食品中產(chǎn)組胺微生物及其控制的研究進展

楊 健，吳祖芳

（寧波大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院，浙江寧波315211）

食品中產(chǎn)組胺微生物及其控制的研究進展

楊 健，吳祖芳*

（寧波大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院，浙江寧波315211）

組胺是食品中游離組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶分解產(chǎn)生的一種胺類物質(zhì)，也是一些出口水產(chǎn)食品中一項重要的質(zhì)量檢測指標(biāo)。分析比較了國內(nèi)外幾類易產(chǎn)組胺食品中的產(chǎn)組胺微生物分布情況，并綜述了組胺形成和控制方法的研究進展，由此可為食品中組胺的預(yù)防及控制提供基礎(chǔ)，以確保食品的安全性。

組胺，產(chǎn)組胺微生物，控制

水產(chǎn)品中組胺來源為：一是魚被捕撈死亡后，體內(nèi)正常菌群被打破，導(dǎo)致產(chǎn)組氨酸脫羧酶微生物滋生，繼而產(chǎn)生組胺；二是在加工或儲藏中污染外源性微生物而產(chǎn)生組胺。其它產(chǎn)品如葡萄酒類、豆制品、泡菜、香腸以及奶制品中組胺的積累，主要是由儲藏、加工過程中污染的外源性微生物引起。以下就國內(nèi)外對幾類食品中組胺微生物的研究現(xiàn)狀作一概述。

2 幾類食品中的產(chǎn)組胺微生物

2.1 水產(chǎn)品類

水產(chǎn)魚類尤其是中上層的青皮紅肉魚，體內(nèi)含有豐富的自由組氨酸。一旦此類魚或其產(chǎn)品中存在產(chǎn)組胺微生物，在適宜條件下，極易產(chǎn)生組胺。它們廣泛存在于未經(jīng)加工的魚或其產(chǎn)品（發(fā)酵、腌漬、干制和其它魚肉制品）中。

2.1.1 未加工的魚 Rodtong等人發(fā)現(xiàn)將印度鳳尾魚放置于35℃下能迅速積累組胺，并從中分離到摩根氏菌（Morganella morganii）、變形桿菌（Proteus vulgaris）和產(chǎn)氣腸桿菌（Enterobacter aerogenes）三種主要的組胺微生物，在液體培養(yǎng)基中能產(chǎn)生104.1～203.0mg/100mL組胺，其中產(chǎn)氣腸桿菌在最適宜條件下，能夠產(chǎn)生高達500mg/100mL組胺[11]。陶志華等人在鯖魚中分離到兩株組胺產(chǎn)生菌，分別是摩爾摩根氏菌、嗜水性氣單胞菌屬[12]；他們還從金槍魚中分離到兩株組胺產(chǎn)生菌，分別屬于弧菌屬和埃希氏菌屬[13]。

2.1.2 發(fā)酵制品 Kimura等人從魚露中分離出一株嗜鹽乳酸菌[14]。Tsai等人研究了從東南亞各國進口的發(fā)酵魚產(chǎn)品，并從中分離到凝結(jié)芽孢桿菌（Bacillus coagulans）和巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium），它們在添加L-組氨酸的胰酶大豆肉湯（以下簡稱“TSBH”）中，各自能產(chǎn)生13.7mg/L和8.1mg/L組胺[15]。

2.1.3 腌漬制品 Tsai等從腌漬鯖魚中分離到泛菌屬某種（Pantoea sp.）、成團泛菌（Pantoea agglomerans）和陰溝腸桿菌（Enterobacter cloacae），在TSBH中能夠產(chǎn)生18.3～21.0mg/L組胺[16]。

2.1.4 干制品 Huang等從臺灣澎湖島出售的干制魚產(chǎn)品中分離到一株富產(chǎn)組胺菌株—產(chǎn)氣腸桿菌，在TSBH中能產(chǎn)生531.2mg/L組胺[17]。Chang等人從劍魚魚片中分離到葡萄球菌（Staphylococcus sp.），金黃色葡萄球菌（S.aureus）和金黃色葡萄球菌亞屬菌（S.aureus subsp. Aureus），在TSBH中能產(chǎn)生12.7～33.0mg/L組胺[18]。Hsu等人從干制遮目魚（Chanos chanos）中分離到弱組胺產(chǎn)生菌包括木糖葡萄球菌（S.xylosus）、松鼠葡萄球菌（S.sciuri）、蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis）、費氏檸檬酸桿菌（C.freundii）、肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）和陰溝腸桿菌（E.cloacae），同時也分離到產(chǎn)氣腸桿菌（E.aerogenes）和檸檬酸桿菌（Citrobacter sp.）能產(chǎn)生大于500mg/L組胺的多產(chǎn)菌株[19]。

2.1.5 其它魚肉制品 Hwang等研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵葡萄球菌（S.piscifermentans）、芽孢桿菌屬（Bacillus sp.）和枯草芽孢桿菌（B.subtilis）是摻鰹魚金槍魚糖果中弱組胺產(chǎn)生菌[20]。Kung從槍魚三明治中分離篩選到蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）、解鳥氨酸拉烏爾菌（Raoultella ornithinolytica）和植生拉烏爾菌（Raoultella planticola），在TSBH中能產(chǎn)生42.1～595.4mg/L組胺[21]。隨后，他們又研究發(fā)現(xiàn)泛菌屬菌（Pantoea sp.）、粘質(zhì)沙雷氏菌（S.marcescens）、巨大芽孢桿菌（B.megaterium）、產(chǎn)酸克魯伯氏菌（K.oxytoca）和肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）是金槍魚水餃中弱的組胺產(chǎn)生菌株，鳥氨酸陽性勞爾特氏菌（R.ornithinolytica）、產(chǎn)氣腸桿菌（E.aerogenes）、不動桿菌（A.baylyi）、成團泛菌（P. agglomerans）和短小芽孢桿菌（B.pumilus）則能產(chǎn)生大于180mg/L組胺的高產(chǎn)組胺菌株[22]。Chen等研究了金槍魚水餃，并從中檢測到腸桿菌（Enterobacter sp.）、成團泛菌（P.agglomerans）、變棲克雷伯氏菌（K.variicola）和粘質(zhì)沙雷菌（S.marcescens）弱組胺產(chǎn)生菌[23]。

2.2 酒類

果酒（如葡萄酒、蘋果酒等）完全是由葡萄或蘋果發(fā)酵而來，含有豐富氨基酸，尤其是含有高含量的組氨酸，因此也容易產(chǎn)生組胺[24]。Landete等研究發(fā)現(xiàn)，酒球菌屬（Oenococcus）不是葡萄酒中主要的組胺產(chǎn)生菌，而小片球菌（Pediococcus parvulus）和希氏乳桿菌（Lactobacillus hilgardii）是腐敗葡萄酒中產(chǎn)高水平組胺的微生物[25]。接著他們又研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌是其研究的葡萄酒中主要產(chǎn)生組胺、酪胺、乙胺的微生物[26]。Rosi等從葡萄酒中分離到產(chǎn)組胺菌株—酒類酒球菌（Oenococcus oeni），并進一步證實了它產(chǎn)生組胺和酪胺的能力取決于菌株類型和葡萄酒成分[27]。Chang等從國產(chǎn)果酒中分離到短小芽孢桿菌（Bacillus pumilus）、芽孢桿菌屬某種（Bacillussp.）和巴氏醋酸桿菌（Acetobacter pasteurianus）在TSBH中能產(chǎn)生13.0～69.1mg/L組胺，這是首次證實果酒中存在桿菌和醋酸菌[28]。Garai等從蘋果酒中分離到乳酸菌，并證實了生長于蘋果酒中的乳酸菌具有產(chǎn)生生物胺（尤其是組胺和酪胺）的能力可能是一種應(yīng)變依賴性，并非與特定微生物有關(guān)[29]。

2.3 大豆制品

大豆制品包括納豆、豆豉和豆腐乳等，都由大豆發(fā)酵而來。大豆本身含有豐富的蛋白質(zhì)，經(jīng)微生物分解，產(chǎn)生各種氨基酸，為組胺的產(chǎn)生提供了豐富的前體物質(zhì)，包括組胺。Tsai等人從日本和國產(chǎn)納豆中分離到枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和巴士葡萄球菌（Staphylococcuspasteuri），它們在TSBH上能夠產(chǎn)生13.4～17.5mg/L組胺，這是首次報道納豆產(chǎn)品中存在組胺產(chǎn)生菌[30]。Kung等人從豆腐乳中分離到枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis），在TSBH僅產(chǎn)生1.33mg/L左右組胺[31]。隨后，他們又從中國傳統(tǒng)發(fā)酵的豆豉中分離到枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和巴氏葡萄球菌（Staphylococcus pasteuri），這與Kung從納豆中分離的種類相同，但是它們在TSBH上卻能夠產(chǎn)生11.7～601mg/L組胺[8]。

2.4 乳制品

發(fā)酵乳制品（如奶酪）是經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生，發(fā)酵過程中有可能污染外界雜菌而產(chǎn)生組胺。Burdychová等人從荷蘭式半硬質(zhì)奶酪中分離產(chǎn)組胺或酪胺的十四株腸球菌和兩株乳酸菌均來自于污染的微生物群落[32]。Daniele等人研究了從奶制品中分離的產(chǎn)酸克雷伯菌（Klebsiella oxytoc）、弗氏檸檬酸桿菌（Citrobacter freundii）、普通變形桿菌（Proteus vulgaris）、蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）和摩根氏菌（Morganella morganii）在4、10、15、22°C時產(chǎn)組胺能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有七分之六的菌株在22°C比35°C產(chǎn)生更多組胺[33]。

2.5 香腸

產(chǎn)組胺微生物一般存在于臘腸中，這是由于它要經(jīng)過一段時間的發(fā)酵過程，這個過程易被外界微生物污染而產(chǎn)生組胺。Komprda等人從發(fā)酵香腸中分離到植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、短乳桿菌（L. brevis）、干酪/類干酪乳桿菌（L.casei/paracasei）、屎腸球菌（Enterococcus faecium）和糞腸球菌（Enterococcus faecalis），被鑒定為是產(chǎn)酪胺/組胺的微生物[34]。

2.6 泡菜

泡菜制作是一個開放或半開放性腌漬、發(fā)酵的過程，外界產(chǎn)組胺微生物也極易進入腌漬液體中而產(chǎn)生組胺。Tsai等人從朝鮮泡菜中分離到副干酪乳桿菌（Lactobacillus para.paracasei）、短乳桿菌（Lb. brevis）和短短芽孢桿菌（Brevibacillus brevis）產(chǎn)組胺微生物，它們在添加0.25%組氨酸的MRS培養(yǎng)中能產(chǎn)生13.6～43.1mg/L組胺，這是首次證實泡菜中存在組胺和產(chǎn)組胺的微生物[9]。Kung等從芥菜泡菜中分離到頭葡萄球菌（Staphylococcus capitis）、巴氏葡萄球菌（Staphylococcus pasteuri）、陰溝腸桿菌（Enterobacter cloacae）、光滑假絲酵母（Candida glabrata）和皺褶假絲酵母（Candida rugosa），它們在TSBH中能產(chǎn)生8.7～1260mg/L組胺[35]。

由此可見，具有產(chǎn)組氨酸脫羧酶生理作用的微生物種類較多，并且廣泛存在于各類食品中。冷凍儲藏的魚或產(chǎn)品中組胺含量的增加，一般是由耐低溫或嗜冷性微生物引起[36]；高濃度的鹽腌漬或發(fā)酵產(chǎn)品中組胺的積累，一般是由耐鹽或嗜鹽微生物引起[14]；水分含量較低的干制品中的產(chǎn)組胺微生物對水分活度的要求可能相對較低；酸度相對較高的產(chǎn)品中，往往能分離到產(chǎn)酸或耐酸的微生物。不同食品中的微生物存在如此大的差異，這可能與食品的特性（如溫度、含鹽量、含水量、pH等）有關(guān)。

3 組胺的控制

由于各類食品中產(chǎn)組胺微生物存在較大差異，并且微生物對環(huán)境生態(tài)又具有不同的適應(yīng)性，故組胺控制一直是一個較難攻克的問題。目前國內(nèi)外絕大多數(shù)的研究僅停留在產(chǎn)組胺微生物的菌株分離、生長特性及其產(chǎn)酶特性的研究上，關(guān)于組胺控制的方法鮮有報道。傳統(tǒng)組胺控制的方法主要是采用低溫保藏或高鹽腌漬，但這往往具有一定的局限性，并且也不能確保組胺含量不超標(biāo)。Phuvasate等人發(fā)現(xiàn)電解氧化水及其冰能夠有效地減少魚體或其接觸容器表面產(chǎn)組胺微生物的數(shù)量[37]。Kuda等人發(fā)現(xiàn)大米拋光的副產(chǎn)品（米糠）中的一種水溶性、耐熱的高分子量化合物，能夠有效減少魚露中組胺的含量[38]。Emborg等人研究發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)保鮮（40%CO2和60%O2）能夠有效抑制摩根氏菌和發(fā)光細(xì)菌的生長及其組胺的產(chǎn)生[39]。Paramasivam等人發(fā)現(xiàn)天然防腐劑—大蒜、姜黃和生姜提取物能夠抑制產(chǎn)組胺微生物（芽孢桿菌等）的生長[40]。另外，利用乳酸菌的抗氧化、抗菌等特性結(jié)合幾種與乳酸菌功能作用相關(guān)的特色類食品的加工[41]，可采用生物之間的拮抗性來控制產(chǎn)組胺微生物的發(fā)生，也是一種具有開發(fā)研究前景的新方法。

4 結(jié)語

雖然目前關(guān)于產(chǎn)組胺微生物的研究比較廣泛，涉及到的微生物種類繁多，并且存在于不同原料種類以及加工工藝類食品中，但對其產(chǎn)生機理方面還缺乏深入的了解，對微生物的產(chǎn)酶機制及組氨酸脫羧酶的作用特性機制還需要進一步研究；由于組胺的產(chǎn)生對食品的安全問題造成嚴(yán)重影響，加上目前為止對其在食品中的控制方法報道較少，因此，需要不斷地對組胺的來源及控制開展系統(tǒng)的研究。國際上對食品中組胺含量的檢出限要求提高，食品中組胺的產(chǎn)生和控制已成為研究的熱點；相對而言，國內(nèi)關(guān)于組胺的產(chǎn)生和控制方面的研究較國外落后，并且自從中國加入世界貿(mào)易組織，對外開放制度不斷加強，出口貿(mào)易迅速發(fā)展，其中國內(nèi)水產(chǎn)品、酒類、豆制品等出口也在不斷增加，組胺問題一直是制約食品出口的主要瓶頸，因此對組胺產(chǎn)生與控制的研究刻不容緩。食品中的組胺問題已經(jīng)引起食品安全等相關(guān)學(xué)科的重視，隨著科研工作者對組胺產(chǎn)生機理的認(rèn)識以及生物技術(shù)的快速發(fā)展，相信在不久的將來組胺安全問題會得以解決。

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Research progress in histamine-producing bacteria and their control in food

YANG Jian，WU Zu-fang*
（Faculty of Life Science and Biotechnology，Ningbo University，Ningbo 315211，China）

Histamine is a kind of ammonium compounds，which is formed by histidine decarboxylase from free histidine in foods.It is also an important indicator of quality in some aquatic foods for export.A variety of bacteria of easily histamine-producing in different types of foods were compared，as well as the histamineforming and control methods were also reviewed.It might provide the basis for prevention and control of histamine in foods in order to ensure the food security.

histamine；histamine-forming bacteria；control

TS207.7

A

1002-0306（2012）03-0384-04

組胺是食品在儲藏或加工過程中，體內(nèi)自由組氨酸經(jīng)過外源污染性或腸道微生物（水產(chǎn)魚類）產(chǎn)生的脫羧酸酶降解后產(chǎn)生的對產(chǎn)品品質(zhì)（感官指標(biāo)）劣化和人體有一定毒害的化學(xué)物質(zhì)[1-2]。它能引起人體一系列的過敏和炎癥反應(yīng)，包括面部、軀干部和四肢出現(xiàn)潮紅、皮膚刺痛和瘙癢、惡心、嘔吐、胸悶、心跳加快和結(jié)膜充血等各種癥狀，病重時會出現(xiàn)血壓下降和早搏等[3-4]。組胺一般存在于含組氨酸豐富的食品中，能夠引起組胺中毒的食品主要是海產(chǎn)魚類（如鮐魚、鯖魚、秋刀魚、沙丁魚、金槍魚、竹夾魚、沙丁魚、長嘴魚等），但是容易產(chǎn)生組胺的食品還包括葡萄酒類、豆制品、泡菜、香腸及奶制品等[5-10]。由于組胺的產(chǎn)生從某種程度上與微生物產(chǎn)生的酶活性有直接關(guān)系，因此，對不同種類食品中組胺的產(chǎn)生與微生物分布規(guī)律的了解，對食品質(zhì)量安全的深入認(rèn)識及組胺的控制等具有重要的指導(dǎo)價值。

1 組胺的產(chǎn)生

組胺的產(chǎn)生主要是由微生物引起，其產(chǎn)生的三個條件是：存在組胺的前體物質(zhì)—自由組氨酸；存在催化酶—組氨酸脫羧酶（主要由微生物產(chǎn)生）；存在發(fā)生組氨酸脫羧反應(yīng)的條件（如適宜的溫度、pH等）。

2010-12-20 *通訊聯(lián)系人

楊?。?987-），男，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品加工安全與保鮮。

浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究項目（2010C33180）。