食品中生物胺的研究进展

胡鹏，罗凯，陈光静，胡国洲，阚建全，2，3

1(西南大学食品科学学院，重庆，400715)2(重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆，400715)3(农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆，400715)

生物胺是生物体内基本的含氮化合物之一，主要由食品微生物体内的游离氨基酸脱羧作用产生［1］。生物胺是动物、植物和多数微生物体内的生理物质，在机体生命活动中发挥着重要作用。高浓度生物胺会严重影响食品风味甚至改变其成分，还会对人体产生毒害作用，造成人体神经系统和心血管系统损伤［2］。食品中生物胺是一些食品新鲜程度和被微生物污染程度的标志，是预测某些食品成熟程度和加工过程是否遵循“良好操作规范”的依据。因此，近年来食品中生物胺的毒性和检测方法倍受关注和重视，一些国家对食品中个别生物胺含量还法定了限量标准。

1 生物胺的化学结构与分类

生物胺是氨中1个、2个或3个氢被脂肪基团、芳香基团或杂环烃基基团取代的碱性低分子质量有机化合物［4］。可能含有高浓度生物胺的食品包括:香肠、奶酪、猪肉、水产品和啤酒、黄酒、葡萄酒等发酵饮料［5］。

根据结构的不同，生物胺可以分为脂肪族(腐胺、尸胺、精胺、亚精胺)，芳香族(酪胺、苯乙胺)和杂环胺(组胺、色胺)三类。根据氨基数量的不同，生物胺可以分为单胺化合物(酪胺、苯乙胺、色胺、组胺)，二胺化合物(腐胺、尸胺)和多胺化合物(精胺、亚精胺)［6］。

2 生物胺的毒性

生物胺，在动物的生理过程中具有正常的功能，但摄入含有高浓度生物胺的食品会产生毒性作用［7］。对成年大鼠的研究表明，摄入生物胺之后，生物胺会迅速出现在肠道、血液和一系列的器官中。此外，一些研究表明，即使在口服少量的生物胺，生物胺也有显著的毒性作用，可以诱发消化系统、循环系统和呼吸系统的多种中毒症状。生物胺会在哺乳动物肠道内通过胺酶(单胺氧化酶、二胺氧化酶、多胺氧化酶)代谢成毒性较低的氧化产物。组胺可以通过甲基化或乙酰化作用来解毒［8］。氧化解毒是由特定的胺氧化酶催化的，这些酶根据优先氧化的氨基基团数目可分为单胺氧化酶和二胺氧化酶。单胺氧化酶根据抑制因子可分为单胺氧化酶A和单胺氧化酶B。单胺氧化酶在中枢神经系统可脱去5-羟基色胺的氨基，并可在肠道系统中氧化食物中的单胺。食物中过量的组胺和腐胺在肠道中可在多胺氧化酶催化下发生脱氨基作用。通过大鼠和豚鼠实验已证明腐胺、酪胺和2-苯乙胺的含量受到单胺氧化酶抑制剂和多胺氧化酶抑制剂的影响［9］。吸烟是人体遭受生物胺中毒概率增大的危险因素，研究发现吸烟者体内的单胺氧化酶A和单胺氧化酶B的活性降低了30%。而乙醇和乙醛可以增大小肠壁吸收生物胺的通透性，从而加剧生物胺的毒性［10］。饮入高浓度生物胺的乙醇饮料或同时摄入高浓度生物胺的食物和乙醇饮料时这种毒性作用更加明显。如果人体摄入含高浓度生物胺的食物或者自身解毒能力不足时(因遗传原因或某些药物和乙醇的抑制作用)，可以导致生物胺进入全身血液循环系统并引起肾上腺素和去甲肾上腺素的释放，促进胃酸分泌，增加心输出量，引起偏头痛，心跳过速，增加血糖含量，血压升高等疾病。根据人体症状的严重程度，生物胺对人体的影响可分为反应、过敏反应和中毒。反应症状包括恶心、多汗、皮疹、血压变化和轻微头疼。如果摄入生物胺的含量过高以致不能有效的解毒，或者解毒系统受到强烈抑制时，呕吐、腹泻、面部潮红、皮疹、支气管痉挛、心动过速、口腔烧灼感、高血压和偏头痛等症状会变得更加严重［11］。在特殊情况下生物胺中毒还会引起人体心脏和中枢神经系统等器官损害的危象。Premont等［12］指出在帕金森氏症患者，精神分裂症患者，和抑郁症患者体内生物胺含量较高。对敏感个体来说，尤其在生物胺的作用被其它物质增强以后，生物胺代表着一种健康风险。青花鱼(如鲔鱼和鲭鱼)通常与组胺中毒紧密相关，并被认为是食物中毒报道最常见的一种形式。

研究发现，生物胺的毒性与生物胺本身的摄入含量、其他生物胺的辅助效应、胺氧化酶的活性以及个人肠道的生理功能有关［6］。因此，生物胺的安全限量难以确定。Wohrl等［13］指出，口服75mg组胺可使50%无食物过敏历史的健康女性引起急性和慢性症状。生物胺的毒性具有联合效应，例如，大鼠和豚鼠实验表明尸胺和酪胺可作为组胺毒性的增强剂，这是因为尸胺和酪胺能够抑制肠道中二胺氧化酶和组胺-N-甲基转移酶的活性，从而增强组胺的毒性作用。二级胺如腐胺和尸胺还可以和亚硝酸盐反应生成致癌物质亚硝胺［14］，并粘附一些肠粘膜上的肠道致病菌，如酪胺存在时 O157:H7大肠杆菌数量会增加［15］。亚硝胺的形成增强了生物胺的毒性风险，尤其在以亚硝酸盐和硝酸盐作为固化剂的肉制品中。食品中的几种生物胺的毒性作用见表1［7］。

表1 食品中的生物胺及其毒性作用

关于食物中生物胺含量的相关立法很少。水产品中对组胺的含量有明确的限制(欧盟委员会和美国食品药品管理局)，其他食品中生物胺含量的上限也有一些建议(例如，食物中组胺含量低于100 mg/kg，乙醇饮料中组胺含量低于2 mg/L)。酪胺含量已被建议限制在100～800 mg/kg，β-苯乙胺含量限制在30 mg/kg以下［16］。虽然对生物胺越来越多的研究是必要的，但食物中生物胺含量应保持在最低水平已经形成了普遍的共识。

3 生物胺的检测方法

检测食品中生物胺的原因有2个:第一是其潜在的毒性，第二是作为食品品质的指示器。生物胺是分子量比较低的碱性含氮化合物，根据其理化特性，目前研究建立的生物胺分离、检测的方法主要有:薄层色谱法、毛细管电泳法、气相色谱法、高效液相色谱法等。

3.1 薄层色谱法

薄层色谱法适用于挥发性较小或在高温下易发生化学变化的物质，可对食品中生物胺进行定性或半定量测定。Latorre等［17］研究了薄层色谱鉴定和半定量测定细菌产生的生物胺的方法，该方法可在短时间内同时鉴定并测定8种生物胺，通过提高反应温度到100℃可使衍生时间由80 min大幅度减少到18 min。Valls等［18］用薄层色谱法鉴定和半定量分析盐腌鱼制品中生物胺，硅胶板上的溶剂为V(丙酮)∶V(氨水)=95∶5，展开剂为0.2%的茚三酮和溶有2%乙酸的甲醇，该薄层色谱法得到盐鱼制品中相关生物胺含量:尸胺(50～400 mg/kg)、酪胺(100～200 mg/kg)、鱼罐头中含有尸胺(50～100 mg/kg)、组胺(100～600 mg/kg)。Coton等［19］研究了薄层色谱法测定葡萄酒和苹果酒中生物胺的含量的方法，用丹磺酰氯作为衍生物，将10 μL的反应混合物在薄层层析板上点样，用氯仿，三乙胺作为展开剂，在波长为260 nm的紫外灯下观察斑点，可以检测培养基内的组胺、酪胺、腐胺、尸胺等生物胺。王凤芹等［20］研究了薄层色谱法和高效液相色谱相结合分析盐水鸭中的生物胺的方法，展开剂祖分为:三氯甲烷、乙醚、三乙胺，薄层层析结果显示，盐水鸭样品中存在着腐胺、尸胺、亚精胺、精胺、酪胺和2-苯乙胺;利用高效液相色谱法也检测了以上6种生物胺，且各生物胺的含量均在204 μg/g以下，2种方法结果相吻合，表明薄层色谱法可以作为肉制品中生物胺定性分析的一种经济便捷的方法。

3.2 毛细管电泳法

近几年，毛细管电泳技术在食品中生物胺含量的测定方法得到了快速发展。曹丽伟等［21］研究了毛细管电泳分离-激光诱导荧光检测生物胺。采用新合成的6-氧-［(1-琥酰亚胺)氧酰甲基］-荧光素乙酯作为柱前衍生试剂，毛细管电泳分离-激光诱导荧光检测了乙醇胺、组胺、甲胺、乙胺、酪胺及苯乙胺6种生物胺。Simo等［22］比较了毛细管电泳-质谱法和高效液相色谱技术测定葡萄酒中生物胺:毛细管电泳-质谱法的生物胺定量检测限低至10 μg/L，不需要预先的衍生步骤，并且毛细管电泳-质谱法分离生物胺只需8 min，而高效液相色谱需要 40 min。Zhang等［23］研究了利用连接有激光诱导检测器的胶束电动力学毛细管电泳测定生物胺的方法，用3-(4-氟)-2-喹啉甲醛作为荧光试剂衍生，在合适条件下，7种生物胺不到13 min就完成了分离，该方法成功的应用于酱油、鱼和葡萄酒中生物胺的测定。Steiner等［24］研究了利用连接有激光诱导检测器的胶束电动力学毛细管电泳测定生物胺的方法。在合适的条件下只需15 min就完成了生物胺的分离，各生物胺的检测限在0.1～0.9 μg/L，相对标准偏差在1.1% ～4.2%。Cortacero等［25］研究了利用激光诱导检测器的毛细管电泳法同时测定啤酒样品中的10种生物胺，在不到30 min就对酿造过程中样品和啤酒样品的生物胺完成了分析，生物胺的检测限在 0.3～11.9 μg/L。Kvasnicka等［26］研究了毛细管区带电泳技术和电导技术检测食品中生物胺的方法，该方法简单、灵敏度高、速度快，没有生物胺的衍生和样品净化的步骤，只需要15 min就可将生物胺分离。朱丽丽［27］研究了柱前衍生毛细管电泳-电化学法检测组胺的方法，以邻苯二甲醛作为衍生剂，用BASLC-3D安培检测器完成了酱油中生物胺的检测。

3.3 高效液相色谱法

HPLC具有分析速度快、柱效高、检测灵敏度高、定量分析准确的特点，是目前食品中生物胺含量分析测定的主要手段。由于一些生物胺没有荧光吸收特性或紫外吸收基团，通常需要对生物胺进行柱前衍生或柱后衍生。常用的生物胺衍生试剂包括丹磺酰氯、苯甲酰氯、邻苯二甲醛、二苯二乙胺法等。Mey等［28］研究了反相高效液相色谱检测发酵肉制品中生物胺的方法，用丹磺酰氯柱前衍生，采用C18色谱柱，梯度洗脱，分离检测了苯乙胺、腐胺、组胺、尸胺、色胺、酪胺和多胺精胺、亚精胺。Kim等［29］研究了储存时间和温度对韩国黄酒中生物胺含量的影响，通过高效液相色谱检测8种生物胺，发现在4℃时贮藏30 d只能检测到腐胺，而在20℃贮藏却检测到了几种生物胺，且总生物胺含量在贮藏期间不断增加。Ekaterini等［30］用高效液相色谱方法检测了在希腊生产和销售的40种发酵香肠的生物胺含量，腐胺和酪胺的平均含量分别是176.6 mg/kg和175.2 mg/kg，37%的样品检测的组胺含量超过了鱼中规定的组胺毒性限制值100 mg/kg。Shukla等［31］研究了用高效液相色谱检测韩国传统发酵豆酱中生物胺的方法，生物胺通过0.4 mol/L的高氯酸提取并用丹磺酰氯衍生，豆酱中的9种生物胺采用梯度程序洗脱，流动相A醋酸铵，流动相B乙腈，检测波长为254 nm。Mayer等［32］研究了高效液相色谱快速测定奶酪中的生物胺的方法，在用6-氨基喹啉-N-羟基琥珀酰亚胺基氨基甲酸酯柱前衍生之后，19分钟之内20种单胺和多胺在高效液相色谱柱上完成分离，检出限为0.4～16.2 mg/kg，定量限为1.6～60.9 mg/kg。Eva等［33］研究了快速检测食品中的8种生物胺的超高效液相色谱法，用丹磺酰氯衍生，采用乙腈-水二元梯度洗脱，紫外检测波长为225nm，所有生物胺在6min内完成从柱子上分离，方法的重现性为1.02% ～2.14%，各生物胺的检测限为0.032 ～0.098 μg/L。

3.4 气相色谱法

气相色谱法是利用物质的沸点、极性和吸附性质的差异来实现混合物分离的方法，用于食品中生物胺的检测研究相对较少。Almeida等［34］研究了一种新型分散液液微萃取-气相色谱/质谱联用仪的方法来检测啤酒中的18种生物胺，用乙腈，甲苯和氯甲酸异丁酯的混合物来作为提取/衍生试剂。该方法表现出良好的线性关系(相关系数＞0.997)，良好的回收率(72% ～113%)，和良好的日内精密度(低于13%)和日间精密度(低于14%)。该方法已经成功的应用于葡萄牙的22种商业啤酒样品的检测。Fernandes等［35］研究了气相色谱-质谱技术测定葡萄酒中生物胺的方法，通过选择离子模式，用七氟丁酸酐作为衍生试剂，运行18 min就完成了生物胺的检测。Hwang等［36］利用0.1%的HCl溶液对鱼和鱼产品中组胺进行提取，用溶于三氯甲烷的离子交换试剂双2-乙基-已基磷酸盐对生物胺进行净化，碱性乙醇作为样品溶剂注入气相色谱柱，不需衍生就直接可以通过质谱检测，在不到20 min就完成了生物胺的检测。Mark等［37］研究了利用气相色谱-质谱来快速测定19 min之内金枪鱼中生物胺的方法。将腐胺、尸胺、亚精胺和组胺标准溶液依次进样，按照标准品峰面积与内标峰面积的比值对相应的标准溶液浓度作标准曲线，不同分析物和峰值水平之间的批间平均回收率范围在57% ～79%。

4 展望

基于生物胺对人体的毒性，美国食品药品监督局对飞鱼类、青花鱼类和金枪鱼罐头中组胺的限量做指导说明:对人体健康产生威胁的组胺含量为200～500 mg/kg。欧盟对鲜鱼组胺和酶发酵鱼组胺平均含量分别限定为100 mg/kg和200 mg/kg［38］。近年来我国国家标准GB 10138-2005也规定了金枪鱼、盐渍鲐鱼组胺含量不得超过1 000 mg/kg，其他盐渍鱼组胺含量不得超过300 mg/kg［39］。这仅为部分食品的组胺的限量标准。因此，国内外应尽快开展生物胺毒性以及检测技术的基础研究，准确评估食品中组胺以及其他生物胺的限量标准，这对于提高和改善食品的质量与安全、保障人体的安全有着重要的意义。

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