食品中生物胺含量及生物胺氧化酶的研究进展

食品中生物胺含量及生物胺氧化酶的研究进展李彬彬，徐 晔，牛淑慧，张 楠，李 玮，宋桂森，张若瑶，杨 勇*（四川农业大学食品学院，四川 雅安 625014）摘 要：生物胺是一类具有潜在毒性的生物活性物质，在食品中广泛存在。

生物胺氧化酶是广泛存在于动植物、微生物体内的，能够将已生成的生物胺分解成相应的醛、氨气和过氧化氢的一类酶，该类酶在降解食品中生物胺方面具有良好的应用前景。

本文将从食品中生物胺含量以及生物胺氧化酶的分类、影响因素、产生菌株、降解特性等方面进行综述。

关键词：生物胺；生物胺氧化酶；降解特性；发酵食品；微生物 Recent Progress in Biogenic Amines and Bioamine Oxidases in FoodsLI Binbin, XU Ye, NIU Shuhui, ZHANG Nan, LI Wei, SONG Guisen, ZHANG Ruoyao, YANG Yong *(College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya ’an 625014, China)Abstract: Biogenic amines are a group of bioactive substances with potential toxicity that are widespread in foods. Bioamine oxidases, a class of enzymes responsible for decomposing biogenic amines into aldehydes, ammonia and hydrogen peroxide, are widely found in animals and plants. These enzymes are very promising for application in eliminating biogenic amines in foods. In this article, we review the contents of biogenic amines in various foods, the classification of bioamine oxidases and related factors, their microbial producers and degradation characteristics.Keywords: biogenic amine; bioamine oxidase; degradation characteristics; fermented food; microorganism DOI:10.7506/spkx1002-6630-20171205-054中图分类号：TS201.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2019）01-0341-07引文格式：李彬彬, 徐晔, 牛淑慧, 等. 食品中生物胺含量及生物胺氧化酶的研究进展[J]. 食品科学, 2019, 40(1): 341-347. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20171205-054. LI Binbin, XU Ye, NIU Shuhui, et al. Recent progress in biogenic amines and bioamine oxidases in foods[J]. Food Science, 2019, 40(1): 341-347. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20171205-054. 收稿日期：2017-12-05基金项目：四川农业大学2016年学科建设双支计划项目（03572094）第一作者简介：李彬彬（1993—）（ORIDC: 0000-0002-6567-3973），女，硕士研究生，研究方向为畜产品加工理论与技术。

E-mail : bbli4869@*通信作者简介：杨勇（1969—）（ORIDC: 0000-0003-0520-1656），男，教授，博士，研究方向为畜产品加工理论与技术。

E-mail : yangyong676@生物胺（biogenic amines ，BA ）是一类广泛存在于食品尤其是发酵食品中的具有潜在毒性的生物活性物质，发酵食品中BA 主要是在微生物的作用下通过氨基酸脱羧生成。

适量的BA 对人体具有一定生物活性[1]，但摄入过量的外源BA 则会危害人体健康[2-7]。

体外实验研究表明一些从手工乳酪和葡萄酒中分离的肠球菌和乳杆菌能够在类似人体肠道环境中产生酪胺和腐胺，同时其产生的酪胺、腐胺可增强菌株在该环境中的存活能力[8-9]。

此外，de Fernández 等[8]研究发现坚忍肠球菌产生的酪胺导致对Caco-2人体上皮细胞的高附着力和免疫调节作用。

以上研究结果表明食品中产生BA 的菌株能够在肠道内环境中存活并产生BA 。

因此减少食品尤其是发酵食品的BA 含量，控制产BA 菌株的生长就显得尤为重要。

面对发酵食品生产加工过程中高BA 含量的问题，常采取的措施主要有：1）降低前体物氨基酸水平[10]； 2）抑制腐败微生物的生长[11]；3）使用不产氨基酸脱羧酶的发酵剂[12-14]。

当这些方法都无法有效降低BA 含量时，可采用添加微生物或BA 降解酶的方法[15-16]。

国内外许多学者通过接种不具有产氨基酸脱羧酶活性而具有BA 氧化酶（amine oxidases ，AOs ）活性的微生物来降解食品中的BA [11,17-18]，取得了良好的效果，其中起关键作用的就是AOs 。

AOs 是BA 代谢中的关键酶，其分离纯化和降解特性一直是近年来国内外BA 降解研究的热点。

更有学者将AOs 加入到发酵食品中，探究其在食品内环境中对BA 的降解情况，发现AOs 能显著降低BA 含量，且效果优于添加微生物，因而应用AOs解决食品中高BA含量问题具有良好的前景。

1 食品中BA的含量鱼及鱼制品、发酵香肠、乳酪、酒类以及酱油等食品中的微生物是其品质形成的重要因素，该类食品在蛋白酶的作用下含有丰富的游离氨基酸，但当存在具有氨基酸脱羧酶活性的微生物时，容易形成BA。

目前国际上对食品中BA含量并无统一的标准，并且对BA的限量主要集中在水产品和葡萄酒中，涉及的BA主要为组胺和酪胺（表1）。

表 1 不同国家及地区对BA的限量标准Table 1 Maximum limits for biogenic amines in different countries国家和地区BA种类水产品中限量/（mg/kg）葡萄酒中限量/（mg/kg）食品中限量/（mg/kg）欧盟组胺鲜鱼：200；发酵鱼制品：400—100～200[19]美国组胺50—50[20]酪胺100[20]——澳大利亚组胺200[21]——新西兰组胺200[21]——中国组胺鲐鱼：400；其他鱼类：200[22]——德国组胺—2[23]—法国组胺—8[23]—瑞士组胺—10[23]—荷兰组胺— 3.5[23]—注：—.文献中未报道。

1.1 鱼制品鱼制品营养丰富，具有大量高品质的蛋白质，因而容易受到微生物的污染，生成大量的BA。

在鱼制品中，组胺、酪胺、腐胺、尸胺、精胺和亚精胺是主要的BA，通常通过检测组胺、尸胺、腐胺的含量来判断鱼产品是否变质[24]。

因此，通过监测BA水平来评估产品的新鲜程度就显得尤为重要。

在水产品中，组胺是最常被检测的BA，在许多国家均有限量标准，Bilgin等[25]分别检测了沙丁鱼罐头、鲭鱼罐头、金枪鱼罐头和腌凤尾鱼样品中5 种BA的含量，发现组胺和尸胺是最主要的BA。

研究发现沙丁鱼、鲭鱼、鳀鱼等为高组胺鱼类，鱼制品的贮藏温度对高组胺鱼类中组胺的形成有重要的影响，当在22 ℃贮藏12 h后，沙丁鱼和鲭鱼中组胺含量达到50 mg/kg，而鳀鱼在35 ℃贮藏8 h后，组胺含量甚至可达到254 mg/kg[26-27]。

1.2 发酵香肠关于肉制品中BA含量并没有统一的限量标准，为了保证产品的质量及安全性，有学者建议将肉制品中组胺和酪胺限量值均设为100 mg/kg[28]。

研究发现在欧式发酵香肠中酪胺是主要的BA，其次是腐胺和尸胺，酪胺、腐胺和尸胺的最高含量可达773.43、648.85、620.96 mg/kg[29]。

在传统中式香肠中，组胺和酪胺是主要的BA，且含量均超过100 mg/kg，此外腐胺、尸胺等其他BA均有检出[30]。

Papavergou等[31]检测的50 个希腊发酵干香肠中，除精胺和亚精胺外，其余的BA含量有较大变化，其中酪胺、腐胺、组胺和尸胺的含量范围分别为0～510、0～505、0～515 mg/kg和0～690 mg/kg。

由此可见，组胺、酪胺、腐胺、尸胺是发酵香肠中主要的BA。

精胺和亚精胺主要来源于原料肉，且在加工过程中含量变化不显著。

1.3 乳酪由于蛋白质水解是乳酪品质形成的最主要的过程，因此乳酪很容易形成BA。

总的来说，乳酪中BA的含量和类型不仅取决于原料乳及其加工处理过程和其所采用的发酵剂，还与乳酪成熟的条件、成熟后的处理方式、包装类型、贮藏温度和时间有关，并且乳酪不同部位BA的含量和类型也有很大差异[32-33]。

Schirone等[34] 发现直接经原料乳发酵制成的乳酪总BA含量可高达5 860.6 mg/kg，经巴氏杀菌的原料乳制成的乳酪中BA含量相对较低，为10.3～582.4 mg/kg，表明原料乳的卫生质量和加工前处理对BA含量有着重要的影响。

此外，研究表明成熟时间较短的乳酪BA含量低于成熟时间较长的乳酪，因为随着时间的延长乳酪中蛋白质水解水平和氨基酸代谢水平也在逐步增加[35]。

Guarcello等[36]对20 个乳酪样品中BA含量检测发现，组胺、酪胺、腐胺、尸胺含量差别很大，有的甚至可达900 mg/kg，50%样品中至少有一种BA的含量处于潜在毒性含量范围（超过100 mg/kg）。

1.4 酒类研究证实当乙醇体积分数低于10%时可增加氨基酸脱羧酶活性[37]，乙醇体积分数12%时能抑制胺氧化酶活性[38-39]，一定体积分数的乙醇能促进BA的生成、抑制BA 的降解。

因此，与其他食品相比，酒类食品中的BA含量有更为严格的限量要求。

许多国家均对葡萄酒中BA质量浓度制定了严格的限量标准，其中德国规定最严格，为不超过2 mg/L[38]。

葡萄酒中BA的形成和乳酸菌有关，当内源乳酸菌达到充足水平时，葡萄酒的苹果酸-乳酸发酵就会自发开始。