发酵豆制品中生物胺含量研究进展

王新南

(青岛科技大学 海洋科学与生物工程学院，山东 青岛 266000)

发酵豆制品包括酱油、腐乳、豆豉、豆瓣酱、纳豆、豆汁等，在中国具有悠久的历史， 2000多年前的《史记》中就有豆豉的相关记载。大豆源于中国，较早时期传入亚洲其他国家，因此发酵豆制品在韩国、日本、朝鲜等国家均有酿造传统，例如：韩国的清麴酱、传统豆酱，日本的传统纳豆等。研究表明食用发酵豆制品拥有众多益处，包括抗癌，调节血糖，缓解血栓，调节肠道菌群、促进消化[1]。由于发酵豆制品良好的口感、丰富的营养价值及特有的益生作用，使发酵豆制品在目前健康养生方面受到了越来越多的重视。但是在豆制品的发酵过程中，不可避免地会产生生物胺等物质。

生物胺是一种低分子的含氮有机化合物。根据其来源，可分为内源性生物胺和外源性生物胺。内源性生物胺一般存在于水果等食物中，其作为机体调节剂在细胞合成和维持细胞膜稳定中发挥着作用[2]；外源性生物胺主要存在于发酵食品中，食品中的游离氨基酸的α-羧基通过氨基酸脱羧酶的酶促反应形成胺基化合物。在豆制品发酵过程中产生的生物胺一般包括腐胺、尸胺、色胺、2-苯乙胺、组胺、酪胺、5-羟基色胺、胍基丁胺等，其化学结构见图1。少量生物胺可以促进生物体活动，具有调节血压、抗氧化等功能，但过量的生物胺会导致过敏、头疼，肠胃血压不适等症状，严重会导致中毒。

图1 发酵食品中常见的8种生物胺Fig.1 Eight biogenic amines commonly found in fermented food

1 常见食品生物胺安全阈值

由于生物胺含量决定其安全性，所以一些国家和组织对部分食品的生物胺含量制定了相应的标准。美国规定可食用鱼类中的组胺不能超过50 mg/kg，欧盟规定食用鱼类中生物胺应少于50 mg/kg，我国对可食用鱼类中生物胺的标准是200～400 mg/kg。同时，由于乙醇会加强生物胺的毒性，所以酒类中的生物胺含量标准更为严格，澳大利亚、法国、德国等国家将生物胺的标准制定在10 mg/kg以下。食用发酵豆制品和国家主要集中在亚洲，然而亚洲各国对发酵豆制品中的生物胺含量没有统一的标准。目前研究者对生物胺的安全摄入量进行研究表明，β-苯乙胺、组胺和酪胺的安全摄入量分别为30，100，100 mg/kg。因此了解发酵豆制品中的生物胺含量能够规范发酵豆制品市场，提高发酵豆制品的安全性，为制定其相应的生物胺标准提供了数据依据。

2 不同发酵豆制品中生物胺的含量

2.1 酱油中生物胺含量

酱油是一种中国传统的发酵调味品，由大豆和小麦粉制成。在酱油的制作过程中，将米曲霉、黄曲霉等曲霉菌接种到含有蒸熟脱脂大豆和烤小麦粉混合物的原料上，制作成酱油曲。将成品曲与盐水混合得到的酱油醪液经过多次浸泡得到其有效成分[3]。在酱油发酵过程中，原料中的蛋白质通过蛋白酶水解成小分子量肽、氨基酸。酱油中游离氨基酸含量较高，是酱油中较高生物胺的潜在来源。酱油中最主要的5种生物胺是酪胺、亚精胺、组胺、尸胺和精胺。酪胺是酱油中主要的生物胺，主要由粪肠球菌在发酵初期形成[4]。Yongmei等报道的中国酱油的生物胺含量表明，组胺和酪胺含量分别超过推荐限值约6倍和7倍[5]。对40个酱油样品的分析表明，其中24个样品的组胺含量未超过建议的100 mg/kg限值，但其余16个样品超过了组胺的推荐限值，表明可能存在毒性。同样，22个样品的酪胺含量低于100 mg/kg的限量，但其余18个样品含有的浓度超过了酪胺的建议限量。于金芝等对4种市售酱油中对发酵食品中常见的8种生物胺和总生物胺进行测定，发现所测市售酱油 总生物胺含量不同，范围为102.87～760.28 mg/kg，但均以酪胺、组胺为主[6]。钱雨林等通过对酿造酱油所采用的移位发酵法和原地淋浇发酵法进行对比发现，由于发酵过程中微生物的不同，移位发酵工艺生产的酱醅中色胺、苯乙胺、腐胺的浓度高于原池淋浇发酵工艺，而组胺、酪胺、亚精胺和精胺的含量则低于原池淋浇发酵工艺[7]。环境因素及发酵工艺对酱油发酵产生生物胺影响较大。

2.2 豆豉中生物胺含量

豆豉是一种深受世界华人喜爱的发酵豆制品。许多历史医学书籍都描述豆豉能够预防和治疗疾病。据汉代的张仲景记载，豆豉汤对缓解疲劳、虚弱、失眠和食欲不振都有显著效果[8]。Juan Yang等[9]对市售的30种豆豉中所含成分进行研究表明，8种豆豉存在不安全性，样品中的组胺、酪胺和β-苯乙胺浓度较高，其含量范围为14.76～478.77，17.90～252.08，16.77～736.64 mg/kg。与此相反的是Gong等[10]在豆豉中未检测到β-苯乙胺、组胺和酪胺。不同品种的Tsai豆豉的生物胺含量不同，黑豆豆豉生物胺的含量是普通豆豉生物胺的2倍。影响生物胺含量的一个重要因素是用于发酵的微生物。研究发现含有细菌的豆豉每种胺含有低于100 mg/kg的生物胺含量，但曲霉属型和毛霉型豆豉中β-苯乙胺、组胺和酪胺含量超过建议限值。以上结果表明市场上大多数豆豉的生物胺含量较为安全，大豆品种以及微生物类型会影响生物胺的含量。

2.3 腐乳中生物胺含量

腐乳自我国北魏年间就有所记载，具有悠久的历史。腐乳的蛋白质可被微生物分解为小分子的氨基酸与多肽，更容易被人体吸收[11]，同时腐乳提取物具有较强的DPPH自由基清除效果和螯合铁能力[12]。不同类型腐乳含有不同类型的生物胺，李大伟等[13]发现白方腐乳中主要含有腐胺、尸胺、组胺、酪胺；在红方腐乳中主要含有尸胺和酪胺；在青方腐乳中腐胺、尸胺和酪胺是主要的生物胺。不同品种腐乳中生物胺的含量也有着明显差别。在红方豆腐乳中检测到低于限量值的生物胺， Kung等[14]报道棕色腐乳的组胺浓度比白方腐乳高约8倍。Qiu等[15]研究发现热腐乳中的生物胺含量最高，超过β-苯乙胺、组胺和酪胺的推荐限值，分别约为4，12，15倍，同时芝麻油腐乳含有的生物胺含量分别比β-苯乙胺、组胺和酪胺的推荐限量高出约2，11，14倍。腐乳中生物胺含量较高，腐乳中生物胺含量的控制应成为研究的重点。

3 发酵豆制品生物胺的来源及控制

生物胺主要由游离氨基酸经过微生物脱羧作用产生[16]，包括肠杆菌科、芽孢杆菌、梭菌、乳酸杆菌和假单胞菌在内的多种微生物能够产生脱羧酶[17]。研究者们采用含有游离氨基酸前体的培养基对微生物产生物胺进行研究。Jeon等[18]将芽孢杆菌接种到培养基中检测到了297.87，123.08 μg/mL酪胺。舒蕊华等[19]研究发现粪肠球菌和屎肠球菌能够产生大量的酪胺和苯乙胺。发酵豆制品产生物胺的微生物可能来自发酵使用的成品曲、空气中的微生物以及发酵使用的容器。

目前可以通过控制氨基酸含量，抑制产氨基酸脱羧酶微生物的生长及增加生物胺的降解水平3个方面控制发酵豆制品中的生物胺。发酵豆制品中的氨基酸减少会导致食品的营养和品质降低，因此我们主要从其他两个方面控制生物胺含量。通过充入臭氧、增加压力环境可以降低微生物的代谢，达到抑菌的效果。Mercogliano等[20]研究发现臭氧处理过的发酵食品中的腐胺和尸胺含量分别降低了53.63，175.20 mg/kg。王永丽等[21]研究了辣椒、生姜等具有很强的抑菌作用，大蒜提取物能够使腐胺、尸胺、组胺、酪胺和亚精胺含量分别降低11.2%、18.4%、11.7%、30.9%和17.4%。增加生物胺的降解水平主要依靠微生物代谢产生胺脱氢酶和胺氧化酶。程淑敏等[22，23]利用Wickerhamomycesanomalus和Millerozymafarinosa两株生物胺降解菌加入酱油的酿造过程，在酱油酿造后期发现实验组中常见的8种生物胺含量明显低于空白组。Wickerhamomycesanomalus细菌对腐胺的降解率达到100%，对组胺、尸胺、酪胺的生物降解率分别达到66%、61%和59%。Oh等[24]从韩国清麴酱中分离出的Pediococcuspentosaceus在体外对组胺和酪胺的降解率分别为14.7%～23.7%和15.7%～25.9%。黄瑶等[25]诱导黑曲霉产生胺氧化酶，经过粗酶液处理过的酱油样品对正己胺和尸胺的降解率分别达到116%和16%。Qiu等报道了使用含有乙醇的混合料制备的腐乳中，生物胺的含量明显降低。随着研究者们对生物胺产生更深入的了解，越来越多有效控制生物胺含量的方法被开发出来，在保证食品安全的基础上，增加了发酵豆制品的营养和风味。

4 结论

发酵豆制品中高含量的游离氨基酸决定其高水平的生物胺含量。本文阐述了近年来中国酱油、豆豉、腐乳中生物胺的含量范围，介绍目前出现的控制发酵豆制品中生物胺含量的方法。研究表明食用超标生物胺的食品对身体会产生不良影响。为了实现对生物胺含量的控制，在制作发酵豆制品时应该严格控制发酵过程，保证发酵环境洁净以降低发酵豆制品中生物胺的种类和含量。同时应建立不同品种发酵豆制品中生物胺含量的限值，对生物胺合成代谢途径进行进一步研究，以保证食用发酵豆制品的安全性。