林澤，陳麗萍，吳正云*，張文學(xué),2

(1.四川大學(xué) 輕工科學(xué)與工程學(xué)院，成都 610065；2.四川大學(xué)錦江學(xué)院 白酒學(xué)院，四川 眉山 620860)

泡菜一般是以新鮮蔬菜為原料經(jīng)中、低濃度鹽水泡制，依靠蔬菜表面附著的微生物進行發(fā)酵制得[1]。根據(jù)加工過程的不同可分為短期即食泡菜、家庭泡菜及工業(yè)泡菜。即食泡菜通常在前一天晚上使用食鹽進行干腌，第2天進行調(diào)味即可食用，又被稱為“洗澡泡菜”；家庭泡菜通常采用多代循環(huán)發(fā)酵，即泡菜發(fā)酵成熟后取出，再加入新鮮蔬菜進行發(fā)酵；工業(yè)泡菜先采用低鹽發(fā)酵，發(fā)酵成熟后采用高鹽長時間貯藏得到工業(yè)泡菜半成品，后經(jīng)脫鹽、脫水、清洗、調(diào)味、包裝、滅菌等步驟得到工業(yè)泡菜成品，不同類型泡菜之間的發(fā)酵時間相差較大，生產(chǎn)工藝存在很大的差異。生物胺(biogenic amine，BA)是泡菜中的健康風(fēng)險因子之一，是一類主要由氨基酸脫羧或醛和酮氨基化形成的具有生物活性的小分子量含氮化合物，過量攝入生物胺會導(dǎo)致頭痛、惡心、心悸等毒性反應(yīng)[2]。發(fā)酵食品本身存在或發(fā)酵過程中污染的含氨基酸脫羧酶的微生物，它們利用底物中的游離氨基酸脫羧產(chǎn)生生物胺。由于發(fā)酵過程中微生物生長和游離氨基酸的產(chǎn)生為生物胺的積累提供了前提條件。目前的研究[3-5]表明，泡菜中的生物胺以腐胺、尸胺、酪胺和組胺為主，總含量超過1000 mg/kg，有造成健康危害的風(fēng)險。Risk Ranger軟件是一種半定量評估工具，可幫助使用者在缺乏足夠的定量數(shù)據(jù)支撐的情況下，通過對產(chǎn)品、危害因子和污染途徑等的定性和半定量描述，獲得相應(yīng)的風(fēng)險評分值并進行風(fēng)險排序。研究人員已經(jīng)通過該軟件確定了多種水產(chǎn)品、肉制品中食源性致病菌、生物胺等風(fēng)險因子的風(fēng)險等級[6-7]，并通過敏感性分析給出冷鏈運輸、食用前加熱等建議，從而降低其風(fēng)險等級。目前，國內(nèi)外對食品中生物胺的風(fēng)險評估主要集中在水產(chǎn)品、肉制品等方面[8]，對泡菜的風(fēng)險評估研究較少，同時也缺乏比較完整的資料。本文使用 Risk Ranger對四川地區(qū)3種不同類型泡菜中的生物胺污染風(fēng)險進行評估，確定其風(fēng)險等級，為泡菜的質(zhì)量控制與安全消費提供了參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

生物胺的危害識別和危害特征描述主要依照歐洲食品安全局(EFSA)的相關(guān)生物胺風(fēng)險評估，查閱國內(nèi)外有關(guān)4種生物胺的文獻、報告和臨床研究等。泡菜中4種生物胺含量數(shù)據(jù)主要來源于文獻[3-5]；人口數(shù)據(jù)參考國家統(tǒng)計局關(guān)于第七次全國人口普查結(jié)果，消費數(shù)據(jù)來自膳食調(diào)查等資料。

1.2 評估方法

本評估采用澳大利亞霍巴特大學(xué)的Ross和Sumner研發(fā)的Risk Ranger軟件。Risk Ranger 軟件是基于Excel電子表格的半定量風(fēng)險評估工具，工作表通過11個問題將定性描述轉(zhuǎn)換為數(shù)值，并將它們與一系列數(shù)學(xué)函數(shù)中的定量數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成公共衛(wèi)生風(fēng)險等級，產(chǎn)品危害組合的風(fēng)險等級用0～100表示，<32為低風(fēng)險，32～48為中度風(fēng)險，>48為高度風(fēng)險。

2 結(jié)果與討論

2.1 危害識別及危害特征描述

目前的研究表明，腐胺、尸胺、酪胺和組胺是泡菜中主要的生物胺，占生物胺總量的80%以上，且有較為明確的生理作用、毒性作用研究[9]。

組胺是由組氨酸在脫羧酶作用下產(chǎn)生的，有報道表明[10]，大量攝入含組胺的食物會導(dǎo)致嚴重的組胺中毒癥狀發(fā)生。組胺中毒的潛伏期在幾分鐘到幾小時之間不等，一般在幾小時后才會出現(xiàn)明顯癥狀。組胺中毒會對血管和平滑肌等造成影響，出現(xiàn)頭疼、支氣管痙攣、心跳過速、瘙癢等癥狀[11]。國內(nèi)外大多數(shù)組胺中毒事件與魚類或奶酪類食品相關(guān)，僅有一例食用德國酸菜造成的疑似組胺中毒事件[12]。我國尚未發(fā)現(xiàn)食用泡菜引起的組胺中毒事件。目前，對于組胺的劑量-反應(yīng)關(guān)系的研究較少，主要是志愿者數(shù)據(jù)或臨床病例。數(shù)據(jù)表明健康志愿者在食用含有25～50 mg組胺的魚類或非酒精飲料后未出現(xiàn)任何癥狀，在食用含有75～300 mg組胺的魚類或非酒精飲料后，部分志愿者出現(xiàn)頭疼和皮膚潮紅的癥狀。在健康志愿者十二指腸滴注120 mg組胺，志愿者的耐受性良好，而在慢性蕁麻疹患者中，觀察到蕁麻疹、頭痛、心動過速、低血壓、惡心和腹瀉等癥狀。

酪胺是酪氨酸在脫羧酶作用下產(chǎn)生的，在體內(nèi)受單胺氧化酶作用轉(zhuǎn)化為亞胺。酪胺具有調(diào)節(jié)心血管和細胞免疫系統(tǒng)功能，但高濃度酪胺會引起毒性作用，引起甲腎上腺素釋放，從而導(dǎo)致頭痛、呼吸增快和血壓升高，嚴重情況會導(dǎo)致中風(fēng)、心臟病發(fā)作或休克癥狀。臨床癥狀在服用酪胺后30 min至數(shù)小時內(nèi)出現(xiàn)，通常在數(shù)小時內(nèi)消失，在24 h內(nèi)完全恢復(fù)[13]。目前關(guān)于飲食攝入酪胺影響健康的報道較少，僅有少量醫(yī)學(xué)文獻報道食物與單胺氧化酶抑制劑反應(yīng)出現(xiàn)的病例[14]。臨床上通過酪胺引起的血管升壓作用判斷其特定毒性，即至少升高30 mmHg收縮壓時攝入的酪胺。研究表明[15]，一餐攝入600～2000 mg酪胺才會引起最小的收縮壓升高，劑量-反應(yīng)曲線顯示1100 mg酪胺相當(dāng)于50%個體反應(yīng)時的有效劑量(ED50)。

腐胺和尸胺均屬于二胺，既可以通過多胺生物合成形成，也可以通過脫羧酶的脫羧作用形成。腐胺作為生理多胺(即亞精胺和精胺)的前體，參與細胞生長、細胞分裂和腫瘤促進的調(diào)節(jié)，是哺乳動物細胞的重要組成部分，在正常細胞、適應(yīng)性細胞和惡性細胞增殖過程中參與多種調(diào)控步驟。尸胺有可能與其他二胺或多胺一起作用。此外，腐胺和尸胺能夠增強組胺的毒性作用，并與亞硝酸鹽反應(yīng)生成潛在致癌的亞硝胺。目前缺少關(guān)于消化性腐胺和尸胺的人體劑量反應(yīng)數(shù)據(jù)，只有少量的動物研究數(shù)據(jù)。在對大鼠進行的亞急性經(jīng)口毒性研究結(jié)果[16]表明尸胺和腐胺的未觀察到不良反應(yīng)水平為180 mg/(kg·d)。對HT29腸細胞培養(yǎng)實驗[17]表明腐胺和尸胺具有細胞毒性，尸胺的副反應(yīng)的最小劑量(lowest observed adverse effect level，LOAEL)為881.50 mg/kg，腐胺的LOAEL為510.89 mg/kg。

2.2 暴露評估

2.2.1 風(fēng)險嚴重性和易感性

根據(jù)文獻資料，Q1“風(fēng)險嚴重性”選擇“輕微”，Q2“易感性”選擇“普通人群”。

2.2.2 居民消費情況

根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究計算出Q3“消費頻率”為12 d/餐次，即平均12 d食用泡菜100 g。

2.2.3 人口數(shù)量和消費人口比例

根據(jù)2021年第七次人口普查結(jié)果，四川省常住人口共83564366人(Q5)。根據(jù)四川居民飲食習(xí)慣將Q4“消費人口比例”選擇為“75%”。

2.2.4 原料污染

現(xiàn)有研究表明，新鮮蔬菜生物胺含量較低，不需要特別關(guān)注[18]，故Q6“原材料污染的概率”選擇“幾乎沒有”。

2.2.5 加工過程影響和加工后再污染概率

發(fā)酵期間是生物胺產(chǎn)生的主要時期，因此發(fā)酵時間是影響生物胺的重要因素。即食泡菜由于發(fā)酵時間短，發(fā)酵程度較低，不具備產(chǎn)胺的條件，因此Q7“加工過程的影響”選擇“無影響”。家庭泡菜通常采用老壇陳泡的鹽水腌制，其中生物胺主要來自于泡菜液長期積累的生物胺，因此泡菜液使用的時間是影響家庭泡菜生物胺含量的重要因素。研究表明家庭泡菜總生物胺含量變化范圍較大，介于9.9～987.8 mg/kg之間，平均值為126 mg/kg?，F(xiàn)代工業(yè)泡菜發(fā)酵成熟后大多采用高鹽長時間貯藏得到工業(yè)泡菜半成品，屬深度發(fā)酵泡菜，總生物胺平均含量在800 mg/kg左右，最高含量超過1700 mg/kg，工業(yè)泡菜中高含量生物胺的累積歸因于長時間發(fā)酵。工業(yè)泡菜在出廠前經(jīng)過脫鹽和脫水等工序得到工業(yè)泡菜商品，部分生物胺溶解到水中，總生物胺含量降至21.2～493.9 mg/kg之間，平均值為177.6 mg/kg，明顯低于半成品。在此取生物胺含量的最小值、平均值和最大值作為Q7“加工過程的影響”的選項，即家庭泡菜10，130，1000 mg/kg，工業(yè)泡菜20，180，500 mg/kg。工業(yè)泡菜出廠前密封包裝經(jīng)過滅菌后產(chǎn)品不會被微生物污染，則不會繼續(xù)產(chǎn)生生物胺；而即食泡菜和家庭泡菜在加工后立即食用，幾乎不會再次出現(xiàn)產(chǎn)胺風(fēng)險，因此Q8“加工后再污染的概率”選擇“無”。

2.2.6 加工后控制體系

工業(yè)泡菜發(fā)酵后經(jīng)調(diào)味、包裝、滅菌等步驟制成商品泡菜銷售到消費者手中，在加工后并不會有相應(yīng)控制體系。而家庭泡菜和即食泡菜多為家庭和餐館制作，基本沒有任何控制舉措。Q9“加工后期的控制”選擇“不能控制”。

2.2.7 引起感染的增加量和食用前制備的影響

生物胺的積累通常與產(chǎn)胺微生物的增殖有關(guān)，根據(jù)前期研究，將引起生物胺污染的微生物增加倍數(shù)(Q10)設(shè)為108。泡菜通常為直接食用或簡單處理(如烹飪或調(diào)味)后食用，對其生物胺含量無明顯影響，因此認為Q11“食用前的準(zhǔn)備”對生物胺危害沒有影響。

2.3 風(fēng)險特征描述

根據(jù)以上調(diào)查分析結(jié)果及Q1～Q11的賦值，使用Risk Ranger軟件對泡菜中生物胺進行半定量風(fēng)險評估和分級，模型賦值和半定量風(fēng)險評估結(jié)果見表1。

表1 三類泡菜中生物胺污染的半定量評估

結(jié)果顯示：即食泡菜風(fēng)險評分為25，屬于低風(fēng)險；家庭泡菜和工業(yè)泡菜加工過程影響取最小值和平均值時風(fēng)險評分不高于32，屬于低風(fēng)險，取最大值時風(fēng)險評分分別為36和34，屬于中風(fēng)險。

2.4 不確定性和靈敏度分析及風(fēng)險管理建議

Risk Ranger軟件中的部分問題需要使用者結(jié)合資料進行估計，估計值可能和實際情況存在差異。本次評估過程中，缺乏泡菜消費頻率數(shù)據(jù)，僅能依照四川省居民消費習(xí)慣進行預(yù)估，估值存在不確定性。泡菜加工過程是影響生物胺含量的重要因素，但在實際生產(chǎn)生活中泡菜制作過程并不固定，因此在加工過程的影響上存在不確定性。泡菜發(fā)酵過程中多種微生物共同參與，目前對泡菜生產(chǎn)過程中產(chǎn)胺微生物、產(chǎn)胺量以及菌群數(shù)量尚不明確，因此在加工后再污染概率和引起感染的污染量增加倍數(shù)問題上存在不確定性。

加工過程的影響是造成泡菜中生物胺污染風(fēng)險評分變化的重要因素。目前控制生物胺的常用方式有改良發(fā)酵菌種、添加香辛料和改進生產(chǎn)過程的控制等[19-22]。以下分別討論不同方式對生物胺污染風(fēng)險的影響。

2.4.1 接種改良發(fā)酵菌種

接種改良發(fā)酵菌種可以減少發(fā)酵過程中生物胺的產(chǎn)生和積累，柳佳娜等[23]篩選出的發(fā)酵檸檬酸乳桿菌可以降低70%以上的生物胺，且在含有前體氨基酸的培養(yǎng)基中不積累相應(yīng)生物胺。王強等[24]篩選出的植物乳桿菌生物胺降解率最高，可達89.97%，且無生物胺生產(chǎn)活性。通過接種改良菌種，生物胺總體降低范圍約在20%～90%[25]。發(fā)酵期間家庭泡菜和工業(yè)泡菜生物胺平均含量分別為130 mg/kg和800 mg/kg，假定接種改良菌種進行發(fā)酵導(dǎo)致生物胺分別降低20%、60%、90%，風(fēng)險評分及等級見表2。

表2 接種改良發(fā)酵菌種對泡菜生物胺污染風(fēng)險的影響Table 2 Effect of inoculating improved fermented strains on biogenic amine contamination risk of pickles

由表2可知，當(dāng)降低60%生物胺時，家庭泡菜和工業(yè)泡菜的風(fēng)險評分下降2分，為風(fēng)險等級不變；當(dāng)降低90%生物胺時，家庭泡菜的風(fēng)險評分大幅下降，數(shù)值減少16，工業(yè)泡菜風(fēng)險評分下降5分，為風(fēng)險等級由中風(fēng)險降至低風(fēng)險。由此可見，通過使用改良發(fā)酵劑來調(diào)控發(fā)酵過程，可以從源頭上解決生物胺的形成，降低泡菜中生物胺的風(fēng)險等級。

2.4.2 添加香辛料

向泡菜中添加香辛料及其提取物(如辣椒、大蒜、生姜、肉桂、八角、丁香等)，也對生物胺的形成具有一定抑制作用。Jagoda等[26]在泡菜中添加香菜和洋蔥，相比對照組生物胺分別下降13.3%和18.8%；Jae等[27]在發(fā)酵過程中添加大蒜、生姜等香辛料，發(fā)酵結(jié)束后生物胺降低范圍通常在40%以下。按照上述條件，假定添加香辛料導(dǎo)致生物胺分別降低10%、20%和40%，結(jié)果表明，僅在生物胺降低40%時風(fēng)險評分降低1分，風(fēng)險等級沒有發(fā)生變化。由此可見，香辛料對生物胺的抑制作用有限，可作為輔助方式減少生物胺。

表3 添加香辛料對泡菜生物胺污染風(fēng)險的影響

2.4.3 清洗、脫水等過程

工業(yè)泡菜半成品中生物胺污染最高可達1700 mg/kg，遠高于其他類型的泡菜，但工業(yè)泡菜半成品一般并不會被直接食用，后期經(jīng)過清洗等步驟得到工業(yè)泡菜成品，生物胺含量最高可降低80%以上。因此脫水、清洗等步驟是否徹底，可能是影響成品泡菜中生物胺含量最主要的因素。假定脫水、清洗等步驟可以減少20%、50%和80%的生物胺，按照工業(yè)泡菜半成品總生物胺平均含量800 mg/kg計算，結(jié)果表明除去80%時工業(yè)泡菜生物胺污染風(fēng)險從中風(fēng)險降為低風(fēng)險。由此可見，脫水、清洗等步驟是控制工業(yè)泡菜生物胺風(fēng)險的重要環(huán)節(jié)。工業(yè)泡菜生產(chǎn)除了關(guān)注發(fā)酵過程生物胺的調(diào)控，還應(yīng)注意泡菜半成品的處理，嚴格遵守相關(guān)生產(chǎn)規(guī)范，降低泡菜中生物胺的含量。

表4 清洗、脫水等對工業(yè)泡菜生物胺污染風(fēng)險的影響Table 4 Effect of cleaning and dehydration on biogenic amine contamination risk of industrial pickles

3 結(jié)論

本研究使用Risk Ranger軟件對三類泡菜中生物胺進行半定量風(fēng)險評估，結(jié)果表明，即食泡菜中生物胺污染風(fēng)險屬于低風(fēng)險等級，家庭泡菜和工業(yè)泡菜由于加工過程的影響，生物胺污染風(fēng)險屬于低風(fēng)險或中風(fēng)險等級。通過改良發(fā)酵菌種或添加天然產(chǎn)物等方式都能起到調(diào)控發(fā)酵過程中生物胺的作用。相比添加天然產(chǎn)物，改良發(fā)酵菌種可以從源頭上解決生物胺的產(chǎn)生，調(diào)控效果更為顯著。此外，工業(yè)泡菜生產(chǎn)還應(yīng)關(guān)注半成品的脫水、清洗等步驟對生物胺的去除效率。