食品中腐胺和尸胺检测方法研究及应用进展

张敏，赵晓娟*，曾晓房，白卫东

仲恺农业工程学院轻工食品学院（广州 510225）

腐胺（Putrescine）又名1, 4-二氨基丁烷、丁二胺，是由鸟氨酸在鸟氨基酸脱羧酶的作用下进行脱羧反应而形成的一种有机化合物。气味极臭，在空气中浓度达到几十mg/L就能把人熏晕，因此被称作“超级臭弹”。腐胺广泛分布在生物体的细胞组织中，通过调节其浓度可控制细胞的pH。有文献表明，腐胺可参与调节细胞的许多功能，在胃肠道黏膜上皮细胞的迁移、增殖、分化过程中发挥着重要的作用，而且与机体组织的炎症、损伤修复和肿瘤、癌症细胞的增殖还有着紧密的联系[1-2]。虽然腐胺是生物体生命活动不可缺少的自然组分[3-4]，但人们通过食物摄入或皮肤吸入过量的外源性腐胺时，身体会产生各种不良反应[5]。

尸胺（Cadaverine）又名1, 5-二氨基戊烷、尸毒素，和腐胺同属于脂肪族多胺类化合物，是由赖氨酸在赖氨基酸脱羧酶的作用下进行脱羧反应而形成的一种多胺类化合物，广泛存在于生物体中[6]。有研究表明，尸胺具有刺激生长、延缓衰老的作用。除此之外，腐胺与植物的抗逆性也有密切的关系，可调节植物的生长发育[7-9]。与腐胺类似，尸胺也具有腐蚀性和毒性，人们经过食物食入和皮肤吸入过量尸胺，会引起咽喉、支气管的炎症、痉挛、水肿、肺水肿或化学性肺炎甚至导致死亡。

食物中的腐胺和尸胺可以与亚硝酸盐反应产生致癌物质——亚硝基胺，腐胺和尸胺也会使食物中组胺的毒性增大[10]。鉴于腐胺和尸胺的生理和毒理学影响，其在食品中的存在已成为一个潜在的公共卫生问题。由于食品腐败变质后通常含有高浓度的腐胺和尸胺，因此，可用来作为食品新鲜度的一个评价指标[11]。腐胺和尸胺的检测对保障人们的健康和提高食品的品质安全方面有着重要的意义。综述了薄层色谱法、离子色谱法、液相色谱及液相色谱-质谱联用法、毛细管电泳法、传感器法检测食品中腐胺和尸胺的研究进展，并对腐胺和尸胺检测方法的发展方向进行了展望。

1 薄层色谱法

薄层色谱法（Thin layer chromatography，TLC）是20世纪40年代末发展起来的一种微量的色谱分析技术，因分离是在一平面薄层上进行的，因而得名。李燕君[12]用已改良的薄层色谱法检测黄酒中的腐胺、尸胺、组胺等生物胺，由于腐胺、尸胺等缺少发色基团，在进行检测之前，先采用丹磺酰氯进行衍生化反应。该薄层色谱法测定黄酒中尸胺、腐胺的线性范围为10～640 μg/mL，检测限分别为0.125和2 μg/mL。结果表明，在黄酒发酵的各个阶段中均能检测到腐胺、尸胺等生物胺，而且发酵各阶段黄酒样品中总生物胺含量未超过1 000 mg/kg，这表明黄酒样品符合标准，不会对人体健康造成危害。Andrea等[13]提出了一种基于丹胺磺酰化的薄层色谱-密度法，并用于检测葡萄酒中组胺、酪胺、腐胺和尸胺共4种生物胺的含量，检测线性范围为1～20 mg/L，该方法的分析性能完全符合葡萄酒常规分析的要求，而且具有高通量、低成本的特点。

薄层色谱法在检测应用过程中不需要昂贵的设备，快速简便，可以同时分析多个样品，但该检测方法属于半定量的方法，分析结果的准确度相对较差。

2 离子色谱法

离子色谱法（Ion Chromatography，IC）属于高效液相色谱法的一种，主要用于离子性物质的分离和分析。在生物胺分析领域中的离子色谱法通常以离子交换树脂为固定相进行分离，利用电化学检测器对分离流出物的电导变化等电化学响应进行分析。由于该方法在检测过程中展现出高效、简便、灵敏度高的特点，同时又具有良好的准确性和重现性，因此被广泛应用于咖啡、肉制品、冷冻海产品、饮料等各种食品中生物胺的检测方面。朱作艺等[14]建立了一种阳离子交换色谱-抑制型电导-紫外串联检测法，用于测定肉制品中腐胺、尸胺、组胺等生物胺，腐胺、尸胺等生物胺的检出限范围在0.35～3.16 mg/kg之间。李刚等[15]采用离子色谱-电化学检测器测定环境水样中腐胺、尸胺、组胺等生物胺，其线性范围为10～1 000 ng/mL，回收率为85.6%～110.0%，腐胺和尸胺的检出限分别为2.6和3.7 ng/mL。周勇等[16]建立了离子交换色谱-柱后加碱脉冲积分安培检测法，用于冷冻海产品中腐胺、尸胺等生物胺的测定，结果表明腐胺、尸胺均能达到基线分离，其线性范围为0.05～10.0 mg/kg，腐胺和尸胺的检出限分别为23和12 μg/kg，回收率在86.0%～108.0%之间。赵新颖等[17]建立了以MSA（甲烷磺酸）为淋洗液的离子色谱法，在9 min内快速完成了对水中腐胺、尸胺等生物胺的检测，其线性范围为1.0～20.0 mg/L，回收率在92.0%～107.4%之间，腐胺、尸胺的检出限分别为0.218和0.172 mg/L。

离子色谱法虽然具有分析速度快、灵敏度高、前处理简单、分离柱的稳定性好、容量高等特点，但是在实际的操作中，该方法所使用的仪器设备较大、价格高，携带不便，更难以实现实时实地检测。

3 液相色谱及液相色谱-质谱联用法

3.1 高效液相色谱法

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）又叫高压或高速液相色谱，是在经典液相色谱法的基础上发展起来的，以液体作为流动相，采用高压泵进行高压输液的一种分离技术，具有高压、高速、高效、高灵敏度、应用范围广等特点，是食品中腐胺、尸胺等生物胺检测最常用的方法。周绍伦等[18]采用柱前在线自动衍生-HPLC法检测环境水样中的腐胺和尸胺等生物胺，结果表明，环境水样中的腐胺和尸胺等生物胺能在20 min内被检测出来，腐胺和尸胺的检出限分别为49.6和58.9 μg/L，回收率分别为98.7%和97.8%。杜赛等[19]建立了一种发酵酒中腐胺、尸胺等生物胺的柱后衍生-HPLC检测法，并在实际操作中探究了该方法的适用性，结果表明，检测的线性范围为1.0～50 mg/L，腐胺和尸胺的回收率分别为93.7%和88.6%，定量限为0.2 mg/L。Shen等[20]采用柱前衍生-HPLC法检测普洱茶中的腐胺、尸胺等生物胺的含量，试验结果表明，该方法可用于低浓度生物胺的检测，具有较好的重复性和可行性，在18.96～1 967.36 mg/L范围内，腐胺的检出限为0.3 mg/L，在0.55～237.27 mg/L范围内，尸胺的检出限为0.4 mg/L。Begoña等[21]采用乙氧基亚甲基烯丙酸二乙酯进行衍生化处理，建立了一种同时测定干酪样品中种氨基酸、铵离子、腐胺和尸胺等生物胺的HPLC法，结果表明，该方法洗脱时间快，腐胺、尸胺的检出限为0.08～3.91 μmol/L，定量限＜13.02 μmol/L。Wang等[22]建立了一种同时测定葡萄酒中腐胺、尸胺等10种生物胺、23种氨基酸和铵离子的HPLC法，结果表明，腐胺、尸胺等生物胺的线性范围为0.10～50.00 mg/L，回收率在80%～120%之间，腐胺和尸胺的检出限分别为0.04和0.03 mg/L，该方法为监测发酵过程中腐胺、尸胺等生物胺的变化提供了便利。程卫等[23]采用丹磺酰氯作为柱前衍生剂，利用HPLC法对虾皮中的腐胺、尸胺等生物胺含量进行检测，结果表明，虾皮中可检测出腐胺、尸胺等8种生物胺，线性范围为1～50 μg/mL，腐胺、尸胺等生物胺的检出限为1 μg/g，回收率为53%～183%。田鑫等[24]建立了一种以丹磺酰氯作为柱前衍生剂，可快速测定海产品中腐胺、尸胺等8种生物胺的HPLC法，结果表明，腐胺、尸胺等生物胺在15 min内能得到较好的分离，其平均回收率在79%～117%之间，线性范围为1～100 mg/L，腐胺和尸胺的检出限分别为0.17和0.02 mg/L，定量限均为0.067 mg/L。Özdestan[25]采用HPLC法测定了土耳其咖啡中的生物胺和矿物质含量，结果表明，在所有测试的咖啡样品中均检测出了腐胺、尸胺等生物胺。张文豪等[26]为了快速简便的测定酒类饮品中的腐胺、尸胺等5种生物胺的含量，使用蒸发光散射检测器，建立了一种不需要进行衍生化处理的HPLC法，试验结果显示，在25 min内能快速检测出酒类中的腐胺、尸胺等生物胺的含量，检出限在0.16～0.97 mg/L之间，加标回收率为90.5%～103.8%，在1.0～50.0 mg/L时，检测器的响应值与酒类中腐胺、尸胺等生物胺含量的三次方成相关性。许丽卫等[27]采用丹磺酰氯柱前衍生-HPLC法测定仔猪结肠内容物生物胺的含量，结果表明，腐胺、尸胺等生物胺在18 min内均能得到较好的分离，腐胺的线性范围为0.20～508.00 μg/mL，检出限为0.07 μg/mL，尸胺的线性范围为0.32～246.0 μg/mL，检出限为0.18 μg/mL。陈玉峰等[28]建立了一种可同时测定腌干鱼制品中腐胺、尸胺等8种生物胺的HPLC法，结果显示，腌干鱼制品中腐胺、尸胺等生物胺在30 min内得到较好的分离效果，腐胺、尸胺等生物胺的线性范围为0.5～100.0 μg/mL，检出限为0.03～0.10 μg/mL，平均回收率在84.45%～98.42%之间。

高效液相色谱法灵敏度高、准确性好，在腐胺、尸胺等生物胺检测中应用得比较广泛，但是该法样品前处理程序繁杂、专业性强，仪器的日常维护费用较高，而且在检测生物胺时一般需要进行衍生化处理，操作复杂，增加了分析成本和环境风险。

3.2 液相色谱-质谱联用法

液相色谱-质谱联用法（LC-MS）是一种常用的仪器联合使用方法，由于其结合了液相色谱高效的分离能力和质谱良好的定量、定性分析能力，在复杂有机混合物的分离分析方面展示了独特的优势。孙亚军等[29]以C18柱色谱分离、甲醇和乙酸铵溶液作为流动相，采用HPLC-MS法同时测定南美白对虾虾仁中的腐胺、尸胺等8种生物胺的含量，结果表明，腐胺、尸胺等生物胺的线性范围为0.05～100 μg/L，加标回收率为85%～117%，腐胺和尸胺的检出限分别为0.016和0.001 5 μg/L，定量限分别为0.048和0.004 6 μg/L。沈东旭等[30]利用一种LC-MS法检测腌桂花中腐胺、尸胺等6种生物胺的含量，结果显示，腐胺和尸胺的线性范围分别是10～250和5～250 ng/mL，检出限分别为40和25 μg/kg，平均回收率在74.5%～90.4%范围内。梁波[31]为了能同时测定广式腊味制品中腐胺、尸胺等5种常见生物胺的含量，开发了一种超高效液相色谱－串联质谱（UPLC-MS/MS）检测法，该方法在检测广式腊味制品中腐胺、尸胺等生物胺时，耗时短，极大地提高了检测效率，腐胺、尸胺的检出限均为1.0 μg/L，5种生物胺的加标回收率为86.6%～91.6%。彭祺等[32]采用高效液相色谱-三重四级杆串联质谱法（HPLCMS/MS）对黄酒中的腐胺、尸胺等8种生物胺进行测定，结果显示，黄酒中腐胺、尸胺等生物胺的线性范围为0.05～15.0 μg/kg，回收率在93%～99%之间，腐胺、尸胺的检出限分别为1.0和0.05 μg/kg，该检测方法适合黄酒中生物胺的低残留检测要求。丁涛等[33]采用高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法检测进出口葡萄酒中所含的腐胺、尸胺等8种生物胺的含量，结果表明，腐胺、尸胺等生物胺的线性范围为0.2～10.0 mg/L，腐胺在葡萄酒样品中的检出量为1.1～24.8 mg/L，而尸胺在葡萄酒样品中的检出量均低于1.0 mg/L，8种生物胺的平均回收率为83.7%～101.6%。

与高效液相色谱法相比，LC-MS法在检测样品中的生物胺时，不需要进行衍生化处理，操作相对简便、易控，可做到高精确度、高分辨率鉴定和量化目标分析物，提高了检测目标物中生物胺含量的效率，是一种有效的分离分析混合物的技术。

4 毛细管电泳法

毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE）也称为高效毛细管电泳法，是一种快速发展起来的液相分离分析方法。分离技术主要基于毛细管作为分离通道、高压直流电场作为驱动力。由于具有操作方便、费用低、分离分析速度快、效率高、用样量少等特点，被广泛地应用到各个领域中[34]。董乐等[35]根据腐胺和亚精胺与三联吡啶钌（Ru(bpy)32+）发生电化学反应使Ru(bpy)32+发光强度增强的原理，采用毛细管电泳-电化学发光联用法测定水产品中的腐胺和亚精胺含量，结果发现，沙丁鱼、巴浪鱼中未发现腐胺，带鱼、秋刀鱼中存在腐胺，带鱼中腐胺的加标回收率为102.76%～103.2%；秋刀鱼中腐胺的加标回收率为96.1%～117.76%，该法检测腐胺的线性范围为5×10-5～1×10-2mg/L，检出限为1×10-7mg/L。Adimcilar等[36]建立了用于定量测定乳制品中生物胺的毛细管电泳-非接触电导检测法，试验结果显示，在0.20～16 mg/L线性范围内，腐胺、尸胺的检出限分别为0.041和0.045 mg/L，回收率在89.1%～103%范围内，快速毛细管电泳结合非接触式电导检测器，可对发酵食品中腐胺、尸胺等常见的5种生物胺进行定量测定。Selda等[37]为测定咸鱼和干咸鱼中腐胺、尸胺等生物胺的含量，建立了一种非离子胶束电动毛细管色谱-激光诱导荧光检测法，检测结果显示，腐胺在0.004～0.6 μmol/L线性范围内相关系数为0.999 20，检出限为0.001 26 μmol/L，定量限为0.004 19 μmol/L，尸胺在0.006～0.3 μmol/L线性范围内相关系数为0.999 49，检出限为0.000 627 μmol/L。刘方震等[38]采用毛细管电泳-间接紫外检测法，研究了腐胺、尸胺等4种多胺的检测分离，试验结果显示，腐胺、尸胺等4种生物胺可在5 min内被检测出，在8.0～250.0 μmol/L线性范围内，腐胺的相关系数为0.996 5，检出限为2.4 μmol/L；尸胺在5.0～250.0 μmol/L线性范围内，相关系数为0.992 6，检出限为1.2 μmol/L，该方法无需衍生化，缩短了检测时间，适用于食品和人体内腐胺、尸胺等重要生物胺的测定。

毛细管电泳法在检测腐胺、尸胺等生物胺的过程中，电渗会因样品的组成成分不同而发生变化，最终会导致分离的重现性变差，而且检出限相对较高。

5 传感器法

传感器是由敏感元件、换能器及测量电路组成，能够对特定的化学物质或生物活性物质进行选择性分析。其中，化学传感器和生物传感器在生物胺等食品分析领域的应用较为广泛。屠青霞[39]采用固相电化学发光传感法检测4种类型鱼中生物胺含量，试验结果显示，在0.05～200 μmol/L浓度范围内腐胺、尸胺等生物胺与电化学发光传感器的发光增效作用呈现出良好的线性关系，检出限范围为0.047～0.064 μmol/L，回收率范围在91.1%～104.3%之间。唐晗等[40]用二胺氧化酶作为生物传感器的分子识别元件，以鲁米诺-铁氰化钾作为化学发光系统，建立了一种快速高效的食品中生物胺含量的检测方法，结果显示，腐胺的线性范围为3～500 μmol/L，检出限为0.7 μmol/L。王壮坤[41]依据腐胺对Ru(bpy)32+电化学发光的增强作用，在流通电解池中采用三电极体系对水产品中的腐胺进行检测，试验结果表明，该法检测腐胺的线性范围为10-7～10-4mol/L，检出限为8.95×10-8mol/L，加标回收率为97.5%～103.4%。Sandra等[42]首先将二胺氧化酶负载在磁珠上DAO-MBs，然后将DAO-MBs分别固定在钴酞菁/碳电极、普鲁士蓝/碳电极和锇-辣根过氧化物酶/碳电极表面，得到三种生物传感器，用于检测与食品品质安全最相关的腐胺、尸胺和组胺的含量，试验结果表明，腐胺的检出限为0.9～1.03 μmol/L，定量限为3.16～6.80 μmol/L，尸胺的检出限为0.47～0.67 μmol/L，定量限为2.07～6.7 μmol/L。

传感器法灵敏度高、检测费用低、速度快，在生物胺的检测等食品品质与安全领域中备受研究关注，有着广泛的应用前景，但该法的实际应用能力还有待进一步提高。

6 结语

腐胺、尸胺等生物胺在生物体内能够产生独特的药理、生理和毒性作用，能够影响机体的活动过程，如体温的调节、营养物质的摄入、血压的控制等。但是机体内腐胺、尸胺等生物胺数量的增加，会对机体的生理活动产生不利的影响，严重者可影响生命。腐胺、尸胺数量的增加通常是由于使用劣质的原料，在控制或自发微生物发酵过程中或在食物变质过程中而增多的。因此，对腐胺、尸胺的检测方法进行研究具有重要意义。目前腐胺和尸胺的检测方法发展很快，检测水平不断提高，但现有检测方法各有优缺点。随着社会的进步和生活水平的提高，人们对所食用的食品越来越追求安全优质的标准，为了适应社会的发展和需求，未来研究开发时效性强、方便操作、费用低、可多个样品同时在线检测的方法是非常重要的，也是腐胺、尸胺检测方法今后发展的方向。