生物胺与泡菜的食用安全性

生物胺与泡菜的食用安全性生物胺与泡菜的食用安全性 生物胺是一种低分子量的含氮有机物 主要通过氨基酸脱 羧作用生成 广泛存在于发酵香肠 酒类 泡菜 干酪等发酵 食品中 发酵食品中常见生物胺包括组胺 酪胺 尸胺和腐胺 等 当摄入超过机体代谢能力的生物胺会引发直接或间接的毒 效应 本文就中国传统食物泡菜中生物胺的研究情况 生物胺 的毒性和影响因素 以及影响泡菜中生物胺形成的条件等作一 综述 为泡菜安全性评价提供依据 泡菜是将多种新鲜蔬菜以及香料浸入盐水中 依靠乳酸菌 发酵而成的一种酸味为主 兼以甜 咸 辣味等的发酵制品 1 我国泡菜历史悠久 从最初仅作为一种保存蔬菜的方法 如今 已成为国人日常饮食中不可或缺的风味食物 随着市场需求增 大 传统自然发酵方法生产泡菜因其生产力低下 发酵质量不 稳定 食用安全性差等原因正被添加菌种发酵方法逐步取代 纯菌种发酵和直投式菌种发酵正以其鲜明的优势成为泡菜生产 的发展方向 2 生物胺是一类小分子含氮有机化合物 作为机体正常生物 活性物质 广泛而少量地存在于动植物组织中 3 但在蛋白质 含量丰富的食品 如鱼 鱼制品 以及发酵食品 如酒类 发 酵肉 奶酪制品 中 生物胺可大量产生并累积 摄入一定量 生物胺会对机体产生一定的毒作用 4 尽管目前国内外对各类 生物胺在食品中的限量标准还尚未制定或还不完善 但学术界 对生物胺的毒性已有一定认识 5 泡菜作为一种蔬菜发酵制品 其主要的化学污染物有亚硝酸盐 n 亚硝基化合物和生物胺 6 我国现有对盐渍 腌 蔬菜制品的卫生 安全标准尚不包括对生 物胺的限量指标 本文就泡菜中生物胺毒性和安全性研究进展做一综述 旨 在为泡菜的安全性评价和泡菜中生物胺的风险评估积累资料 1 泡菜生产工艺和相关标准 蔬菜盐渍 腌 制品 7 是蔬菜经过食盐和微生物作用后 冷加工而成的一种口感独特的风味食物 按加工工艺分类 蔬 菜盐渍 腌 制品可分为发酵类和非发酵类 泡菜 严格说来 仅为盐渍 腌 菜中的一种 属于发酵类制品 随着贸易全球 化和国内外市场需求增加 泡菜生产方式由家庭作坊式逐渐发 展为工业化生产 生产工艺也更加标准和统一 传统泡菜自然发酵工艺主要是借助天然附着于蔬菜表面的 微生物 乳酸菌等 但蔬菜天然附着的微生物种类复杂 且 在不同批次和不同种类蔬菜表面差异较大 所以自然发酵工艺 存在发酵周期长 发酵质量不稳定 食用安全性不能保证等弊 端 为避免自然发酵工艺的缺点和适应产业化生产需要 纯种 乳酸菌发酵技术和直投式乳酸菌发酵技术先后应用于泡菜的生 产过程 纯种乳酸菌发酵工艺是在接种前杀死部分或全部依附 于原料上的天然微生物 而后再接种纯种乳酸菌进行发酵 直 投式乳酸菌发酵技术则是在纯种乳酸菌发酵技术上 将发酵乳 酸菌菌种制成固体粉末状 直接喷洒或散布于原料蔬菜表面 直投式乳酸菌发酵技术有效控制了发酵菌株和条件 较传统自 然发酵法能够显著提高泡菜的食用安全性 8 我国目前尚无泡菜的国家安全 卫生标准 在相关的 酱腌 菜卫生标准 gb 2714 2003 中 理化和微生物指标有砷 铅 亚硝酸盐 大肠菌群和致病菌 尚无生物胺等有害物质限 量标准 我国目前对盐渍 腌 菜的行业标准较多 但并不能 完全涵盖对其安全性的需求 9 由于生物胺对机体的毒作用多样和复杂 急性毒作用的个 体敏感性差异很大 国际上目前对食品中生物胺的限量标准也 很少 目前 欧盟食品微生物标准 commission regulation ec 2073 2005 on microbiological criteria for foodstuffs 对鱼类制品 中组胺含量明确限定为 100mg kg 而在其他食物中的限量仅有 推荐标准 如在酒精饮料中推荐限量为 100mg kg 美国 fda 规定鱼类及其制品中组胺限值为 50mg kg 10 我国鱼类及其制 品相关卫生 安全标准中组胺含量定为 鲐鱼中组胺不得超过 1000 mg kg 其他海水鱼不得超过 300 mg kg gb 2733 2005 鲜 冻动物性水产品卫生标准 鱼类制品不得超过 1000mg kg gb 14939 2005 鱼类罐头卫生标准 国内现有调查中对于鱼类及其制品 11 干酪类 12 发酵 肉制品 13 腐乳 14 等食品中生物胺的检出量均不高 但对泡 菜 特别是乳酸菌发酵泡菜 中的生物胺含量检测尚未见相关 报道 因此 定性或定量地评估现有市售泡菜中生物胺含量可 能对人体健康造成的危害 是当前发展泡菜产业 确保泡菜食 用安全性的关键环节 2 生物胺 2 1 生物胺结构和分类 生物胺是氨中的氢被脂肪基团 芳 香基团或杂环 烃基基团取代的碱性低分子量有机化合物 主要由机体细 胞代谢生成或由游离氨基酸脱羧作用合成 3 根据生物胺的化 学结构 可以将其分为三类 脂肪族 腐胺 尸胺 精胺 亚 精胺等 芳香族 酪胺 苯乙胺等 杂环族 组胺 色胺 等 根据氨基的数量 还可以将生物胺分为单胺 二胺和多 胺 食物中较重要的生物胺为组胺 腐胺 尸胺 酪胺和 苯 乙胺 5 以上五种生物胺分别由组氨酸 酪氨酸 鸟氨酸 赖 氨酸和 苯丙氨酸脱羧形成 图 1 常见生物胺的化学结构 2 2 生物胺的生理作用和毒作用 原核生物生物胺的合成与 其在酸性环境 下的自我保护机制相关 15 还与其能量代谢相关 16 生 物胺伴随着微生物脱羧反应而广泛存在于发酵食品当中 真核 生物体内少量的生物胺为机体的正常活性成分 各种动植物体 内的少量生物胺是合成激素 核酸 蛋白质的前体 也是重要 的神经递质 起着调节体温 调节胃容积和 ph 调节大脑活动 等重要的生理作用 17 当摄入超过机体代谢能力的生物胺时 会引发急性毒性反 应 引起人体神经系统和心血管系统损伤 头痛 平滑肌痉挛 胃酸分泌增多 过敏 血压波动等症状 严重时可造成颅内出 血甚至死亡 18 在生物胺引起的食品安全事件相关报道中 组 胺因为鲭鱼目类中毒事件而受到广泛重视 酪胺则因 奶酪反应 事件而引发关注 在摄入量较大且同时服用胺基氧化酶抑制剂 时 酪胺也可能引发中毒反应 19 尸胺和腐胺尚未见急性中毒 报道 其主要是作为食物腐败程度的指示物 此外有研究表明 20 尸胺和腐胺能与亚硝酸盐反应 生成具有强致癌作用的亚 硝胺 综合比较各类生物胺的毒性 组胺对人类健康的影响最 大 其次是酪胺 21 在各类生物胺中 对组胺的研究也相对较 多 2 3 影响生物胺毒作用因素 生物胺毒作用的影响因素主要 包括以下 3 个 方面 生物胺的种类以及含量 个体差异 不同种类生物 胺之间 生物胺和其他物质之间的联合作用 生物胺的种类与含量与发酵过程中的乳酸菌密切相关 5 值得关注的是 微生物的氨基酸脱羧酶的种类和效力差异很大 22 研究表明 乳酸菌产生生物胺的能力是菌株特异性而非种 属特异性 这与水平基因转移有关 23 也与含有编码氨基酸脱 羧酶基因的不稳定质粒有关 24 linares 等 25 在 2010 年对乳 酸菌产生生物胺的各种途径进行了综述 泡菜发酵过程中乳酸 菌菌株种类决定了其成品中生物胺的种类和含量 生物胺的毒作用对不同个体的差异较大 即不同机体对生 物胺的敏感性不同 生物胺在机体内的代谢大致可分为两个阶 段 由胺基氧化酶介导 生物胺氧化为醛 由醛脱氢酶介导 醛进一步氧化为羧酸排出体外 18 氨基酸之间 生物胺之间也 可相互转化或共代谢 不同个体的代谢酶活性不同 且要受遗 传多态性和个体健康状况的影响 在正常状况下 哺乳动物的 消化道内具有一定的解毒机制 人从食物中吸收的微量外源生 物胺可被胺基氧化酶氧化或通过偶联作用快速代谢 但若为高 敏个体 患有肠道疾病或服用了某些药物等情况下 代谢酶耗 竭或失活 生物胺就会在体内积累 26 此外 在患有帕金森病 精神分裂症 忧郁症的病人体内 生物胺的基础水平偏高 27 不同种类生物胺之间 生物胺与其他化学物质之间存在联 合作用 使其毒作用途径更加复杂 单胺氧化酶和二胺氧化酶 是生物体内非常重要的两种胺基氧化酶 这些胺基氧化酶活性 可被一些药物抑制 如神经阻断药物右旋筒箭毒碱 双烯丙毒 马钱碱 乙醇 28 以及抗抑郁药等 29 生物胺之间也存在交互 作用 在组胺中毒时 一些生物胺 如腐胺和尸胺 能抑制组 胺解毒酶 其他某些生物胺 如酪胺和色胺 则能增强组胺的 毒效应 20 由于生物胺的毒作用靶点较多 剂量范围较广 且各类生 物胺之间具有协同或拮抗效应 给确定食物中生物胺的安全限 量标准带来了一定难度 因此 根据其毒效应特征设定一个适 当的可耐受摄入量 是今后研究工作的方向 目前 采取某些 方法以减少发酵过程中生物胺的产生 是减轻其危害的有效手 段 3 发酵过程中生物胺的控制 生物胺生成需要以下 3 个条件 可以利用的游离氨基酸 有氨基酸脱羧酶活性的微生物 环境条件能保证微生物生 长并产生有活力的脱羧酶 由于泡菜的生产过程特点 成品泡菜中生物胺的来源主要 有 原料蔬菜本身含有 发酵用乳酸菌产生 发酵过 程中污染的杂菌产生 基于以上生物胺形成的条件及泡菜中生物胺来源 可通过 以下 3 个主要方面控制泡菜生产过程中生物胺的产生 首先 合理选择泡菜生产过程中的菌株 控制杂菌 一般 用来制作泡菜的新鲜蔬菜表面都附着有大量的微生物 这些微 生物包括霉菌 酵母菌 乳酸菌 肠杆菌科细菌及假单胞菌属 细菌等 30 发酵过程也是不同微生物菌相变化的过程 1 泡 菜发酵过程中 不仅肠杆菌科细菌 真菌等微生物能使氨基酸 脱羧产生生物胺 而且有些乳酸菌也能代谢产生生物胺 3 因 而 筛选产生物胺较低的优质乳酸菌菌株应用于发酵过程 对 泡菜中的生物胺控制非常关键 其二 控制原料质量和生产条件 新鲜蔬菜中的生物胺含 量并不高 但若不满足科学储存运输条件 蔬菜中的生物胺 特别是尸胺和腐胺 将会大量累积 故选择新鲜的蔬菜原料 也是降低生物胺危害的风险 加强食品安全的重要保证 食物 发酵过程中的条件 例如温度 ph 氧气量 食盐量 香料种 类和用量等 都能影响泡菜发酵过程中的微生物菌系 从而影 响生物胺的含量 31 因此 新的工艺流程可更为精确地控制发 酵过程中的菌相变化和发酵条件 能有效减少泡菜中亚硝酸盐 生物胺等有害物质的产生 第三 应严格实施食品安全管理体系 如危害分析与关键 控制点 hazard analysis and critical control point haccp 体系 是维护食品安全的有效手段 也是国际上对食品生产进行标准 化控制和质量保证的体系 在对泡菜中的生物胺有充分认识并 进行了相应的风险评估的基础上 建立和严格实施 haccp 体系 并在泡菜的工业化生产全过程中进一步做到严格实施良好农业 规范 gap 良好卫生规范 ghp 良好生产规范 gmp 32 就能够使泡菜中的生物胺等有害物质的风险降到最低 保 证泡菜的食用安全性 需要提出的是 有资料显示 33 一些新的方法 如加入胺 基氧化酶抑制剂 山梨酸钾 糖 甘氨酸等 也能够抑制生物 胺的形成 但这些新方法的实际应用效果 以及是否会影响到 泡菜发酵过程中乳酸菌的活性等 还需要进一步研究阐明 此 外 由于保存不当或超过保质期 食品中繁殖的微生物将致使 生物胺大量累积 故在从泡菜成品到消费者食用的过程中应强 调科学合理的贮藏和运输 4 小结 生物胺是一种广泛存在于发酵食物中的含氮化合物 可对 人体健康造成风险 近年来 泡菜的产业化发展促进了