（食品科学专业论文）影响干酪中生物胺生成因素的研究.pdf

摘要 本文主要研究了干酪中生物胺生成的影响因素及其机理，干酪在贮藏1 2 周、3 6 周及 5 2 周以上的过程中生物胺生成量与各个因素之间的关系以及各种生物胺的变化规律，从 而为生产新鲜干酪、成熟干酪、再制干酪提供理论指导，为工业化生产提供依据。 首先，在完成干酪的制作工艺、皱胃酶的提取及其酶活力的测定基础上，研究了发酵 剂对生物胺生成量的影响。分别选用了3 种不同的发酵剂r 7 0 4 、r a 0 2 4 、r 0 1 1 来研究发 酵剂对干酪中生物胺生成量的影响，发酵剂r 0 1 1 、r 7 0 4 所产生物胺量比发酵剂r a 0 2 4 少，且其生物胺生成量较长时间保持在毒性阈值内。但是发酵剂r 7 0 4 、r 0 1 1 产酸能力有 所差异，发酵剂r 0 1 1 产酸要比r 7 0 4 快，酸度较高，反应在口感上有些偏酸。而发酵剂 r 7 0 4 效果较好，综合多方面因素，选择发酵剂r 7 0 4 作为理想的发酵剂。 其次，研究了在1 2 温度条件下，贮藏1 2 周不添加发酵剂的新鲜干酪与添加发酵剂 的干酪其p h 值和生物胺生成量的变化，结果表明在贮藏1 2 周内，添加发酵剂的干酪和 不加发酵剂的鲜干酪所产生物胺的量都是随着时间的延长而呈现出不断升高的趋势，添加 发酵剂的干酪其产生物胺的量要高于不添加发酵剂的鲜干酪，但是两种干酪其生物胺的生 成量都在所规定的生物胺的安全毒性阈值以下；不添加发酵剂的新鲜于酪其p h 值变化范 围在6 7 3 - - 6 8 3 ，相对讲偏高，但变化不大。但是添加发酵剂的干酪其p n 随着时间的延 长，呈逐步下降的趋势；研究、分析了p h 、水分含量、n a c l 、防腐剂( 山梨酸钾) 、发 酵剂等不同因素对干酪中的生物胺的生成量影响，以及各个因素之间相互关系。p h 高、 水分含量高、n a c l 质量分数高，有利于生物胺生成，质量分数o 2 的山梨酸钾可抑制生 物胺的生成。 最后，研究了贮藏3 6 周及5 2 周以上的发酵干酪。结果表明，发酵干酪的p h 在第1 2 周时最低，而后不断地升高，但是从第2 8 周开始p h 上升比较缓慢，到第3 6 周p n 基本 不变。在成熟初期，发酵干酪生物胺生成量有较大波动，但呈现轻微的升高趋势，到2 7 周，生物胺生成量达到最大，为1 3 1 0 6 8 m g k g ，而后开始下降。水分含量对发酵干酪的 影响在贮藏1 2 周之前不太明显，而在1 2 周之后越来越显著，总体表现为水分含量与生物 胺的生成量呈正相关关系。n a c l 对发酵干酪中生物胺的生成有抑制作用。添加质量分数 为1 、2 、3 n a c i 的干酪在贮藏3 0 周之前其生物胺的生成量差别不大，而且比较低， 但是3 0 周以后，n a c i 含量的影响显著增大。添加o 2 的山梨酸钾能够抑制生物胺的生 成量( 在8 , - - 1 5 周) 。然而随着贮藏时间的延长( 2 0 周以后) 干酪中生物胺的生成量超过 了生物胺的毒性阈值1 0 0 0 m g k g ，这时山梨酸钾失去了作用。 在贮藏1 0 4 周内，前6 0 周内干酪中生物胺会大量的累积，6 0 周时，其生物胺的生成 量达到最大值为3 5 0 0 m g k g ，其量大大超过生物胺的安全毒性阈值1 0 0 0 m g k g 。但6 0 周 以后，生物胺生成量逐步减少，8 0 周以后，干酪中生物胺的含量非常低，只有1 0 0 m g k g 。 关键词：干酪；生物胺；发酵剂；水分含量：n a c l ；山梨酸钾 江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ei n f l u e n c i n gf a c t o r sa n dm e c h a n i s mo ft h ep r o d u c t i o no fb i o g e n i ca m i n e si nc h e e s e s w e r es t u d i e di n t h i st h e s i s n 忙q u a n t i t yo fb i o g e n i ca m i n e sw a sm e a s u r e di nc h e e s e sa f t e r1 2 3 6a n dm o r et h a n5 2w e e k s s t o r a g e 。i no r d e rt op r o v i d et h e o r e t i c a lg u i d e l i n e sf o ri n d n s t r i a l p r o d u c t i o no ff l e s hc h e e s e ，r i p e n e dc h e e s ea n dp r o c e s s e dc h e e s e f i r s to fa 1 1 d i f f e r e n ts t a r t e r sw e r es t u d i e d 鹤af a c t o ro ft h ep r o d u c t i o no fb i o g e n i ca m i n e i nc h e e s e sa f t e rd e t e r m i n i n gt h ep r o c e s so fc h e e s em a k i n g ，e x t r a c t i o no fr e n n e te n z y m e 。 m e a s u r i n go fr e a r e te n z y m er e n n e t t h r e es t a r t e r sr 7 0 4 。r a 0 2 4 r 0 1 1w e r gs t u d i e d i u 0 4a n d r a 0 2 4p r o d u c el e s sb i o g e n i ca m i n e a n di tt o o km o r et i m et or e a c ht h et o x i ct h r e s h o l dv a l u e c o m p a r e dt oi 1 1 t h ea b i l i t yt op r o d u c ea c i do fr 0 1 la n dr 7 0 4w e r ed i f f e r e n t s t a r t e rr 0 1 l p r o d u c ea c i df a s t e ra n dt h ef l a v o rm o r cp u n g e n tt h a ni u 0 4 r 7 0 4w a sc h o s e nt a k i n ga l la b o v e i n t oc o n s i d e r a t i o n s e c o n d l up hv a l u ea n dp r o d u c t i o no fb i o g e n i ca m i n e sw e r es t u d i e di nf r e s hc h e e s e w i t h o u ts t a r t e r sa n dc h e e s ea d d e ds t a r t e r si n1 2 d u r i n g1 2w e e k s s t o r a g e 1 1 1 eq u a n t i t yo f b i o g e n i ca m i n e si nt h et w ok i n d so f c h e e s e si n c r e a s e da l o n gw i t hs t o r a g et i m e 1 1 ”q u a n t i t yo f b i o g e n i ca n l i n e si nc h e e s e sw i t hs t a r t e r sw a sh i g h e rt h a nt h ec h e e s e sw i t h o u ts t a r t e r s 。t h e q u a n t i t yo fb i o g e ：n i ca m i n ei nt h et w ok i n d so fc h e e s e sa b o v ew a sb e l o wt h et o x i ct h r e s h o l d v a l u e t h ep hv a l u eo ff l e s hc h e e s ew i t h o u ts t a r t e r sw a s6 7 3 - 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- 1 0 倍。 干酪中的蛋白质含量约为2 0 0 一3 5 ，每1 0 0 9 软质干酪可提供一个成年人日蛋白质需 要量的3 0 - - 4 0 ，而每1 0 0 9 硬质干酪可提供4 0 t ，扣5 0 。由于干酪中的蛋白质主要是酪蛋 白，其生物学价值低于全乳蛋白质，但高于单纯的酪蛋白。以切达干酪( c h e d d a r ) 为例， 其蛋白质效率比( p e r 值) 为3 7 ，而酪蛋白仅为2 5 。由于干酪在成熟过程中发生一系列 蛋白质的预消化作用，形成胨、肽、氨基酸等，因此，其实际消化率为9 6 2 0 0 - - , 9 7 5 ，某 些干酪甚至可达1 0 0 ，而全脂牛奶的消化率只有9 1 9 。干酪蛋白质中必需氨基酸的利用 率为8 9 1 ，而牛奶仅为8 5 7 t 2 j 。 大多数干酪都含有3 0 左右的脂肪，脂肪可以影响干酪的硬度、口感和风味。食用5 0 9 干酪，大约含1 7 9 脂肪。有人担心吃干酪会提高体内的胆固醇水平，其实这种担心大可不 必，因为干酪中胆固醇含量很低，通常为0 - - , 1 0 0 m g 1 0 0 9 。 干酪中含有钙、磷等矿物质，每1 0 9 干酪平均含钙8 0 0 m g ，是牛奶的“8 倍；每1 0 9 软质干酪可提供人体钙日需求量的3 0 - - 4 0 ，磷日需求量的1 2 0 o - 2 0 0 , , 5 ：每1 0 9 硬质干酪 则可完全满足人体钙的日需求量和磷日需求量的4 0 扣5 0 。干酪可提供高含量的生物合成 钙，是最佳补钙食品。其丰富的钙、磷除了有利于骨骼和牙齿的发育外( 据报道，干酪中 的钙磷成分对牙齿表面的釉质有保护作用) ，在生理代谢方面也有重要的作用1 3 j 。 大多数的干酪富含维生素a 、b 2 、b 1 2 和叶酸。每1 0 9 干酪中约含有维生素a1 2 0 0 i u ， 可满足成人日需求量的3 0 - - 4 0 。 正因为干酪富含多种营养成分，又容易消化吸收，而且不易致肥，因此被营养学家奉 l 垄堕查兰堡主兰垡笙奎 为理想的食品，誉之为“奶黄金”，乳业皇冠上的“珍珠”。法国人甚至说：“吃饭没有干酪， 等于美女少了一只眼睛”。干酪在发酵成熟过程中，牛奶中原有的蛋白质被分解为人体必需 的氨基酸和其他小分子物质，脂肪被分解为脂肪酸，其中4 0 为不饱和脂肪酸，后者不仅 是构成细胞的成分，还可降低血清胆固醇，并具有预防心血管病、高血压、高血糖等功效。 乳糖分解为乳酸与其他混合物，这些变化使干酪具有特有的风味，并促进人的消化吸收率 的提高。干酪中含丰富的钙质，且钙磷比例适中，又易被人体吸收利用，有利于儿童骨骼 和牙齿生长，防止妇女和老年人骨质疏松，并具有抵抗龋齿的作用。干酪中的维生素a 、b 能增进抗病能力，保护眼睛健康，并可养颜护肤。用于干酪发酵的乳酸菌及其代谢产物有 利于维持人体肠道内正常菌群的平衡和稳定，增进消化功能，防止腹泻和便秘。我国古代 医学很重视干酪的医疗保健作用，如千金食治称“酪补肺脏，利大肠”；唐本草称 “主热毒，止渴，解散发利，除胸中虚热身面上热疮”；食疗本草则称“除胃中热”。美 国全国癌症研究所进行的一次调查表明，爱吃干酪的人很少患结肠癌和直肠癌。还应指出， 由于在干酪生产过程中大部分乳糖随乳清排出，而残留的一部分又分解成半乳糖和葡萄糖， 因此干酪中乳糖含量很低( 1 - 3 1 0 0 9 ) ，适于乳糖不耐症和糖尿病患者食用【4 】。 1 1 3 干酪的分类 干酪的种类繁多，即使除去一些较小的地方性品种，也数不胜数，这使得干酪的分类 也变得异常复杂。知名干酪品种都有一些与众不同的特征，如尺寸、形状、质量、颜色、 外观和检测数据( 如脂肪占干物重的量、盐分含量和水分占非脂乳固体的量等) 等，但要 测定滋味和气味，特别是当原料可能为牛乳、绵羊乳、山羊乳、水牛乳或混合乳时，则更 加困难。 按照加工方法的不同，干酪可分为酸凝干酪和酶凝干酪两种1 5 1 1 6 。其主要区别在于： 酸凝干酪是利用酪蛋白的等点电，使其凝胶沉淀，酸凝干酪常作为鲜食干酪，不成熟。凝 乳酶形成的凝乳比酸沉淀形成的凝乳做成的产品更容易保存，更富弹性，一般要经过成熟 t l s l 。 表1 - 1 干酪按成分的简单分类 t a b l e1 - 1s i m p l ec l a s s i f i c a t i o no f c h e e s eb yi t sc o m p o n e n t s 干酪类型 非脂乳旱竺中的干物质! 的脂 非脂乳固体中的 干物质中的脂 水分含量怫肪含量 干酪类型 水分含量脯肪含量“ 特硬51 6 1 1 0 - , 5 0 半硬5 3 - - 6 32 5 5 0 根据使用目的的不同( 为了贸易方便，或为了提供更多的营养信息，或为了研究方便) ， 人们建立了不同的千酪分类系统。国际上通常把于酪划分成三个大类：天然干酪( n a t u r a l c h e e s e ) 、再制干酪( p r o c e s s e dc h e e s e ) 和干酪食品( c h e e s ef o o d ) 【9 】。 较宽的分类方法如表1 1 t 1 】所示，虽然在应用时有较多局限性，但这个分类还是得到 了广泛的认可。 对于干酪制造者而言，他们对按水分含量的分类方法更为关注，因为水分含量可以指 2 苎二兰堕堡 示干酪在保存期内的质量，也是干酪成熟的媒介物。表1 2 列出了一系列重要品种按水 分含量进行的分类。 表1 - 2 干酪按水分分类 t a b l e1 - 2c l a s s i f i c a t i o no f c h e e s eb ym o i s t u r ec o n t e n t s 干酪类型国家誊分最f d m 最小 水分( 最f d m ( 最 大) 肱m 干酪类型国家 大) 小) ， 超硬 b l u ed a u v e r g n e 法国 5 04 0 p a r m e s a n意大利3 43 2 g o r g o n z o l a 意大利 4 24 8 r o m a n o 意大利 3 43 8b l u e c h e e s e 美国 4 6 5 0 半软质( 表面微 s b r i n z 瑞士 2 84 7 - 5 0 生物成熟) 硬质( 带孔眼) l i m b u r g e r 比利时 5 24 0 e m m e n t a l瑞士 4 14 3m u n s t e r 法国 4 64 5 g r u y e r e 法国 3 94 5p o r t s a l u t 法国 5 64 2 硬质( 无孔眼) t i l s i t e r德国4 5 - 5 5 4 9 5 5 c h e d d a r 英国 3 94 8b e lp a e s e 意大利 4 74 9 5 5 c a n t a l 法国 4 24 5b r i c k 美国 4 45 0 c h e s h i r e 英国 4 44 8 m o n t e r e y美国 4 4 5 0 软质( 表面霉菌 l e i c e s t e r 英国 4 24 8 成熟) p r o v o l o n e 意大利 4 54 5b i l e 法国 5 64 0 c a e c i o e a v a l l o 意大利 4 04 2c a m e m b e r t 法国 4 84 5 半硬质 n e u f c h a t e l 法国 5 25 1 c a e r p h i l l y 英国 4 64 8软质( 不经成熟) e d a m 荷兰 4 54 0c o u l o m m i e r s法国5 8 4 6 g o u d a 荷兰 4 54 8c r e a m英国5 5 4 5 半硬质( 内部霉 菌成熟) c o t t a g e 美国 8 04 s t i l t o n英国4 24 8m o z z a r e l l a意大利5 31 8 r o q u e f o r t 法国4 5 5 0 r i c o t t a ( 全脂乳)意大利 7 21 2 1 1 4 世界干酪的生产和消费 干酪在很多国家和地区是生活必需品，在世界乳品生产和消费中占有重要地位。根据 i d f 公报提供的数据，最近几年全球干酪年产量约为1 4 0 0 - - - 1 5 0 0 万吨。欧盟和美国是生产 干酪最多的地区，2 0 0 0 年欧盟1 5 国干酪总产量为6 3 4 8 4 万吨，美国则为3 7 4 5 8 万吨， 分别占当年统计国( 地区) 总产量的4 5 6 和2 6 9 。从1 9 9 6 - - - 2 0 0 0 年世界干酪总产量增 长为1 1 4 ，年平均增长率为2 8 5 ，其中欧盟总产量增长6 1 ，美国增长1 4 5 。大洋 3 兰堕盔兰堡主堂垡堡奎 洲是干酪产量增长最快的地区，1 9 9 6 - 2 0 0 0 年澳大利亚干酪产量增长2 9 5 ，新西兰增长 1 3 8 。亚非国家干酪产量很低，其中日本年产量1 2 万吨，以色列l o 万吨，南非5 万吨。 干酪的消费量大体和生产量平衡。2 0 0 0 年列入统计的国家( 地区) 干酪消费总量约 1 4 0 0 万吨，其中欧盟占4 8 8 ，美国占2 9 9 ，人年均消费量分别达1 8 3 埏和1 5 3 k g 。 欧洲人食用干酪量最大，其中法国人年均消费量为2 5 7 k g ，希腊2 4 6 k g ，意大利2 2 3 k g ， 德国2 1 3 k g 。干酪是耗用牛奶最多的乳制品，生产l k g 干酪约需1 0 k g 牛奶。2 0 0 0 年全世 界消费的液体奶总量约1 1 0 0 0 万吨，而消费的干酪所需耗用的牛奶却要超过液体奶3 0 0 0 万吨。西北欧和北美国家人年均消费干酪量如折成牛奶大多超过1 5 0 k g 。 从类别上区分，目前产销量最大的是硬质干酪和半硬质干酪。1 9 9 0 年以来新鲜干酪 的发展很快，据对2 6 个主要干酪生产国家的统计，1 9 9 0 - 1 9 9 9 年，硬质半硬质干酪的产 量增长了2 2 9 ，新鲜干酪的产量增长了3 7 7 。前者占干酪总产量的5 3 6 ，后者占3 2 4 ( 1 9 9 9 年) 。相当大的一部分新鲜干酪作为食物配料而被食用，有报道说在美国作为食物 配料而消费的干酪已占干酪市场的6 9 ，因此有人预测在不久的将来，这个市场对世界 干酪的消费量将产生重大影响。 由于东西方社会历史条件、文化习俗、饮食习惯、膳食结构的差异，干酪生产和消费 悬殊很大。长期以来亚洲的干酪消费一直处于很低的水平。但是随着人们对干酪营养价值 认识的深化，干酪市场必将逐渐扩大。过去日本人不吃干酪，2 0 世纪5 0 年代以后，日本 政府制定了“学校午餐法”，在学生中推行饮奶并在午餐中搭配干酪，培养了新一代牛奶 和干酪消费群体。随着西方饮食潮流的进入，特别是西式快餐的流行，日本已经成为亚洲 最大的干酪消费市场，2 0 0 0 年共消费干酪2 4 3 万吨，人年均消费量接近2 k g ，是中国的 1 0 0 0 倍。 i d f 公报指出，从长远看，受消费需求的驱动，世界主要地区的干酪产量还将继续增 长，在那些乳制品消费水平已相当高的地区，干酪是唯一有望增长的产品。据经济合作和 发展组织( o e c d ) 预测，2 0 0 0 2 0 0 5 年，世界干酪产量每年会有1 2 的增幅，增长率最 大的地区将会是大洋洲和中国，新西兰年均增长率可达6 ，澳大利亚则为4 ，中国可 达5 5 。此外，东欧国家和俄罗斯也将有不同程度的增长1 2 j 。 1 1 5 干酪研究的现状及其进展 国外对干酪加工工艺和产品特性研究开展得较为深入和全面，如干酪成熟时风味物 质产生的研究，犊牛皱胃酶的制备和性质研究，犊牛皱胃酶的基因克隆与表达、生物胺的 研究等。在干酪生产的机械化方面。国外采用现代化干酪生产线。此生产线由牛奶前处理 系统、干酪生产罐、堆酿机、成块系统、称重装置、真空包装，收缩隧道装盒、码垛。现 代化的干酪生产线减轻了工人的劳动强度，并使产品质量得到了有效控制。国外乳品工业 中已经研制运用超滤技术来制作“预干酪”和乳清浓缩物。与传统的蒸发浓缩相比，膜技术 不仅能减少加热引起的蛋白质变性，而且在产品提纯方面具有明显优势。 国内在干酪的生产方面延袭国外制作方法，生产的干酪品种为硬质切达干酪，产量很 小。国内也有人研究于酪的加工技术和乳清的综合利用问题，如乳清饮料的制作、乳清发 酵酒的研制、乳清降解多肽饮料的制作等。中科院微生物研究所在凝乳酶的基因克隆与表 4 第一章绪论 达及基因工程方法生产凝乳酶方面取得了重大突破。国内在千酪生产的机械化生产线方面 研究未见报道，也没有厂家制造和推广。在乳品生产中各个厂家也没有应用超滤技术进行 乳的浓缩和乳清的综合利用。 1 2 生物胺概述 1 2 1 生物胺的概念 生物胺( b i o g e n i ea m i n e s ，b a ) 是具有生物活性低分子量的有机含氮化合物，可看作 是氨分子中l 3 个氢原子被烷基或芳基取代后而成的物质。生物胺是由活生物体内游离 氨基酸的酶脱羧作用或醛和酮的氨化或转氨作用而形成的。而食品和饮料中的生物胺则通 过原料中的酶或微生物的氨基酸脱羧作用而形成，但已经发现有些脂肪族胺可在活的有机 体内通过相应醛的氨化作用形成。 1 2 2 生物胺对健康的影响 事实上，人们希望所有具有产生微生物和生物化学活性条件( 如发酵) 的蛋白质类食 品含有一定量的生物胺。可能含有生物胺的食品有鱼类及鱼制品、肉制品、蛋制品、干酪、 发酵蔬菜和大豆制品、坚果、巧克力、啤酒以及葡萄酒等。干酪中大量存在且最重要的生 物胺包括酪胺、组胺、腐胺、尸胺、色胺和b - 苯乙胺等。 尽管生物胺有重要的生理功能，如促进生长、增强代谢活力、加强肠道免疫系统，并 在神经系统中有活性，控制血压，在消除自由基方面也有一定的作用等等。但是，在人体 内积累到较高数量时，就会产生毒害，如外部血管膨胀，导致高血压和头痛以及肠道平滑 肌的收缩，造成腹部痉挛、腹泻和呕吐等0 0 l 。组胺由于其毒性相对较高而成为人们研究 最多的胺类，对于使用单胺氧化酶的酶抑制性的药物治疗的病人来说，吸收的生物胺过多 会使他们发生血压过高的危险【儿】。以食物中毒的数据为基础，食物中组胺的合法最大量 为1 0 0 m g k g 。而酪胺也认为是高血压的引发剂，其他胺的毒性特征所知较少，已报道酪 胺的毒性阈值为1 0 0 8 0 0 m g k g t l 2 1 。腐胺和尸胺等双胺与其他血管胺( 酪胺、组胺、色胺、 苯乙胺) 不同，对人类健康并无不利的影响，但是它们却能通过抑制脱毒酶、双胺氧化酶 和羟甲基转换酶的活性而潜在的影响组胺的含量。而且，它们的积累与产品的微生物品质 下降相联系，组胺的毒性在它们的存在下有增强的趋势。从另外一个角度来说，也可以认 为生物胺是具有致癌性的，当亚硝酸盐存在时，这些生物胺会形成n - 亚硝胺，而有些n 亚硝胺能够致癌、致突变、致畸和引起胚胎病。生物胺的毒性阈值随着个体的差异而有变 化，主要取决于单胺氧化酶的解毒效率【”j 。 1 2 3 干酪中生物胺的生物合成 干酪是除鱼制品之外最易导致组胺中毒的食品。干酪具有游离氨基酸和生物胺形成的 理想环境，但生物胺的形成取决于多种因素i l “，包括： 1 ) 游离氨基酸的存在，但这并不一定会引起生物胺的形成； 2 ) 具有脱羧酶活性的微生物的存在； 3 ) 适合上述微生物生长和产生脱羧酶的条件。 含有主要生物胺的不同干酪见表l - 3 l l ”。 江南大学硕士学位论文 表1 - 3 含有主要生物胺的不同干酪 t 曲l e1 3m a i nb ai nd i f f e r e n tc h e e s e 千酪胺干酪胺干酪胺 尸胺 g r u y e r e 腐胺 腐胺 b i l e 腐胺 m o z a r e l l a 尸胺尸胺 p r o c e s s e d 色胺 p a r m e s a n 酪胺 酪胺 b f i c k e g y p t i a nc h e e s e 酪胺尸胺精胺 p r o v o l o n e 尸胺腐胺争苯乙胺 c a m e m b e r t 腐胺r o m a n o酪胺腐胺 酪胺尸胺尸胺 m o n t a s i o 尸胺 r o q u e f o r t 腐胺组胺 争苯乙胺酪胺酪胺 c h e d d a r 腐胺 尸胺 腐胺 酪胺 s w i s s 腐胺尸胺 尸胺 酪胺k a s 口组胺 c o l b y腐胺 酪胺酪胺 酪胺组胺亚精胺 b - 苯乙胺腐胺酪胺 f e t a 腐胺尸胺组胺 e d a m 色胺色胺 g o a t 腐胺 酪胺苯基丙胺酸尸胺 尸胺腐胺亚精胺 腐胺尸胺 尸胺 g o u d ac i v i l 色胺组胺 u r f a 酪胺 酪胺 酪胺 亚精胺 腐胺 腐胺腐胺 尸胺组胺酪胺 o r g u m i h a l i co l m 组胺 酪胺亚精胺 亚精胺亚精胺 生物胺是在干酪的成熟和贮存过程中，微生物产生的酶对游离氨基酸脱羧作用形成 的。氨基酸脱羧作用是通过移去a 羧基而生成相应的胺。氨基酸脱羧有两个不同的作用 机理磷酸吡哆醛反应和非磷酸吡哆醛反应。在干酪的成熟过程中，酪蛋白逐渐被蛋白 酶降解，游离氨基酸的含量升高，这引起特殊细菌的脱羧酶分解反应和催化作用，从而形 成c 0 2 和生物胺。因此，随着成熟时间的延长，干酪中生物胺的含量会逐渐升高到不同 水平。 生物胺的产生和聚积取决于多种因素，如特殊细菌( 肠球菌、乳杆菌，发酵剂或非发 6 苎二兰丝堡 酵剂) 、酶和底物( 游离氨基酸) 的存在、适当的辅助因子( 磷酸吡哆醛) 、干酪中的适宜 环境( 高p h 、高湿、高温、高压处理和低盐含量等) 、干酪类型以及成熟和贮存期等。 1 2 4 干酪中生物胺含量控制的研究现状与进展 1 2 4 1 微生物与生物胺的产生 在引起干酪中生物胺形成的诸多因素中，具有氨基酸脱羧酶活性的微生物( 乳酸杆菌、 肠球菌、微球菌和肠道菌等) 的存在是最主要的因素。在干酪中，具有脱羧酶活性的微生 物是外来生物体而不是来自于发酵剂( 发酵剂在干酪中的作用主要是对蛋白质降解) 。肠 球菌被公认为多种手工生产的干酪中天然菌群的重要组成部分，在某些情况下，它甚至可 能比乳球菌更占优势1 1 5 1 。对于干酪中肠球菌产生生物胺( 特别是组胺) 的作用，已经出 现一些具有争议的报道。g a l g a n o 等人认为s e m i c o t t oc a p r i n o 干酪中的肠球菌具有很强的 脱羧酶活性，它以酪氨酸和苯丙氨酸为底物分别生成g o a t 干酪中的酪胺和1 3 - 苯乙胺【1 6 1 。 乳制品中分离的肠球菌分离物中相关的脱羧酶活性与酪氨酸有关。干酪中已知的具有重要 酪氨酸脱羧酶活力的微生物有大肠菌和肠球菌。在干酪生产中，大肠菌会在原料乳的巴氏 杀菌处理中失活，而具有较强耐热和耐酸性的肠球菌可能存活下来，并产生能使血压升高 的生物胺【1 7 1 。但尚未发现使用乳球菌发酵剂( 乳酸乳球菌乳酸亚种和乳酸乳球菌乳脂亚 种) 生产的干酪中含有大量组胺。因此，可以认为，干酪中生物胺的含量主要取决于其中 非发酵剂微生物的存在与否l 。 1 2 4 2 底物( 游离氨基酸) 的存在与生物胺的产生 影响干酪中的生物胺形成的一个最重要因素是其前体物质游离氨基酸的存在与 否。这些生物胺前体物质在干酪成熟过程中随着酪蛋白的水解而产生，蛋白质的水解使多 肽和氨基酸浓度升高，当具有氨基酸脱羧酶活性的微生物存在时，它们均可作为产生生物 胺的前体物质。主要生物胺及其前体物质见表l - 4 i l ”。 表1 4 主要的生物胺及其前体物质 t a b l e l - 4m a i nb i o g e n i ca m i n e sa n dt h e i ro r i g i n a lm a t e r i a l s s u m m e r 等人发现组胺的形成似乎取决于蛋白质的水解程度。游离氨基酸的聚集主要 来源于几种酶( 如牛乳中的蛋白酶、凝乳酶以及来自发酵剂和非发酵剂微生物的蛋白酶) 的水解作用。另外，一些条件( 如高温、高p h 和低盐含量) 能够加速氨基酸的聚集，从 而促进生物胺的形成。k e r a b y 2 0 】等人报道，低脂r a s 干酪中的游离氨基酸的含量在成熟 期中一直增加。降低原料乳的脂肪含量会导致相应干酪中的总游离氨基酸和生物胺的含量 显著下降，这可能是因为用低脂肪乳生产的干酪其含水量低而含盐量高( 水分活度低) ， 7 江南大学硕士学位论文 这可能抑制了产蛋白酶微生物的生长和蛋白酶的活力。在生产干酪前添加乳杆菌会增加游 离氨基酸和生物胺的生成量，而对于游离氨基酸的释放和生物胺生成量的增加，添加瑞士 乳杆菌比干酪乳杆菌更为有效。因此，干酪的成熟期和微生物种类是影响干酪中生物胺产 生的重要因素。 1 2 4 3 其他因素对生物胺形成的影晌 ( 1 ) 温度 一些研究者发现，贮存温度并不能显著影响某些生物胺的最大生成量，尽管冷藏温度 会延迟这种增长的开始【1 9 1 1 2 0 1 。 ( 2 ) p h p h 值是影响氨基酸脱羧酶活力的关键因素。k o e s s l e r 2 l 】等人提出，微生物产生生物 胺是为了抵抗酸性环境而形成的一种生理机能。与这个观点相一致的是，微生物的氨基酸 脱羧酶具有一个最适的p h 值，而且其活力在p h 4 o 5 5 时较高 2 2 1 ，而干酪的p h 值一般 为5 o 6 5 。 ( 3 ) n a c l n a c i 的含量越低，生物胺的生成量越高。质量分数为5 的n a c i 可使生物胺的产生 量最低，而若同时降低p h 值则会更低 2 0 1 。这可能是因为n a c l 的质量分数高抑制了存在 于微生物细胞膜上的脱羧酶的活力 2 3 1 。 1 2 5 干酪中生物胺形成的控制 已有的研究表明，并非每个干酪样品中都能检测到生物胺的存在，而且同一类型的不 同干酪样品的生物胺含量也不尽相同，这暗示了干酪中生物胺的产生是可以控制的。因此， 应该确定干酪加工中产生生物胺的来源和关键控制点以限制干酪中生物胺的形成和累积。 干酪加工中良好的卫生条件以及使用污染微生物总量低、无产生物胺微生物的优质原料， 是控制干酪中生物胺形成的预防性措施 2 4 1 。许多研究者认为口5 1 ，可以通过限制生物胺的 前体物质( 即游离氨基酸) 的形成来达到减少干酪中的生物胺产生的目的。干酪加工的最 佳条件是巴氏杀菌乳、嗜温发酵剂和加热的凝乳。食品添加剂如山梨酸钾可以用来抑制食 品中生物胺的形成。 1 3 立题的背景和意义 伴随着乳品消费多元化的趋势，我国市场上对于干酪的消费需求以每年1 5 的速度 快速增长。但是目前年需求量仅为5 0 0 0 6 0 0 0 t 左右。2 0 0 3 年我国进口干酪4 6 1 3 t ，如果 当年的总需求量按6 0 0 0 吨来计算，则进口量占总需求量的7 0 以上。我国在“入世”后 履行了降低干酪产品关税的承诺，2 0 0 4 年降为1 2 。随着需求量的增长与关税的下降， 进口量还在继续增加