海洋食品中的生物胺

傅里叶变化质谱仪基于电子在带电线圈，产生感应电流， 不同质荷比的离子产生的感应电流不同，通过监测感应电 流，由傅立叶变换可将电信号转换为可视信号，显示为图 谱，最后计算出分子离子的质荷比。
B
m/ z
静电场轨道阱质谱在静电场中进行轨道旋转和振荡，通 过离子的旋转振荡产生的镜像电流，经微分放大后由傅 立叶变换器测定各离子的振荡频率，最后计算出分子离 子的质荷比。
海洋食品中的生物胺
汇 报 人: 刘 红 指导教师：刘光明 教授
目录
➢什么是生物胺 ➢海洋食品中生物胺的存在情况 ➢海洋食品中生物胺的评价 ➢海洋食品中生物胺的检测 ➢海洋食品中生物胺的控制 ➢鲭鱼中组胺的检测与控制 ➢秋刀鱼中生物胺的检测与控制 ➢存在问题与研究展望 ➢仪器共享平台资源利用
1.什么是生物胺
气相 色谱法
质谱法
海产食品中BAs的评价离不开BAs的检测，不同海产食品的 BAs含量差异较大，选择一种精密度好，灵敏度高，实用性强 的检测方法，是监控海产食品质量安全的重要前提
比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定 待测组分含量的方法
生物胺如何比色？ 生物胺在碱性介质中重 氮酸盐起偶联反应
苯乙胺 2-Phenylethylamine
毒性作用 精神萎顿、精神分裂症、过敏、皮肤潮红、呕吐、腹泻、
癌症 偏头痛、高血压、精神分裂症、早老性痴呆症、帕金森
症、精神萎顿 致癌物质亚硝酸的前体物质，增加组胺的毒性作用
致癌物质亚硝酸的前体物质，增加组胺的毒性作用
精神萎顿、精神分裂症、肝毒性、高血压
促肿瘤生长，对眼睛和皮肤有刺激作用 促肿瘤生长
质谱检测器，利用色谱的高效分离和自身的高灵敏度对海产食品 这类复杂基质样品中BAs进行分析，无需衍生，具有简便、快速、 灵敏度高的特点，堪称一种高效率、高可靠性分析技术
四极杆质谱仪是四根极杆被对应的分为两组，分别施加反 相射频高压和直流电压，形成只有特定荷质比的离子可以 稳定通过的电场，以此对该离子进行定性定量分析
生物胺是游离氨基酸中1个、2个或3个氢被脂 肪基团、芳香基团或杂环烃基团取代的碱性低分 子质量有机化合物。
利：适量的生物胺能促进生长、增强代谢活 力、增强免疫力和清除自由基等。生命机体 存在微量的内源性BAs，在体内起着重要的 生理作用，
害：人体摄入过多外源性生物胺时，会出现 头痛、 心悸、腹泻、休克等中毒症状
一般人体摄入50 mg组胺会引起中毒，相当于摄入鱼肉组胺含 量为200 mg/kg。敏感人群对BAs的耐受量要低于常人耐受的剂量， FAO/WHO报道鲭鱼组胺小于2 mg/kg仍引起中毒症状。
虽然在各种食品中BAs的生成和降解机理相似，但由于食品 中游离氨基酸的种类及微生物的不同，导致各种食品中生物 胺的种类和数量不同
海产制品
海产制品如咸鱼干、腌制鱼干、鱼罐头具有潜在的高BAs 风险
从我国不同地区零售和批发市场收集了43份干咸鱼样本， 发现BAs中尸胺和腐胺含量最高…………………Wu等
市售的63份海产品制品（金枪鱼罐头、沙丁鱼罐头、鲭鱼 罐头、腌制凤尾鱼）BAs中组胺和尸胺含量最 高…………………………………………………Bilgin等
AI=（尸胺+腐胺+组胺）/（腐胺+尸胺+组胺+酪胺+色胺+甲胺+精胺+亚精胺）×100
一般要求其比值小于25
模糊逻辑模型（fuzzy logic mode，FLM） 在不同温度下测定各BAs的含量，选定典型变化的BAs为 输入变量，输入模糊变量按照模糊规则映射成输出模糊变 量，而输出变量对应各种质量等级，用于评估鱼类的质量
外源的生物胺是游离氨基酸在微生物来源的氨基酸脱羧 酶的作用下降解产生的，广泛存在于各种食品及生物体中， 尤其是蛋白质含量丰富的食品中
蛋白质 蛋白酶 多肽 内肽酶 外肽酶
赖氨酸
氨基酸 脱羧酶
尸胺
色氨酸 苯丙氨酸 色胺 苯乙胺
酪氨酸 酪胺
组氨酸 谷氨酸 组胺
鸟氨酸
精氨酸
腐胺 精氨酸 精胺
生物胺（biogenic amine，BAs ）
QI=（组胺+腐胺+尸胺）/（1+精胺+亚精胺）
根据其比值为1～10进行，其中QI=10为海产食品质量接受的最低水平
生物胺指数（biogenic amine index，BAI）
BAI=组胺+腐胺+尸胺+酪胺
针对青皮红肉鱼其建议使用BAI≤10 mg/kg和≥100 mg/kg区别优质鱼和 腐败鱼
胺指数（amine index，AI）
k m/z
5. 海洋食品中生物胺的控制
BAs的存在严重影响海产食品的品质与安全性，其大 多由于运输、生产加工中污染了具有氨基酸脱羧酶 的微生物，因此控制BAs就必须抑制前体物质的脱羧 反应，减少微生物的污染，抑制其生长以及降低其 相关酶的活性。对于已经产生的BAs，则需寻找降解 BAs的方法。
物理方法
液相色谱法(HPLC)是利用不同BAs与固定相和流动相之间的作 用力的差别进行多次平衡, 使各物质达到相互分离后, 结合各类检 测器进行的分析, 为BAs的常用检测方法。
1
由于BAs无紫外可见光吸收，也无荧光效应，所以进行HPLC检 测，一般需对BAs进行衍生化处理，存在衍生操作繁琐，耗时较 长，衍生产物不稳定而影响重现性；同时不同BAs的衍生物光谱 特征可能非常近，容易导致定性准确性较差
比色法一般快速、简便，成本低，然而常受到其它BAs的干扰，检 出限（LOD）较高，精确度低
生物传感器法一般是胺氧化酶固定在石墨、琼脂糖、 醋酸纤维素膜上形成识别元件，胺氧化酶可使BAs氧化 脱氨, 降解为氨、醛和过氧化氢从而转变成可定量的物 理、化学信号实现对BAs的分析。
生物传感器法具有快速、方便，可在线检测等优点，然而 酶电极的稳定性以及酶的固定化技术还不完善，重现性较 差，所需酶是从自然界筛选的，存在难保存，成本高，不 能反复使用的缺陷
微
哈夫尼
埃希氏
生 物
亚菌属
变形
菌属
菌属
摄入少量的BAs，人体可以通过自身的胺氧化酶解毒
组胺
摄入过多量的BAs则会引起呼吸、血压等生理机能紊乱， 严重时甚至导致死亡
生物胺
组胺 Histamme
酪胺 Tyramine
腐胺 Putrescine
尸胺 Cadaverine
色胺 Tryptamine
精胺 Spermine 亚精胺 Spermidine
TLC无需昂贵的分析仪器，在色谱法中是一种操作简便、低成 本的分析方法，然而其精度与重现性较差
离子色谱（IC）是利用BAs易形成离子性物质（弱阳离 子），能够与离子交换树脂表面离子性功能基团之间电荷相 互作用，从而分离和分析的色谱方法
IC无需衍生，然而海产食品中会包含一些常见的阳离子，对结 果产生一定的干扰
酶联免疫法( ELISA)是基于抗原与抗体的特异性反应进行 的定性与定量分析方法。BAs和酶标抗体发生反应形成酶结 合物，洗涤后分离酶结合物和游离的未结合酶标抗体，再加 入底物，底物与酶结合物反应出现显色反应进行BAs的分析
包被待测抗原
抗体
酶标二抗
显色
ELISA特异性强，灵敏度高，LOD低，样品前处理简单、快 速，成本较低，然而该法对不同的BAs较难同时分析，且制 备高特异性与亲和力的抗体存在一定的困难，目前大多用于 组胺低含量的分析
2.海洋食品中生物胺的存在情况
5.水中环境与空气中 不同，在水中生长的 鱼类被捕获后很容易 受到陆地上致病菌的
污染
1.鱼类的水分含量高， 肌纤维较短，肌组织 脆弱，有利于细菌的
生长繁殖。
鱼贝类 肌肉
水分 70-85% 蛋白质15-20% 脂肪1-10% 灰分1-1.5%
4.鱼捕获后不作处理， 体表、内脏和鳃所 污染的细菌很容易 就进入到肌肉组织。
全扫描：获得较高丰度 的[M+H]+母离子
子离子扫描：确定定量 离子和辅助定性离子
离子阱质谱仪是将离子储存在阱里，然后改变电场按不 同质荷比将离子推出阱外进行检测
注入/捕获
隔离/选择
抛射/检测
激发/碎裂
飞行时间质谱是使用一个脉冲电场加速后进入无场漂移 管，并以恒定速度飞向离子接收器，根据到达接收器所 用时间进行分离分析的方法
毛细管电泳（CE）是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压 直流电场为驱动力，依据样品中各BAs之间淌度和分配行为上 的差异而实现分离的一类液相分离技术。
CE具有分析范围广，分离速度快，进样少，灵敏度高，成本低， 无污染等优点，然而其重现性和稳定性较差
质谱法( MS）是根据不同BAs在电离后,利用电场和（或）磁 场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法
释放交感神经系统中的去甲肾上腺素、高血压、偏头痛
组胺中毒事件
组胺中毒在国内外均有报道。多发生在夏秋季，在 温度15～37℃、有氧、弱酸性（pH值6.0～6.2）和渗透 压不高（盐分含量3％～5％）的条件下，组氨酸易于分 解形成组胺引起中毒。
2007年——台湾 ——长嘴鱼………………………Tsai等 2005年——台湾 —— 鲭鱼罐头……………………Tsai等 2004年——日本 ——沙丁鱼 ………………………Kanki等 2003年——加拿大 ——金枪鱼沙拉…………………Predy等 2001年——美国 ——金枪鱼汉堡…………………Becker 1995年——新西兰 ——烟熏澳鲈……………………Fletcher
目前国际上对海产食品中BAs限量标准只规定了鱼类 中组胺含量。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
指鲐鱼、鲹鱼、竹荚鱼、鲭鱼、鲣鱼、金枪鱼、秋刀鱼、马鲛鱼、沙丁鱼 等青皮红肉鱼
单一的组胺不能较好地反映海产食品的腐败程度，积累期间 的组胺含量常低于其它BAs（如腐胺和尸胺），总BAs是能 较好地反映海产食品的质量指标
质量指标（quality index，QI）
化学方法
生物方法
物理方法
低温贮藏利用低温条件下产胺菌生长缓慢, 氨基酸脱羧酶活性较 低以抑制BAs的形成，贮藏需及时和充分。 臭氧处理是利用以氧原子的氧化作用在短时间内损坏微生物的细 胞结构, 导致其最终失去生存能力以抑制BAs的生成。 辐照杀菌是利用物理射线一般是γ射线直接或间接破坏微生物的 核糖核酸、蛋白质、酶、细菌细胞膜等以抑制BAs的生长。 超高压灭菌是以液体(如水等)作为介质对海产食品施于100~1000 MPa压力, 能够杀灭产品中的微生物、钝化酶的活性, 从而抑制 BAs的形成 气调控制是利用一种或数种混合气体从而改变贮藏库或包装内空 气的组成, 以抑制微生物的生长及相关酶的活性, 从而降低BAs的 形成
BAs在海产食品贮藏过程中，呈现巨大的波动和变化，高 度依赖于海产食品的种类和贮藏温度。各种BAs毒性具有 协同相加性，组胺和其它BAs具有不同的权重，FLM很适 合运用于海产食品的BAs评价
4.海洋食品中生物胺的检测
比色法
生物传 感器法
酶联免疫 吸附法
高效液相 色谱法
毛细管 电泳法
离子 色谱法
薄层 色谱法
发酵海产品
发酵海产食品，如鱼肉肠、鱼露、虾酱中BAs含量极高
对不同的虾酱样品进行分析，一些样品的BAs高达 1000mg/kg………………………………………Pilapil等
海鲜酱由于原材料、工艺步骤、发酵过程难于控制，所 以导致BAs的大量积累，然而其摄取量相对较低，目前 还未相关的健康风险报道
3. 海洋食品中生物胺的评价
2.鱼体内酶的作用强 烈，特别是离开水 域后，由于陆地较 水域温度高，可使 酶的活力加强。
3.鱼的糖元含量少， 僵直时间很短即进 入自溶阶段;肌肉组 织呈碱性，pH值在 7.0以上，利于细菌
的生长繁殖。
产品含有丰富且易降解的 蛋白质，存在大量的游离 氨基酸，具备了脱羧反应 的前体物质，然而一旦污 染了产脱羧酶的微生物， 在适宜条件下会产生大量 的BAs
——生物胺分类
脂肪族：腐胺、尸胺、精胺、亚精胺 、胍丁胺等。 根据结构分类 芳香族：酪胺、苯乙胺 、多巴胺等。
杂环族：组胺、色胺等。
单胺：酪胺、组胺、苯乙胺、色胺等。 根据成分分类 二胺：尸胺、腐胺等。
多胺：精胺、亚精胺、胍丁胺等。
杆菌属
摩根
克吕沃
常
菌属
尔菌属
见
的
沙丁氏
产胺
克雷伯 产
菌属
微生物
氏菌属 胺
气相色谱（GC）主要是利用气体作为流动相，根据BAs的沸点、 极性及吸附性质的差异来实现不同BAs分离的色谱方法。
GC常用于海产食品中挥发性胺的检测，而对于非挥发胺不易气化， 常衍生为易挥发的衍生物进行测定
薄层色谱法（TLC）是将BAs进行衍生，使其带上发色基 团，然后在薄层色谱硅胶板上点样，用一定比例的展开剂展 开，根据不同BAs的比移值进行定性定量分析的色谱方法
生鲜海产品
海产食品中，青皮红肉鱼类，如金枪鱼、鲣鱼、沙丁鱼、 鳀鱼、剑鱼和鲭鱼组胺含量较高，是最常见引起组胺中 毒的鱼类，红肉鱼类内源性组氨酸含量高；
白肉鱼则不会有太多的组胺积累，腐胺、尸胺被认为是 白肉鱼的质量指标；
贝类如头足类动物（鱿鱼、章鱼、乌贼）、甲壳类动物 （对虾、龙虾）、双壳类（贻贝）等由于前体组氨基酸 相对较低，其组胺形成相对较低，腐胺、尸胺含量较高