品中的生物胺含量以及生物胺的降解方法等進行了闡述。

生物胺；肉及肉制品；健康影響；降解

生物胺（Biogenic amines，BAs）是一類具有生物活性的低分子質量的有機化合物。它們在動物、植物和微生物的代謝過程中產(chǎn)生和降解，通常由氨基酸的脫羧作用或者醛和酮類化合物的氨化與轉氨作用而產(chǎn)生。由于生物胺是由相應氨基酸的羧基脫羧而產(chǎn)生，所以，許多生物胺的命名都與相應氨基酸的名稱相對應[1-2]，如組胺是由組氨酸脫羧產(chǎn)生，色胺由色氨酸脫羧產(chǎn)生，酪胺是由酪氨酸脫羧產(chǎn)生，尸胺是由賴氨酸脫羧產(chǎn)生，腐胺可由谷氨酸、精氨酸和胍基丁胺產(chǎn)生。根據(jù)結構可將生物胺分為[3]：1）脂肪族生物胺，包括尸胺（cadaverine）、腐胺（putrescine）、精胺（spermine）和亞精胺（spermidine）等；2）芳香族生物胺，包括酪胺（tyramine）和苯乙胺（phenyethylamine）等；3）雜環(huán)生物胺，包括組胺（histamine）和色胺（trytamine）等。此外，根據(jù)它們的組成成分不同，又可將生物胺分為單胺和多胺等，一般將尸胺、腐胺、精胺和亞精胺等作為多胺。

1 生物胺的生理功能與毒性

1.1 生物胺的生理功能

生物胺是生物體合成荷爾蒙、生物堿、核酸和蛋白質等生物大分子的氮來源和前體物，因此生物胺對于生物體的生理功能如體溫的調節(jié)、營養(yǎng)的吸收、血壓的調節(jié)等有一定的影響作用[4-5]。其中酪胺和組胺是人和動物荷爾蒙產(chǎn)生的調節(jié)器，多巴胺和5-羥色胺是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質，而多胺則具有抑制不飽和脂肪酸氧化的作用[6]。在生物體的代謝過程中，如DNA、RNA和蛋白質等的合成，通常會優(yōu)先利用多胺，因此，多胺在生物體的生理活動中，具有非常重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)[6]，在快速分裂的細胞和組織中通常都有多胺的存在，因此，對于癌癥患者來說，在飲食中應加強對多胺含量的控制。同時，對于手術后病人來說，多胺也利于受損組織的恢復[7]。

1.2 生物胺的毒性

過量外源生物胺的攝入會導致生物體的不良反應，主要表現(xiàn)癥狀為[8]：嘔吐、呼吸困難、出汗、心悸、血壓升高、偏頭痛等。生物體對不同生物胺所表現(xiàn)出來的生理反應是不同的，如組胺、腐胺和尸胺等可引起生物體神經(jīng)方面的問題，酪胺、色胺、苯乙胺等則引起生物體血管收縮方面的問題，而組胺和5-羥色胺則引起生物體血管舒張方面的問題。

組胺是食品中毒中最經(jīng)常遇到的生物胺，由于組胺在金槍魚、鯖魚和沙丁魚等鯖亞目魚中含量較高，所以組胺中毒也被稱作鯖亞目魚中毒[9]。攝入低量的組胺可引起頭疼、惡心、潮紅、皮膚麻疹、出汗、呼吸困難以及心臟和腸道方面的問題，而攝入過量的外源組胺可危害生命。

酪胺引起的高血壓癥也被稱作“干酪反應”[10]，主要是攝入含過量的酪胺食品的結果，通常在老熟的干酪中含有較多含量的酪胺，此外，啤酒、葡萄酒、酵母提取物以及泡菜、蠶豆、香蕉皮等食品中也含有一定量的酪胺。

多胺類生物胺雖然未直接引起生物體的不良反應，但它們在加熱或者貯藏過程中可轉變?yōu)橹侔?，在亞硝化試劑存在下（如添加亞硝酸鹽的肉制品）容易發(fā)生反應生成N-亞硝基化合物[5，11]，而N-亞硝基化合物是一類致癌物質。在這種情況下，生物胺的毒性被顯著增加了。研究發(fā)現(xiàn)，在脂肪含量較高的肉制品中，如咸肉，在水及高溫條件下，可發(fā)現(xiàn)由精胺和亞精胺產(chǎn)生的N-亞硝基吡咯烷和N-亞硝基哌啶。

2 產(chǎn)生物胺的微生物

生物胺的產(chǎn)生需要以下幾個條件：充足的生物胺前體物（氨基酸）、具有氨基酸脫羧酶活性的微生物以及適合微生物生長繁殖的條件。生物胺的產(chǎn)生是某些菌種的特性，是菌種為了適應外部環(huán)境條件而建立起的一種自我防御機制，這些環(huán)境條件包括：溫度、NaCl、以及其他一些物理化學和生物方面的因素。肉及肉制品中產(chǎn)生生物胺的微生物，有些是原料中天然存在的，有些來自于加工過程中周圍環(huán)境的污染。已發(fā)現(xiàn)的具有產(chǎn)生物胺作用的微生物有[3，12]：芽孢桿菌屬（Bacillus）、梭菌屬（Clostridium）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、發(fā)光桿菌屬（Photobacterium）以及腸肝菌科（Enterobacteriaceae）中的檸檬酸桿菌（Citrobacter）、克雷伯氏菌（Klebsiella）、埃希氏菌（Escherchia）、變形菌（Proteus）、沙門氏菌（Salmonella）、志賀氏菌（Shigella）、微球菌科（Micrococcaceae）中的葡萄球菌（Staphylococcus）、微球菌（Micrococcus）、考克氏菌（Kocuria）。此外，如乳桿菌屬（Lactobacillus）、腸球菌屬（Enterococcus）、肉桿菌屬（Carnobacterium）、片球菌屬（Pediococcus）、乳球菌屬（Lactococcus）、明串珠菌屬（Leuconostoc）等，一些產(chǎn)乳酸的細菌往往具有一種及以上氨基酸的脫羧能力。

3 肉及肉制品中的生物胺

3.1 肉及肉制品中的生物胺含量

肉及肉制品中含有生物胺，主要是：酪胺、尸胺、腐胺和組胺。鮮肉中含有的生物胺主要是精胺和亞精胺[13]，一般精胺的含量為20mg/kg～60mg/kg，而亞精胺含量則不超過10mg/kg。肉中的生物胺如酪胺、尸胺、腐胺等可在肉的貯藏過程中產(chǎn)生，而發(fā)酵肉制品中生物胺的產(chǎn)生是一個非常復雜的過程，受許多因素的影響。這些因素包括[3]：pH、氧化還原電位、溫度、NaCl、添加劑等。pH值是影響氨基酸脫羧酶活力的重要因素，細菌的氨基酸脫羧酶活性在酸性條件下較高。生物胺的形成是細菌抵抗酸性環(huán)境的生理反應，pH值的降低可抑制細菌脫羧酶的活力，從而提高細菌產(chǎn)生物胺的能力，但是過快地降低pH值也能夠抑制具有氨基酸脫羧酶活性微生物的生長，而有效的降低生物胺的積累。氧化還原電位也影響生物胺的積累，氧的存在可鈍化或者毀滅組氨基酸脫羧酶的活性，因此，在低氧化還原電位的環(huán)境條件下，組胺的積累受到抑制。溫度對生物胺的產(chǎn)生有著決定性的影響，在20℃～37℃時生物胺的生成量最大，這也是微生物生長的最適溫度，降低溫度，微生物的生長受到影響，生物胺的積累量也將減少，但是一些具有氨基酸脫羧酶活性的微生物在低于5℃的條件下仍能生長。一些學者對NaCl、亞硝酸鈉、硫化鈉、植物提取物等添加劑的使用對生物胺的產(chǎn)生也進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)這些添加劑對生物胺的產(chǎn)生都有一定的影響，如增加NaCl的使用量，生物胺的積累量則明顯降低。此外，發(fā)酵肉制品中生物胺的產(chǎn)生還與不潔凈原料的使用、貯藏及加工過程中的污染及不合理加工工藝、發(fā)酵過程有關的微生物、生物胺前體物質（氨基酸）的含量、肉的內(nèi)源性酶活力等因素有著密切的關系。

3.2 生物胺的控制標準

盡管生物胺的毒性作用是毫無疑問的，但是生物胺的毒性作用受到食品成分、受體狀況等因素的影響，要準確測定某種食品中生物胺的毒性閾值是非常困難的。組胺是目前研究最多的生物胺，一些研究者認為，對一些敏感人群來說，攝入5mg～10mg組胺可能引起中毒癥狀，10 mg組胺被看做一個毒性閾值，100 mg組胺為中劑量毒性，1 000 mg為高劑量毒性[9，11]。另一些研究者認為[13]，攝入8mg～40mg組胺可引起輕微中毒，40mg～100mg組胺可引起中度中毒，高于100mg可引起強烈的中毒。在這些研究的基礎上可見，食品中組胺的含量不應高于100mg/kg，酒類產(chǎn)品中組胺含量不應高于2mg/kg。歐盟規(guī)定[11]，鮮魚中組胺的含量應低于100mg/kg，咸魚中組胺的含量應低于200mg/kg。對于其他生物胺毒性的研究進行的相對較少，根據(jù)目前的研究，酪胺限定在100mg/kg～800mg/kg之間，苯乙胺≤30mg/kg，尸胺≤2 000mg/kg，腐胺≤2000mg/kg，色胺≤2000mg/kg，精胺≤600mg/kg，亞精胺≤600mg/kg[14]。

3.3 生物胺作為產(chǎn)品質量評價指標

在肉及肉制品的貯藏過程中，一些生物胺（酪胺、尸胺、腐胺和組胺）的濃度會逐漸增加，而其他一些生物胺（精胺、亞精胺）的濃度則會降低或者保持不變[15]。因此，可以將生物胺作為肉及肉制品質量的一個監(jiān)控指標。Mietz等[16]建立了肉及肉制品質量評價的生物胺指數(shù)（BAI），即BAI=cHis+cPut+cCad/1+cSpd+cSpm（c為濃度mg/kg，His為組胺，Put為腐胺，Cad為尸胺，Spd為亞精胺，Spm為精胺），之后許多學者對此進行了完善，認為應把酪胺考慮進去。Hernández等[17]根據(jù)BAI數(shù)值對新鮮肉的質量進行評價：當BAI<5mg/kg時，肉的新鮮度最好；當BAI在5mg/kg～20mg/kg時，肉的新鮮度可以接受，但有腐敗的跡象；當BAI在20 mg/kg～50mg/kg時，肉的新鮮度比較低；當BAI＞50mg/kg時，肉已嚴重腐敗。當然，由于肉的腐敗微生物種類繁多，有些腐敗微生物不具有產(chǎn)生生物胺的能力，因此，利用BAI作為肉及肉制品的質量監(jiān)控指標會存在一定的缺陷。

4 生物胺的降解

生物胺可以通過以下途徑進行降解：1）微生物降解法，利用具有胺氧化酶的微生物來降解已形成的生物胺，Capozzi等[18]對從葡萄酒發(fā)酵過程中分離出來的26株植物乳桿菌的生物胺降解能力進行了研究，從中篩選出兩只具有降解生物胺能力的菌種，并對它們降解腐胺和酪胺的能力進行了研究，發(fā)現(xiàn)這兩種微生物在降解生物胺方面具有協(xié)同作用。2）酶降解法，利用胺氧化酶來降解已形成的生物胺，Naila等[19]對利用二胺氧化酶來降解組胺的情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)在pH6.7和12%含鹽量的條件下，可以將500mg/L的組胺降解到0.5mg/L，但是產(chǎn)品的質量受到了影響。利用二胺氧化酶來降解組胺是一個非常有潛力的方法，但是有許多方面還需要進一步進行深入的研究。

5 結論

任何經(jīng)發(fā)酵的產(chǎn)品或者在加工、貯藏過程中受到微生物污染的產(chǎn)品都含有生物胺，由于生物胺的毒性作用，因此加強對食品中生物胺的檢測具有非常重要的作用。國外在肉及肉制品質量安全方面已做了大量的研究工作，而國內(nèi)對這方面的研究幾乎還是空白。食品的安全性已愈來愈受到人們的重視，生物胺可以作為食品質量安全的一個重要的指示標記。今后應加強對食品中每種生物胺毒性安全劑量的研究，以便確定每種食品中生物胺含量的控制標準。同時，對生物胺降解技術的研究也應加強，探索更加有效的生物胺去除方法。

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Biogenic Am ines in M eat and M eat Products

WANGShu-qing1，2，F(xiàn)ANWei-jiang1，LICheng-feng1
（1.Shandong Institute ofCommerceand Technology，Jinan 250103，Shandong，China；2.NationalEngineering Research Center for AgriculturalProducts Logistics，Jinan 250103，Shandong，China）

Biogenic amines（BAs）are organic bases of low molecularweight that possess biological activity. BAs can induce undesirable symptoms athigh concentration in body.The spoilagemicroorganismsoften secrete amino decarboxylase and lead to accumulation of BAs inmeatandmeatproducts.This review summarized the physiological functions，toxicology，microorganisms producing biogenic amines，biogenic amines inmeat and meatproducts，and their reductionmethods.

biogenic amines；meatandmeatproducts；health effects；degradation

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.049

2016-03-18

濟南市科技發(fā)展計劃（201401269）

王樹慶（1965—），男（漢），教授，博士，研究方向：食品質量與安全控制。