肉制品中生物胺形成與控制研究進(jìn)展

車(chē)明秀，王 琳，董新玲，泮秋立，劉 睿，孫崳林，胡明燕,*

（1.山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（肉及肉制品監(jiān)管技術(shù)），山東 濟(jì)南 250102；2.陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，陜西 西安 710048）

生物胺是一類含氮的脂肪族胺（腐胺、尸胺、精胺和亞精胺）、芳香族胺（酪胺和苯乙胺）或雜環(huán)類低分子有機(jī)化合物（組胺和色胺），按來(lái)源分類：一類是內(nèi)源性生物胺，一般通過(guò)醛、酮類轉(zhuǎn)胺而成；一類是外源性氨基酸脫羧產(chǎn)生。生物胺普遍存在于干酪、肉制品、水產(chǎn)品、啤酒等食物中，含量主要取決于食品的特性和微生物的種類。從來(lái)源看，一般是在食品腐敗或發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生。適量的生物胺對(duì)人體健康有積極作用，酪胺、組胺、腐胺、尸胺等單胺類化合物對(duì)血管和肌肉有明顯的舒張或收縮作用，多胺化合物精胺和亞精胺在生物體的生長(zhǎng)過(guò)程中能加速生物的生長(zhǎng)發(fā)育。但生物胺具有潛在的毒性，過(guò)量生物胺則會(huì)引起人體中毒。肉制品含有豐富的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不管是新鮮的還是經(jīng)過(guò)加工的肉制品，均存在多種生物胺類物質(zhì)，常見(jiàn)的生物胺有酪胺、組胺、腐胺、尸胺、苯乙胺、色胺等。因此，分析肉制品中生物胺形成規(guī)律，是保障肉制品食用品質(zhì)和加工生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)，有助于建立肉制品行業(yè)高效的生物胺控制體系，促進(jìn)肉制品行業(yè)的健康發(fā)展。

1 影響肉制品中生物胺形成的因素

1.1 原料肉的品質(zhì)

生物胺的含量與原料肉的品質(zhì)有關(guān)，原料肉的新鮮度是影響肉制品中生物胺含量的重要因素。如果原料肉處理有問(wèn)題，就會(huì)有不同種類和數(shù)量的微生物，在生產(chǎn)加工前已經(jīng)產(chǎn)生一定量的生物胺，在工藝過(guò)程中，這些微生物會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，產(chǎn)生更多的生物胺。徐曄等分別采用輕度、中度及重度污染的牛肉制作香腸，發(fā)現(xiàn)輕度、中度和重度污染組總生物胺含量分別為118.82、145.86、182.32 mg/kg，污染程度越高，生物胺含量越高。徐曄等研究牛肉宰后0～4 ℃貯藏不同時(shí)間（0、12、24、36 h）對(duì)發(fā)酵香腸中生物胺含量的影響，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，總生物胺含量平均值由92.14 mg/kg增長(zhǎng)為117.42 mg/kg?？赡芪廴境潭扰c具有氨基酸脫羧酶活性的微生物成正比，導(dǎo)致生物胺含量較高。原料肉中脂肪的比例與肉制品中生物胺含量之間相關(guān)系數(shù)較高。肉的總質(zhì)量一定，脂肪比例越高的原料肉，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物游離氨基酸越少，生物胺含量越低。姜皓等以脂肪占總?cè)赓|(zhì)量的比例分別為0%（F組）、10%（F組）、20%（F組）、30%（F組）的肉為原料，制作培根，生物胺總含量的變化趨勢(shì)從低至高依次為F組＞F組＞F組＞F組。而脂肪氧化程度與蛋白質(zhì)的氧化也相關(guān)，氧化程度越高，肉制品中生物胺的含量也會(huì)受到影響。姜皓等研究原料肉中脂肪氧化程度對(duì)肉制品品質(zhì)的影響，采用反復(fù)凍融的方式制備3 組不同氧化程度的脂肪，發(fā)現(xiàn)隨著原料脂肪氧化程度的提高，培根中總生物胺含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。因此，原料肉的品質(zhì)對(duì)肉制品生產(chǎn)加工過(guò)程中生物胺的含量變化有顯著影響，控制原料肉的品質(zhì)，可以有效抑制蛋白質(zhì)的降解，降低生物胺的積累量。

1.2 工藝條件的不同

肉制品生產(chǎn)過(guò)程中，尤其是發(fā)酵肉制品，受前處理方式、季節(jié)影響較大，生物胺的種類和含量有所差異。王丹等研究腌臘肉制品理化品質(zhì)的差異性，選取風(fēng)干、腌制+風(fēng)干、腌制3 種加工方式的腌臘肉制品進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物胺含量為腌制樣品＞風(fēng)干樣品＞腌制+風(fēng)干樣品。因此前處理過(guò)程中，環(huán)境條件的控制可以抑制產(chǎn)胺微生物的繁殖，能有效控制生物胺含量。肉制品生產(chǎn)過(guò)程中，同一生產(chǎn)工藝、不同工藝時(shí)間生物胺含量有所差異。胡永金等通過(guò)對(duì)三川火腿腌制期、晾干期和堆焐發(fā)酵期8 種生物胺含量進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)加工過(guò)程中，生物胺總量呈現(xiàn)先上升、后平穩(wěn)、再上升的趨勢(shì)，腌制時(shí)間0～20 d，生物胺含量由5.84 mg/kg增長(zhǎng)到78.64 mg/kg，晾干期（50～80 d）生物胺含量由93.13 mg/kg增長(zhǎng)到104.23 mg/kg，堆焐發(fā)酵期（110～320 d）生物胺含量最大值為158.08 mg/kg。劉姝韻等采用傳統(tǒng)工藝加工云南牛干巴，牛干巴生物胺總量從腌制中期到成熟3 個(gè)月階段顯著增加，在成熟3 個(gè)月時(shí)達(dá)到最大值392 mg/kg。以上研究表明，采用傳統(tǒng)發(fā)酵工藝制成的產(chǎn)品，受季節(jié)及工藝條件影響較大，導(dǎo)致產(chǎn)品中生物胺積累量較高，且呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。而通過(guò)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，不是所有肉制品中的生物胺均呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。孫衛(wèi)青等以西式蒸煮火腿切片為對(duì)象，研究貨架期內(nèi)生物胺含量的變化，8 種生物胺在冷藏期間的變化均不顯著。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)注意前處理方式，其與水分含量、發(fā)酵條件等多種條件有關(guān)，不同前處理?xiàng)l件造成了不同肉制品生物胺總量及種類差異較大。

1.3 微生物的種類

無(wú)論是原料肉還是加工后的肉制品，均含有生物胺類物質(zhì)。肉制品中不同生物胺的生成主要與特定微生物有關(guān)，有的是原料中存在的天然微生物，有的是加工過(guò)程中污染的微生物。不同肉制品的微生物區(qū)系不同，肉制品中胺的種類也不同。這可能是因?yàn)槭称肺⑸鷳B(tài)引起的差異，食品微生態(tài)主要由原料差異、地區(qū)差異、加工條件差異及貯存條件差異造成。Hortensia等發(fā)現(xiàn)，從發(fā)酵香腸中分離的腸桿菌和大腸桿菌是產(chǎn)生組胺和酪胺的主要菌。Loizzo等研究肉制品中分離出的腸桿菌科細(xì)菌，確定其產(chǎn)生的主要是腐胺、尸胺、酪胺和組胺。Suvajdzic等通過(guò)對(duì)低溫發(fā)酵香腸中微生物的研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌和腸球菌是產(chǎn)生酪胺、腐胺、尸胺的菌種。徐維艷研究鹽水鴨貯藏期間主要產(chǎn)胺腐敗菌糞腸球菌與生物胺積累的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)糞腸球菌酪氨酸脫羧酶基因與酪胺的產(chǎn)生密切相關(guān)。生物胺的形成與微生物活動(dòng)密不可分，肉制品中生物胺的積累與微生物存在復(fù)雜的關(guān)系，微生物影響肉制品中生物胺的形成，進(jìn)而影響生物胺含量。但從生物胺的產(chǎn)生能力可以歸屬菌株，但還不能按照物種分，因此，肉制品中生物胺的種類和含量與微生物菌株差異相關(guān)，與微生物種類無(wú)關(guān)。

2 肉制品中生物胺含量的控制措施

對(duì)于每一種生物胺來(lái)說(shuō)，必然是某一種氨基酸脫羧酶代謝的結(jié)果，而對(duì)于每一種氨基酸脫羧酶來(lái)說(shuō)，可能分別對(duì)幾種氨基酸都能產(chǎn)生代謝作用。比如，具有組氨酸脫羧酶活性的乳酸菌不僅能夠產(chǎn)生組胺，同時(shí)還能產(chǎn)生酪胺、腐胺等生物胺，產(chǎn)酪胺能力強(qiáng)的菌株同時(shí)也能產(chǎn)生苯乙胺。要保證肉制品中生物胺的安全性，研究生物胺的控制技術(shù)非常重要。而生物胺具有熱穩(wěn)定性強(qiáng)和不易揮發(fā)的特點(diǎn)，通常都是采用抑制肉制品中微生物和酶活性的方法來(lái)控制生物胺的產(chǎn)生。通常采用以下幾種方式。

2.1 選擇合適的包裝技術(shù)

傳統(tǒng)的食品包裝技術(shù)以塑料材質(zhì)為主，雖然有高阻隔性、輕薄、良好的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)，但絕大多數(shù)無(wú)法降解，且其中的添加劑對(duì)環(huán)境和人類自身健康都會(huì)產(chǎn)生傷害。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展，包裝技術(shù)也獲得了飛速發(fā)展。作為食品的外部保護(hù)，不同的包裝技術(shù)是延長(zhǎng)肉制品保質(zhì)期的有效方式，包裝形式的不同對(duì)肉制品中微生物有較明顯的影響。肉制品常用的包裝方式包括真空包裝、托盤(pán)包裝、氣調(diào)包裝等。真空包裝主要通過(guò)肉與肉制品在低O環(huán)境下較好抑制好氧微生物的生長(zhǎng)，從而減緩蛋白質(zhì)、脂肪等的氧化；托盤(pán)包裝是塊狀類無(wú)物品包裝的基本方式，常用較薄的柔性軟包裝材料，如紙、金屬箔、塑料薄膜及其他復(fù)合軟包裝材料等；氣調(diào)包裝是主要通過(guò)抽掉包裝內(nèi)的空氣，充入一定量的氣體，從而抑制有害微生物生長(zhǎng)的一種方式，常用的氣體主要為二氧化碳、氧氣和氮?dú)?。相比其他氣體，氮?dú)馐且环N理想的惰性氣體，一般情況下，不會(huì)與食品發(fā)生化學(xué)作用，也不會(huì)被肉制品所吸收。充氮包裝可稀釋或置換包裝內(nèi)殘留的氧氣，阻止因氧氣發(fā)生的生物反應(yīng)。

田璐等將氣調(diào)包裝的冷卻肉貯藏在5 ℃條件下，發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，熱殺索絲菌、假單胞菌等腐敗菌的數(shù)量不斷增大，酪胺含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)增加，與微生物數(shù)量變化趨勢(shì)一致。陳穎以傳統(tǒng)中式香腸為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)不同包裝方式對(duì)中式香腸中生物胺的抑制作用不同，真空包裝對(duì)生物胺的抑制作用較好。Kaniou等研究不包裝條件下牛肉的腐胺、尸胺和組胺含量變化，結(jié)果表明，在不包裝的樣品中，貯藏12 d時(shí)生物胺含量達(dá)到16.5 mg/g，樣品已變質(zhì)；而在真空包裝樣品中，貯藏19 d后生物胺含量開(kāi)始增加，35 d時(shí)腐胺含量達(dá)到最大值36.3 mg/g，尸胺含量29 d時(shí)達(dá)到28.9 mg/g，組胺含量35 d時(shí)達(dá)到19.0 mg/g。王真真采用托盤(pán)包裝、真空包裝和氣調(diào)包裝等不同包裝形式，分析冷卻豬肉各種品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，貯藏14 d后，真空包裝冷卻豬肉的腐胺、尸胺、酪胺含量明顯高于氣調(diào)包裝。氣調(diào)包裝、真空包裝、抑菌活性包裝是在普通包裝的基礎(chǔ)上升級(jí)，與普通包裝相比，對(duì)確保食品安全及延長(zhǎng)食品貨架期的作用更為突出。以上結(jié)果表明，不論哪種包裝，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，生物胺的種類和含量均有變化。因此，合理的包裝方式可以有效抑制微生物的生長(zhǎng)，適當(dāng)延長(zhǎng)食品貨架期。

2.2 輻照和超高壓技術(shù)

輻照處理是用來(lái)控制生物胺的常用方法之一，輻照處理是利用電離輻射作用于核酸、蛋白質(zhì)等，殺死食物內(nèi)部大多數(shù)微生物，從而降低脫羧反應(yīng)發(fā)生幾率。通過(guò)控制輻照技術(shù)能有效降解肉制品中生物胺。在切片意大利辣香腸中，輻照能降解腐胺、酪胺、亞精胺和精胺。Ahn等對(duì)豬肉香腸進(jìn)行輻照，發(fā)現(xiàn)γ-輻照劑量10 kGy以上，香腸中胺類物質(zhì)含量均有所降低。Byun等對(duì)腸類進(jìn)行γ-輻照，同樣發(fā)現(xiàn)胺類物質(zhì)含量下降。γ-輻照可以延長(zhǎng)肉制品的保質(zhì)期，是減少生物胺的一種有效技術(shù)手段。Min等認(rèn)為輻照能顯著減少碎牛肉和碎豬肉中精胺、亞精胺、腐胺及生物胺的含量。但也有研究表明，輻照會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)作用，改變?nèi)庵醒t素的存在狀態(tài)、促進(jìn)含硫氨基酸分解和脂質(zhì)氧化，最終對(duì)肉的色澤和風(fēng)味產(chǎn)生一定影響。超高壓技術(shù)是一種新興的殺菌技術(shù)，是以水作為介質(zhì)對(duì)食品進(jìn)行高壓處理，從而殺滅食品內(nèi)部微生物，抑制酶的活性，減少生物胺的生成。雖然超高壓技術(shù)對(duì)生物胺的控制有明顯效果，但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，超高壓技術(shù)加速肉制品脂類物質(zhì)的氧化，影響產(chǎn)品的風(fēng)味?；诩庸ぜ夹g(shù)的控制方式雖然能夠一定程度上控制生物胺、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，但是往往需要有設(shè)備的輔助，價(jià)格昂貴，而且往往會(huì)影響產(chǎn)品的色澤和風(fēng)味。因此，低成本、高效、對(duì)肉品影響較小的生物胺控制方法是目前的研究趨勢(shì)。同時(shí)鑒于我國(guó)肉制品加工業(yè)多為作坊式小批量生產(chǎn)，較為分散，大型加工企業(yè)數(shù)量不多，該技術(shù)在肉制品行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用還存在很大的難度。

2.3 阻斷劑的使用

基于調(diào)控食品組成的控制生物胺技術(shù)，主要通過(guò)添加不同類化合物或天然植物提取物的方式控制生物胺的產(chǎn)生，常用的化合物一般有糖、鹽、山梨酸鉀等。

通過(guò)在肉制品中添加適量食品添加劑，能達(dá)到抑制生物胺形成的目的。在工藝過(guò)程中，可以通過(guò)加入糖促進(jìn)發(fā)酵劑微生物的生長(zhǎng)繁殖，抑制其他產(chǎn)胺微生物的生長(zhǎng)，達(dá)到降低肉制品中生物胺含量的目的。發(fā)酵香腸中不加糖，酪胺和尸胺含量明顯高于加糖的香腸，在發(fā)酵香腸成熟后期，不加糖的發(fā)酵香腸中其他胺類物質(zhì)含量也相對(duì)較高。常見(jiàn)的添加劑有硫化鈉、亞硝酸鹽等，有學(xué)者在香腸中添加亞硝酸鹽，在生產(chǎn)中使用亞硝酸鹽會(huì)影響除亞精胺和精胺之外的生物胺形成。不同添加劑對(duì)每種胺類物質(zhì)的作用機(jī)理不同，導(dǎo)致使用過(guò)程中每種胺類變化規(guī)律不同。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，除考慮其對(duì)不同胺類作用機(jī)理的問(wèn)題外，還要考慮符合GB 2760—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》，合理使用該類添加劑。

安全性高、高效和成本低成為消費(fèi)者和生產(chǎn)者關(guān)注的重點(diǎn)。天然植物提取物通常從植物中提取，一般含有-羥基酮結(jié)構(gòu)、酚類物質(zhì)等，可以清除生物體中的羥自由基和超氧自由基，通過(guò)穿過(guò)、損壞細(xì)菌細(xì)胞膜，抑制細(xì)胞的功能活性，對(duì)生物胺的形成具有非常好的抑制效果。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有該作用的有維生素類、酚類、黃酮類、香辛料和天然果蔬類等，其中，香辛料有花椒、八角、桂皮、小茴香等。Bozkurt研究土耳其發(fā)酵香腸中生物胺的安全性，發(fā)現(xiàn)綠茶提取物配方中酪胺含量最低。李暮春等發(fā)現(xiàn)桂皮和丁香有一定的抑菌作用，從而抑制生物胺的產(chǎn)生。目前該類提取物抑制生物胺產(chǎn)生的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究和完善，但主要原因是添加大蒜、丁香等物質(zhì)中的某些特定成分可以抑制腐敗菌、病原微生物和某些雜菌的生長(zhǎng)。因此，植物提取物具有環(huán)保、廣譜抗菌性、經(jīng)濟(jì)、高效等特點(diǎn)，可以通過(guò)添加植物抗氧化劑達(dá)到抑制肉制品中生物胺的目的。

2.4 微生物降解技術(shù)

微生物降解技術(shù)是指通過(guò)添加外源微生物，也就是篩選沒(méi)有脫羧能力的發(fā)酵劑菌種，降低產(chǎn)品中的生物胺含量，是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。選擇無(wú)脫羧酶活性、具有產(chǎn)胺氧化酶活性的發(fā)酵劑，是降低生物胺積累的主要方式，通常乳桿菌、片球菌、微球菌等都具有產(chǎn)胺氧化酶活性。復(fù)配菌劑主要是通過(guò)不同菌株復(fù)配彌補(bǔ)單一菌株的單調(diào)性，增強(qiáng)對(duì)有害菌的抑制作用或提高生物胺降解能力。譚李紅等通過(guò)在香腸中添加復(fù)配菌劑（干酪乳桿菌和木糖葡萄球菌），組胺的含量明顯降低。高文霞研究發(fā)現(xiàn)，接種復(fù)配菌劑（植物乳桿菌和戊糖片球菌）的發(fā)酵香腸與自然發(fā)酵香腸相比，組胺含量明顯降低。肉制品生產(chǎn)過(guò)程中生物胺產(chǎn)生極其復(fù)雜，不同微生物可能造成不同生物胺的積累，同時(shí)，也可能與原料中微生物產(chǎn)生殘余脫羧酶活性有關(guān)。因此，根據(jù)肉制品工藝情況，篩選具有降解生物胺功能的菌種，再分離純化具有降解功能的微生物代謝酶，為肉制品中生物胺的降解提供有效措施。但采用該種方式需要針對(duì)不同的發(fā)酵肉制品篩選不同的發(fā)酵劑，并需要對(duì)菌種和發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)估，前期需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)研究，且對(duì)于輕度發(fā)酵的肉制品容易造成發(fā)酵過(guò)度的情況。

2.5 其他技術(shù)

除上述技術(shù)外，臭氧處理、直接加入酶等方式也是基于加工方式控制生物胺的方法。臭氧在常溫常壓下具有很強(qiáng)的氧化性，可殺滅肉制品中各種腐敗微生物、霉菌等有毒有害物質(zhì)。姚堯通過(guò)臭氧處理結(jié)合氣調(diào)包裝對(duì)冷鮮雞肉品質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)臭氧濃度8.56 mg/m、處理時(shí)間20 min時(shí)，冷鮮雞肉保鮮效果最好。劉雨萱等探究外源添加二胺氧化酶是否會(huì)對(duì)川味香腸的品質(zhì)造成影響，發(fā)現(xiàn)二胺氧化酶可以顯著降低總生物胺含量，且不會(huì)對(duì)香腸的感官品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。

3 結(jié) 語(yǔ)

關(guān)于影響肉制品中生物胺形成因素的研究已經(jīng)相對(duì)成熟，但主要集中于發(fā)酵肉制品的研究。肉制品蛋白質(zhì)含量較高，在腐敗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量生物胺，過(guò)量攝入生物胺對(duì)人體健康存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)，因此有效控制生物胺的產(chǎn)生對(duì)整個(gè)肉制品行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。隨著技術(shù)的發(fā)展，包裝形式、輻照、植物提取物阻斷等方式控制方式相繼產(chǎn)生。這些技術(shù)在理論研究過(guò)程中確實(shí)有成效，但單一技術(shù)并不能有效控制生物胺，如輻照、微生物降解技術(shù)等在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于肉制品企業(yè)存在生產(chǎn)成本的問(wèn)題，導(dǎo)致很難應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。在今后的研究中，針對(duì)肉制品加工過(guò)程的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中生物胺存在的風(fēng)險(xiǎn)，在考慮實(shí)際生產(chǎn)需求的情況下，在已有研究的基礎(chǔ)上，采用多種技術(shù)相結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方式進(jìn)行研究，達(dá)到高效抑制生物胺產(chǎn)生的目的，形成肉制品整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的防控體系，切實(shí)解決肉制品行業(yè)的質(zhì)量安全問(wèn)題。