食品中生物胺检测方法的研究进展

易丽娟，赵晓娟，白卫东

（仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州510225）

食品中生物胺检测方法的研究进展

易丽娟，赵晓娟*，白卫东

（仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州510225）

简述食品中生物胺的种类和产生形式，主要介绍液相色谱、气相色谱、薄层色谱、传感器和毛细管电泳等方法在生物胺检测中的应用研究进展，并展望了生物胺检测方法的发展方向。

食品；生物胺；研究进展；检测方法

生物胺（Biogenic Amine，BA）是一类具有生物活性的含氮低分子量有机化合物，可看作是氨分子中1个～3个氢原子被烷基或芳基取代后而生成的物质。根据其结构可分为三大类：1）脂肪胺，包括精胺、亚精胺、腐胺和尸胺等；2）芳香胺，包括苯乙胺和酪胺等；3）杂环胺，包括色胺和组胺等。根据生物胺的组成可以将其分为单胺和多胺。单胺主要有酪胺、组胺、腐胺、尸胺、苯乙胺和色胺，摄入少量的单胺类化合物会对血管和肌肉有明显的舒张和收缩作用，对大脑皮层和精神活动有着重要的调节作用。多胺主要包括精胺和亚精胺，对生物体生长过程中DNA、RNA和蛋白质的合成以及生物体的生长发育起到促进的作用。

生物胺广泛存在于各类生物体及食品中，尤其是富含蛋白质和氨基酸的食品，如乳制品、肉制品、调味品、酒类等，生物胺是食品细菌性腐败的重要化学标志物，其含量可作为食品新鲜度的指标[1]。生物胺的产生主要有两种形式：一种是游离氨基酸在细菌中的脱羧酶催化作用下发生脱羧作用而产生，另一种是醛酮类化合物通过氨基化反应或转氨基作用形成。微量的生物胺是生物体内的正常活性成分，在生物细胞中具有重要的生理功能。但当人体摄入过量的生物胺或同时摄入多种生物胺时，会引起诸如头痛、恶心、心悸、呼吸紊乱等过敏反应，严重者还会危及生命[2]。因此，食品中生物胺的检测对于促进食品安全和保障人类健康具有非常重要的意义。近年来，国内外越来越多的学者对各类肉制品、水产品等[3-5]食品中的生物胺进行了量化分析测定。本文综述了液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法、传感器法和毛细管电泳法等生物胺检测方法的研究进展，并展望了生物胺检测方法未来的发展方向。

1 液相色谱法

1.1 柱前衍生-高效液相色谱-紫外/荧光检测法

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）具有柱效高、分析速度快、检测灵敏度高、定量分析准确的特点，是目前国内外量化分析食品中生物胺最常用的检测方法[6]。

由于很多食品中的生物胺分子缺少发色基团，因此，采用HPLC测定时，需要对生物胺进行衍生处理。一般选择苯甲酰氯、邻苯二甲醛、丹磺酰氯、二硝基甲酰氯等作为柱前衍生剂。刘振锋等[7]以苯甲酰氯为衍生试剂，庚胺为内标，采用HPLC同时测定中国传统发酵豆制品中10种生物胺。结果显示，在20 min内各种生物胺能得到很好的分离且呈现良好的线性关系，回收率在94.7%～109.8%之间，精密度小于10%，该方法对各种生物胺衍生物的分离效果好、灵敏度高、重现性好。Tuberoso等[8]建立了以丹磺酰氯为柱前衍生剂，利用高效液相色谱荧光检测来测定Cannonau和Vermentino两地葡萄酒中生物胺的分析方法，有效地测定了葡萄酒中生物胺的种类、含量以及其他含氮化合物。台红杏等[9]同样采用丹磺酰氯衍生剂，建立了一种柱前衍生-HPLC法，并对煎炸油及发酵香肠中的生物胺进行测定。结果显示，在设定的试验条件下，在煎炸油中并没有检测出生物胺，但在选定的两种香肠样品中则分别检测出6种～7种生物胺，其中精胺的含量最高，可达0.118 μg/kg。该检测对测定香肠产品中的生物胺具有一定可行性，但不适合测定煎炸油中生物胺。陆永梅[10]采用丹磺酰氯柱前衍生-HPLC法测定了不同品种的黄酒和15种品牌酱油中生物胺（主要包括组胺、尸胺、精胺、亚精胺和酪胺）的含量及分布特点，结果表明，因黄酒的品种不同，所测得生物胺的含量也会有所差别，变异范围为 39.27 μg/mL～241.07 μg/mL。酱油中生物胺的变异范围是41.68μg/mL～1357.5μg/mL，酱油中生物胺浓度的变异范围较大，主要是受酱油的发酵类型和氨态氮含量的不同影响。王长远等[11]研究了一种产生物胺双层培养基检测法，用于检测从发酵肉制品中分离的植物乳杆菌，再利用丹磺酰氯柱前衍生-HPLC法测定了生物胺的含量。结果表明，利用该方法可使组胺和酪胺在10 min内得到较好的分离。

目前，虽然柱前衍生-高效液相色谱法在生物胺的检测中应用较为广泛，但衍生过程比较复杂繁琐，且可能会带来副产物的干扰，从而影响生物胺的定量结果，另外，所需仪器昂贵、操作专业性强，不适合中小型企业使用。

1.2 离子色谱-电化学检测法

离子色谱法（Ion Chromatography，IC）是一种适用于阴、阳离子的分析，且可同时测定多种离子的高效液相色谱法。IC法具有快速方便、灵敏度高、选择性好、分离柱稳定性好、容量高的优点。目前较成熟的离子色谱法主要应用在生物胺、有机酸以及糖类的检测中。

生物胺具有阳离子特性，因此，非常适合使用离子色谱法进行分离。相对于柱前衍生-高效液相色谱检测方法，离子色谱法不需要进行衍生处理，有效地缩短了分析时间，同时也可避免衍生过程中带来的干扰，更好地提高检测的准确度和稳定性。Favaro等[12]运用离子色谱-积分脉冲安培检测法对新鲜肉和加工肉类中的生物胺进行了测定，该法是用不同浓度的甲磺酸水溶液进行梯度洗脱，通过柱后加入强碱的方式获得适当的碱性条件，然后通过电化学法检测分析生物胺的种类和含量，分析时间为68 min，重现性较好。De Borba等[13]采用离子色谱-抑制电导和积分脉冲安培检测法测定酒精饮料中的生物胺，结果表明，抑制电导检测方法简单，对腐胺、尸胺、组胺等7种生物胺具有良好的测试灵敏度（0.004 mg/L～0.08 mg/L），但不能检测多巴胺、酪胺和5-羟色胺；而积分脉冲安培检测可以对上述10种生物胺进行检测。Palermo等[14]基于弱离子交换柱和甲磺酸的多线性梯度洗脱模式，开发了一种离子交换色谱-电导检测法对凤尾鱼、奶酪、酒、橄榄和香肠中的生物胺进行测定，具有良好的分辨率和分离效率。戴意飞[15]利用离子交换色谱积分脉冲安培检测法测定冷冻海产品中的酪胺、腐胺、尸胺、组胺、苯乙胺、亚精胺、精胺等10种生物胺时，获得了良好的分离效果和线性关系，检出限在50 μg/kg以内，回收率在86.0%～108.0%之间，样品的保留时间和峰面积的相对标准偏差分别小于1%和5%。该方法适用于冷冻海产品中各类生物胺的分离测定。

离子色谱法分离测定食品中的生物胺，需要使用较为大型、昂贵的离子色谱仪，成本较高，且携带不便，难以实现现场快速检测。

2 气相色谱法

近年来，在食品中生物胺的检测领域，气相色谱法（Gas Chromatography，GC）的研究报道相对较少。温永柱等[16]借助液液萃取（LLE）和GC-MS技术，建立了多种生物胺在中国白酒中的定性分析方法，第一次定性了白酒中9种生物胺。研究表明，该方法灵敏度高且具有广谱性，在白酒的定性研究中具有较大的优势。Awan等[17]以三氟乙酰丙酮为衍生剂，在气化状态下进行衍生处理，通过固相微萃取技术提取，再用GC-MS定量检测肉类、蔬菜和奶酪中的腐胺和尸胺。该方法灵敏度和重现性较好，且比液相的衍生处理和提取过程简单。更早至本世纪初，Fernandes等[18-19]以异丁基氯甲酸酯进行衍生，采用GC-MS检测了Port葡萄酒和葡萄汁中的二胺、多胺和芳香胺，并用此法同时定量啤酒中22种生物胺，该方法重现性好，准确度和灵敏度高。Hwang等[20]将鱼产品中的组胺用碱性甲醇进行萃取，然后利用GC法进行测定，无需衍生处理，方法检测时间小于20 min，对组胺的检测限约为5 μg/g，金枪鱼和对虾样品的加标回收率分别为98%～111%和99%～102%。结果表明，用GC分析方法直接测定组胺方便可行。

GC法具有分离效率高、分析速度快、选择性好等优点，但样品前处理复杂耗时，而且对组分进行定性分析时，一般需要与质谱、光谱等方法）进行联用才能获得直接肯定的结果。

3 薄层色谱法

薄层色谱法（Thin-layer Chromatography，TLC）是一种用于对混合样品进行分离、测定和定量的一种层析分离技术。Romano等[21]建立了一种TLC和光密度测定的方法，用于定量分析葡萄酒中的生物胺。方法可用于检测葡萄酒中浓度范围在1 mg/L～20 mg/L之间的组胺、酪胺、腐胺和尸胺，该检测分析性能可满足日常酒类分析的需要。Garcia-Moruno等[22]利用TLC和HPLC法研究了133株从酒和葡萄汁中分离的乳酸菌产组胺、酪胺和腐胺的情况，并且验证了PCR的分析结果。王凤芹等[23]采用TLC和HPLC法分析盐水鸭中的生物胺。实验结果表明，用TCL和HPLC法均在盐水鸭样品中检测到了腐胺、尸胺、亚精胺、精胺、酪胺和2-苯乙胺，两种方法的检测结果一致。

与其他检测方法相比，TLC法具有操作方便、设备简单、显色容易、分离速率快等特点，可有效减少对食品中生物胺进行初步鉴定与半定量测定的分析成本，但该法的定量精度和重现性相对较差。

4 传感器法

传感器是化学、材料、物理、电子、信息等多学科交叉的先进检测技术，其中，生物传感器（Biosensor），尤其是酶传感器在生物胺的快速检测领域备受研究关注。唐晗等[24]以鲁米诺-铁氰化钾作为化学发光体系，用固定化的二胺氧化酶制成酶柱作为识别元件，开发了一种检测食品中生物胺的流动注射化学发光生物传感器，可用于检测实际样品如猪肉、鲫鱼和葡萄酒中生物胺的总量，其中酪胺、腐胺和组胺的回收率在90%～94%之间，适用于食品中生物胺总量的快速检测。Alonso-Lomillo 等[25]将单胺氧化酶（MAO）/辣根过氧化物酶（HRP）、二胺氧化酶（DAO）/HRP分别固定在芳基重氮盐修饰的丝网印刷碳电极（SPCE）表面，构建了两种检测生物胺总量的生物传感器，并用于凤尾鱼样品中总胺含量的测定。Pérez等[26]基于聚砜/碳纳米管/二茂铁修饰的SPCE，通过DAO/HRP在电极表面的固定，制得测定组胺的生物传感器，可对沙丁鱼、凤尾鱼和马鲛鱼样品中的组胺进行准确测定。

生物传感器用于生物胺的检测，具有灵敏度高、特异性强、快速简便等优点，但由于酶的来源和生物活性等的影响，测试成本较高、环境耐受性差，使生物传感器的实际应用受到限制。

近年来，分子印迹材料被广泛用于食品中农药和兽药残留仿生传感器的研制中，但关于生物胺分子印迹仿生传感器的研究报道相对较少。邢宪荣[27]通过结合导电聚合物和纳米材料，分别制备了用于检测组胺、酪胺、β-苯乙胺和色胺的4种分子印迹电化学传感器，并成功用于实际样品的检测，检出限低，线性范围宽，重现性和选择性好。Huang等[28]基于多壁碳纳米管-纳米金复合材料和壳聚糖修饰的玻碳电极，制备了一种用于选择性检测酪胺的分子印迹电化学传感器，检出限为5.7×10-8mol/L，测试重现性和稳定性良好。

分子印迹材料具有良好的结构可控性、环境耐受性和专一选择性，赋予生物胺分子印迹传感器良好的发展潜力，但寻找合适的功能单体和模板分子洗脱溶剂的过程费时费力。

5 毛细管电泳法

毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE）是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。Li等[29]采用毛细管区带电泳-电容耦合非接触电导检测（CZE-C4D）法分离和测定精胺、亚精胺、组胺、腐胺、尸胺、β-苯乙胺、酪胺和色胺，利用该方法在24 min内可分离8种生物胺，并成功用于地下水和烈性酒样品的分析。实验结果表明，CZEC4D测定生物胺具有良好的灵敏度和重现性，不需要预富集和衍生程序。李文莉[30]还建立了一种以18-冠酸-6作为缓冲液添加剂，同时测定7种生物胺（精胺、亚精胺、组胺、尸胺、苯乙胺、酪胺和色胺）的CZE-安培检测（CZE-AD）的分析方法。该法可对电活性物质直接进行检测，降低了检测成本，样品预处理简单，分析耗时少，为环境水样中生物胺的分离和检测提供了一种新方法。赵凌国等[31]建立了一种快速测定鱼肉中组胺的纳米金复合材料涂层CE法。先将鱼肉样品超声萃取20 min，再将萃取液经离心和过滤后直接进行CE分离检测，避免了反复萃取及衍生化过程，4 min内出峰，缩短了分析时间，检测效率高。Cortacero-Ramírez等[32]采用CE-激光诱导荧光检测法同时对啤酒样品及酿造过程中的10种生物胺含量进行测定。该方法相对简单，可以准确鉴别和分离啤酒在酿造过程中生物胺的含量及类型。

CE法具有灵敏度高、样品用量少、分离对象广、成本低等特点，但与HPLC法、IC法相比，其检测结果重现性较差且检出限较高。

6 其他检测方法

除了以上几种检测方法外，免疫分析法、紫外分光光度法等也被用于生物胺的检测中。郑海松等[33]建立了一种快速测定进出口食品中组胺的酶联免疫方法。该法选择r-Biopharm试剂盒来检测进出口葡萄酒、牛奶、奶酪和鱼粉中的组胺，通过5个实验室的回收验证发现其均具有较好的回收率，经HPLC确证假阳性率≤2.5%，表明该方法可快速、准确检测出食品中组胺的残留量。梁剑等[34]分别利用HPLC-二极管阵列检测器（DAD）法和紫外可见分光光度法定量测定样品中的组胺。结果显示，两种方法标准曲线的线性相关系数都在0.99以上，加标回收率在90%～110%，与HPLC-DAD检测法相比，紫外可见分光光度法测定步骤简便，但其重现性较差。

7 结语

食品中生物胺的种类较多，不同食品中生物胺的种类和含量差别很大，而目前生物胺的检测方法各有优缺点。因此，在实际工作中可根据食品样品的类型和检测需求，选择较为合适的检测方法对生物胺的种类和含量进行测定。随着人们生活水平的提高和科技的不断进步，消费者及企业对食品的安全性和功效目的性的要求不断提高，生物胺检测的灵敏度、精确度、实用性等方面的标准也将随之提高。因此，研究开发高灵敏、低成本、快速简便、准确可靠、可同时在线检测多组分的方法或系统是生物胺检测方法未来的发展方向。

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Research Progress in Determination Methods of Biogenic Amines in Food

YI Li-juan，ZHAO Xiao-juan*，BAI Wei-dong
（College of Light Industry and Food Science，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510225，Guangdong，China）

This paper describes briefly the types and generation patterns of biogenic amines（BAs），and introduces mainly the development and application of determination methods，such as liquid chromatography（LC），gas chromatography（GC），thin-layer chromatography（TLC），sensor and capillary electrophoresis（CE）.Finally，the development direction of detection methods of BAs is also prospected.

food；biogenic amines；development；determination method

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.048

广东省自然科学基金项目（S2013010013416）；广东省高等学校优秀青年教师培养计划资助项目（Yq2013097）；仲恺农业工程学院研究生科技创新基金资助项目

易丽娟（1990—），女（汉），硕士研究生，专业：食品科学。

*通信作者：赵晓娟，副教授，博士。

2015-07-08