孟祥平,張普查
(烏蘭察布職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古烏蘭察布012000)
生物胺(Biogenic Amine,BA)是一類(lèi)具有生物活性含氮的低分子量有機(jī)化合物的總稱(chēng),根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為脂肪胺、芳香胺和雜環(huán)胺,據(jù)其組成成分又可以分為單胺和多胺[1]。生物胺在動(dòng)植物體內(nèi)自然存在,有各種生理功能,單胺類(lèi)如兒茶酚胺和色胺是具有潛在效應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)[2],多胺參與生長(zhǎng)和細(xì)胞增殖[3-5]。微量的生物胺對(duì)機(jī)體有利,但當(dāng)機(jī)體內(nèi)生物胺達(dá)到一定濃度時(shí)就具有毒性作用。翟紅蕾等研究表明生物胺是強(qiáng)致癌物亞硝胺合成的前體,是造成食物中毒的重要因素之一[6]。近幾年有關(guān)生物胺引起食物中毒事件時(shí)有發(fā)生,各國(guó)對(duì)食品中生物胺含量的安全性指標(biāo)都有規(guī)定。本文就食品中生物胺的存在情況、最新檢測(cè)方法及控制技術(shù)進(jìn)行闡述。
大部分食品中都含有生物胺,隨食品種類(lèi)不同生物胺種類(lèi)和含量大不相同。Favaor等對(duì)肉制品中生物胺進(jìn)行檢測(cè),鮮肉中含有少量的酪胺、亞精胺和精胺,發(fā)酵香腸和干腌肉制品中主要含有酪胺、腐胺和尸胺[7]。趙中輝等檢測(cè)9種常見(jiàn)水產(chǎn)品中生物胺的含量,鮮活水產(chǎn)品中僅含少量的精胺和亞精胺,20℃儲(chǔ)藏3 d后的水產(chǎn)品生物胺總量升高,酪胺、腐胺、尸胺、組胺被檢測(cè)出[8]。陳宏靖等對(duì)市售葡萄酒、啤酒中的生物胺進(jìn)行檢測(cè),兩種產(chǎn)品均都含有生物胺,葡萄酒中腐胺、酪胺含量高,啤酒中腐胺含量高[9]。黎姍姍等研究龍眼干白葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中8種生物胺含量變化,發(fā)現(xiàn)酒精發(fā)酵過(guò)程生物胺含量低沒(méi)有增加趨勢(shì),而蘋(píng)乳發(fā)酵過(guò)程中生物胺含量呈增加趨勢(shì),且生物胺含量的變化不受其對(duì)應(yīng)氨基酸含量變化的影響[10]。
目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)食品中生物胺進(jìn)行定性和定量分析的方法以高效液相色譜為主,另外還有毛細(xì)管電泳、氣相色譜、薄層色譜、生物傳感器等[11]。
2.1.1 反向液相色譜法(RP-HPLC)
RP-HPLC法在現(xiàn)代液相色譜中應(yīng)用最為廣泛,它具有柱效高、分離效率高、分析速度快、靈敏度高、定量分析準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),適合分離非極性和極性較弱的化合物,因此,大部分學(xué)者將其作為分析食品中生物胺的主要方法。生物胺本身沒(méi)有紫外吸收或熒光發(fā)色特性,需要進(jìn)性衍生化處理,常用的衍生劑有丹酰氯(Dns-C1)、丹磺酰氯、苯甲酰氯、熒光胺(FA)、鄰苯二醛(OPA)等。丹酰氯和苯甲酰氯等多作為柱前衍生劑,而熒光胺和OPA作為柱后衍生劑[12]。常用的RP-HPLC檢測(cè)器有紫外檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器、二極管陣列檢測(cè)器等。楊賢慶等[13]利用熒光檢測(cè)器,采用丹酰氯柱前衍生高效液相色譜法譜對(duì)8種生物胺的衍生條件進(jìn)行分析,確定最優(yōu)衍生條件:丹酰氯的質(zhì)量濃度為所測(cè)生物胺質(zhì)量濃度的10倍,pH 11.0,衍生溫度為40℃,衍生時(shí)間為45 min。
張慧等采用丹磺酰氯柱前衍生、二極管陣列檢測(cè)的RP-HPLC法同時(shí)測(cè)定香腸中6種生物胺含量,固定相為C18色譜柱,柱溫25℃,流動(dòng)相A為0.1%乙酸銨水溶液,流動(dòng)相B為甲醇,流速0.8 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm,該方法對(duì)6種生物胺的分離具有良好的線性相關(guān)性,腐胺、亞精胺、尸胺和酪胺檢測(cè)限均為0.8 μg/mL,組胺和精胺均為 4 μg/mL[14]。蔡成崗等采用同樣的方法對(duì)魚(yú)產(chǎn)品中5中生物胺進(jìn)行了測(cè)定,檢出限為0.8 μg/mL[15]。范春艷等采用RP-HPLC法對(duì)葡萄酒中生物胺分離分析,該研究以丹磺酰為柱前衍生劑,C18色譜柱為固定相,乙腈和水為流動(dòng)相,采用紫外檢測(cè)器,柱溫25℃,檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm,此條件下生物胺能被很好分離,回收率≥88%,最低檢測(cè)限為0.01 mg/L~0.1 mg/L[16]。
2.1.2 離子色譜(IC)
IC法是一種液相色譜法,可用于分析陰離子、陽(yáng)離子、極性及部分弱極性的有機(jī)化合物。IC具有分析速度快、靈敏度高、選擇性好、樣品用量少、能同時(shí)分析多個(gè)樣品等特點(diǎn)。IC的檢測(cè)器有兩大類(lèi),即電化學(xué)檢測(cè)器和光學(xué)檢測(cè)器[17]。生物胺在酸性溶液中呈陽(yáng)性,帶正電荷,可用陽(yáng)離子色譜柱進(jìn)行分離。IC分析生物胺不需要衍生處理。陳慶勝用IC法對(duì)火腿腸中五種生物胺進(jìn)行檢測(cè),樣品采用水超聲提取,陽(yáng)離子交換色譜柱分離,抑制電導(dǎo)檢測(cè),柱溫30℃,流速1 mL/min,以甲基磺酸為淋洗液,進(jìn)行梯度淋洗,五種生物胺在0.2 mg/kg~6 mg/kg范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好線性關(guān)系,作者還考察常見(jiàn)六種陽(yáng)離子對(duì)生物胺的影響,發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)六種陽(yáng)離子與五種生物胺能較好分離,不會(huì)干擾生物胺測(cè)定[18]。
2.1.3 膠束液相色譜(MLC)
MLC法是使用高于臨界膠束濃度(CMC)的表面活性劑溶液(陰離子、陽(yáng)離子或非離子)作流動(dòng)相[19]。MLC是一種有效的測(cè)定生物活性物的方法,有很多優(yōu)勢(shì),如膠束流動(dòng)相具有毒性小、消耗費(fèi)用低、選擇性高等優(yōu)點(diǎn),且能夠彌補(bǔ)一些傳統(tǒng)液相色譜流動(dòng)相的不足。有關(guān)膠束液相色譜法測(cè)定食品中生物胺的報(bào)道還不多。Paleologos等用MLC從魚(yú)產(chǎn)品中成功分離出尸胺、腐胺、酪胺、精胺等9種生物胺,并對(duì)其進(jìn)行了定性和定量分析[20]。Burcu用MLC法對(duì)生物胺測(cè)定及分離,同時(shí)研究MLC法測(cè)定生物胺的技術(shù)參數(shù)[21]。
CE法是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的分離分析技術(shù),具有靈敏度高、樣品用量少、分離速度快、成本低等特點(diǎn)。CE法與HPLC法、IC法相比,檢出限較高,重現(xiàn)性較差[22]。在生物胺檢測(cè)中,毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)和膠束電動(dòng)色譜(MEC)應(yīng)用較為普遍。干寧等采用膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜同時(shí)檢測(cè)魚(yú)肉中7種生物胺,樣品用過(guò)氯酸萃取,苯甲酰氯衍生化,以含0.06 moL/L脫氧膽酸鈉的0.02 moL/L硼酸-甲醇混合液為電泳介質(zhì),電壓25 kV,溫度25℃,檢測(cè)波長(zhǎng)214 nm,7種生物胺的濃度與其峰面積在一定范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,檢出限除組胺外為15 μg/mL,作者還將此法與HPLC進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)有如下優(yōu)勢(shì):一是不受苯甲酸衍生物干擾,二是最低檢測(cè)限低[23]。
GC法是近30年發(fā)展的分離分析技術(shù),用于對(duì)混合物各組分進(jìn)行定性、定量分析,對(duì)食品中生物胺的檢測(cè)報(bào)道少。Awan等采用GC-MS定量檢測(cè)了肉類(lèi)、奶酪中的腐胺和尸胺,該檢測(cè)以三氟乙酰丙酮為衍生化試劑,檢測(cè)重現(xiàn)性和靈敏度高[24]。
除了上述幾種檢測(cè)方法外,筆者對(duì)生物胺的其他檢測(cè)方法如薄層色譜、免疫分析法、熒光分析法、流動(dòng)注射分析法、微生物法和分子生物學(xué)方法、生物傳感器法等進(jìn)行分析。TCL法儀器簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品,但精度、重現(xiàn)性差。免疫分析法分析時(shí)間短,可同時(shí)分析幾個(gè)樣品,但目前多用于對(duì)組胺的分析。麻麗丹[25]采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)和紫外分光光度法檢測(cè)鹽漬鳀魚(yú)中的組胺含量,兩種方法檢測(cè)結(jié)果吻合,ELISA法更適合快速檢測(cè)組胺含量低的樣品。流動(dòng)注射分析法不需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理,但是需要控制載流試劑的濃度以確保待測(cè)物檢測(cè)的特異性。熒光光度法僅適用于對(duì)組胺進(jìn)行分析。歐遠(yuǎn)等以乙酸溶液為提取劑,采用離子交換樹(shù)脂柱分離組胺,偶氮試劑為顯色劑,用熒光光度計(jì)測(cè)定了魚(yú)產(chǎn)品中的組胺含量,測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.95%~3.34%,組胺平均回收率為98%~100%,能夠滿(mǎn)足水產(chǎn)品中組胺檢測(cè)的要求[26]。微生物法和分子生物學(xué)方法只能進(jìn)行定性分析。生物傳感器法存在著制造難、成本高及保存等問(wèn)題,目前處于研究階段。
新鮮的原料肉中生物胺的含量低,但經(jīng)過(guò)貯存或加工后,生物胺的種類(lèi)及含量會(huì)發(fā)生很大改變。食品中生物胺主要是由微生物產(chǎn)生的脫羧酶催化氨基酸脫羧而產(chǎn)生。生物胺的產(chǎn)生需要具備三個(gè)條件,一是存在產(chǎn)生生物胺的前體物質(zhì),即自由氨基酸,但不一定總是導(dǎo)致生物胺的產(chǎn)生;二是存在分泌氨基酸脫羧酶的微生物;三是有適宜的環(huán)境條件,有利于微生物的生長(zhǎng)、脫羧酶的合成及活性的提高[27]。因此,可以通過(guò)抑制相關(guān)微生物的生長(zhǎng)繁殖抑制生物胺的生成。主要控制技術(shù)及措施有:(1)控制原材料及加工環(huán)境的衛(wèi)生;(2)選擇合適的生產(chǎn)工藝條件[28],并加強(qiáng)對(duì)工藝條件的控制,如對(duì)pH、溫度、含鹽度的控制;(3)加強(qiáng)外部條件控制,包括合理使用添加劑,如在肉品中添加適量的防腐劑、保鮮劑可以抑制生物胺的產(chǎn)生;采用超高壓處理、低溫貯藏、輻照、真空包裝等也可以抑制生物胺的產(chǎn)生[29]。(4)選擇優(yōu)良的發(fā)酵劑。
食品特別是蛋白含量豐富的水產(chǎn)品、肉類(lèi)制品中生物胺含量高,存在潛在危害性,因此食品中生物胺的檢測(cè)方法及控制技術(shù)的研究很重要。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)食品中生物胺檢測(cè)方法進(jìn)行了大量的探索,但大部分方法在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定問(wèn)題。目前,HPLC法在生物胺的檢測(cè)中使用廣泛,但該法檢測(cè)量小,一次僅能檢測(cè)一個(gè)樣品,成本高,對(duì)一般性企業(yè)適用性不強(qiáng),因此,研究開(kāi)發(fā)一種快捷、簡(jiǎn)單的、低成本的、可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品的在線檢測(cè)的方法或系統(tǒng)很有必要。食品中生物胺的形成條件之一是微生物的大量生長(zhǎng)繁殖,而微生物大量生長(zhǎng)繁殖會(huì)導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì),可見(jiàn)生物胺的形成和食品質(zhì)量密切相關(guān),因此研究生物胺的產(chǎn)生機(jī)制及控制技術(shù)、生物胺的含量和食品質(zhì)量之間相關(guān)性對(duì)食品質(zhì)量安全控制很必要。
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