Degradation Performance of Biogenic Amines in Fermented Food by Lactobacillus casei FV006
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摘要: 为验证干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)对生物胺的降解性能及潜在应用价值。本研究利用高效液相色谱法,探究该菌在液态培养条件下的降胺性能和应用于贵州6种市售发酵食品中的降胺效果。结果表明,在液态培养试验中该菌对组胺、亚精胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、酪胺和色胺的降胺率分别为9.44%、23.39%、16.27%、13.68%、19.14%、18.16%和12.45%。此外,研究发现该菌对道菜中色胺的降胺率为56.68%;对豆瓣酱中尸胺、组胺和亚精胺的降胺率分别为68.06%、74.52%和85.82%;对酱油中色胺和尸胺的降胺率为66.75%%、81.53%;对泡菜中色胺的降胺率为45.74%;对鱼罐头中色胺、尸胺、组胺和亚精胺的降胺率分别为55.66%、63.92%、45.96%、52.62%;对香肠中色胺、组胺和亚精胺的降胺率分别为71.15%、56.26%、75.54%。研究还发现该菌既具有产生物胺的能力,也具有降解生物胺的能力,且对不同食品中同一种生物胺的降解具有差异性。本研究为干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)在低胺发酵食品中的应用提供理论依据。
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关键词:
- 干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) /
- 发酵食品 /
- 生物胺 /
- 降胺率
Abstract: This study aimed to verify the biogenic amines degradation performance and potential application value of Lactobacillus casei on biogenic amines. In this study, high performance liquid chromatography (HPLC) was used to study the biogenic amines degradation performance of this strain under liquid culture conditions and its biogenic amines degradation effect in 6 kinds of commercially available fermented foods in Guizhou. The results showed that in the liquid culture experiment, the biogenic amines degradation rates of this strain to histamine, spermidine, phenylethylamine, putrescine, cadaverine, tyramine, and tryptamine was 9.44%, 23.39%, 16.27%, 13.68%, 19.14%, 18.16%, and 12.45%, respectively. In addition, it was found that its degradation rates of tryptamine in Zhenyuan Daocai was 56.68%, the degradation rates of cadaverine, histamine and spermidine in bean paste were 68.06%, 74.52% and 85.82%, the degradation rates of tryptamine and cadaverine in soy sauce were 66.75% and 81.53%, the degradation rates of tryptamine in paocai was 45.74%, the degradation rates of tryptamine, cadaverine, histamine and spermidine in canned fish were 55.66%, 63.92%, 45.96% and 52.62%, the degradation rates of tryptamine, histamine and spermidine in sausage were 71.15%, 56.26% and 75.54%, respectively. The study also found that this strain had the ability to produce and degrade biogenic amines, and the degradation of the same biogenic amine in different foods was different. This study would provide a theoretical basis for the application of Lactobacillus casei in low-amine fermented food. -
生物胺是一类低分子量的含氮有机化合物,按其胺基数量可分为单胺(如色胺、组胺、尸胺、酪胺、腐胺、苯乙胺等)和多胺(如精胺、亚精胺等);按其化学结构可分为杂环族胺(如组胺、色胺等)、脂肪族胺(如腐胺、亚精胺、尸胺等)、芳香族胺(如苯乙胺、酪胺等)[1-3]。生物胺是细胞重要的活性成分,适量摄入能促进生长、增强代谢活力[4],但过量摄入会引起偏头痛、中毒等不良反应,且尸胺、腐胺还能与亚硝酸盐结合生成致癌物-N-亚硝胺[5]。目前针对泡菜[6]、酱油[7]、发酵香肠[8-9]、咸鱼[10]、发酵酒[11] 、豆瓣酱[12-13]等食品中生物胺的研究报道较多,唐小曼等[6]研究发现四川工业泡菜中尸胺的含量高达349.43±13.23 mg/L;何一龙等[7]指出酱油中总胺在41.70~1357.00 mg/L范围内,其中酪胺、组胺和尸胺含量最高;牛天娇等[8]研究证实发酵香肠中尸胺含量高达254.65±12.57 mg/kg。
大量研究证实,生物胺主要由能够产氨基酸脱羧酶的微生物(产胺菌)在适宜条件下对游离氨基酸进行脱羧反应而形成[14-15]。近年来,不少研究发现筛选及接种生物胺降解菌能从源头上控制生物胺的形成,目前已报道的生物胺降解菌主要有:植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、沙克乳酸杆菌(Lactobacillus sakei)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amylolique faciens)、肉葡萄球菌(Staphylococcus carnosus)等[16-18],其中包括蔬菜发酵过程中的优势菌乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)。乳酸菌是发酵碳水化合物产生酸类物质的一类革兰氏阳性菌的统称,干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)系乳杆菌属(Lactobacilluas),因其发酵过程中可产生各类有机酸、细菌素等多种抑菌物质,所以在食品生产以及防腐保鲜领域具有重要贡献[19-20]。近年来研究发现,干酪乳杆菌(L. casei)对生物胺的降解同样具有显著效果,Kim等[21]接种植物乳杆菌(L. plantarum)和干酪乳杆菌(L. casei)发酵酸菜,结果表明实验组产品中腐胺的含量较对照组降低了10倍;杨帆等[22]利用干酪乳杆菌(L. casei)发酵羊肉香肠后发现产品中腐胺、组胺含量显著低于对照组。
目前,干酪乳杆菌(L. casei)多作为发酵菌剂接种至原料中,可利用发酵过程中分泌的胺氧化酶(amine oxidases,AOs)实现生物胺的降解[23],但其对包装食品中已生成的生物胺降解能力研究较少。因此,本研究以发酵蔬菜中分离筛选的生物胺降解菌干酪乳杆菌(L. casei)FV006为研究对象,探究其在液态培养条件下对色胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺、亚精胺、苯乙胺的降解能力,考察不同盐浓度和乙醇含量对该菌降胺能力的影响,重点探索其对包装发酵食品中已生成生物胺的降解效果,为干酪乳杆菌(L. casei)在发酵食品中生物胺的调控提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
干酪乳杆菌(L. casei) 分离筛选自发酵蔬菜中,菌株编号FV006,菌株测序结果经NCBI数据库BLASTn分析比对,与Lactobacillus casei ATCC 393亲缘关系最近。菌株现保藏于贵州省发酵工程与生物制药重点实验室;道菜 贵州省镇远县;豆瓣酱 四川省郫县;酱油 贵州省惠水县;鱼罐头 广东省佛山市;泡菜 贵州省独山县;香肠 贵州省凯里市;尸胺(98%)、酪胺(98%)、组胺(99%)、亚精胺(98%)、苯乙胺(98%)、色胺(99%)、腐胺(98%) 分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;蛋白胨、酵母浸粉、牛肉膏粉、琼脂 北京奥博星生物技术有限责任公司;MRS培养基、MRS肉汤培养基 北京索莱宝科技有限公司;葡萄糖、磷酸氢二钾 分析纯,西陇化工股份有限公司;柠檬酸铵、乙酸钠、硫酸镁、硫酸锰、氯化钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、丹磺酰氯 分析纯,天津致远化学试剂;三氯乙酸 分析纯,上海吉至生化科技有限公司;丙酮、乙腈 色谱纯,美国Fisher Chemical公司。
JJ-CJ-IFD型超净工作台 苏州市金净净化设备科技有限公司;101-1AB电热恒温干燥箱 天津泰斯特仪器有限公司;1260Infinity高效液相色谱仪 美国安捷伦有限公司;YXQ-LS-75G立式压力蒸汽灭菌锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂;721可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司;BMJ-250C培养箱 上海博讯实业有限公司医疗设备;FA-2004N电子分析天平 上海菁海仪器有限公司;Heraeus Multifuge X3R冷冻离心机 美国Thermo Fisher公司;TD5MD台式低速离心机 长沙迈佳森仪器设备有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 干酪乳杆菌(L. casei)FV006种子液的制备
将干酪乳杆菌(L.casei)FV006接种至MRS培养基中,于37 ℃条件下静置培养24 h,再转接到MRS肉汤培养基中置于37 ℃、120 r/min条件下培养24 h,最终制成浓度为1×108 CFU/mL的种子液。
1.2.2 培养基的配制
生物胺降解培养基:蛋白胨10 g、氯化钠10 g、生物胺各0.1 g(尸胺、酪胺、组胺、亚精胺、苯乙胺、色胺、腐胺)、蒸馏水1000 mL、pH6.8~7.2、121 ℃灭菌15 min。
1.2.3 生物胺的测定
本试验中生物胺的测定参照徐智虎等[24]研究所采用的外标法,相关试剂配制参考标准GB 5009.208-2016《食品中生物胺的测定》。
1.2.3.1 生物胺混合标准曲线的制作
准确称取亚精胺、色胺、腐胺、苯乙胺、组胺、尸胺、酪胺各10 mg溶于0.1 mol/L的HCl溶液中,定容至10 mL后得到质量浓度为1000 mg/L的各类生物胺标准储备液,置于−20 ℃下保存。依次取1 mL上述各生物胺标准储备液混合至10 mL棕色容量瓶中,用相同浓度的HCl溶液稀释成质量浓度为100 mg/L的混合标准液,将其分别稀释为浓度50.0、25.0、15.0、10.0、5.0、2.5 mg/L的混合标准使用液,于4℃下保存备用。取1 mL生物胺混合标准使用液按照下文所述的方法进行柱前衍生,利用高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)对衍生后产物进行测定,以峰面积(Y)为纵坐标, 生物胺浓度(X,mg/L)为横坐标,绘制7种生物胺的标准曲线。
1.2.3.2 生物胺柱前衍生
取1 mL生物胺混合标准液/待测样品置于5 mL棕色容量瓶中,加入200 μL浓度为2 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至碱性,依次加入300 μL的饱和碳酸氢钠缓冲液,以及2 mL 浓度为10 mg/mL的丹磺酰氯衍生剂(丙酮配制),将容量瓶置于避光条件下40 ℃水浴中反应45 min。最后加入100 μL氨水终止反应,用乙腈定容至5 mL,混匀后过0.22 μm滤膜,滤液置于2 mL棕色瓶中,待上机分析。
1.2.3.3 高效液相色谱条件
色谱分离条件:色谱柱为SHIMADZU C18-AQ(5 μm,250 mm×4.6 mm);流动相A为水;流动相B为乙腈;进样量20 μL;柱温35 ℃;紫外检测波长254 nm,梯度洗脱程序见表1。
表 1 反向液相色谱法测定生物胺的洗脱程序Table 1. Elution procedure of RP-HPLC for the determination of biogenic amines时间(min) A(%) B(%) 流速(mL/min) 0 30 70 0.80 15 25 75 1.00 22 15 85 1.00 25 10 90 1.00 28 10 90 1.00 35 40 60 1.00 1.2.3.4 市售发酵食品生物胺的提取
a.豆瓣酱、发酵香肠生物胺的提取:分别称取研磨均匀的豆瓣酱10.00 g或切碎后的发酵香肠5.00 g置于250 mL离心管中,加入20 mL浓度为0.4 mol/L的高氯酸溶液,旋涡振荡2 min后,以4000 r/min离心20 min,取上清液至50 mL棕色容量瓶中,取沉淀部分用相同方法重复1次,合并上清液后用相同浓度的高氯酸溶液定容至50 mL。取定容后的提取液15 mL于250 mL离心瓶中,加入10 mL正己烷后旋涡振荡2 min,以3600 r/min离心5 min后弃去上层有机相,再重复脱脂1次即可获得豆瓣酱及发酵香肠中生物胺的提取液[9,25]。
b.酱油生物胺的提取:吸取1.00 mL酱油样品于50 mL棕色容量瓶中,用水稀释至刻度线[7]。
c.鱼罐头生物胺的提取:准确称取切碎后的鱼肉样品5.00 g置于50 mL三角瓶中,加入10 mL浓度为5%的三氯乙酸溶液后加上橡胶塞,于200 r/min的摇床振荡提取1 h,以3600 r/min离心10 min,取上清液至25 mL具塞比色管中,取沉淀部分用相同方法重复1次,合并上清液后用相同浓度的三氯乙酸定容至25 mL,过0.45 μL有机膜,即可获得鱼罐头中生物胺的提取液[26]。
d.泡菜、道菜生物胺的提取:称取破碎后样品5.00 g置于50 mL具塞离心管中,加入20 mL浓度为0.4 mol/L的高氯酸,混匀后置于200 r/min的摇床振荡提取30 min,于4 ℃、5000 r/min离心10 min,取上清液至50 mL棕色容量瓶中。取沉淀部分用相同方法重复1次,合并上清液后用相同浓度高氯酸定容至50 mL,即可获得泡菜和道菜样品中生物胺的提取液[27]。
1.2.4 干酪乳杆菌(L. casei)FV006降胺曲线的绘制
将菌株FV006种子液按5%的接种量接种于生物胺降解培养基中作为实验组,以接入5%的无菌水作为空白对照组,置于37 ℃、120 r/min条件下培养7 d。每天定时取样2 mL,按1.2.3中方法进行生物胺含量的测定。按下式(1)[13]计算降胺率,以时间t为横坐标,降胺率为纵坐标,绘制菌株FV006的降胺曲线。
(1) 式中:X,降胺率,%;ω,对照组生物胺含量,mg/L;ω1,实验组生物胺含量,mg/L。
1.2.5 干酪乳杆菌(L. casei)FV006降胺特性的研究
将菌株FV006种子液按5%(V/V)的接种量分别接种于含不同NaCl浓度(0%、5%、7%、9%、11%)和不同乙醇浓度(0%、1%、2%、3%、4%、5%)的生物胺降解培养基中作为实验组,以接入5%的无菌水作为空白对照组,置于37 ℃、120 r/min条件下培养5 d。培养结束后按1.2.3中方法测定生物胺的含量,分析不同盐浓度和不同乙醇浓度对菌株FV006胺降率的影响。
1.2.6 干酪乳杆菌(L. casei)FV006对发酵产品降胺能力的研究
将豆瓣酱、鱼罐头、泡菜、道菜、发酵香肠5种发酵食品粉碎后,加入无菌水按质量比1:1混合后备用,而酱油则直接与无菌水按质量比1:50混匀后备用。分别取上述处理后的样品90 g置于150 mL三角瓶中,于121 ℃条件下灭菌20 min,再将菌株FV006种子液按5%(V/V)的接种量接种于不同样品中,同时接入5%的无菌水作为空白对照,置于37 ℃、120 r/min条件下培养7 d。每天定时取样,酱油每天取样2 mL;发酵香肠、鱼罐头、道菜、泡菜、每日取样5.00 g;豆瓣酱每日取样10.00 g。取出的样品按1.2.3.4中方法进行生物胺的提取,用1.2.3中方法进行生物胺含量的测定。
1.3 数据处理
实验重复 3 次,结果表示为“平均值±标准偏差”。试验数据采用SPSS V22.0进行统计分析,利用Origin 8.5进行作图。
2. 结果与分析
2.1 生物胺标准曲线的绘制
7种生物胺标准品谱图如图1 所示,在35 min内7种生物胺色谱峰峰型尖锐、对称、无杂峰干扰,能达到完全分离。由图1可确定各生物胺标准品的保留时间,因此该方法具有良好的分离检测生物胺的效果。
利用7种生物胺所得的峰面积和对应的生物胺标准溶液浓度绘制标准曲线图,其回归方程及相关系数如表2所示。由表2可知,7种生物胺线性关系良好,决定系数均大于0.996,说明该方法具有可靠性。
表 2 7种生物胺的回归方程和相关系数Table 2. Regression equations and correlation coefficients of 7 kinds of biogenic amines生物胺 回归方程 决定系数(R2) 色胺 y=25.438x+24.944 0.997 尸胺 y=40.98x+32.138 0.999 苯乙胺 y=27.39x+40.744 0.999 腐胺 y=45.761+10.574 0.998 亚精胺 y=66.47x+129.64 0.999 组胺 y=34.62x+17.866 0.999 酪胺 y=39.703x+59.131 0.999 2.2 干酪乳杆菌(L. casei)FV006降胺曲线的绘制
干酪乳杆菌(L. casei)FV006对组胺、亚精胺、色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、酪胺的降解能力结果如图2所示。菌株FV006对7种生物胺均具有降胺活性,其中发酵至第3 d时对组胺与亚精胺的降解达到最大,降胺率分别为9.44%和23.39%;发酵至第5 d时对苯乙胺、腐胺、尸胺、酪胺的降解达到峰值,降胺率分别为16.27%、13.68%、19.14%、18.16%;发酵至第7 d时对色胺的降胺率达最大,为12.45%。研究中还发现接种菌株FV006至生物胺降解培养基中的第1 d,培养液中7种生物胺浓度高于初始值100 mg/L的同时,也高于未接种菌株的空白对照组,从而导致其对应的降胺率出现负值,由此说明菌株FV006具有产生物胺的能力,分析原因可能是生物胺降解培养基成分中供给菌株增殖的蛋白胨在酶的作用下分解为不同种类的游离氨基酸,为生物胺的合成提供了丰富的前体物质[28]。随着发酵的进行,降胺率出现不同程度的增加,主要原因是菌株分泌的胺氧化酶、胺脱氢酶以及多铜氧化酶等将生物胺分解为醛和氨,其中醛类物质可作为迟效碳源供菌株生长[29-30]。然而,菌株FV006在生长后期降胺率却因生物胺含量的增加出现下降,分析原因主要有两点:菌株因营养条件变化发生自溶,释放出多肽和游离氨基酸,继而又通过水解和脱羧反应产生相当数量的生物胺[31];因发酵过程中菌株分泌乳酸、乙酸等物质,造成环境pH的下降,微生物为抵抗环境的变化利用游离氨基酸生成碱性组胺等生物胺[32]。
本研究所用的干酪乳杆菌(L. casei)FV006同时具有产胺和降胺的能力,菌株能将自身已产生的生物胺再次降解,该结果与Martuscelli等[33]研究一致,其指出生物胺含量的变化取决于发酵过程中产胺和降胺的动态平衡。杨帆等[22]将干酪乳杆菌(L. casei)X3-12接种至发酵羊肉香肠中,结果产品中的组胺和腐胺含量呈先增加后减少的变化趋势,发酵第0 d时组胺含量为9.42±0.03mg/kg,发酵第11 d时组胺含量达到峰值,为21.08±0.11mg/kg,发酵第25 d时组胺含量下降了50%,第40 d样品中未检测出组胺。
2.3 干酪乳杆菌(L. casei)FV006降胺特性的研究
2.3.1 乙醇浓度对干酪乳杆菌(L. casei)FV006降胺能力的影响
乙醇浓度对菌株FV006降胺能力的影响如图3 所示。将干酪乳杆菌(L. casei)FV006接入生物胺降解培养基中培养5 d,当乙醇浓度为0%时,该菌对7种生物胺均有降胺能力,且降胺率接近菌株FV006生物胺降解曲线中第5 d的降胺率大小。在乙醇浓度为1%~4%时,随乙醇浓度的增加,菌株FV006对色胺的降胺率也在增加,当乙醇浓度为4%时该菌对色胺的降胺率达最大,为53.64%;当乙醇浓度为5%时,该菌对色胺和酪胺仍具有降胺活性,但却代谢产生出苯乙胺、腐胺、尸胺、亚精胺和组胺。该发现与姜维[34]的研究结果一致,其研究发现当乙醇浓度高于5%时,所选降胺菌株的降胺率下降明显,因过高的乙醇浓度对二胺氧化酶等降胺酶活性产生影响。实际上乙醇对菌株降胺能力的影响本质是对细胞膜组分和结构的影响[35]。
2.3.2 盐浓度对干酪乳杆菌(L. casei)FV006降胺能力的影响
盐浓度对菌株FV006降胺能力的影响如图4所示。当NaCl浓度为0%时,该菌对7种生物胺的降胺率接近菌株FV006生物胺降解曲线中第5 d的降胺率大小;当NaCl浓度为5%时,该菌对腐胺的降胺率达到峰值,为14.81%;在NaCl浓度大于5%后,菌株FV006开始产生尸胺和组胺;当NaCl浓度升高至7%时,菌株对色胺的降胺率达到峰值,为52.00%。研究发现,随着盐浓度的增加,菌株FV006仅对色胺具有较高的降胺能力,对其余生物胺的降胺率逐渐减小。Gardini等[36]研究证实了NaCl浓度对生物胺形成具有抑制作用,其研究指出当NaCl浓度为5%时可最大限度地减少生物胺的形成;Chin等[37]也证实3.5%~5.5%的NaCl浓度可抑制组胺的产生。但是,高浓度的NaCl溶液对胺氧化酶的活性产生抑制作用的同时,还将造成细胞量的减少以及对细胞膜的破坏[38-39]。
2.4 贵州市售6种发酵食品生物胺的种类与含量
采用HPLC法对贵州地区市售的6种发酵食品中生物胺的种类和含量进行测定,结果如表3所示,受原料和发酵工艺的影响,各发酵食品中生物胺的种类和含量各不相同[40-41]。从生物胺种类来看,6种发酵产品中均检测到尸胺和色胺,未检测出酪胺。其中,豆瓣酱中检测出的生物胺种类最多,分别为色胺、腐胺、尸胺、组胺、亚精胺;泡菜中检测出的生物胺种类较少,仅有色胺和尸胺。从生物胺的含量来看,6种发酵食品中除道菜外色胺含量均最高,其中酱油中色胺含量高达1235.19±170.89 mg/kg;鱼罐头中色胺、组胺和亚精胺含量较高,分别为357.11±22.01、302.12±24.32和182.33±12.36 mg/kg;道菜中尸胺含量较高,为336±0.03 mg/kg。
表 3 6种发酵食品中生物胺的种类与含量(mg/kg)Table 3. Types and contents of biogenic amines in six kinds of fermented foods (mg/kg)样品 色胺
(mg/kg)苯乙胺(mg/kg) 腐胺(mg/kg) 尸胺(mg/kg) 组胺
(mg/kg)酪胺(mg/kg) 亚精胺(mg/kg) 泡菜 299.04±11.86 ND ND 30.32±1.93 ND ND ND 豆瓣酱 130.03±8.21 ND 22.70±3.63 108.92±7.24 115.40±10.23 ND 138.33±8.52 酱油 1235.19±170.89 25.50±3.23 ND 72.70±8.56 ND ND ND 鱼罐头 357.11±22.01 ND ND 93.84±7.56 302.12±24.32 ND 182.33±12.36 香肠 835.87±91.98 ND ND 22.37±2.11 76.17±6.32 ND 65.90±5.63 道菜 35.62±3.63 ND 1.68±0.56 336.21±0.03 ND ND 133.91±1.23 注:ND表示未检测到。 然而,由于生物胺对人体所产生的副作用与摄入生物胺的种类、含量以及生物胺之间的互作效应等有关,因此大部分食品中生物胺的安全限量值无法确定[42]。目前对生物胺的限量主要集中在水产品中,《食品安全国家标准 动物性水产制品》(GB 10136-2015)中规定了盐渍高组胺鱼中组胺的含量不得超过40 mg/100 g,因此生物胺的降解及低胺食品的研发具有重要意义。
2.5 干酪乳杆菌(L.casei)FV006对市售发酵食品降胺能力的研究
将菌株FV006接种至6种市售发酵食品中培养7 d,以表3中测出的各生物胺含量为初始值,动态分析该菌在不同食品基质中生物胺含量的变化,探索菌株FV006对市售商品中各生物胺的降解效果。结合表3和图5可知,接种菌株FV006后各食品中不同种类生物胺含量变化具有差异性。首先,接种干酪乳杆菌(L. casei)FV006培养的第1 d,大部分样品中生物胺含量较初始值出现明显增长,其中豆瓣酱中色胺、组胺和亚精胺含量分别增加了176.92%、371.86%、84.38%;酱油中苯乙胺含量增加了285.39%;泡菜中色胺和尸胺含量增加了56.79%、144.33%;香肠中尸胺含量增加了276.86%。此后,随着发酵的进行细胞内胺氧化酶等降胺酶的分泌,不同食品中相应生物胺的含量出现下降,道菜中色胺、尸胺和亚精胺含量较初始值分别降低56.68%、11.69%和17.19%;豆瓣酱中尸胺、组胺和亚精胺含量较初始值分别降低68.06%、74.52%和85.82%;酱油中色胺和尸胺含量较初始值分别降低66.75%%、81.53%;泡菜中色胺含量较初始值降低45.74%;鱼罐头中色胺、尸胺、组胺和亚精胺含量较初始值分别降低55.66%、63.92%、45.96%、52.62%;香肠中色胺、尸胺、组胺和亚精胺含量较初始值降低,其中色胺、组胺和亚精胺分别降低了71.15%、56.26%、75.54%。
研究中还发现,不同食品中同一种生物胺含量的变化也具有差异。泡菜、鱼罐头、香肠和酱油4种商品中色胺的初始含量均最高,在接种干酪乳杆菌(L. casei)FV006后4种食品中色胺的含量分别于不同时间点降至最小值,其降胺率分别为45.74%、55.66%、71.15%和66.75%。究其原因是菌株对生物胺的降解受到基质的影响,实际上降胺反应的本质是胺氧化酶对底物的催化作用,倪秀梅等[43]指出不同的生物胺降解酶对生物胺的催化具有一定特异性,对不同底物的生物胺催化效率具有差异。李彬彬等[44]提出AOs活性受底物、生物胺种类等因素的影响,AOs对生物胺的降解具有底物特异性和作用位点存在相关性差异。此外,菌株FV006对色胺的降解能力随着色胺浓度的增大而增加,但当色胺浓度高于某一峰值时降胺率则出现下降。该发现与吴燕燕等[45]研究结果一致,分析原因是高浓度生物胺对菌株的毒害作用影响了菌株的生长,从而使得降胺率出现下降。本研究所用的干酪乳杆菌(L. casei)FV006的降胺能力与杨帆等[22]报道的干酪乳杆菌(L. casei)X3-12相比,降解腐胺和尸胺的能力较为相近,但本研究所用的干酪乳杆菌(L. casei)FV006所能降解的生物胺种类更多。
3. 结论
本研究以发酵蔬菜中分离筛选的生物胺降解菌干酪乳杆菌(L. casei)FV006为研究对象,探究该菌在液态培养条件下的降胺性能和应用于贵州地区6种市售发酵食品中的降胺效果。结果表明,在液态培养试验中该菌对7种生物胺具有一定的降解性能,对组胺、亚精胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、酪胺和色胺的降胺率分别为9.44%、23.39%、16.27%、13.68%、19.14%、18.16%和12.45%。研究发现所筛生物胺降解菌FV006具有降胺性能的同时,也具有产胺能力,将其接种于贵州地区6种市售发酵食品中发现该菌对不同食品中生物胺具有一定的降胺性能,且不同食品中同一种生物胺的降胺率具有差异性。本研究主要考虑干酪乳杆菌(L. casei)FV006对已包装发酵食品中生物胺含量的影响,并未动态分析菌株在产品生产过程中对生物胺的降解情况,且菌株FV006在降胺过程中是否对产品风味和品质产生影响也将是今后研究的重点。本研究为干酪乳杆菌(L. casei)FV006在低胺发酵食品中的应用提供理论支撑。
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表 1 反向液相色谱法测定生物胺的洗脱程序
Table 1 Elution procedure of RP-HPLC for the determination of biogenic amines
时间(min) A(%) B(%) 流速(mL/min) 0 30 70 0.80 15 25 75 1.00 22 15 85 1.00 25 10 90 1.00 28 10 90 1.00 35 40 60 1.00 表 2 7种生物胺的回归方程和相关系数
Table 2 Regression equations and correlation coefficients of 7 kinds of biogenic amines
生物胺 回归方程 决定系数(R2) 色胺 y=25.438x+24.944 0.997 尸胺 y=40.98x+32.138 0.999 苯乙胺 y=27.39x+40.744 0.999 腐胺 y=45.761+10.574 0.998 亚精胺 y=66.47x+129.64 0.999 组胺 y=34.62x+17.866 0.999 酪胺 y=39.703x+59.131 0.999 表 3 6种发酵食品中生物胺的种类与含量(mg/kg)
Table 3 Types and contents of biogenic amines in six kinds of fermented foods (mg/kg)
样品 色胺
(mg/kg)苯乙胺(mg/kg) 腐胺(mg/kg) 尸胺(mg/kg) 组胺
(mg/kg)酪胺(mg/kg) 亚精胺(mg/kg) 泡菜 299.04±11.86 ND ND 30.32±1.93 ND ND ND 豆瓣酱 130.03±8.21 ND 22.70±3.63 108.92±7.24 115.40±10.23 ND 138.33±8.52 酱油 1235.19±170.89 25.50±3.23 ND 72.70±8.56 ND ND ND 鱼罐头 357.11±22.01 ND ND 93.84±7.56 302.12±24.32 ND 182.33±12.36 香肠 835.87±91.98 ND ND 22.37±2.11 76.17±6.32 ND 65.90±5.63 道菜 35.62±3.63 ND 1.68±0.56 336.21±0.03 ND ND 133.91±1.23 注:ND表示未检测到。 -
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