冉春霞,陳光靜
1(重慶三峽醫(yī)藥高等??茖W(xué)校,醫(yī)學(xué)技術(shù)系,重慶 萬(wàn)州,404020)2(重慶市抗腫瘤天然藥物工程技術(shù)研究中心,重慶 萬(wàn)州,404020)3(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶 北碚,400715)
我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中生物胺的研究進(jìn)展
冉春霞1,2*,陳光靜3
1(重慶三峽醫(yī)藥高等??茖W(xué)校,醫(yī)學(xué)技術(shù)系,重慶 萬(wàn)州,404020)2(重慶市抗腫瘤天然藥物工程技術(shù)研究中心,重慶 萬(wàn)州,404020)3(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶 北碚,400715)
我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品是指在自然條件下,利用微生物的發(fā)酵作用,使原料肉中發(fā)生一系列生物化學(xué)和物理化學(xué)變化,從而形成具有特殊風(fēng)味、色澤、質(zhì)地和較長(zhǎng)保存期的肉制品,深受消費(fèi)者喜愛。生物胺是一類具有生物活性的含氮低分子量有機(jī)化合物的總稱,由微生物的氨基酸脫羧作用或醛、酮類物質(zhì)的氨基化和轉(zhuǎn)胺作用產(chǎn)生,大量攝入可能引起機(jī)體不良反應(yīng)。生物胺主要存在于蛋白質(zhì)含量較高的發(fā)酵食品中,因此發(fā)酵肉制品中也可能存在高濃度的生物胺。該文綜述了我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中生物胺的形成和積累條件、生物胺形成和積累的影響因素及控制措施、生物胺的限量標(biāo)準(zhǔn)等,以期為確保我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中生物胺的安全性提供參考。
我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品;生物胺;研究進(jìn)展
我國(guó)是肉類消費(fèi)大國(guó),“十二五”期間我國(guó)肉類消費(fèi)總量達(dá)到8 600萬(wàn)t,其中肉制品消費(fèi)量達(dá)1 500萬(wàn)t,大約占總?cè)忸愊M(fèi)量的17.5%。根據(jù)《食品工業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃綱要》,預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)總?cè)忸愊M(fèi)量將達(dá)1億t,肉制品的消費(fèi)量也將持續(xù)增長(zhǎng),發(fā)酵肉制品作為肉制品的一個(gè)重要類別,其對(duì)肉類工業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)不可小覷。傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品是指在自然條件下利用微生物的發(fā)酵作用,使原料肉中發(fā)生一系列生物化學(xué)和物理化學(xué)變化,從而形成具有特殊風(fēng)味、色澤、質(zhì)地及較長(zhǎng)保存期的肉制品[1]。其主要特點(diǎn)就是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、易消化、風(fēng)味獨(dú)特、保存期長(zhǎng)并具有一定的保健功能。我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品主要包括發(fā)酵火腿制品、發(fā)酵灌腸制品、發(fā)酵腌臘制品和乳酸細(xì)菌型肉制品4個(gè)大類。
生物胺是一類具有生物活性的含氮低分子量有機(jī)化合物的總稱[2],作為合成激素、生物堿、核苷酸、蛋白質(zhì)、芳香類化合物等物質(zhì)的前體而廣泛存在于天然食品原料中。微量生物胺是生物體內(nèi)正常的活性成分,可以促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)合成以及生物膜的穩(wěn)定性、對(duì)血管和肌肉有明顯的收縮和舒張作用、對(duì)神經(jīng)活動(dòng)和大腦皮層有重要的調(diào)節(jié)作用、組胺可以直接參與機(jī)體睡眠和喚醒的調(diào)節(jié),但大量的生物胺不僅會(huì)影響食品的風(fēng)味,還會(huì)引起機(jī)體過(guò)敏甚至中毒反應(yīng)[3-5]。食品中大量的生物胺一般由微生物分泌的酶作用于高蛋白食品發(fā)生氨基酸脫羧作用或醛、酮類物質(zhì)通過(guò)氨基化和轉(zhuǎn)胺作用產(chǎn)生的。我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品在自然發(fā)酵過(guò)程中有大量不同種類微生物的參與,因而可能含有高濃度的生物胺。不同生物胺的形成主要與特定的微生物有關(guān),而不同國(guó)家(地區(qū)、組織)的地理環(huán)境、氣候條件、發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)條件、種類各不相同,使得發(fā)酵肉制品中的微生物區(qū)系有較大差異,從而導(dǎo)致生物胺的種類和含量不同。本文綜述了我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中生物胺形成和積累的條件、生物胺形成和積累的影響因素及控制措施、生物胺的限量標(biāo)準(zhǔn),以期為控制我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中生物胺的含量并確保其安全性提供參考。
發(fā)酵肉制品中的生物胺絕大部分是由其在發(fā)酵過(guò)程中微生物作用產(chǎn)生的。生物胺的形成和積累通常需要滿足5個(gè)條件:(1)含游離氨基酸,它是形成生物胺的前體物質(zhì);(2)能分泌氨基酸脫羧酶的微生物及微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)酶的環(huán)境條件;(3)保證氨基酸脫羧酶作用活性的環(huán)境條件;(4)產(chǎn)生物胺氧化酶的微生物的存在及產(chǎn)酶的環(huán)境條件;(5)保證生物胺氧化酶作用活性的環(huán)境條件。
發(fā)酵肉制品中高濃度的蛋白質(zhì)在發(fā)酵、貯藏過(guò)程中經(jīng)微生物產(chǎn)生的蛋白酶作用降解為游離氨基酸,游離氨基酸在氨基酸脫羧酶的作用下脫羧生成生物胺,不同生物胺的形成需要不同氨基酸由相應(yīng)氨基酸脫羧酶作用。酪胺、色胺、苯乙胺、組胺、尸胺等分別為酪氨酸脫羧酶、色氨酸脫羧酶、苯丙氨酸脫羧酶、組氨酸脫羧酶以及賴氨酸脫羧酶作用下脫羧的產(chǎn)物,而腐胺、亞精胺和精胺的形成過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,是多步完成的。首先精氨酸可通過(guò)3種途徑生成腐胺:第一,精氨酸在精氨酸脫羧酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)轼B氨酸,再經(jīng)鳥氨酸脫羧酶催化脫羧生成腐胺;第二,精氨酸被精氨酸脫羧酶催化脫羧生成鯡精胺,再經(jīng)酶促反應(yīng)脫去1分子氨生成N-氨甲酰腐胺,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)楦罚坏谌?,精氨酸在精氨酸脫亞氨基酶催化下合成瓜氨酸,然后在轉(zhuǎn)氨甲酰酶的作用下生成N-氨甲酰腐胺,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)楦贰8吩趤喚泛铣擅傅拇呋律蓙喚罚瑏喚方?jīng)精胺合成酶催化生成精胺。甲硫氨酸與ATP在S-腺苷甲硫氨酸合成酶作用下合成S-腺苷甲硫氨酸,再在S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶的催化下脫羧生成氨丙基,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為亞精胺和精胺[6]。酪胺、色胺、苯乙胺、組胺等單胺可在單胺氧化酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醛類,然后在脫氫酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的羧酸,繼續(xù)被氧化生成CO2和H2O。其他生物胺的降解機(jī)理相似,只是尸胺、腐胺等二胺的降解需要二胺氧化酶的催化,而精胺、亞精胺等多胺的降解則需要多胺氧化酶的催化(圖1)。因此,具有活性的胺類氧化酶的產(chǎn)生可以降解已生成的生物胺,從而減少生物胺的積累。
圖1 生物胺的形成和降解Fig.1 Formation and degradation of biogenic amines
根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品包括發(fā)酵香腸、發(fā)酵火腿、腌臘肉、腌干魚、酸鲊魚以及酸肉,而國(guó)外對(duì)發(fā)酵香腸的研究較多。國(guó)內(nèi)外發(fā)酵肉制品中主要的生物胺均以色胺、苯乙胺、腐胺、組胺、尸胺、酪胺、精胺和亞精胺為主,但不同種類的發(fā)酵肉制品其種類和含量有一定差別(見表1)。
表1 不同來(lái)源和種類發(fā)酵肉制品中的生物胺
續(xù)表1
注:表中“ND”表示未檢出;“—”表示未檢測(cè);a表示干物質(zhì)中生物胺的含量。
發(fā)酵肉制品中生物胺的形成和積累受到很多因素的影響,如原料肉中游離氨基酸的含量、微生物的種類和數(shù)量、氨基酸脫羧酶的活性等,但主要依賴于產(chǎn)胺微生物及生物胺降解微生物的種類和數(shù)量。這些微生物的種類和數(shù)量又受到原料肉、加工及貯藏衛(wèi)生條件、生產(chǎn)工藝(pH值、鹽類、有機(jī)碳源、添加物)、貯藏條件(溫度、氧氣、包裝方式)等影響。生物胺具有不良?xì)馕?、穩(wěn)定性高,一旦形成很難在后期的加工、貯藏過(guò)程中除去,且可能在高溫下烹調(diào)形成有毒的氮氧化物氣體。因此,應(yīng)采取相應(yīng)措施控制生物胺的形成和積累,以確保我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品的安全性。
2.1 傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中的產(chǎn)胺微生物
傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品從原料獲取到貯藏的整個(gè)過(guò)程均有受到產(chǎn)胺微生物污染的可能性,它是生物胺產(chǎn)生的先決條件,直接關(guān)系到發(fā)酵肉制品中生物胺的種類和量。文獻(xiàn)資料顯示目前我國(guó)主要分離篩選出香腸、熏馬腸、腌干魚及咸魚中的產(chǎn)胺微生物,包括腸細(xì)菌、乳酸菌、葡萄球菌以及嗜冷桿菌的某些種;歐洲各國(guó)主要分離出香腸中的產(chǎn)胺微生物,包括腸細(xì)菌、乳酸菌、葡萄球菌、肉桿菌以及酵母菌的某些種(表2)。不同發(fā)酵肉制品其主要產(chǎn)胺微生物的種類有較大差異,這可能是由于不同原料、地區(qū)來(lái)源、加工工藝、貯藏條件的產(chǎn)品其微生物區(qū)系有差別造成的。同時(shí),生物胺的產(chǎn)生量與產(chǎn)胺微生物的數(shù)量呈明顯的相關(guān)性。WANG等人[30]研究了傳統(tǒng)發(fā)酵香腸中組胺積累的影響因素,指出當(dāng)產(chǎn)組胺菌的總量從1.32增加至4.19log10CFU/g時(shí),組胺含量從0 mg/kg迅速增加至34.3 mg/kg。
表2 發(fā)酵肉制品中的生物胺和產(chǎn)胺微生物
續(xù)表2
2.2 影響產(chǎn)胺微生物生長(zhǎng)和代謝的因素及控制措施
2.2.1 原料肉、加工及貯藏的衛(wèi)生條件
原料肉的衛(wèi)生質(zhì)量與發(fā)酵肉制品中生物胺的含量密切相關(guān)。原料肉若在發(fā)酵前就受到腸桿菌、腸球菌、假單胞菌、乳酸菌的某些菌株等產(chǎn)胺菌的污染就會(huì)產(chǎn)生氨基酸脫羧酶,進(jìn)而形成大量生物胺。因此采取有效措施控制原料肉的衛(wèi)生質(zhì)量是抑制產(chǎn)胺微生物生長(zhǎng)的必要措施。溫度是影響生物胺形成的重要因素,溫度小于4 ℃時(shí)產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)胺能力均會(huì)受到抑制。有研究表明將海鱸魚原料肉置于0 ℃貯藏,其中沃氏葡萄球菌、格氏乳球菌、溶血葡萄球菌等產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)受到明顯抑制,幾乎不產(chǎn)生物胺;相反,當(dāng)海鱸魚原料肉貯藏在30 ℃時(shí)對(duì)產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)最有利,達(dá)到最大產(chǎn)胺量[34]。此外,采用輻照、超高壓技術(shù)、靜水壓等物理方式處理原料肉也可以抑制產(chǎn)胺微生物的生長(zhǎng)[45-46]。
2.2.2 發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)工藝
2.2.2.1 pH值
一些學(xué)者認(rèn)為,pH值主要通過(guò)影響微生物的生長(zhǎng)和氨基酸脫羧酶的活性而影響生物胺的形成,細(xì)菌脫羧酶的活性較高的最適pH值在4.0~5.5,生物胺的生成被認(rèn)為是細(xì)菌抵抗酸性環(huán)境的生理反應(yīng)。而有學(xué)者研究了pH值對(duì)傳統(tǒng)中式發(fā)酵香腸中生物胺形成的影響,認(rèn)為在低酸性發(fā)酵肉制品(pH值在5.30~6.56)中pH值與生物胺形成之間沒有顯著關(guān)系。生物胺氧化酶主要在細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期產(chǎn)生,而且酶活受到pH值的顯著影響,低pH值會(huì)抑制其活性,不利于生物胺的降解[31]。對(duì)于低酸性發(fā)酵肉制品,可通過(guò)適當(dāng)提高pH值使生物胺氧化酶處于較高活性,從而有效增加生物胺的降解;對(duì)于酸性和高酸性發(fā)酵肉制品,可通過(guò)迅速降低pH值以抑制氨基酸脫羧酶陽(yáng)性細(xì)菌的生長(zhǎng),從而減少生物胺的生成。
2.2.2.2 鹽類
鹽含量和種類在微生物生長(zhǎng)和代謝中起著重要作用,它通過(guò)抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖和不斷破壞位于其細(xì)胞膜上的氨基酸脫羧酶的活性來(lái)降低食品中生物胺的積累。有研究表明,與不含NaCl的培養(yǎng)基相比含6%NaCl的培養(yǎng)基,能有效抑制保加利亞乳桿菌產(chǎn)生物胺的能力[47]。張瀟等人[16]的研究結(jié)果表明當(dāng)酸鲊魚中NaCl添加量從1%提高至5%時(shí),對(duì)酪胺、腐胺、尸胺、亞精胺、2-苯乙胺等生物胺形成的抑制效果有明顯提高(P<0.05),但NaCl含量過(guò)高會(huì)使得產(chǎn)品過(guò)咸而影響感官品質(zhì),同時(shí)也會(huì)帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。因此,通過(guò)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的KCl代替NaCl對(duì)生物胺形成的抑制效果顯著提高(P<0.05),2.4% NaCl+0.6% KCl可以使酸鲊魚感官品質(zhì)和生物胺生成量達(dá)到理想值。原因可能是因?yàn)榛旌消}對(duì)部分產(chǎn)胺菌的抑制效果更好,影響了其生長(zhǎng)和代謝,進(jìn)而影響脫羧酶的產(chǎn)量和活性。文獻(xiàn)資料顯示,國(guó)內(nèi)對(duì)生物胺氧化酶與鹽含量和種類之間關(guān)系的研究較少。在中式傳統(tǒng)發(fā)酵香腸中,低于6%鹽含量時(shí)胺氧化酶對(duì)氧化酪胺、尸胺、腐胺、苯乙胺等生物胺的能力不大[31]。因此,采用添加混合鹽的方式可抑制產(chǎn)胺微生物的繁殖,從而有效降低生物胺的形成。
2.2.2.3 有機(jī)碳源
可利用有機(jī)碳源是微生物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)素,不同有機(jī)碳源可以影響發(fā)酵肉制品中微生物種群的動(dòng)態(tài)變化。有學(xué)者認(rèn)為可利用有機(jī)碳源的存在會(huì)提高產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)速率和氨基酸脫羧酶的活性,刺激生物胺的形成;而也有學(xué)者則認(rèn)為可利用有機(jī)碳源的添加可以抑制發(fā)酵初期腸球菌、腸桿菌等的生長(zhǎng),從而顯著減少生物胺的形成。這可能與有機(jī)碳源的種類、添加量和組成比例有關(guān)。李宗軍等人[17]研究了不同碳源(秈米飯組、小米飯組、糯米飯組、再接種秈米飯組、秈米飯+1.8%葡萄糖酸內(nèi)酯組)在傳統(tǒng)酸肉發(fā)酵過(guò)程中對(duì)生物胺形成的影響,結(jié)果表明添加小米飯組苯乙胺含量最高,添加葡萄糖酸內(nèi)酯(GDL)可以在發(fā)酵初期降低酸肉的pH值,有效抑制腸細(xì)菌的生長(zhǎng),從而降低生物胺的形成。也有研究認(rèn)為當(dāng)葡萄糖添加量在0.5%~2.0%時(shí),有利于氨基酸脫羧酶的產(chǎn)生,當(dāng)超過(guò)3%時(shí)會(huì)對(duì)氨基酸脫羧酶的活性有顯著抑制作用[48]。有學(xué)者通過(guò)添加混合糖[m(蔗糖)∶m(葡萄糖)=1∶1]發(fā)酵酸鲊魚,發(fā)現(xiàn)添加量由0.5%提高至6.5%時(shí)生物胺含量呈遞減的趨勢(shì)。但同時(shí)生物胺氧化酶的活性也隨葡萄糖添加量的增加而受到抑制[16]。因此,通過(guò)試驗(yàn)選擇適宜的可利用有機(jī)碳源的種類、添加量和組成比例至關(guān)重要。
2.2.2.4 添加物
向發(fā)酵肉制品中添加某些物質(zhì)以抑制產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)或部分生物胺的形成,被認(rèn)為是控制發(fā)酵肉制品中生物胺含量的有效途徑之一。在傳統(tǒng)中式發(fā)酵香腸制作中添加生姜精油、肉桂精油、八角精油、丁香精油、茶多酚等復(fù)合植物提取物類保鮮劑對(duì)酪胺的形成有顯著抑制作用[49]。在發(fā)酵咸魚中添加姜辣素可以明顯抑制組胺的形成,抑制率為76.75%[50]??梢?,在發(fā)酵肉制品中添加保鮮劑對(duì)抑制生物胺形成有顯著效果,通過(guò)選擇高效、安全的發(fā)酵肉制品保鮮方法可以間接控制生物胺的形成和積累。胡斌等人[11]的研究表明經(jīng)嫩化酶(菠蘿蛋白酶)和交聯(lián)酶(TG酶)處理而不加抑制劑的重組火腿在發(fā)酵過(guò)程中可以將亞精胺、組胺、酪胺以及生物胺的含量降到最低。在發(fā)酵香腸中添加葡萄糖酸--內(nèi)酯可有效減少腸細(xì)菌的數(shù)量,從而抑制組胺和酪胺的形成。山梨酸鉀和異抗壞血酸鈉作為防腐劑,能夠與產(chǎn)胺微生物酶系中的巰基結(jié)合,干擾其酶系的正常代謝,從而抑制生物胺的形成。周星宇等人[46]研究了腌制魚中組胺的控制技術(shù),結(jié)果表明采用5.0%山梨酸鉀溶液或5.0%山梨酸鉀和0.2%異抗壞血酸鈉的混合溶液處理腌制魚可以有效降低組胺含量。
2.2.3 發(fā)酵肉制品的貯藏條件
2.2.3.1 溫度
溫度對(duì)發(fā)酵肉制品中生物胺的形成和積累有較大影響,較高溫度會(huì)提高蛋白質(zhì)水解酶和氨基酸脫羧酶的活性,加速生物胺的合成;相反,較高溫度適宜乳酸菌的生長(zhǎng)和pH值的快速降低,抑制生物胺產(chǎn)生菌的生長(zhǎng),從而減慢生物胺的合成。因此,溫度與生物胺的形成和積累的關(guān)系較復(fù)雜。WANG等人[30]將初始組胺含量為37.7 mg/kg的中式傳統(tǒng)發(fā)酵香腸分別貯存在-18 ℃、0 ℃、4 ℃、25 ℃,20天后測(cè)定各貯藏溫度下發(fā)酵香腸中的組胺含量,研究結(jié)果表明在-18 ℃的貯藏溫度下組胺含量等于初始含量,細(xì)菌總數(shù)<2log10CFU/g;當(dāng)貯藏溫度達(dá)到25 ℃時(shí)組胺含量達(dá)到52.8 mg/kg,細(xì)菌總數(shù)6.93log10CFU/g;組胺含量和細(xì)菌總數(shù)隨貯藏溫度的升高而升高。這在一定程度上可以說(shuō)明較高溫度下,生物胺的合成速率大于其降解速率。因此,采用低溫條件可以有效抑制生物胺的形成和積累。
2.2.3.2 氧氣
氧氣(O2)對(duì)不同微生物產(chǎn)生物胺的影響不同。陰溝腸桿菌在有氧條件下產(chǎn)生的組胺量是厭氧條件下的2倍;鹽水四聯(lián)球菌在厭氧條件下產(chǎn)生的組胺量高于缺氧條件下。貯藏條件不同,產(chǎn)生生物胺的量不同。陳穎[32]研究了真空包裝、錫箔紙包裝和普通包裝發(fā)酵香腸在室溫和4 ℃下貯藏對(duì)生物胺形成的影響。研究結(jié)果表明在室溫條件下真空包裝中酪胺含量顯著低于其他兩種包裝,在4 ℃條件下真空包裝對(duì)生物胺合成的抑制作用更加顯著。真空包裝主要通過(guò)調(diào)節(jié)包裝環(huán)境中O2含量(達(dá)到低氧效果)來(lái)抑制產(chǎn)胺微生物生長(zhǎng),從而減少生物胺的積累。
2.2.4 生物胺降解微生物
2.2.4.1 無(wú)(或低)氨基酸脫羧酶產(chǎn)生菌
通過(guò)接種不產(chǎn)氨基酸脫羧酶或氨基酸脫羧酶產(chǎn)生量較少且生長(zhǎng)繁殖速度快的優(yōu)良菌種進(jìn)行發(fā)酵以降低發(fā)酵肉制品中生物胺的含量,被認(rèn)為是目前控制生物胺形成和積累最有效的方式之一。在發(fā)酵香腸中強(qiáng)化接種不產(chǎn)生物胺的腸膜明串珠菌51-5D進(jìn)行發(fā)酵,可以有效降低生物胺的含量[51]。馬宇霞等人[52]將1株表皮葡萄球菌(Se)和3株模仿葡萄球菌(Ss)作為發(fā)酵劑接種到熏馬腸中進(jìn)行發(fā)酵并測(cè)定生物胺的含量,結(jié)果表明上述菌種對(duì)熏馬腸成熟過(guò)程中生物胺的產(chǎn)生有明顯抑制作用。有學(xué)者將植物乳桿菌(Lp)、戊糖片球菌(Pp)、木葡萄球菌(Sx)、釀酒酵母(Sc)按1∶1∶1的比例混合成3中不同的發(fā)酵劑Lp+Sx+Sc、Lp+Pp+Sc、Sx+Pp+Sc,接種到傳統(tǒng)酸鲊魚中進(jìn)行發(fā)酵并測(cè)定生物胺含量,結(jié)果表明3中混合發(fā)酵劑均能較好的控制生物胺的積累,抑制效果Lp+Sx+Sc>Sx+Pp+Sc>Lp+Pp+Sc[16]。朱志遠(yuǎn)等[53]探討了不同發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸成熟過(guò)程中生物胺生成量的影響,結(jié)果表明香腸乳桿菌和肉糖葡萄球菌混合發(fā)酵劑的添加可以有效抑制色胺、腐胺、尸胺、組胺的生成,腸膜明串珠菌和肉糖葡萄球菌混合發(fā)酵劑的添加可以降低2-苯乙胺和酪胺的含量。譚李紅等人[54]從中國(guó)傳統(tǒng)香腸中分離出了干酪乳桿菌(Lc)、戊糖片球菌(Pp)、植物乳桿菌(Lp)和木糖葡萄球菌(Sx),同時(shí)研究單一和混合菌種在一定的工藝條件下對(duì)干發(fā)酵香腸中生物胺含量的影響。結(jié)果表明:與空白組對(duì)照,以Sx和Lc分別作發(fā)酵劑使發(fā)酵香腸中的組胺含量分別降低了41.0%和68.1%,Lc可使酪胺的含量降低11.6%;以Lc和Sx作混合發(fā)酵劑使組胺含量比空白組降低了94.20%,色胺量降低了13.07%;Pp可以降低組胺、酪胺和色胺的含量,分別比空白組降低了95.16%、24.81%和34.40%。孫霞等[55]接種混合發(fā)酵劑生產(chǎn)低酸度川味香腸并對(duì)加工過(guò)程中生物胺含量變化進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)混合發(fā)酵劑在適宜的溫度和濕度下能明顯抑制低酸度川味香腸中色胺、苯乙胺、腐胺、組胺和酪胺積累(P<0.01)。此外,還可采用分子生物學(xué)的方法改良菌株,使其氨基酸脫羧酶的活性不予表達(dá),從而達(dá)到控制生物胺形成的目的。
2.2.4.2 生物胺氧化酶產(chǎn)生菌
近年來(lái),利用生物胺氧化酶降解發(fā)酵肉制品中已形成的生物胺成為研究的熱點(diǎn)。我國(guó)學(xué)者從中式香腸、熏馬腸、咸魚等發(fā)酵肉制品中分離出產(chǎn)生物胺氧化酶的微生物,可以有效降解生物胺(表3)。劉玉晗等人[56]篩選出了4株生物胺降解能力較強(qiáng)的乳酸菌,其中乳酸片球菌的生物胺降解能力最強(qiáng),對(duì)苯乙胺、色胺、組胺、腐胺、尸胺、酪胺、亞精胺和精胺的降解率分別達(dá)到了56.71%、51.40%、40.86%、28.12%、18.92%、24.59%、18.20%和9.68%。上述研究為提高我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品的安全性開辟了新的途徑。
表3 我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中的產(chǎn)胺氧化酶微生物的來(lái)源和種類
鑒于生物胺的多樣性以及各種因素對(duì)生物胺形成和積累的影響,目前很難用生物胺總量或者某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量來(lái)衡量生物胺的毒性,從而給食品中生物胺標(biāo)準(zhǔn)的制定帶來(lái)了困難。但一些國(guó)家依然嘗試著根據(jù)不同食品的特性制定了部分生物胺的限量標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)食品和藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定除水產(chǎn)品外,其他食品中組胺含量應(yīng)<50 mg/kg,過(guò)量則會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成威脅,生物胺總量應(yīng)≤1 000 mg/kg;歐盟規(guī)定除水產(chǎn)品以外其他食品(包括肉制品)中組胺含量應(yīng)≤100 mg/kg,酪胺含量應(yīng)限制在100~800 mg/kg,β-苯乙胺含量應(yīng)<30 mg/kg;荷蘭乳品協(xié)會(huì)推薦肉制品中組胺含量應(yīng)限定在100~200 mg/kg;我國(guó)目前只限定了鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品中組胺的含量,還沒有建立發(fā)酵肉制品中生物胺含量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),僅上海市制定了DB 31/2004—2012《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵肉制品》,其中規(guī)定組胺含量應(yīng)≤100 mg/kg。因此,盡快建立發(fā)酵肉制品的國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)確保我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品的安全性至關(guān)重要。
我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品種類繁多、分布地域廣、加工方式多樣化,這在一定程度上決定了其生物胺種類的多樣性。發(fā)酵肉制品中生物胺的種類和含量受到很多因素的影響,如原料肉、生產(chǎn)及貯藏的衛(wèi)生條件、溫度、含氧量、pH值、鹽含量、糖含量、添加物以及抑制生物胺形成和積累微生物的種類和數(shù)量等,在正常發(fā)酵條件下很難做到控制每一個(gè)影響因子,需要綜合采用上述措施以最大限度抑制生物胺的形成和積累。目前,我國(guó)僅針對(duì)部分發(fā)酵肉制品開展了優(yōu)良發(fā)酵菌種的篩選、生產(chǎn)工藝的優(yōu)化以及部分抑菌添加劑的開發(fā);同時(shí)發(fā)酵肉制品中生物胺限量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有待建立和完善。因此,在進(jìn)一步篩選優(yōu)良發(fā)酵菌種、改良生產(chǎn)工藝以及開發(fā)抑菌添加劑的基礎(chǔ)上,盡快制定出符合各類發(fā)酵肉制品的生物胺限量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于改善和提高我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品的安全性具有重要意義。
[1] 凌 靜.發(fā)酵肉制品的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].肉類研究,2007(10):5-7.
[2] 胡鵬,羅凱,陳光靜,等.食品中生物胺的研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2012,38(12):124-128.
[3] GREGORY S.P,NICHOLAS D.O,TARUNA I,et al.Histamine inhibits the melanin-concentrating hormone system:implications for sleep and arousal [J].Physiology,2014,592(10):2 183-2 196.
[4] ONAL A.A review:Current analytical methods for the determination of biogenic amines in foods [J].Food Chemistry,2007,103(7):1 474-1 486.
[5] WOHRL S,HEMMER W.Histamine intolerance-like symptoms in healthy volunteers after oral provocation with liquid histamine[J]. Allergy Asthma Proc,2004,25(2):305-311.
[6] 劉穎,王瑩,龍萃,等.植物多胺代謝途徑研究進(jìn)展[J].生物工程學(xué)報(bào),2011,27(2):147-153.
[7] 孫 霞,楊勇,鞏洋,等.市售四川香腸中生物胺含量比較分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015,41(10):147-151.
[8] 李思寧,唐善虎,王柳,等.四川區(qū)域自然發(fā)酵香腸及人工接種牦牛肉發(fā)酵香腸中生物胺含量的研究[J].2016,37(11):197-201.
[9] 王德寶,靳燁,蘇日娜,等.不同發(fā)酵劑對(duì)羊肉發(fā)酵香腸中生物胺的影響[J].食品科技,2014,39(12):138-141.
[10] 張海萍,李開雄,盧士玲,等.新疆熏馬腸中生物胺含量的調(diào)查[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2012,38(11):152-156.
[11] 胡斌,張孝剛,周楊.重組發(fā)酵火腿中生物胺含量的變化[J].肉類研究,2012,26(4):16-20.
[12] 廖國(guó)周,王桂瑛,曹錦軒,等.宣威火腿中生物胺的HPLC測(cè)定[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2011,37(12):130-132.
[13] 王新惠,白婷,李俊霞,等.發(fā)酵肉制品中組胺含量測(cè)定方法的比較[J].食品與機(jī)械,2015,31(3):37-39.
[14] 王新惠,張崟,王衛(wèi),等.四川腌臘肉制品食用安全性分析[J].食品工業(yè)科技, 2014,35(24):49-56.
[15] 陳玉峰,吳燕燕,李來(lái)好,等.腌干魚貯藏過(guò)程生物胺的變化及其貨架期研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2016,30(8):1 548-1 557.
[16] 張瀟,龔吉軍,唐靜,等.不同發(fā)酵劑與發(fā)酵條件對(duì)鲊魚生物安全性的影響[J].2016,37(4):205-210.
[17] 李宗軍.不同碳源對(duì)傳統(tǒng)酸肉中微生物菌群和生物胺的影響[J].食品工業(yè)科技,2006,5:78-84.
[18] MONTEL M.C.,MASSON F.,TALON R.Comparison of biogenic amine content in traditional and industrial French dry sausages[J]. Sciences des Aliments,1999,19(2):247-254.
[19] PARENTE E,MARTUSCELLI M,GARDINI F,et al.Evolution of microbial populations and biogenic amine production in dry sausages produced in Southern Italy[J].Journal of Applied Microbiology,2001,90(6):882-891.
[20] ANTONELLA L,EMILIA LB,ROSARIA D M,et al.Dry fermented sausages of southern Italy:A comparison of free amino acids and biogenic amines between industrial and homemade products[J].2012,77(4):170-175.
[21] EEROLA S.,MAIJALA R.,ROIG-SAGUéS A.X.,et al.Biogenic amines in dry sausages as affected by starter culture and contaminant amine-positive Lactobacillus[J]. Journal of Food Science,1996,61(6):1 243-1 246.
[22] EEROLA S,ROIG-SAGUéS A X,HIRVI T K,et al.Biogenic amines in Finnish dry sausages[J].Journal of Food Safety,1998, 18(2):127-138.
[23] BOVER-CID S,IZQUIERDO-PULIDO M,VIDAL-CAROU M C.Effect of proteolytic starter cultures of Staphylococcus spp. on biogenic amine formation during the ripening of dry fermented sausages[J].International Journal of Food Microbiology,1999, 46(2):95-104.
[24] BOVER-CID S,SCHOPPEN S,IZQUIERDO-PULIDO M,et al.Relationship between biogenic amine contents and the size of dry fermented sausages[J].Meat Science,1999,51(4):305-311.
[25] KOMPRDA T,NEZNALOVJ,STANDARA S,et al.Effect of starter culture and storage temperature on the content of biogenic amines in dry fermented sausages polièan[J].Meat Science,2001,59(3):267-276.
[26] HERNANDEZ-JOVER T,IZQUIERDO-PULIDO M,VECIANA-NOGUéS MT,et al.Biogenic amine and polyamine contents in meat and meat products[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1997,45(6):2 098-2 102.
[27] SHALABY A R.Survey on biogenic amines in Egyptian foods:sausages[J].Journal of Science and Food Agriculture,1993, 62(3):291-293.
[28] BOZKURT H,ERKMEN O.Formations of biogenic amines in Turkish style sausage during ripening and storage periods[J].Journal of Food Quality,2002,25(4):317-332.
[30] WANG X H,REN H Y,WANG W.Evaluation of key factors influencing histamine formation and accumulation in fermented sausages [J].Food Safety,2015,35(3):395-402.
[31] 盧士玲.傳統(tǒng)中式香腸中生物胺產(chǎn)生及其控制技術(shù)的研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[32] 陳穎.傳統(tǒng)中式香腸中生物胺生物控制技術(shù)的研究[D].石河子:石河子大學(xué),2011.
[33] 李蕊婷,盧士玲,李開雄,等.新疆熏馬腸中產(chǎn)氨基酸脫羧酶優(yōu)勢(shì)細(xì)菌的分離及鑒定[J].現(xiàn)代食品科技,2014,9(1):52-65.
[34] 錢茜茜,吳燕燕,魏涯,等.海鱸魚腌制過(guò)程中產(chǎn)胺菌的分離篩選與生物學(xué)特性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2016,42(1):70-75.
[35] BOVER-CID S,HUGAS M,IZQUIERDO-PULIDO M,et al.Amino acid-decarboxylase activity of bacteria isolated from fermented pork sausages[J].International Journal of Food Microbiology,2001,66(3):185-189.
[36] DURLU-?ZKAYA F,AYHAN K,VURAL N.Biogenic amineproduced by Enterobacteriaceae isolated from meat products[J].Meat Science,2001,58(2):163-166.
[37] BOVER-CID S,HUGAS M,IZQUIERDO-PULIDO M.Amino acid-decarboxylase activity of bacteria isolated from fermented pork sausages[J].International Journal of Food Microbiology,2001,66(3):185-189.
[38] PEREIRA C I,BARRETO CRESPO M T,SAN ROMO MV.Evidence for proteolytic activity and biogenic amines production in Lactobacillus curatus and L.homohiochii[J].International Journal of Food Microbiology,2001,68(3):211-216.
[39] MONTEL M C,MASSON F,TALON R.Comparison of biogenic amine content in traditional and industrial French dry sausages[J]. Sciences des Aliments,1999,19(2):247-254.
[40] MAIJALA R,EEROLA S.Contaminant lactic acid bacteria of dry sausages produce histamine and tyramine[J].Meat Science, 1993,35(3):387-395.
[41] MARTUSCELLI M,CRUDELE M A,GARDINI F,et al.Biogenic amine formation and oxidation by Staphylococcus xylosus strains from artisanal fermented sausages[J].Letters in Applied Microbiology,2000,31(3):228-232.
[42] SILLA SANTOS M H.Amino acid decarboxylase capability of microorganisms isolated in Spanish fermented meat products[J]. International Journal Food Microbiology,1998,39(3):227-230.
[43] GARDINI F,MARTUSCELLI M,CRUDELE MA.Use of Staphylococcus xylosus as a starter culture in dried sausages: effect on the biogenic amine content[J].Meat Science,2002,61(3):275-283.
[45] 孫霞,楊勇,鞏洋,等.發(fā)酵香腸中生物胺控制技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2015,36(11):373-388.
[46] 周星宇.鮐魚原料及其腌制品的脂肪氧化與組胺控制技術(shù)研究[D].寧波:寧波大學(xué),2010.
[47] 張春江,楊君娜,王芳芳,等.肉制品中生物胺產(chǎn)生與控制研究進(jìn)展[J].中國(guó)食品與營(yíng)養(yǎng),2010(7): 17-20.
[48] 王翔,盧士玲,徐幸蓮,等.發(fā)酵肉制品中生物胺的形成及影響因素研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2010,36(11):133-136.
[49] 陳穎,盧士玲,李開雄.傳統(tǒng)中式香腸成熟過(guò)程中生物胺的生物控制[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2011,37(1):158-161.
[50] 吳燕燕,錢茜茜,李來(lái)好,等.三種添加物對(duì)咸魚加工貯藏過(guò)程中生物胺的抑制效果分析[J].食品科學(xué),2016,網(wǎng)絡(luò)預(yù)發(fā)表.
[51] 陸永梅.發(fā)酵食品中生物胺的檢測(cè)與控制[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
[52] 馬宇霞,盧士玲,李開雄,等.發(fā)酵劑對(duì)熏馬腸成熟過(guò)程中生物胺含量變化的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2014,40(2):55-59.
[53] 朱志遠(yuǎn),徐幸蓮,李虹敏,等.不同發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸生物胺含量的影響[J].肉類研究,2009,35(8):133-137.
[54] 譚李紅.中式干發(fā)酵香腸中生物胺含量的影響因素與控制[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2005.
[55] 孫霞,鞏洋,楊勇,等. 混合菌種發(fā)酵生產(chǎn)低酸度川味香腸加工過(guò)程中生物胺含量的變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015,41(6):81-87.
[56] 劉玉晗,盧士玲,陸靜,等.乳酸菌中生物胺氧化酶菌株的篩選[J].現(xiàn)代食品科技,2016,32(4):106-113.
[57] 鄧紅梅,盧士玲,李開雄.傳統(tǒng)中式香腸中產(chǎn)生物胺氧化酶菌的分離鑒定[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2012(2):57-60.
[58] 馬宇霞,盧士玲,李開雄,等.熏馬腸中生物胺氧化酶菌株的篩選與鑒定[J].現(xiàn)代食品科技,2014,30(5):49-55.
[59] 吳燕燕,錢茜茜,陳玉峰,等.咸魚中生物胺降解菌的篩選與降解特性研究[J].食品工業(yè)科技,2016,37(18):doi:10133861j.issn1002-0306.2016.18.025.
Research progress of biogenic amines in Chinese traditional fermented meat products
RAN Chu-xia1,2*,CHEN Guang-jing3
1(Department of Medical Technology, Chongqing Three Gorges Medical College, Chongqing 404020, China) 2(Chongqing Engineering Research Center of Antitumour Natural Drugs, Chongqing 404020, China) 3(School of Food Science, Univerisity of Southwest,Chongqing 400715,China)
The traditional fermented meat in china is well received by consumers. It’s a type of meat product with special flavor, color, texture and longer shelf life, which fermented under natural conditions. A series of biochemical and physicochemical changes occur in raw meat through the role of microorganisms. Biogenic amine is a kind of organic compounds with biological activity, which containing nitrogen and low molecular weight. It’s produced by microbial decarboxylation of amino acid or amination reaction of aldehyde and ketone compounds. An excessive intake will induce adverse reactions. Biogenic amines are mainly found in fermented foods with high protein content. Therefore, high concentrations of biogenic amines may also be found in fermented meat products. This review summaries the limited standard of biogenic amines in Chinese traditional fermented meat products, biogenic amines formation and accumulation conditions and influencing factors, thus provide reference for reducing the content of biogenic amines in traditional fermented meat products.
Chinese traditional fermented meat; biogenic amines; research progress
10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703048
碩士研究生,講師(本文通訊作者,E-mail:chunxiaran@126.com)。
重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KJ1502608)
2016-09-17,改回日期:2016-11-10