劉睿,王琳,畢會芳,孫德鵬,車明秀,胡明燕
山東省食品藥品檢驗研究院(濟南 250101)
生物胺是由食品微生物的酶促氨基酸脫羧反應(yīng)產(chǎn)生的,具有生物活性的一類小分子堿性含氮有機化合物。生物胺普遍存在于魚類及其制品、奶酪、黃酒、葡萄酒等食品中。按照化學(xué)結(jié)構(gòu),可以將生物胺分為脂肪胺(腐胺、尸胺、精胺、亞精胺、胍丁胺)、芳香胺(2-苯乙胺、酪胺、章魚胺)和雜環(huán)胺(組胺、色胺、5-羥色胺);而雜環(huán)胺又可細分為咪唑胺(組胺)和吲哚胺(色胺和5-羥色胺);按氨基數(shù)量可將生物胺分為單胺、二胺和多胺[1]。微量的生物胺是生物體內(nèi)正常的活性成分,但當(dāng)人體攝入過量的生物胺時,就會引起頭痛、惡心等食源性生物胺中毒,嚴重會危及生命。另外,精胺、亞精胺和胍丁胺等生物胺是致癌物亞硝胺的前提物質(zhì)[1]。
葡萄酒是以鮮葡萄或葡萄汁為原料,經(jīng)全部或部分發(fā)酵釀制而成的,含有一定酒精度的發(fā)酵酒。葡萄酒中的生物胺含量與原料的衛(wèi)生狀況、發(fā)酵過程中微生物的代謝以及發(fā)酵過程的參數(shù)等均有關(guān)系[2]。由于酒類的主要成分乙醇(以及微量成分乙醛)能夠顯著增強生物胺的毒性,因此酒類中所允許的生物胺含量應(yīng)低于其他食品[1]。一些葡萄酒生產(chǎn)國要求葡萄酒中組胺的含量不得超過:德國2 mg/L,比利時5~6 mg/L,瑞士和澳大利亞10 mg/L,法國8 mg/L,荷蘭2 mg/L[3]。我國尚未明確葡萄酒中生物胺的限量要求。葡萄酒中生物胺含量的測定主要通過液相色譜法、氣相色譜法、薄層色譜法、毛細管電泳法以及最近新開發(fā)的傳感器技術(shù)進行檢測[4]。
根據(jù)GB 5009.208—2016《食品安全國家標準 食品中生物胺的測定》中液相色譜法測定葡萄酒樣本中的9種生物胺含量,并對其進行分析研究。同時對葡萄酒中生物胺的產(chǎn)生原因及控制措施進行系統(tǒng)分析,并對葡萄酒生物胺限量的制定及進一步監(jiān)管提出意見和建議,以促進我國葡萄酒行業(yè)綠色健康發(fā)展。
不同品牌葡萄酒樣本100批次(其中含國產(chǎn)葡萄酒80批次,進口葡萄酒20批次),市售。乙腈、正己烷、乙酸、乙酸銨,均為色譜純,海阿拉?。槐?,色譜純,天津康科德;乙醚、正丁醇、三氯甲烷、谷氨酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉、鹽酸、三氯乙酸,均為分析純,上海國藥;丹磺酰氯,純度>99%,上海國藥;1, 7-二氨基庚烷,純度>98%,Bepure;2-苯乙胺,純度>98%,Bepure;亞精胺三鹽酸鹽,純度>97%,Bepure;尸胺,純度>98%,Dr. Ehrenstorfer GmbH;鹽酸章魚胺,純度>97%,Dr. Ehrenstorfer GmbH;精胺四鹽酸鹽,純度>97%,Bepure;組胺二鹽酸鹽,純度>99%,Dr. Ehrenstorfer GmbH;腐胺二鹽酸鹽,純度>98%,Bepure;色胺,純度>99%,Bepure;酪胺鹽酸鹽,純度>98%,Dr. Ehrenstorfer GmbH。
高效液相色譜儀,美國賽默飛世爾公司;電子天平,梅特勒-托利多公司;離心機,德國Sigma公司;均質(zhì)機,德國IKA公司;超純水發(fā)生器,美國密理博公司;酸度計,梅特勒-托利多公司;氮吹儀,上海安譜實驗科技股份有限公司;濾膜針頭濾器,0.22 μm。
1.2.1 試驗原理
試樣用丹磺酰氯衍生,C18色譜組分離,以1, 7-二氨基庚烷為內(nèi)標,高效液相色譜儀檢測,內(nèi)標法定量。
1.2.2 試劑配制
內(nèi)標溶液配制:準確稱取適量內(nèi)標標準品,置于10 mL容量瓶中,用0.1 mol/L鹽酸溶液溶解后稀釋至刻度,混勻,配制成質(zhì)量濃度為10 mg/mL的內(nèi)標標準儲備溶液,置-20 ℃冰箱儲存。吸取上述內(nèi)標標準儲備溶液于10 mL容量瓶中,用0.1 mol/L鹽酸稀釋至刻度,混勻,作為內(nèi)標標準中間使用液。吸取1.0 mL內(nèi)標標準中間使用液于10 mL容量瓶中,用0.1 mol/L鹽酸稀釋至刻度,混勻,作為內(nèi)標使用液。
衍生試劑配制:準確稱取適量丹磺酰氯,以丙酮為溶劑配制質(zhì)量濃度為10 mg/mL的衍生劑使用液,置4 ℃冰箱避光儲存。
生物胺標準系列溶液配制:分別吸取1.0 mL各生物胺單組分標準儲備溶液,置于同一個10 mL容量瓶中,用0.1 mol/L鹽酸稀釋至刻度,混勻,配制成生物胺標準混合使用液(100 mg/L)。分別吸取0.10,0.25,0.50,1.0,1.50,2.50和5.0 mL生物胺標準混合使用溶液(100 mg/L),置于10 mL容量瓶中,用0.1 mol/L鹽酸稀釋至刻度,混勻,使其質(zhì)量濃度分別為1.0,2.5,5.0,10.0,15.0,25.0和50.0 mg/L。
1.2.3 試樣制備
準確量取1.0 mL樣品于15 mL塑料離心管中,依次加入250 μL內(nèi)標溶液(100 mg/L)、1 mL飽和碳酸氫鈉溶液、100 μL氫氧化鈉溶液(1 mol/L)、1 mL衍生試劑,渦旋混勻1 min后置于60 ℃恒溫水浴鍋中衍生15 min,取出,分別加入100 μL谷氨酸鈉溶液,振蕩混勻,60 ℃恒溫反應(yīng)15 min,取出冷卻至室溫,于每個離心管中加入1 mL超純水,渦旋混合1 min,40 ℃水浴下氮吹除去丙酮(約1 mL),加入0.5 g氯化鈉渦旋振蕩至完全溶解,再加入5 mL乙醚萃取,渦旋振蕩2 min,靜置分層后,轉(zhuǎn)移上層有機相(乙醚層)于15 mL離心管中,水相(下層)再次用乙醚萃取,合并兩次萃取液,40 ℃水浴下氮氣吹干。加入1 mL乙腈振蕩混勻,使殘留物溶解,經(jīng)0.22 μm濾膜針頭濾器過濾,待測定。
1.2.4 色譜條件
色譜柱,Xbridge C18,3.5 μm,4.6 mm×250 mm;流動相,甲醇(A)-20 mmol/L醋酸銨(B);檢測器,紫外檢測器(波長254 nm);柱溫,35 ℃;流速,1.00 mL/min;進樣體積,10 μL。
以此色譜條件將標準品和樣品色譜圖進行對照,根據(jù)保留時間確定樣品中各組分的色譜峰。
1.2.5 標準曲線繪制
分別移取1 mL生物胺標準系列溶液,置于10 mL具塞試管中,依次加入250 μL內(nèi)標使用液(100 mg/L),以下操作同試樣的衍生步驟。將20 μL系列混合標準工作液的衍生液分別注入高效液相色譜儀,測得目標化合物的峰面積,以系列混合標準工作液的濃度為橫坐標,以目標化合物的峰面積與內(nèi)標的峰面積的比值為縱坐標,繪制標準曲線。
1.2.6 樣品測定
將試樣的衍生溶液注入高效液相色譜儀中,測得峰面積,以保留時間定性。根據(jù)標準曲線得到待測液中各目標化合物的濃度。
根據(jù)上述試驗步驟,測定葡萄酒試樣中9種生物胺含量,每個樣品平行測定2次,結(jié)果取平均值。
根據(jù)GB 5009.208—2016《食品安全國家標準 食品中生物胺的測定》,采用高效液相色譜法對100批次葡萄酒樣品中的9種生物胺進行了檢測,詳細結(jié)果見表1和表2。
對全部葡萄酒樣品生物胺總量及各生物胺組分檢出率進行統(tǒng)計,結(jié)果見圖1。此次研究結(jié)果共7批次樣品未測出生物胺,檢出率為93%。其中檢出率超過50%的生物胺組分分別為腐胺(90%)、組胺(73%)、酪胺(68%)和章魚胺(53%)。對比國產(chǎn)和進口葡萄酒,檢出率均在50%以上的生物胺為腐胺、組胺和酪胺,說明這3種生物胺在葡萄酒中存在最普遍。
表1 國產(chǎn)葡萄酒各生物胺組分含量 mg/L
表2 進口葡萄酒各生物胺組分含量 mg/L
圖1 國產(chǎn)和進口葡萄酒各生物胺組分檢出率比較
對全部葡萄酒樣品生物胺總量及各生物胺組分平均檢出值進行統(tǒng)計,結(jié)果見圖2。對比國產(chǎn)和進口葡萄酒生物胺總量及各生物胺組分的平均檢出值進行分析,國產(chǎn)葡萄酒的生物胺總量明顯高于進口葡萄酒;對于檢出率較高的3種生物胺,國產(chǎn)和進口葡萄酒中的含量均較高,且平均檢出值國產(chǎn)葡萄酒明顯高于進口葡萄酒。
圖2 國產(chǎn)和進口葡萄酒各生物胺組分平均檢出值比較
GB 5009.208—2016《食品安全國家標準 食品中生物胺的測定》中液相色譜法規(guī)定了葡萄酒中各生物胺的檢出限和定量限。依據(jù)國家標準對國產(chǎn)和進口葡萄酒中各生物胺組分檢出率進行統(tǒng)計,結(jié)果見圖3。國家標準檢出限和定量限檢出率國產(chǎn)葡萄酒整體高于進口葡萄酒。
圖3 生物胺組分檢出率
此次研究采購的葡萄酒樣本為中低檔葡萄酒,國產(chǎn)葡萄酒以中檔葡萄酒為主,進口葡萄酒以較為低端的餐酒為主。對比國產(chǎn)和進口葡萄酒各生物胺檢出率、平均檢出值、國家標準檢出限及定量限檢出率進行分析,國產(chǎn)葡萄酒和進口葡萄酒腐胺、組胺和酪胺檢出率較高,且國產(chǎn)葡萄酒中各生物胺含量明顯高于進口葡萄酒。根據(jù)我國生物胺檢測國家標準,國產(chǎn)葡萄酒生物胺檢出情況要高于進口葡萄酒。
由此可見,我國葡萄酒生物胺含量的控制需進一步改善。
葡萄酒中存在多種生物胺,來自葡萄果實和發(fā)酵過程。大量研究表明,葡萄果實中存在腐胺、亞精胺、尸胺、組胺等多種生物胺,其中生物胺的種類和含量受品種、產(chǎn)地、年份、氣候、土壤、栽培處理及成熟度等影響[6-7]。葡萄酒釀造包括兩個階段:第一階段為物理化學(xué)或物理學(xué)階段,即在釀造紅葡萄酒時,葡萄漿果中的固體成分通過浸漬進入葡萄汁,在釀造白葡萄酒時,通過壓榨獲得葡萄汁;第二階段為生物學(xué)階段,即酒精發(fā)酵和蘋果酸-乳酸發(fā)酵(MLF)階段[8]。
大量研究表明,葡萄酒中的生物胺主要來源于發(fā)酵過程,釀造工藝的選擇對于保證葡萄酒的安全性很重要。影響生物胺含量的因素主要是前提氨基酸、釀酒微生物,以及發(fā)酵過程的控制[7,9-21]。葡萄酒生產(chǎn)過程中生物胺的控制手段主要有:(1)選擇品質(zhì)優(yōu)良、衛(wèi)生狀況好的葡萄原料;(2)接種無組氨酸脫羧酶活性的菌株進行MLF;(3)MLF結(jié)束后立即對乳酸菌進行清除,可采用添加足夠的二氧化硫,添加化學(xué)抑制劑或進行瞬間高溫滅菌等工藝[7,9-21]。
3.2.1 制定葡萄酒中生物胺限量要求與相應(yīng)法規(guī)
2011年國務(wù)院食品安全委員會辦公室印發(fā)了《關(guān)于進一步加強酒類質(zhì)量安全工作的通知》(食安辦[2011]23號),要求加強對白酒、葡萄酒、黃酒等生產(chǎn)加工過程產(chǎn)生的生物胺的風(fēng)險檢測和評估。建議監(jiān)管部門嚴格按照國家要求,建立生物胺風(fēng)險評估體系,并制定葡萄酒中生物胺的限量要求與相應(yīng)法規(guī)。
3.2.2 加大監(jiān)管力度,并利用快速檢測方法提高監(jiān)管效率
建議相關(guān)監(jiān)督管理部門能夠加大對葡萄酒行業(yè)的監(jiān)督管理力度,對葡萄酒中生物胺等知識進行宣貫普及。通過調(diào)研、試驗、驗證等方式增加生物胺的快速檢測方法,以提高監(jiān)管效率。
采用GB 5009.208—2016《食品安全國家標準 食品中生物胺的測定》標準中規(guī)定的高效液相色譜法,依次對80批次國產(chǎn)葡萄酒和20批次進口葡萄酒中的生物胺含量進行了檢測與分析。結(jié)果表明,國產(chǎn)葡萄酒與進口葡萄酒生物胺含量的控制尚存在著一定的差距,應(yīng)持續(xù)改進我國葡萄酒中生物胺含量的控制手段,在實際生產(chǎn)中選擇品質(zhì)及衛(wèi)生狀況優(yōu)良的葡萄果實和適當(dāng)?shù)尼勗旃に嚕梢韵鄳?yīng)降低葡萄酒中生物胺的產(chǎn)生。建議監(jiān)督管理部門制定葡萄酒中生物胺限量標準,增進監(jiān)督管理手段和監(jiān)管力度,以確保我國葡萄酒行業(yè)的健康發(fā)展。