張永生，劉冬敏，王建輝*，李赤翎，李 彥，方 芳，陳啟杰，寧?kù)o恒，李 林

（長(zhǎng)沙理工大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114）

生物胺是一類含氮的低分子質(zhì)量有機(jī)堿，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異可分為脂肪胺、芳香胺和雜環(huán)胺，其主要來(lái)源于游離氨基酸的脫羧作用或醛酮類化合物的氨基化和轉(zhuǎn)氨基作用[1]。高蛋白食品在貯藏或發(fā)酵過(guò)程中蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生游離氨基酸，在微生物產(chǎn)生的氨基酸脫羧酶的催化作用下，游離氨基酸轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的生物胺[2]，常見(jiàn)的生物胺包括酪胺、組胺、腐胺、尸胺、色胺、苯乙胺、精胺和亞精胺等[3]。微量的生物胺在控制細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和基因調(diào)控中起著關(guān)鍵作用，如精胺和亞精胺是核酸或蛋白質(zhì)合成的前體物質(zhì)，可加速生物體的生長(zhǎng)發(fā)育[4]。但當(dāng)生物胺含量超過(guò)閾值時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康造成不良影響，如苯乙胺含量超過(guò)3 mg/kg時(shí)會(huì)引起偏頭痛，組胺含量超過(guò)100 mg/kg時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的中毒反應(yīng)，甚至危及生命[5]。

根據(jù)處理方式的不同，現(xiàn)有降低食品中生物胺的方法有物理法、化學(xué)法和生物法3 種。物理法主要是通過(guò)調(diào)節(jié)貯藏溫度[6-7]、輻照[8-9]和氣調(diào)[10-11]等方法來(lái)減緩生物胺產(chǎn)生菌（以下稱產(chǎn)胺菌）的生長(zhǎng)速度，從而抑制生物胺的形成?；瘜W(xué)法主要是在食品中添加化合物[12-13]或者天然產(chǎn)物[14-15]，破壞產(chǎn)胺菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。生物法主要是通過(guò)接種具有生物胺降解能力的微生物（以下簡(jiǎn)稱降胺菌），利用其產(chǎn)生的胺氧化酶將生物胺降解成醛、氨和過(guò)氧化氫等低毒性產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)生物胺的降解[16-20]。物理法或生物法對(duì)硬件設(shè)施和操作技術(shù)均有較高要求，而添加植源性天然產(chǎn)物的方法具有操作簡(jiǎn)單、成本低、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，因此在食品工業(yè)中深受青睞[21]。本文主要?dú)w納近10 年來(lái)利用酚酸類化合物、黃酮類化合物、維生素、有機(jī)酸、有機(jī)硫化物等植源性天然產(chǎn)物降低食品中生物胺的研究報(bào)道（表1），從抑菌角度分析其對(duì)抑制生物胺積累的可能機(jī)理，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行展望，以期為低生物胺食品的生產(chǎn)提供參考。

表1 近10 年植源性天然產(chǎn)物降低食品中生物胺的應(yīng)用效果研究Table 1 Applications of plant-derived natural products in reducing biogenic amines in foods reported in the past decade

1 可降低食品中生物胺的不同植源性天然產(chǎn)物

植源性天然產(chǎn)物富含酚酸類、黃酮類、萜類、生物堿類、多糖類、醌類、皂苷等生物活性物質(zhì)，但具有降低食品中生物胺作用的活性物質(zhì)主要集中在酚酸類和黃酮類物質(zhì)，其主要來(lái)源于食品中常見(jiàn)的香辛料、水果及其種子與部分中草藥等。

1.1 天然酚類化合物

天然酚類化合物是具有苯酚結(jié)構(gòu)天然化合物的統(tǒng)稱。根據(jù)酚羥基數(shù)量的不同可分為簡(jiǎn)單酚類物質(zhì)（主要包括酚酸類化合物）和多酚類物質(zhì)（主要包括黃酮類化合物）兩種[57]。

1.1.1 酚酸類化合物

1.1.1.1 姜酚

生姜是一種常用的香料，在食品工業(yè)中主要用來(lái)調(diào)味，同時(shí)具有很好的抑菌活性，其主要功效成分是姜酚。Tang Hui等[22]分別研究了姜酚、乳酸菌肽對(duì)駱駝肉中生物胺含量的影響，研究發(fā)現(xiàn)兩者均能降低駱駝肉中微生物的數(shù)量（菌落總數(shù)、嗜冷菌總數(shù)、大腸桿菌數(shù)、大腸菌群數(shù)及霉菌總數(shù)）和生物胺（總生物胺、尸胺、腐胺、精胺、酪胺）的含量，且添加量越高，抑制效果越好，其中2.5%姜酚添加組中尸胺、腐胺和生物胺總量分別下降92.0%、84.4%和91.3%，降低生物胺的效果顯著（P＜0.05）。此外，生姜精油，其主要成分為姜酚、倍半萜、姜烯、姜黃烯，已廣泛用于食品的保鮮。生姜精油對(duì)熏馬肉香腸中產(chǎn)胺菌的抑制作用較強(qiáng)，能顯著降低香腸中生物胺的含量（P＜0.05），以腐胺和尸胺為尤[25]，與王永麗等[24]的研究結(jié)果基本一致。將0.024%的生姜精油加入熏馬肉香腸中，在發(fā)酵第7天，實(shí)驗(yàn)組中無(wú)假單胞菌和大腸桿菌等產(chǎn)胺菌檢出，而對(duì)照組中以上兩種細(xì)菌的數(shù)量分別為（1.48±0.04）、（2.93±0.21）（lg（CFU/g））；發(fā)酵第28天，各組2-苯乙胺、組胺、精胺、亞精胺含量差異不顯著（P＞0.05），但實(shí)驗(yàn)組腐胺、尸胺含量（（28.53±0.25）、（31.81±0.31）mg/kg）與對(duì)照組（（101.78±0.02）、（129.15±0.07）mg/kg）相比差異顯著（P＜0.05）。而在韓國(guó)腌制發(fā)酵鳳尾魚(yú)制品中，生姜主要降低酪胺和亞精胺的生成[55]。

1.1.1.2 沒(méi)食子酸

沒(méi)食子酸（3,4,5-三羥基苯甲酸）是一種廣泛存在的酚酸，可從沒(méi)食子、茶葉、橡樹(shù)皮等植物中提取，其抗氧化和抗菌活性較強(qiáng)[58]。Wu Chunhua等[27]研究發(fā)現(xiàn)含沒(méi)食子酸的殼聚糖保鮮涂層可將大西洋鮐魚(yú)保鮮期從6 d延長(zhǎng)至12 d，貯藏期間，空白組組胺含量從（6.05±0.07）mg/kg上升至（529.00±20.67）mg/kg，而實(shí)驗(yàn)組從（6.01±0.12）mg/kg僅上升至（43.02±2.17）mg/kg，抑制效果顯著（P＜0.05）。Zhang Qiuqin等[59]研究發(fā)現(xiàn)沒(méi)食子酸主要通過(guò)抑制各種腸道菌群的生長(zhǎng)，抑制腐胺、尸胺、組胺、酪胺等生物胺的形成。

1.1.1.3 丁香酚

丁香酚是丁香提取物中抗菌和抗氧化的主要有效成分，其可通過(guò)增大細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)滲漏，導(dǎo)致細(xì)菌失活[60]。Zhou Qianqian等[61]將丁香酚加入明膠涂層并結(jié)合氣調(diào)用于鱸魚(yú)的保鮮，研究發(fā)現(xiàn)丁香酚的加入可抑制革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)以及腐敗微生物對(duì)氨基酸的降解，從而降低生物胺的生成。丁香經(jīng)食用酒精提取12 h后所得到主要成分為丁香酚（58.40%）、乙酸丁香酚（16.31%）、石竹烯（13.55%）的丁香提取液，將其加入干香腸的制作中，發(fā)現(xiàn)該提取物能抑制腸桿菌科細(xì)菌的生長(zhǎng)，對(duì)干香腸中尸胺、腐胺、酪胺、2-苯乙胺、組胺、色胺的積累具有明顯抑制作用，且能降低干香腸的水分活度和TVB-N含量，改善香腸的感官品質(zhì)[29]。丁香、孜然和留蘭香的精油均能有效延緩紅鼓魚(yú)魚(yú)片產(chǎn)品感官品質(zhì)的退化，降低蛋白質(zhì)和核苷酸的分解速度，抑制生物胺尤其是組胺、腐胺、尸胺等的積累，其中留蘭香精油的效果最為顯著[30]。

1.1.1.4 香芹酚

香芹酚是牛至精油（含量約占12%～70%）和百里香精油（含量約占9%～60%）的主要成分，其對(duì)大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均有較好的抑制效果，

如大腸桿菌、血清型傷寒腸沙門氏菌、單核增生李斯特菌、表皮葡萄球菌、創(chuàng)傷弧菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌等[62]。?zogul等[14]研究發(fā)現(xiàn)組胺含量與香芹酚劑量及食源性病原菌種類均有關(guān)，大腸桿菌產(chǎn)組胺的能力與香芹酚劑量呈負(fù)相關(guān)，于銅綠假單胞菌而言，0.1 mL/100 mL的香芹酚抑制效果比1 mL/100 mL劑量更好。百里香精油對(duì)食品的抗菌作用顯著，這與其富含香芹酚和百里香酚等酚類成分有關(guān)[63]。貯藏過(guò)程中空白對(duì)照組、紫外照射組、百里香精油和牛至精油處理組真空包裝鯉魚(yú)片出現(xiàn)明顯腐敗現(xiàn)象的時(shí)間分別為第9、14、35、42天，精油處理后樣品中酪胺含量顯著降低（P＜0.05），貯藏第49天，百里香和牛至精油處理組酪胺含量（（29.50±1.23）、（32.3±5.09）mg/kg）顯著低于空白對(duì)照組（（156.00±17.41）mg/kg），可見(jiàn)精油處理能有效降低鯉魚(yú)片中生物胺的含量，并將其貨架期延長(zhǎng)5～6 倍[32]。百里香提取物還可降低發(fā)酵沙丁魚(yú)的TBARS值，抑制微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期[33]。

1.1.1.5 其他富含酚酸類化合物的植物提取物

肉桂精油（主要有效成分是丁香酚、肉桂醛、芳樟醇[29]）能有效抑制10 種細(xì)菌（4 種革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和6 種革蘭氏陰性細(xì)菌）的生長(zhǎng)[64]，對(duì)腐胺、酪胺、2-苯乙胺、組胺和色胺積累的抑制效果比丁香和大茴香提取物更佳。迷迭香中主要活性成分是酚類二萜、鼠尾草酚、鼠尾草酸和迷迭香酸[65]，迷迭香提取物能有效改變鮑魚(yú)中微生物的組成，主要抑制假單胞菌及乳酸菌的生長(zhǎng)，影響最終產(chǎn)品中生物胺組成、pH值、TVB-N含量等，因組胺、尸胺、腐胺主要由假單胞菌產(chǎn)生，迷迭香提取物對(duì)這3 種生物胺的抑制作用最佳，從而提高冷藏鮑魚(yú)的衛(wèi)生和安全狀況[37]。玫瑰多酚中的主要活性物質(zhì)是沒(méi)食子酸，將其應(yīng)用于發(fā)酵香腸，可減緩脂肪氧化，抑制苯乙胺、腐胺、尸胺、酪胺和亞精胺等生物胺的形成和腐敗菌的增殖，而對(duì)乳酸菌的增殖有積極影響[28]。

1.1.2 黃酮類化合物

黃酮類化合物是在植物中分布最廣的一類次生代謝物，其抗氧化、抗病毒和抗菌活性較強(qiáng)[66]，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌等均具有較好的抑制效果，其抑菌機(jī)制主要通過(guò)增加細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性或降低細(xì)胞膜的流動(dòng)性、抑制細(xì)菌核酸的合成與抑制細(xì)菌的能量代謝[67]。

1.1.2.1 槲皮素

槲皮素是一種自然界中占比最大的黃酮類化合物，廣泛存在于各種蔬菜、谷物和中草藥中，對(duì)金黃色葡萄球菌等的生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用，且對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制作用強(qiáng)于革蘭氏陽(yáng)性菌[66]。Qian Yunfang等[39]研究發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)腐胺的生成具有顯著的抑制作用（P＜0.05），將新鮮捕獲的太平洋白蝦于含0.05 g/L槲皮素的保鮮液中浸泡30 min后氣調(diào)貯藏12 d，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中腐胺含量差異顯著。

1.1.2.2 花旗松素

花旗松素（也稱3,5,7,3’,4’-五羥基-黃烷酮或2,3-二氫槲皮素）是黃烷酮中的一類，主要從西伯利亞落葉松中提取，也廣泛存在于柑橘類水果、葡萄、橄欖和洋蔥等果蔬中，因具有較好的抗氧化和抗菌能力，在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛[68]。Gustiene等[40]將花旗松素和3 種不同商業(yè)發(fā)酵劑進(jìn)行混合并研究其對(duì)冷熏豬肉香腸理化指標(biāo)和微生物的影響，結(jié)果表明在發(fā)酵0～33 d花旗松素對(duì)酵母菌和霉菌具有顯著的抑制作用（P＜0.05）；同時(shí)花旗松素和商業(yè)發(fā)酵劑（戊糖片球菌和木糖葡萄球菌）的混合添加組中生物胺總量比花旗松素添加組低25%，比空白對(duì)照組低49%，由此可見(jiàn)，花旗松素和該種商業(yè)發(fā)酵劑均能夠顯著降低生物胺含量（P＜0.05），但兩者是否具有協(xié)同作用尚需進(jìn)一步研究。此外，花旗松素易受光照、pH值、溫度等因素的影響而降解，其在食品生產(chǎn)、貯運(yùn)過(guò)程中的穩(wěn)定性仍需深入研究[69]。

1.1.2.3 根皮素

根皮素是類黃酮的一個(gè)天然亞類，是蘋(píng)果中主要的黃酮類物質(zhì)。根皮素具有廣譜的生物活性，包括抗菌、抗氧化、抗癌和抗炎等活性[70]。將鮭魚(yú)片浸入根皮素溶液中，于4 ℃保存3 d，與對(duì)照組相比，魚(yú)片中微生物的種類多樣性和群落組成的相對(duì)豐度均下降，且主要通過(guò)抑制革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌如單核增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌等腐敗菌的生長(zhǎng)減緩腐胺、尸胺和酪胺的產(chǎn)生，生物胺含量降低94.69%，TBARS值減少69.04%[41]。Wei Lina等[42]以根皮素和2-溴乙胺為原料合成了一種新型無(wú)毒水溶性根皮素衍生物——氨乙基根皮素，并將其用于鮭魚(yú)片的保鮮，研究結(jié)果表明氨乙基根皮素的溶解度比根皮素高430 倍，處理后鮭魚(yú)片的脂肪氧化程度和生物胺含量分別降低70.15%和90.00%。

1.1.2.4 茶多酚

茶多酚的主要組分是兒茶素，由8 種單體組成，分別是兒茶素、表兒茶素、沒(méi)食子兒茶素、EGC、兒茶素沒(méi)食子酸酯、表兒茶素沒(méi)食子酸酯、沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）。兒茶素具有優(yōu)良的清除自由基、抗衰老、抗腫瘤、降血脂、降血壓及抑菌等功效。Lee等[44]在豆瓣醬制作的酒曲發(fā)酵階段分別添加3 g/kg表兒茶素、表兒茶素沒(méi)食子酸酯、EGC和EGCG，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)所研究的8 種生物胺總含量分別顯著下降29%、35%、44%和37%（P＜0.05）。食品基質(zhì)中降低生物胺的含量主要有兩種策略：一是抑制微生物的生長(zhǎng)；二是抑制微生物產(chǎn)生的氨基酸脫羧酶的活性[71-72]。兒茶素可抑制脫羧酶的活性，同時(shí)對(duì)風(fēng)味微生物的生長(zhǎng)影響最小。綠茶中含有酚類化合物，其中兒茶素占比達(dá)30%[73]，抗氧化活性高[74]，已作為天然抗氧化劑廣泛應(yīng)用于豬肉餅和發(fā)酵香腸中[75]。將綠茶多酚（純度≥98%）加入干腌培根中貯藏3 周后，培根TBARS值顯著下降（P＜0.05），亞硝酸鹽殘留量從31.80 mg/kg下降至18.18 mg/kg，產(chǎn)品中腐胺、組胺、酪胺含量分別下降35.2%、86.7%、50.6%，生物胺降低效果顯著（P＜0.05）[43]。

1.1.2.5 其他富含黃酮類物質(zhì)的植物提取物

葡萄籽提取物富含單體酚類化合物，如兒茶素、表兒茶素、表兒茶素-3-O-沒(méi)食子酸酯，以及二聚體、三聚體和四聚體原花青素[76]。在谷物發(fā)酵食品tarhana制作過(guò)程中添加葡萄籽提取物，產(chǎn)品色澤更佳，pH值、總游離氨基酸和總生物胺含量均下降，發(fā)酵6 個(gè)月后，0、4、8、16 g/kg葡萄籽提取物添加組中腐胺含量依次為（375±154）、（359±16）、（59±4）、（36±16）mg/kg[45]。葡萄柚籽提取物富含類黃酮物質(zhì)如黃酮醇、原花青素和酚酸[77]，貯藏過(guò)程中添加葡萄柚籽提取物可減緩生物胺的生成，在發(fā)酵大豆醬中加入300 mg/kg的葡萄柚籽提取物，發(fā)酵第40天時(shí)，腐胺水平下降最大（84%），但對(duì)pH值無(wú)顯著影響[44]。銀杏葉提取物含有黃酮類苷類、萜烯內(nèi)酯、銀杏酸等成分，具有較強(qiáng)的抗氧化活性[78]，在韓國(guó)豆醬（Doenjang）的發(fā)酵過(guò)程中分別加入荷葉提取物或銀杏葉提取物，發(fā)酵12 個(gè)月后，提取物添加組產(chǎn)品中黃酮類物質(zhì)顯著提高（P＜0.05），生物胺含量從（19.52±5.78）mg/100 g分別下降至（5.38±0.06）、（6.14±1.01）mg/100 g，產(chǎn)品中蠟樣病菌數(shù)量及其他食源性致病菌的數(shù)量均有所減少，其中以銀杏葉提取物添加組效果最佳[48]。竹葉提取物（主要活性成分是黃酮類、多酚類等[79]），能夠抑制金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的增殖，可作為食品綠色添加劑抑制食品的腐敗。冷藏條件下，用海藻酸鈉包衣和竹葉提取物混合后處理鮑魚(yú)，在貯藏第12天，相較于空白對(duì)照組，竹葉提取物與海藻酸鈉包衣添加組生物胺含量（分別為（74.87±1.20）mg/kg和（40.39±2.35）mg/kg）顯著下降（P＜0.05）[37]。

1.2 維生素

具有抑菌功能的維生素有VC和VE等。VE有8 種單體，其中α-生育酚是一種常用的脂溶性抗氧化劑，它可以抑制肉制品的脂質(zhì)氧化，延長(zhǎng)其貨架期。Wang Yongli等[51]將α-生育酚涂抹在干腌培根上，發(fā)現(xiàn)培根TVB-N含量顯著下降（P＜0.05），貨架期延長(zhǎng)，產(chǎn)品中尸胺含量顯著降低（P＜0.05），但效果低于茶多酚和葡萄籽提取物。Kim等[50]將VC和VE同時(shí)應(yīng)用于發(fā)酵香腸的保鮮，發(fā)現(xiàn)兩種維生素的加入均能顯著降低生物胺含量，其中VE的效果更好。

1.3 有機(jī)酸

許多有機(jī)酸如檸檬酸、蘋(píng)果酸、乳酸[52]等也具有抑制生物胺積累的作用。Harada等[53]研究了醋酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸和乳酸對(duì)組胺產(chǎn)生菌表皮葡萄球菌TYH1（Staphylococcus epidermidisTYH1）生長(zhǎng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4 種酸的最小抑菌濃度分別為80、＞100、30、＞100 mmol/L，其中檸檬酸的抑制效果最好，這與肖付才等[80]的研究結(jié)果基本一致，在生長(zhǎng)6 d后，30 mmol/L檸檬酸添加組的組胺質(zhì)量濃度為150 mg/L，而此時(shí)對(duì)照組的組胺質(zhì)量濃度大于1 500 mg/L。

1.4 有機(jī)硫化合物

大蒜素是從蔥科蔥屬植物大蒜的鱗莖（大蒜頭）中提取的一種有機(jī)硫化合物，也存在于洋蔥和其他蔥科植物中，學(xué)名為二烯丙基硫代亞磺酸酯。因大蒜素具有抗菌和抗氧化等特性，被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)[81]。組胺、尸胺和腐胺主要是由大腸桿菌及假單胞菌產(chǎn)生，而大蒜提取物（主要有效成分是大蒜素）對(duì)這兩種細(xì)菌均具有較好的抑制作用[82]。大蒜的乙醇提取物能顯著降低發(fā)酵后期韓國(guó)豆醬中組胺的產(chǎn)生，發(fā)酵前9 個(gè)月，提取物添加組組胺含量一直處于較高水平（（0.30±0.14）～（22.58±25.72）mg/100 g），第12個(gè)月組胺含量明顯降低（（0.00±0.00）～（13.12±0.16）mg/100 g），而此時(shí)對(duì)照組中組胺含量仍達(dá)（26.23±1.16）mg/100 g[48]。相較于姜、大蒜、綠洋蔥、紅椒、丁香、肉桂，大蒜對(duì)韓國(guó)腌制發(fā)酵鳳尾魚(yú)制品（Myeolchi-jeot）中產(chǎn)胺菌活性的抑制最強(qiáng)，添加大蒜提取物5%的實(shí)驗(yàn)組生物胺的總量比空白對(duì)照組低了8.7%[55]。雖然大蒜降低生物胺生成的能力很強(qiáng)，但在食品中不宜過(guò)多添加，否則會(huì)影響其感官特性[83]。

2 植源性天然產(chǎn)物降低食品中生物胺含量的作用機(jī)理

植源性天然產(chǎn)物生物活性物質(zhì)含量豐富，主要如黃酮類、萜類、生物堿類、多糖類、醌類、皂苷類等，具有抑菌活性強(qiáng)、抑菌范圍廣等特點(diǎn)。如兒茶素可抑制蠟狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等細(xì)菌，甚至白色珠菌、釀酒酵母等真菌的生長(zhǎng)[84]，其抑制機(jī)理主要是通過(guò)抑制生物膜的形成，導(dǎo)致微生物失活。如銀杏葉提取物（主要成分是黃酮類物質(zhì)）能夠抑制大腸桿菌生物膜的形成[85]，肉桂提取物（主要成分是丁香酚）對(duì)抑制沙門氏菌生物膜的形成有較好效果[86]，可見(jiàn)，植源性提取物在食品中的降生物胺作用具有種類特異性，如槲皮素主要抑制腐胺和酪胺的生成，而丁香酚同時(shí)對(duì)尸胺和腐胺的產(chǎn)生有明顯抑制作用（圖1）。

圖1 食品中不同生物胺的產(chǎn)生機(jī)理及植源性天然產(chǎn)物對(duì)其抑制作用Fig.1 Formation mechanism of different biogenic amines in foods and inhibition of plant-derived natural products on them

植源性天然產(chǎn)物的添加能夠降低食品中生物胺的產(chǎn)生，具體可能途徑有以下3 種：1）通過(guò)抑制蛋白酶產(chǎn)生菌的增殖，減緩蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸；2）通過(guò)抑制產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)活動(dòng)，抑制產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)或者氨基酸脫羧酶的活力，減緩生物胺的產(chǎn)生；3）部分多酚類物質(zhì)通過(guò)抑制有害微生物增殖并促進(jìn)乳酸菌等降胺菌的增殖，從而降低生物胺的含量。

2.1 抑制蛋白酶產(chǎn)生菌的增殖

在食品貯藏與發(fā)酵過(guò)程中，葡萄球菌、微球菌、大腸桿菌等腐敗微生物能夠產(chǎn)生蛋白水解酶促進(jìn)蛋白質(zhì)水解成多肽和游離氨基酸[87]，而游離氨基酸是生物胺生成的前體物質(zhì)，所以抑制蛋白酶產(chǎn)生菌的增殖，從而降低游離氨基酸的生成，抑制生物胺的生成。在產(chǎn)品貯藏過(guò)程中，由于蛋白質(zhì)的分解，游離氨基酸和生物胺含量總體上均呈增加趨勢(shì)[88]。Ye?in等[89]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量與生物胺含量無(wú)顯著相關(guān)性（P＞0.05），而?zdestan等[90]研究發(fā)現(xiàn)土耳其發(fā)酵谷物產(chǎn)品Tarhana中游離氨基酸總量與腐胺、尸胺、精胺、亞精胺等生物胺含量顯著相關(guān)（P＜0.05）。Akan等[45]通過(guò)在發(fā)酵谷物產(chǎn)品Tarhana中添加葡萄籽提取物，可抑制蛋白酶產(chǎn)生菌的增殖，降低產(chǎn)品中游離氨基酸的含量，葡萄籽提取物添加比例與游離氨基酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），在貯藏第6個(gè)月，0、4、8、16 g/kg葡萄籽提取物添加組中游離氨基酸含量分別為（2.0±0.2）、（1.1±0.3）、（1.6±0.1）、（0.75±0.04）g/100 g，相應(yīng)地，產(chǎn)品中生物胺含量分別為411、389、93、69 mg/kg，但游離氨基酸含量?jī)H與腐胺含量（r＝0.643，P＜0.01）、亞精胺含量（r＝0.632，P＜0.01）、總生物胺含量（r＝0.620，P＜0.01）呈極顯著正相關(guān)。

2.2 抑制產(chǎn)胺菌的生長(zhǎng)活動(dòng)

2.2.1 抑制產(chǎn)胺菌的增殖

食品中的產(chǎn)胺菌主要有假單胞菌、大腸桿菌以及葡萄球菌等，而植源性天然產(chǎn)物可通過(guò)抑制該類細(xì)菌的增殖從而抑制生物胺的生成[91]。在貯藏第3天，相較于空白對(duì)照組，按質(zhì)量濃度2、4 mg/mL添加根皮素可顯著降低鮭魚(yú)片中假單胞菌數(shù)和酪胺含量[41]。在干腌香腸制作過(guò)程中，添加肉桂、大茴香、丁香提取物可降低大腸桿菌的菌落數(shù)[29]，而大腸桿菌中賴氨酸和鳥(niǎo)氨酸脫羧酶活性較高，易引起尸胺和腐胺的產(chǎn)生[25]。綠茶多酚也能降低好氧菌和大腸桿菌的數(shù)量[43]。

2.2.2 抑制產(chǎn)胺菌中氨基酸脫羧酶的活性

氨基酸脫羧酶是生物胺生成的必要條件，部分植源性天然產(chǎn)物可通過(guò)降低氨基酸脫羧酶的活性而抑制生物胺的產(chǎn)生[92]。Zhou Xuxia等[93]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)魚(yú)露中加入0.15 mg/mL的豆蔻提取物時(shí)，組氨酸脫羧酶的活力下降近60%，褐藻提取物也具有抑制摩氏摩根菌中的組氨酸脫羧酶活性的能力[94]。黃笠原等[95]研究發(fā)現(xiàn)大蒜精油能夠顯著抑制aguB基因的表達(dá)（P＜0.05），從而影響精氨酸通過(guò)胍基丁胺脫亞胺酶途徑合成腐胺。

2.3 促進(jìn)降胺菌的增殖

利用降胺菌是降低食品中生物胺含量的有效方法，如乳酸菌、枯草芽孢桿菌具有很強(qiáng)的生物胺降解能力。在干腌香腸制作過(guò)程中，玫瑰多酚添加第10天，香腸中總菌數(shù)明顯降低，但乳酸菌的生長(zhǎng)速率顯著提高（P＜0.05），3 mg/g玫瑰多酚添加組乳酸菌種類多樣性高于對(duì)照組，乳酸菌豐度增加[28]，這可能緣于不同細(xì)菌對(duì)多酚的敏感性不同[96]；葡萄多酚也能促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)[97]。由此可見(jiàn)，植源性天然產(chǎn)物可促進(jìn)食品中降胺菌的增殖，促進(jìn)生物胺的降解，降低食品中生物胺的產(chǎn)生。

3 結(jié) 語(yǔ)

生物胺是高蛋白食品發(fā)酵或貯藏過(guò)程中常見(jiàn)的有害物質(zhì)之一，為降低食品中生物胺的含量，近年來(lái)研究人員已提出許多解決方案，包括物理法、化學(xué)法以及生物法。但受限于設(shè)備與技術(shù)，許多方法在工業(yè)生產(chǎn)上并沒(méi)有廣泛采用。而在食品中添加具有抑菌功能的植源性天然產(chǎn)物，相對(duì)于直接添加化學(xué)合成物，具有更高的市場(chǎng)接受度。本文基于近10 年來(lái)利用酚酸類化合物、黃酮類化合物、維生素、有機(jī)酸、有機(jī)硫化物及其他植源性天然產(chǎn)物降低食品中生物胺含量的研究，歸納總結(jié)了植源性提取物降低生物胺含量的種類特異性，并從其抑菌角度闡釋了其降低生物胺含量的3 種可能機(jī)理，即通過(guò)抑制蛋白酶產(chǎn)生菌和產(chǎn)胺菌的增殖及促進(jìn)降胺菌（主要是乳酸菌）的增殖。

然而，由于天然產(chǎn)物成分較為復(fù)雜，其發(fā)揮抑制生物胺生成作用的有效成分尚不明確，抑制機(jī)制尚不清晰。與化學(xué)合成物相比，抑制生物胺生成的天然產(chǎn)物用量更大，對(duì)產(chǎn)品的感官特性與風(fēng)味特征影響較大，且現(xiàn)有研究主要通過(guò)添加一種或兩種天然產(chǎn)物來(lái)抑制食品中生物胺的積累，對(duì)于兩種及以上混合天然產(chǎn)物的應(yīng)用研究較少，協(xié)同作用機(jī)制不明，而通過(guò)兩種及以上天然產(chǎn)物協(xié)同，有望進(jìn)一步減少單一天然產(chǎn)物用量及其總用量，并降低其對(duì)感官品質(zhì)的影響。若能夠?qū)χ苍葱蕴烊划a(chǎn)物成分進(jìn)一步分離純化，并研究其對(duì)不同生物胺產(chǎn)生的特異性影響，則可根據(jù)不同食品基質(zhì)針對(duì)性設(shè)計(jì)降低生物胺含量的方案，從而指導(dǎo)保質(zhì)期長(zhǎng)、低生物胺食品的安全生產(chǎn)。