◎陳巧迎

（陜西國際商貿(mào)學(xué)院管理學(xué)院，陜西 西安 712046）

1 生物胺的形成

生物胺是微生物在生長過程中合成的具有生物活性的非蛋白胺類物質(zhì)，生物胺的來源主要包括發(fā)酵食品原料（如大豆、小麥、玉米、水稻、花生等）和在發(fā)酵過程產(chǎn)生（如接種乳酸菌）。在微生物合成過程中，有一條相對獨立的代謝途徑，即首先進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成，然后在生物酶作用下，通過脫羧脫氨基產(chǎn)生生物胺。蛋白質(zhì)是發(fā)酵食品中主要的生物胺前體物質(zhì)。微生物在生長過程中，蛋白質(zhì)可以通過脫氨作用直接生成生物胺；也可以通過代謝途徑合成生物胺，如在丙酸脫羧酶、色氨酸合成酶和異戊二烯轉(zhuǎn)移酶等作用下合成生物胺。一般情況下，植物蛋白在微生物生長過程中不易產(chǎn)生生物胺[1]。此外，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的一些物質(zhì)也是生物胺的前體物質(zhì)。如乳酸菌中存在色氨酸循環(huán)代謝途徑和谷氨酸代謝途徑，分別能在丙酸脫羧酶和異戊二烯轉(zhuǎn)移酶作用下，通過脫羧反應(yīng)生成色氨酸和谷氨酸。

2 生物胺的檢測方法

生物胺的檢測方法主要包括微生物法、高效液相色譜法和毛細(xì)管電泳法。微生物測定法包括培養(yǎng)基倍比稀釋法、生物素-生物氫過氧化物酶聯(lián)免疫吸附試驗等。生物素-生物氫過氧化物酶聯(lián)免疫吸附試驗是一種用于食品中生物胺測定的快速方法，其檢測靈敏度高、結(jié)果穩(wěn)定可靠，但需使用生物胺標(biāo)準(zhǔn)品，試劑耗量大、測定成本高，且所需樣品前處理步驟多、操作繁瑣。高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法具有快速、靈敏等優(yōu)點，但需要使用標(biāo)準(zhǔn)品，試劑耗量大、前處理過程復(fù)雜。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是一種多組分同時分析方法，可以同時檢測多個生物胺化合物的存在，無需標(biāo)準(zhǔn)品即可定量檢測，操作簡單快捷。電泳法具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點，但需要使用生物胺標(biāo)準(zhǔn)品及緩沖液。

3 發(fā)酵食品中生物胺的防控策略

3.1 改善發(fā)酵條件

微生物的生長繁殖離不開適宜的環(huán)境條件，可通過調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、 pH值、鹽濃度、水分含量等發(fā)酵條件來實現(xiàn)對生物胺的調(diào)控。低溫有利于維持發(fā)酵劑的穩(wěn)定性，減少生物胺產(chǎn)生。趙雪等利用低溫和低pH值技術(shù)分別將大豆接種至含3%（v/v）食鹽的泡菜缸中，能有效降低泡菜中生物胺含量。采用不同溫度發(fā)酵能明顯提高發(fā)酵劑中生物胺的含量，研究表明，25 ℃和30 ℃發(fā)酵條件下，大豆發(fā)酵劑中生物胺產(chǎn)率較高。當(dāng)發(fā)酵時間為30 d時，大豆發(fā)酵劑中生物胺含量僅為0.13 mg·（100 g）-1。在溫度10 ℃~20 ℃條件下，乳酸菌均可較好地生長繁殖，但不同種類的乳酸菌生長情況不同。將接種量為6%的乳酸菌接種至5%（v/v）食鹽溶液中時，乳酸菌產(chǎn)生的生物胺產(chǎn)率較高。不同類型的鹽對微生物生長有較大影響[2]。通過對東北黑木耳進(jìn)行鹽脅迫實驗發(fā)現(xiàn)，鹽度增加可促進(jìn)黑木耳中生物胺的產(chǎn)生。鹽度越高，黑木耳中生物胺產(chǎn)率越高。當(dāng)鹽度達(dá)到50%時，黑木耳中生物胺產(chǎn)量為3.45 mg·（100 g）-1。黑木耳鹽脅迫處理后，黑木耳中生物胺含量增加至5.33 mg·（100 g）-1。在發(fā)酵過程中添加0.05%（v/v）的蔗糖能夠有效降低發(fā)酵食品中生物胺含量。蔗糖可以增加黑木耳中胺的含量且使之降低。此外，高鹽對微生物生長有一定的抑制作用，可適當(dāng)增加發(fā)酵時間來降低生物胺含量。低溫和低pH值也有利于減少生物胺含量，主要是由于低溫下微生物生長繁殖緩慢、代謝水平較低、蛋白質(zhì)分解作用弱、氨基酸合成能力差以及低pH值抑制了生物胺的合成。趙雪等通過對傳統(tǒng)發(fā)酵香腸進(jìn)行低溫和低pH值處理后發(fā)現(xiàn)，在發(fā)酵過程中生物胺產(chǎn)率提高，且其含量無明顯變化。上述研究表明微生物對發(fā)酵環(huán)境溫度和鹽度等因素敏感，可以通過改變發(fā)酵環(huán)境來調(diào)控微生物的生長和繁殖從而實現(xiàn)生物胺的減少。

3.2 降低微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵法是目前發(fā)酵食品工業(yè)中最常見的控制生物胺的方法，但操作復(fù)雜、成本高和易受環(huán)境因素影響等問題，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。目前，國內(nèi)外已有研究人員開發(fā)出了許多控制生物胺含量的新方法。例如，通過降低發(fā)酵溫度可以有效降低食品中生物胺含量，其中，溫度降低到20 ℃以下時，生物胺生成量最低（減少了約65%）。在食品工業(yè)中常采用的降低發(fā)酵溫度的方法如增加發(fā)酵時間、添加保水劑、使用可將生物胺降解為游離氨基酸的酶等。除此之外，還可以通過使用具有生物胺降解能力的菌種進(jìn)行發(fā)酵來降低食品中生物胺含量，目前已有研究人員研發(fā)出了多種可以有效降低發(fā)酵食品中生物胺含量的菌株。

3.3 促進(jìn)有機(jī)酸的形成

在食品中加入外源酸可以提高產(chǎn)品的風(fēng)味，改善產(chǎn)品的品質(zhì)，同時還能夠降低生物胺的產(chǎn)生。研究表明，乳酸菌和酵母菌都可以將乳酸轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，而植物乳桿菌可以將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為氨基酸。Yang等在泡菜中添加不同量的有機(jī)酸，研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸能夠顯著降低泡菜中生物胺含量，添加3 g·L-1葡萄糖酸內(nèi)酯的泡菜中，生物胺含量從1 761 μg·g-1降至482 μg·g-1。Gilbert等通過添加蘋果酸或蘋果汁可以明顯抑制生物胺的形成。Min等在泡菜中添加3 g·L-1的檸檬酸、蘋果汁和果糖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3 g·L-1檸檬酸可以顯著抑制生物胺的形成，而蘋果汁和果糖可以提高食品中生物胺含量。除了含有氨基酸的有機(jī)酸外，還可能含有其他具有生物活性的物質(zhì)，如有機(jī)酸根離子、游離氨基酸、糖苷以及芳香族化合物等。盡管利用外源酸可以有效抑制生物胺的產(chǎn)生，但是，由于其具有一定的副作用且安全性低等缺點而限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前利用外源酸抑制生物胺含量主要采取2種方法：①通過添加食品添加劑或使用合成菌株來產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)酸，如草酸、琥珀酸和蘋果酸鹽等[3]。②采用微生物發(fā)酵或酶法催化的方式使游離氨基酸轉(zhuǎn)化為氨基酸。然而這兩種方法均存在一定弊端，如食品添加劑法容易破壞食品中營養(yǎng)成分、導(dǎo)致食品安全問題，而酶法產(chǎn)酸過程中可能會產(chǎn)生有害物質(zhì)。

3.4 降低菌體中蛋白水解酶的活性

蛋白質(zhì)水解酶是分解食物蛋白質(zhì)的關(guān)鍵酶，其活性高低與生物胺含量直接相關(guān)。Dzykosz等發(fā)現(xiàn)，大豆中的生物胺主要來源于菌體中的蛋白酶，抑制蛋白酶活性可以降低生物胺產(chǎn)生量。同時，微生物也會通過合成相關(guān)酶抑制生物胺合成。例如，甲硫氨酸脫羧酶（MEP）和半胱氨酸脫羧酶（CBS）等，生物胺合成酶對生物胺合成有顯著影響，當(dāng)MEP活性低時，生物胺含量較高；當(dāng)CBS活性低時，則降低了MEP和CBS的合成，從而降低了生物胺含量。在微生物生長繁殖過程中，許多細(xì)菌會利用蛋白水解酶分解蛋白質(zhì)，釋放出游離氨基酸。這些氨基酸有很強(qiáng)的生物活性，如可以在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)變成生物胺。在發(fā)酵過程中，由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在大量的羧基和羥基，會在蛋白水解酶的催化下生成氨和硫胺。當(dāng)發(fā)酵原料中存在大量的含氮物質(zhì)時，發(fā)酵產(chǎn)品中將產(chǎn)生大量生物胺。降低菌體內(nèi)蛋白質(zhì)水解酶活性的方法有2種：①抑制蛋白水解酶。②向菌體中添加蛋白酶抑制劑。其中，蛋白酶抑制劑可以通過阻止生物胺水解，從而降低食品中生物胺含量。在生物胺脫除方法的選擇上，有研究表明，添加適量的蛋白酶抑制劑（如胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶等）可以有效降低發(fā)酵產(chǎn)品中生物胺含量。

3.5 抑制微生物生長

控制微生物生長可通過外源添加物質(zhì)和改變微生物代謝途徑來實現(xiàn)。在食品加工過程中，化學(xué)抑制劑和生物抑制劑均能抑制微生物生長，降低食品中的生物胺含量?；瘜W(xué)抑制劑主要包括添加防腐劑和使用高效防腐劑。常用的防腐劑有苯甲酸（化學(xué)合成）、山梨酸（天然存在）、三氯乙酸（天然存在，不產(chǎn)生生物胺）。食品中的微生物會利用食物中的有機(jī)酸、糖類、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)作為碳源和能源，在代謝過程中產(chǎn)生大量生物胺，會導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生怪味，同時還會引起過敏反應(yīng)[4]。為了避免使用苯甲酸作為食品防腐劑，可以使用高效防腐劑如三氯乙酸來替代苯甲酸，提高安全性。生物抑制劑是指通過改變微生物的代謝途徑來控制微生物生長的一類物質(zhì)。常見的生物抑制劑有季胺鹽類（C6H9N）、蛋白酶抑制劑（GAP、 SG等）、羧酸酯酶抑制劑（ACD、 Lys等）、其他類化合物（2-脫氫-D-吡喃酮羧酸、D-吡喃半乳糖苷）。季胺鹽類和蛋白酶抑制劑均可有效抑制微生物的生長。其中，季胺鹽類對酵母菌和霉菌等有較好的抑制作用，在乳酸菌中添加1%的季胺鹽或2%的蛋白酶抑制劑，可顯著降低發(fā)酵乳中生物胺的含量。GAP能抑制酵母菌生長、提高產(chǎn)乳酸能力、增強(qiáng)抗氧化能力、提高生物量和降低pH值。另外，研究表明Lys可以抑制乳酸菌生物胺含量30%。SG也能顯著降低乳飲料中生物胺含量。目前研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌可以利用植物來源的非營養(yǎng)物質(zhì)來促進(jìn)生長，但植物來源的非營養(yǎng)物質(zhì)會影響微生物代謝過程并破壞發(fā)酵過程。因此，需要建立一種新的策略來控制發(fā)酵食品中生物胺含量，該策略不僅要避免生物胺和其它有害物質(zhì)的產(chǎn)生，而且要保證食品風(fēng)味和質(zhì)量，以滿足消費(fèi)者的需求。

3.6 調(diào)整微生物群落結(jié)構(gòu)

微生物群落結(jié)構(gòu)對發(fā)酵食品中生物胺含量的影響已經(jīng)成為近年來的研究熱點，研究表明，添加乳酸或乙酸可顯著降低發(fā)酵食品中生物胺含量，這主要是因為乳酸菌產(chǎn)生的乳酸和乙酸主要是由于其發(fā)酵過程中產(chǎn)酸的影響，而產(chǎn)生物胺菌株則在乳酸和乙酸發(fā)酵過程中產(chǎn)生了一定的生物胺。此外，對酵母菌進(jìn)行低溫和高鹽處理后可以使其在短時間內(nèi)大量死亡，從而降低了生物胺的產(chǎn)生[5]。然而，利用低溫或高鹽處理后微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，這是由于在低溫和高鹽條件下會使微生物的活性受到抑制。

4 結(jié)語

綜上所述，可通過調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度、pH值、鹽濃度、水分含量等發(fā)酵條件來實現(xiàn)對生物胺的調(diào)控。實驗表明，低溫和低pH值有利于減少生物胺含量；另外，降低發(fā)酵溫度、加入外源酸可以明顯抑制生物胺的形成；添加適量的蛋白酶抑制劑可以有效降低發(fā)酵產(chǎn)品中生物胺含量。在發(fā)酵過程中加入其它菌株也可以調(diào)控微生物群落結(jié)構(gòu)達(dá)到降低生物胺含量的目的。降低食品中生物胺的含量可以，可以提高食品的安全性和品質(zhì)。