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发酵肉制品中生物胺的形成及影响因素研究进展
现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2024/3/13 13:47:37 关注：133 评论： 我要投稿
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发酵肉制品是指用微生物在一定条件下，将原料肉中的蛋白质或脂肪转化为具有风味的发酵产物，如：火腿、香肠、腊肉等。发酵肉制品是传统发酵肉制品的代表，具有良好的风味和口感。生物胺是一类含氮化合物，在微生物作用下可以合成、分解或脱氨等代谢途径，生物胺主要由氨基酸脱羧酶催化氨基与其他含氮物质结合形成。生物胺是一类广泛存在于自然界中的有机化合物，其可引起人体过敏反应、神经毒性、神经系统病变等。发酵肉制品是目前国内外研究的热点，对其生产过程中生物胺含量变化的研究有助于更好地控制发酵肉制品的品质。
一、发酵肉制品中生物胺的形成
（一）发酵过程中的细菌酶作用产生的生物胺
在发酵肉制品中，细菌酶是形成生物胺的主要因素。细菌在代谢过程中，可以产生大量的有机酸、生物胺及氨基酸，从而分解蛋白质产生大量的氨。酶本身具有多种催化作用，如分解氨基酸和氨基氮（氨）等。研究发现，发酵过程中由于细菌的代谢作用产生的生物胺种类较多。其中有一些是由微生物本身产生，也有一部分是由发酵肉制品中其他细菌合成。
从目前已报道的乳酸菌、双歧杆菌等发酵肉制品中的生物胺组分分析看，其形成的主要因素是细菌酶。由发酵剂产生的酶在一定条件下会通过水解蛋白质而产生生物胺，如酸水解蛋白、酪胺等，而发酵肉制品中其它细菌通过代谢活动也可以合成生物胺，如丙氨酸、甲硫氨酸、组氨酸等。
（二）肉制品加工条件的影响
许多肉制品加工过程中的条件也会对生物胺的形成产生影响。例如，温度过高会导致酵母菌、细菌过度生长，从而使产品中生物胺含量升高。同时，盐和糖的添加量也会影响生物胺的产生。在发酵肉制品中添加糖和盐有助于控制微生物生长，但对生物胺的形成没有显著影响。在发酵肉制品中， pH值是影响生物胺形成的主要因素，当 pH值低于4.5时，发酵肉制品中的生物胺会被分解；而当 pH值高于5.5时，生物胺不易分解。
此外，添加亚硝酸盐也会促进微生物生长、生物胺生成。在发酵肉制品中添加亚硝基二乙胺（NDEA）是抑制微生物生长和促进生物胺生成的最有效措施。研究表明，添加 NDEA会导致发酵肉制品中生物胺含量显著增加。
（三）储存时间的影响
发酵肉制品的储存时间与生物胺含量的关系，主要是由于发酵肉制品中生物胺组分的作用，包括微生物生长、产物积累、细胞裂解、降解酶活性增加和细胞结构变化等。在发酵肉制品的储存过程中，微生物的生长繁殖及产物积累等因素会引起生物胺含量的变化，主要原因是：（1）微生物生长繁殖及产物积累：生物胺主要存在于微生物体内，如一些细菌产生的某些胺类化合物可在细胞内大量积累，形成生物胺前体物质。如乳酸菌产生的腐胺、尸胺及腐胺等可以在细菌内大量积累，最终形成生物胺。（2）产物积累：一些氨基酸经过微生物降解、脱羧基和脱氨基等反应后生成生物胺。如酪胺酸在乳酸菌中被脱羧生成酪胺酸；精氨酸经微生物脱羧基作用生成精氨酸，精氨酸经脱氨基作用生成精胺；甘氨酸经脱氨基作用生成甘氨酸氨基甲酸酯，经脱氨基反应生成胺基甲酰氨。
二、发酵肉制品中生物胺的影响因素
（一）微生物
生物胺的产生是微生物作用的结果，微生物在发酵肉制品中主要有两种类型，一种是乳酸菌，另一种是酵母菌。乳酸菌和酵母菌都可以产生生物胺。乳酸菌可以产生多胺类脂类和氨基酸，并在发酵过程中产生大量的乳酸。乳酸菌发酵肉制品中的生物胺主要来自于其代谢产物和体内代谢物。酵母菌对食品中生物胺的产生有很大影响，它们可以转化胺类物质，同时也能抑制胺类物质的产生。所以酵母菌在发酵肉制品中的作用是不可忽视的，但由于酵母菌对食品品质有一定影响，所以需要研究如何控制酵母菌对发酵肉制品品质的影响。目前最有效控制生物胺形成的方法是优化发酵工艺，添加生物胺降解酶，使用腐败微生物抑制剂，严格控制食品储存条件以及使用低毒高效生物胺类防腐剂来代替。
（二）蛋白质
蛋白质在发酵肉制品中的生物胺形成过程中起着至关重要的作用。蛋白质是生物胺的主要前体物质，发酵肉制品中生物胺的含量与蛋白质的含量呈正相关。在发酵肉制品中，微生物将氨基酸转化为生物胺，而蛋白质本身则不能被微生物利用，因此生物胺的产生与蛋白质含量呈正相关。
发酵肉制品中，蛋白质是主要的生物胺前体物质，它可为生物胺的形成提供底物和能量。氨基酸脱羧酶和羧基转氨酶是其中两种最重要的蛋白水解酶。在发酵肉制品中，肌苷酸脱氢酶和酪氨酸脱羧酶是其关键的分解代谢酶，二者可以催化氨基酸脱羧形成脱羧肽和酪氨酸。因此，氨基酸脱羧酶和酪氨酸脱羧酶是在发酵肉制品中生物胺形成过程中起关键作用。
（三）环境
生物胺是一类含氮的有机化合物，通常由微生物在生长过程中合成并分泌至环境中。发酵肉制品是人类常食用的食品之一，因其具有独特的风味、安全性高等特点而深受消费者的青睐。然而，在发酵肉制品中也存在着一些生物胺，其来源包括发酵剂、原料肉、辅料等，同时还与产品的加工工艺、储存环境等因素密切相关。生物胺的产生与发酵环境中的pH、温度、氧气浓度、微生物数量和细胞结构等因素有关。在发酵肉制品生产过程中，若pH值过低，则易使蛋白质变性，微生物蛋白质水解酶的活性受到抑制，使氨基酸不能被充分地降解。温度升高使细胞膜通透性增加，也可促进微生物蛋白质水解酶的活性，从而增加生物胺的生成量。氧气的浓度过高时，会导致菌体快速死亡；氧气浓度过低时，菌体生长速度减慢，生物胺的生成量减少。微生物细胞内的细胞壁是由多糖构成的，它能阻止蛋白质变性和保持膜结构稳定。
（四）温度
生物胺的合成与环境温度有密切关系，一般情况下，随着温度升高，生物胺的合成量也会增加。在23℃~37℃，随着温度升高，生物胺的含量呈先升高后降低的趋势。这是因为随着温度升高，细菌的生长代谢会更加旺盛。同时在高温条件下，生物胺的含量也会增加。温度对于生物胺的合成有一定的影响，但一般情况下影响不是很大。因此在发酵肉制品中建议采用低温发酵方法来保证产品品质，并且要注意控制发酵温度不能过高或者过低。生物胺是发酵肉制品中常见的腐败微生物代谢产物，对人体健康具有一定的危害。发酵肉制品中生物胺的形成受多种因素影响，如食品原料、加工方式、发酵条件等。因此在选择原料时，应考虑原料本身是否含有生物胺，在加工过程中，应注意控制加工条件。
（五）pH值
发酵肉制品的pH值，通过影响微生物的生长繁殖，从而影响生物胺的产生量。微生物对pH值变化的耐受性取决于其细胞壁中含有的胺氧化酶。在酸性环境中，生物胺会被抑制；而在碱性环境中，生物胺可以被激活。在碱性环境中，微生物可以产生大量的蛋白酶，将氨基酸分解为胺类物质，从而抑制生物胺的生成；而在酸性环境中，微生物不能产生酶，不能分解氨基酸，因此生物胺含量很少。
研究发现：发酵肉制品中生物胺含量与pH值有显著的相关性。pH值为4.5~6.0时，生物胺含量随着pH值的增加而降低；当pH值大于6.5时，随着pH值的增加，生物胺含量反而有所增加。因此控制发酵肉制品中生物胺的含量可以从提高其pH值入手。
（六）盐类
生物胺在盐类的存在下会发生水解和脱氨基反应，导致生物胺的含量增加。盐是微生物生长繁殖的最基本因素之一，食盐浓度过高会促进微生物生长，导致生物胺含量增加。食盐对发酵肉制品中生物胺含量的影响主要与其作用方式和程度有关。
研究表明，盐浓度越高，发酵肉制品中生物胺含量越高。这是因为盐浓度升高会使微生物细胞膜渗透性增强，从而导致细胞内渗透压升高，细胞内水分含量降低，生物胺水解反应加快，导致生物胺含量升高。除此之外，食盐浓度的升高还会使氨基酸的浓度也随之增加，这会使得氨基酸之间发生反应形成更多的生物胺前体物质。
（七）其他食品添加剂
目前，人们对发酵肉制品中生物胺的研究主要集中在食品添加剂的使用管理及菌种的选择上。在使用食品添加剂方面，许多国家都对食品添加剂的使用进行了严格的控制，如美国食品药品管理局（FDA）规定发酵肉制品中的生物胺含量不能超过20 mg/kg，欧盟食品卫生法规（FSCV）规定了所有发酵肉制品中生物胺的最高含量为50 mg/kg。在我国，国家相关部门对食品添加剂也有明确规定，发酵肉制品中不能添加任何食品添加剂。因此，在使用食品添加剂时要严格遵守相关规定。此外，国内外学者还研究了乳酸菌、酵母菌、霉菌及其他微生物发酵肉制品中生物胺的含量，发现添加这些菌种的发酵肉制品中的生物胺含量比不添加此类菌种的高。
三、未来展望
目前，国内外关于发酵肉制品中生物胺的研究主要集中在发酵肉制品加工过程中生物胺的形成及变化规律方面，而对于发酵肉制品发酵过程中生物胺的形成和变化研究较少。因此，有必要进一步开展发酵肉制品中生物胺形成机制研究，为改善发酵肉制品品质、制定发酵肉制品加工过程中的生物胺控制策略提供理论依据，同时也为促进我国传统发酵肉制品的健康发展提供参考。此外，在发酵肉制品中添加外源物质可以促进其发酵过程，并降低产品中生物胺的含量。然而，目前关于发酵肉制品中外源物质对生物胺形成的影响研究较少，因此，有必要进一步研究添加外源物质对发酵肉制品中生物胺形成的影响机制，为发酵肉制品的品质改善提供理论基础。最后，目前关于发酵肉制品的加工工艺研究较少，有必要对不同工艺条件下发酵肉制品中生物胺含量的变化进行研究，为发酵肉制品加工过程中的生物胺控制策略提供参考。
综上所述，发酵肉制品作为传统肉制品的一种，其安全性问题一直受到人们的广泛关注，生物胺是一类具有毒性和致畸性的化学物质，在发酵肉制品中生物胺的生成会影响其产品的风味、口感和安全性。因此，对发酵肉制品中生物胺含量和种类进行研究，了解影响生物胺含量和种类的因素具有重要意义。随着对发酵剂及肉制品相关技术研究的深入，通过控制发酵条件降低肉制品中生物胺含量，实现发酵肉制品中生物胺的可控制备，进而让安全卫生的发酵肉制品生产成为可能。今后，在产品开发方面，除了要考虑到发酵工艺对微生物数量和种类等方面的影响外，还应深入了解各影响因素与生物胺之间相互作用关系，以期为进一步开发低生物胺发酵肉制品奠定基础。
作者：韩永霞，包头轻工职业技术学院农牧工程系副教授。基金项目：2022年内蒙古自治区高等学校科学研究项目，内蒙古传统发酵肉制品低生物胺发酵模型构建，（编号：NJZY22003）
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| 文章来源：光明网 文章编辑：一米优讯 |
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