肉及肉制品中的生物胺

王树庆，范维江，李成凤

（1.山东商业职业技术学院，山东济南250103；2.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东济南250103）

肉及肉制品中的生物胺

王树庆1，2，范维江1，李成凤1

（1.山东商业职业技术学院，山东济南250103；2.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东济南250103）

生物胺是由氨基酸脱羧而产生的一类具有生物活性的低分子质量的有机碱性化合物，过量摄入生物胺对人类健康产生潜在的安全风险。肉及肉制品生产过程中，常因具有氨基酸脱羧活性的微生物污染而造成产品中生物胺的积累。本文对生物胺的生理功能、毒性、形成机制、肉及肉制品中的生物胺含量以及生物胺的降解方法等进行了阐述。

生物胺；肉及肉制品；健康影响；降解

生物胺（Biogenic amines，BAs）是一类具有生物活性的低分子质量的有机化合物。它们在动物、植物和微生物的代谢过程中产生和降解，通常由氨基酸的脱羧作用或者醛和酮类化合物的氨化与转氨作用而产生。由于生物胺是由相应氨基酸的羧基脱羧而产生，所以，许多生物胺的命名都与相应氨基酸的名称相对应[1-2]，如组胺是由组氨酸脱羧产生，色胺由色氨酸脱羧产生，酪胺是由酪氨酸脱羧产生，尸胺是由赖氨酸脱羧产生，腐胺可由谷氨酸、精氨酸和胍基丁胺产生。根据结构可将生物胺分为[3]：1）脂肪族生物胺，包括尸胺（cadaverine）、腐胺（putrescine）、精胺（spermine）和亚精胺（spermidine）等；2）芳香族生物胺，包括酪胺（tyramine）和苯乙胺（phenyethylamine）等；3）杂环生物胺，包括组胺（histamine）和色胺（trytamine）等。此外，根据它们的组成成分不同，又可将生物胺分为单胺和多胺等，一般将尸胺、腐胺、精胺和亚精胺等作为多胺。

1 生物胺的生理功能与毒性

1.1 生物胺的生理功能

生物胺是生物体合成荷尔蒙、生物碱、核酸和蛋白质等生物大分子的氮来源和前体物，因此生物胺对于生物体的生理功能如体温的调节、营养的吸收、血压的调节等有一定的影响作用[4-5]。其中酪胺和组胺是人和动物荷尔蒙产生的调节器，多巴胺和5-羟色胺是中枢神经系统的神经递质，而多胺则具有抑制不饱和脂肪酸氧化的作用[6]。在生物体的代谢过程中，如DNA、RNA和蛋白质等的合成，通常会优先利用多胺，因此，多胺在生物体的生理活动中，具有非常重要的作用。研究发现[6]，在快速分裂的细胞和组织中通常都有多胺的存在，因此，对于癌症患者来说，在饮食中应加强对多胺含量的控制。同时，对于手术后病人来说，多胺也利于受损组织的恢复[7]。

1.2 生物胺的毒性

过量外源生物胺的摄入会导致生物体的不良反应，主要表现症状为[8]：呕吐、呼吸困难、出汗、心悸、血压升高、偏头痛等。生物体对不同生物胺所表现出来的生理反应是不同的，如组胺、腐胺和尸胺等可引起生物体神经方面的问题，酪胺、色胺、苯乙胺等则引起生物体血管收缩方面的问题，而组胺和5-羟色胺则引起生物体血管舒张方面的问题。

组胺是食品中毒中最经常遇到的生物胺，由于组胺在金枪鱼、鲭鱼和沙丁鱼等鲭亚目鱼中含量较高，所以组胺中毒也被称作鲭亚目鱼中毒[9]。摄入低量的组胺可引起头疼、恶心、潮红、皮肤麻疹、出汗、呼吸困难以及心脏和肠道方面的问题，而摄入过量的外源组胺可危害生命。

酪胺引起的高血压症也被称作“干酪反应”[10]，主要是摄入含过量的酪胺食品的结果，通常在老熟的干酪中含有较多含量的酪胺，此外，啤酒、葡萄酒、酵母提取物以及泡菜、蚕豆、香蕉皮等食品中也含有一定量的酪胺。

多胺类生物胺虽然未直接引起生物体的不良反应，但它们在加热或者贮藏过程中可转变为仲胺，在亚硝化试剂存在下（如添加亚硝酸盐的肉制品）容易发生反应生成N-亚硝基化合物[5，11]，而N-亚硝基化合物是一类致癌物质。在这种情况下，生物胺的毒性被显著增加了。研究发现，在脂肪含量较高的肉制品中，如咸肉，在水及高温条件下，可发现由精胺和亚精胺产生的N-亚硝基吡咯烷和N-亚硝基哌啶。

2 产生物胺的微生物

生物胺的产生需要以下几个条件：充足的生物胺前体物（氨基酸）、具有氨基酸脱羧酶活性的微生物以及适合微生物生长繁殖的条件。生物胺的产生是某些菌种的特性，是菌种为了适应外部环境条件而建立起的一种自我防御机制，这些环境条件包括：温度、NaCl、以及其他一些物理化学和生物方面的因素。肉及肉制品中产生生物胺的微生物，有些是原料中天然存在的，有些来自于加工过程中周围环境的污染。已发现的具有产生物胺作用的微生物有[3，12]：芽孢杆菌属（Bacillus）、梭菌属（Clostridium）、假单胞菌属（Pseudomonas）、发光杆菌属（Photobacterium）以及肠肝菌科（Enterobacteriaceae）中的柠檬酸杆菌（Citrobacter）、克雷伯氏菌（Klebsiella）、埃希氏菌（Escherchia）、变形菌（Proteus）、沙门氏菌（Salmonella）、志贺氏菌（Shigella）、微球菌科（Micrococcaceae）中的葡萄球菌（Staphylococcus）、微球菌（Micrococcus）、考克氏菌（Kocuria）。此外，如乳杆菌属（Lactobacillus）、肠球菌属（Enterococcus）、肉杆菌属（Carnobacterium）、片球菌属（Pediococcus）、乳球菌属（Lactococcus）、明串珠菌属（Leuconostoc）等，一些产乳酸的细菌往往具有一种及以上氨基酸的脱羧能力。

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、腐胺和组胺。鲜肉中含有的生物胺主要是精胺和亚精胺[13]，一般精胺的含量为20mg/kg～60mg/kg，而亚精胺含量则不超过10mg/kg。肉中的生物胺如酪胺、尸胺、腐胺等可在肉的贮藏过程中产生，而发酵肉制品中生物胺的产生是一个非常复杂的过程，受许多因素的影响。这些因素包括[3]：pH、氧化还原电位、温度、NaCl、添加剂等。pH值是影响氨基酸脱羧酶活力的重要因素，细菌的氨基酸脱羧酶活性在酸性条件下较高。生物胺的形成是细菌抵抗酸性环境的生理反应，pH值的降低可抑制细菌脱羧酶的活力，从而提高细菌产生物胺的能力，但是过快地降低pH值也能够抑制具有氨基酸脱羧酶活性微生物的生长，而有效的降低生物胺的积累。氧化还原电位也影响生物胺的积累，氧的存在可钝化或者毁灭组氨基酸脱羧酶的活性，因此，在低氧化还原电位的环境条件下，组胺的积累受到抑制。温度对生物胺的产生有着决定性的影响，在20℃～37℃时生物胺的生成量最大，这也是微生物生长的最适温度，降低温度，微生物的生长受到影响，生物胺的积累量也将减少，但是一些具有氨基酸脱羧酶活性的微生物在低于5℃的条件下仍能生长。一些学者对NaCl、亚硝酸钠、硫化钠、植物提取物等添加剂的使用对生物胺的产生也进行了研究，结果发现这些添加剂对生物胺的产生都有一定的影响，如增加NaCl的使用量，生物胺的积累量则明显降低。此外，发酵肉制品中生物胺的产生还与不洁净原料的使用、贮藏及加工过程中的污染及不合理加工工艺、发酵过程有关的微生物、生物胺前体物质（氨基酸）的含量、肉的内源性酶活力等因素有着密切的关系。

3.2 生物胺的控制标准

尽管生物胺的毒性作用是毫无疑问的，但是生物胺的毒性作用受到食品成分、受体状况等因素的影响，要准确测定某种食品中生物胺的毒性阈值是非常困难的。组胺是目前研究最多的生物胺，一些研究者认为，对一些敏感人群来说，摄入5mg～10mg组胺可能引起中毒症状，10 mg组胺被看做一个毒性阈值，100 mg组胺为中剂量毒性，1 000 mg为高剂量毒性[9，11]。另一些研究者认为[13]，摄入8mg～40mg组胺可引起轻微中毒，40mg～100mg组胺可引起中度中毒，高于100mg可引起强烈的中毒。在这些研究的基础上可见，食品中组胺的含量不应高于100mg/kg，酒类产品中组胺含量不应高于2mg/kg。欧盟规定[11]，鲜鱼中组胺的含量应低于100mg/kg，咸鱼中组胺的含量应低于200mg/kg。对于其他生物胺毒性的研究进行的相对较少，根据目前的研究，酪胺限定在100mg/kg～800mg/kg之间，苯乙胺≤30mg/kg，尸胺≤2 000mg/kg，腐胺≤2000mg/kg，色胺≤2000mg/kg，精胺≤600mg/kg，亚精胺≤600mg/kg[14]。

3.3 生物胺作为产品质量评价指标

在肉及肉制品的贮藏过程中，一些生物胺（酪胺、尸胺、腐胺和组胺）的浓度会逐渐增加，而其他一些生物胺（精胺、亚精胺）的浓度则会降低或者保持不变[15]。因此，可以将生物胺作为肉及肉制品质量的一个监控指标。Mietz等[16]建立了肉及肉制品质量评价的生物胺指数（BAI），即BAI=cHis+cPut+cCad/1+cSpd+cSpm（c为浓度mg/kg，His为组胺，Put为腐胺，Cad为尸胺，Spd为亚精胺，Spm为精胺），之后许多学者对此进行了完善，认为应把酪胺考虑进去。Hernández等[17]根据BAI数值对新鲜肉的质量进行评价：当BAI<5mg/kg时，肉的新鲜度最好；当BAI在5mg/kg～20mg/kg时，肉的新鲜度可以接受，但有腐败的迹象；当BAI在20 mg/kg～50mg/kg时，肉的新鲜度比较低；当BAI＞50mg/kg时，肉已严重腐败。当然，由于肉的腐败微生物种类繁多，有些腐败微生物不具有产生生物胺的能力，因此，利用BAI作为肉及肉制品的质量监控指标会存在一定的缺陷。

4 生物胺的降解

生物胺可以通过以下途径进行降解：1）微生物降解法，利用具有胺氧化酶的微生物来降解已形成的生物胺，Capozzi等[18]对从葡萄酒发酵过程中分离出来的26株植物乳杆菌的生物胺降解能力进行了研究，从中筛选出两只具有降解生物胺能力的菌种，并对它们降解腐胺和酪胺的能力进行了研究，发现这两种微生物在降解生物胺方面具有协同作用。2）酶降解法，利用胺氧化酶来降解已形成的生物胺，Naila等[19]对利用二胺氧化酶来降解组胺的情况进行了研究，发现在pH6.7和12%含盐量的条件下，可以将500mg/L的组胺降解到0.5mg/L，但是产品的质量受到了影响。利用二胺氧化酶来降解组胺是一个非常有潜力的方法，但是有许多方面还需要进一步进行深入的研究。

5 结论

任何经发酵的产品或者在加工、贮藏过程中受到微生物污染的产品都含有生物胺，由于生物胺的毒性作用，因此加强对食品中生物胺的检测具有非常重要的作用。国外在肉及肉制品质量安全方面已做了大量的研究工作，而国内对这方面的研究几乎还是空白。食品的安全性已愈来愈受到人们的重视，生物胺可以作为食品质量安全的一个重要的指示标记。今后应加强对食品中每种生物胺毒性安全剂量的研究，以便确定每种食品中生物胺含量的控制标准。同时，对生物胺降解技术的研究也应加强，探索更加有效的生物胺去除方法。

[1] Halász A,Ágnes Baráth,Simon-Sarkadi L,et al.Biogenic amines and their production by microorganisms in food[J].Trends in food scienceand technology,1994,5(94):42-49

[2] Stadnik J,Dolatowski Z J.Biogenic amines in meat and fermented meatproducts[J].Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria,2010,9(3):102-105

[3]SuzziG,GardiniF.Biogenic amines in dry fermented sausages:a review[J].International Journalof Food Microbiology,2003,88(1):41-54

[4] Jansen SC,Van DM,Bottema KC,etal.Intolerance to dietary biogenic amines:a review[J].Annals of Allergy Asthma&Immunology Official Publication of the American College of Allergy Asthma& Immunology,2003,91(3):233-241

[5] Önal A.A review:Current analyticalmethods for the determination ofbiogenic amines in foods[J].Food Chemistry,2007,103(4):1475-1486

[6]LøvaasE.Antioxidativeeffectsofpolyamines[J].JournalofOil&Fat Industries,1991,68(68):353-358

[7]KalacˇP,KrausováP.A review ofdietary polyamines:Formation,implications for growth and health and occurrence in foods[J].Food Chemistry,2005,90(1/2):219-230

[8] BuchtováH,KordiovskáP,VorlováL,et al.The dynamics of biogenic amine formation inmuscle tissue of carp(Cyprinus carpio)[J]. Czech JournalofAnimalence,2006,51(6):262-270

[9]Silla SantosM H.Biogenic amines:their importance in foods[J].International Journalof Food Microbiology,1996,29(2/3):213-231

[10]Ruiz-Capillas C,Jiménez-Colmenero F.Biogenic amines in meat andmeatproducts.[J].CriticalReviews in Food Science&Nutrition, 2004,44(7/8):489-499

[11]Karovicova J,Kohajdova Z.Biogenic Amines in Food[J].Revue Médicale De Liège,1996,51(7):479-484

[12]MarinoM,MaifreniM,MoretS,etal.The capacity of Enterobacteriaceae species to produce biogenic amines in cheese[J].Letters in Applied Microbiology,2000,31(2):169-173

[13]Hernandezjover T,Izquierdopulido M,Veciananogues M T,et al. Biogenic amine and polyamine contents inmeat and meat products [J].Journal of Agricultural&Food Chemistry,1997,45(6):2098-2102

[14]GardiniF,MartuscelliM,CarusoM C,etal.EffectsofpH,temperature and NaCl concentration on the growth kinetics,proteolytic activity and biogenic amine production of Enterococcus faecalis[J].International Journalof Food Microbiology,2001,64(1/2):105-117

[15]BardóczS.Polyamines in food and their consequences for food quality and human health[J].Trends in Food Science&Technology, 1995,6(10):341-346

[16]Mietz JL,Karmas E.Chemical quality index of canned tuna as determined byhigh-pressure liquid chromatography[J].Journalof Food Science,2006,42(1):155-158

[17]Hernándezjover T,Izquierdopulido M,Veciananogues M T,et al. Biogenic Amine Sources in Cooked Cured Shoulder Pork[J].J.agric. food Chem,1996(10):3097-3101

[18]Capozzi V,Russo P,Ladero V,et al.Biogenic Amines Degradation by Lactobacillusplantarum:Toward a PotentialApplication inWine [J].Frontiers in Microbiology,2012,3:122

[19]Naila A,Flint S,Fletcher G C,et al.Prediction of the amount and rate of histamine degradation by diamine oxidase(DAO)[J].Food Chemistry,2012,135(4):2650-2660

Biogenic Am ines in M eat and M eat Products

WANGShu-qing1，2，FANWei-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

济南市科技发展计划（201401269）

王树庆（1965—），男（汉），教授，博士，研究方向：食品质量与安全控制。