一、生物胺的基本特性
根據結構,生物胺可以分為3種類型:脂肪族(腐胺、尸胺、精胺和亞精胺等)、芳香族(酪胺、苯乙胺等)和雜環類(組胺、色胺);根據氨基的數量,生物胺可以分為2 種類型:多胺類(精胺、亞精胺)和單胺類(酪胺、腐胺、尸胺、色胺和苯乙胺等)。根據來源,生物胺可以分為2 種類型:內源性生物胺和外源性生物胺,內源性生物胺主要指在不同組織中合成產生并通過血液系統傳遞的神經遞質,它們具有生長調節、神經傳遞、炎癥介質等生理功能,包括兒茶酚胺類(多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素)、吲哚胺類(5-羥色胺、褪黑素)和組胺類。外源性生物胺是經常能在食品原料和加工品中檢測到的抗營養因子,通常是不同氨基酸在不同氨基酸脫羧酶的作用下脫去α-羧基形成的胺類化合物,例如:組氨酸脫羧形成組胺,色氨酸脫羧形成色胺,酪氨酸脫羧形成酪胺,賴氨酸脫羧形成尸胺。通常外源性生物胺是肉制品等富含蛋白質的食品中生物胺類風險物質的主要來源。
二、肉制品中生物胺的形成及影響因素
生物胺是游離氨基酸在微生物氨基酸脫羧酶催化下脫羧反應的產物,游離氨基酸含量直接影響生物胺的積累程度,因此肉制品生物胺的形成通常與肉制品中的蛋白質分解密切相關,游離氨基酸的脫羧基過程如下:
肉制品中生物胺形成的必要條件為具有氨基酸、寡肽等生物胺的前體物質、存在可分泌氨基酸脫羧酶的微生物、適宜微生物存活、繁殖及脫羧酶發揮活性的環境條件等。
原料肉的質量對肉制品中生物胺的形成有一定的影響,一方面,原料肉可以影響生物胺產生菌和腐敗菌的生長,另一方面,原料肉中蛋白質豐富,為生物胺的形成提供底物,也為脫羧反應提供反應發生的場所。不同原料肉中生物胺的含量有差異,精胺和亞精胺是天然存在的生物胺類物質,在豬肉、羊肉、牛肉、雞肉等新鮮原料肉中含量較高,其他生物胺類物質在新鮮原料肉中含量則相對較低。
肉制品,尤其是發酵肉制品中生物胺的形成與所使用的發酵劑、原料肉自身和生產環境中所含有某些產胺微生物密切相關。發酵劑對肉制品中生物胺的影響較為復雜,不同菌種可能造成肉制品中不同生物胺的積累。在發酵過程中所形成的適宜溫度條件、水分活度、pH值等工藝參數也可影響肉制品中的游離氨基酸脫羧形成生物胺,造成生物胺的積累。由于革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌均可以產生生物胺,但不同菌株的產胺能力有所不同。因此,不同發酵肉制品中生物胺的含量差異較大。
適宜的環境條件有利于微生物生長、脫羧酶合成和脫羧酶活性的提高,可促進肉制品中生物胺的形成。影響微生物生長和脫羧酶活性的環境條件主要有pH值、貯藏溫度、貯藏時間等。
三、肉制品中生物胺的檢測
由于肉制品中生物胺的含量較低且存在基質干擾,為了使樣品中待測組分實現較高的回收率,同時降低基質干擾,提高檢測靈敏度,樣品在檢測前通常需要進行前處理。目前常見的前處理方法有酸性液體脫蛋白法、液-液萃取法和固相萃取法等。
1、液相色譜法
液相色譜法是定量分析肉制品中生物胺最為廣泛的檢測方法,具有檢測靈敏度高、分析速度快、定量準確等優點,在檢測器的選擇方面,最常用的是紫外檢測器和熒光檢測器,但由于多數生物胺本身沒有足夠的紫外可見吸收,也沒有明顯的熒光效應,樣品未經衍生化,采用紫外檢測器或熒光檢測器直接進行液相色譜檢測較為困難。在檢測前通常先要對生物胺進行衍生化處理。衍生方法可分為柱前衍生和柱后衍生。常用的衍生劑包括鄰苯二醛、苯甲酰氯、丹磺酰氯、二硝基苯甲酰氯、6-氨基喹啉基-N-羥基琥珀酰亞胺基氨基甲酸酯和1,2-萘醌-4-磺酸鹽等。液相色譜-熒光檢測聯用技術是較早用于檢測生物胺的方法,隨著二極管陣列檢測器的使用,實現了對多種生物胺的同時檢測。
2、毛細管電泳色譜法
目前毛細管電泳色譜法常用的分離方法有毛細管區帶電泳、毛細管凝膠電泳、毛細管等速電泳、毛細管等電聚焦電泳和膠束電動毛細管色譜。與高效液相色譜法相比,毛細管電泳色譜法具有分析時間短、分離速度快、有機溶劑用量小、成本低等優點,但對低含量的生物胺不敏感,檢出限較高,遷移時間的重現性低于高效液相色譜法。
3、生物傳感器法
生物傳感器法是目前生物胺檢測技術的一個熱點研究方向,主要采用抗原、抗體、酶等物質作為生物探針,利用其與生物胺發生的特異反應,通過換能器將反應結果輸出為可檢測的信號,通過信號分析待測物質,實現對生物胺的分析,具有特異性高、操作簡單、檢測速度快等優點。
四、肉制品中生物胺的控制
生物胺不易揮發,穩定性強,一旦形成很難破壞,生物胺的過量積累會造成許多不良影響,隨著人們對食品安全的要求不斷提高,控制生物胺的研究就顯得尤為重要。肉制品中生物胺可從原料肉、生產工藝、天然保鮮劑、降解生物胺等多途徑進行控制。
控制好原料肉的衛生狀況是保證肉制品質量安全的必要措施。低溫環境可抑制產胺微生物的生長,降低氨基酸脫羧酶的活性,從而有效降低原料中生物胺的含量。在肉制品生產過程中通過降低水分活度、適當提高pH值、采用低溫工藝等可降低氨基酸脫羧酶的活性,減少肉制品中生物胺的形成。對于生物胺含量通常較高的發酵肉制品來說,在工藝參數設計中選擇合適的具有氨基酸氧化酶活性的發酵劑是控制肉制品生物胺含量最有效的措施。天然保鮮劑通常含有酚類物質和β-羥基酮結構等,這些物質能夠清除生物體中的羥自由基、超氧自由基,減少脂質過氧化物,具有一定的抑菌作用,對生物胺的形成具有較好的抑制效果。一些從發酵食品中分離出來的菌株被證明可以通過產生胺氧化酶來降解生物胺。
結語
適量的生物胺有利于人體的正常生理活動,但是生物胺的過量積累會導致人體產生一系列不良反應。
肉制品是人們食物結構中的必要組成部分,隨著人民生活水平的提高,人們對于肉制品安全性的要求會不斷提升。肉制品中含有豐富的蛋白質,具備形成生物胺所需的適宜條件,因此,生物胺是肉制品中必然存在的一類風險物質,嚴格控制肉制品中生物胺的含量對于保障人體健康具有重要意義。
深入研究肉制品中生物胺的形成,針對性地對影響生物胺形成的各種因素進行調節,為將來對生物胺進行靶向調控奠定堅實的基礎。肉制品是一種復雜的基質,進一步改進前處理方法和檢測技術,減少處理步驟、提高處理效果,消除基質干擾,增強檢測專屬性,使操作簡單快速、分析靈敏度提高、準確性更強,是當前食品安全檢測的研究方向和訴求,質譜技術的革新可實現對肉制品中痕量生物胺的快速、準確、多成分檢測,生物傳感器因其操作簡單、檢測結果可視化,在對肉制品中生物胺的快速檢測方面將有巨大的發展空間。基于對生物胺形成機制的深入認識和檢測技術的不斷提高,生物胺的控制方法將更加精準。
目前很多研究顯示,天然保鮮劑可有效抑制肉制品中產生物胺微生物的繁殖,降低肉制品中生物胺的積累量,我國是資源大國,植物自然資源豐富,研究者們可以進一步篩選對肉制品中生物胺具有高效、特效抑制作用的植物提取物,制備安全、有效的肉制品保鮮劑,進而改進肉制品的保鮮工藝。同時,風險評估作為一種科學識別、確認、評價對人體健康造成不良影響的危害因子的方法,應充分運用這一工具來科學評估肉制品中生物胺的風險,從而使我國肉制品中生物胺的風險評估體系更加完善,肉制品的食用安全得到保障。