食品中生物胺檢測方法的研究進展

易麗娟，趙曉娟，白衛東

（仲愷農業工程學院輕工食品學院，廣東廣州510225）

食品中生物胺檢測方法的研究進展

易麗娟，趙曉娟*，白衛東

（仲愷農業工程學院輕工食品學院，廣東廣州510225）

簡述食品中生物胺的種類和產生形式，主要介紹液相色譜、氣相色譜、薄層色譜、傳感器和毛細管電泳等方法在生物胺檢測中的應用研究進展，并展望了生物胺檢測方法的發展方向。

食品；生物胺；研究進展；檢測方法

生物胺（Biogenic Amine，BA）是一類具有生物活性的含氮低分子量有機化合物，可看作是氨分子中1個～3個氫原子被烷基或芳基取代后而生成的物質。根據其結構可分為三大類：1）脂肪胺，包括精胺、亞精胺、腐胺和尸胺等；2）芳香胺，包括苯乙胺和酪胺等；3）雜環胺，包括色胺和組胺等。根據生物胺的組成可以將其分為單胺和多胺。單胺主要有酪胺、組胺、腐胺、尸胺、苯乙胺和色胺，攝入少量的單胺類化合物會對血管和肌肉有明顯的舒張和收縮作用，對大腦皮層和精神活動有著重要的調節作用。多胺主要包括精胺和亞精胺，對生物體生長過程中DNA、RNA和蛋白質的合成以及生物體的生長發育起到促進的作用。

生物胺廣泛存在于各類生物體及食品中，尤其是富含蛋白質和氨基酸的食品，如乳制品、肉制品、調味品、酒類等，生物胺是食品細菌性腐敗的重要化學標志物，其含量可作為食品新鮮度的指標[1]。生物胺的產生主要有兩種形式：一種是游離氨基酸在細菌中的脫羧酶催化作用下發生脫羧作用而產生，另一種是醛酮類化合物通過氨基化反應或轉氨基作用形成。微量的生物胺是生物體內的正常活性成分，在生物細胞中具有重要的生理功能。但當人體攝入過量的生物胺或同時攝入多種生物胺時，會引起諸如頭痛、惡心、心悸、呼吸紊亂等過敏反應，嚴重者還會危及生命[2]。因此，食品中生物胺的檢測對于促進食品安全和保障人類健康具有非常重要的意義。近年來，國內外越來越多的學者對各類肉制品、水產品等[3-5]食品中的生物胺進行了量化分析測定。本文綜述了液相色譜法、氣相色譜法、薄層色譜法、傳感器法和毛細管電泳法等生物胺檢測方法的研究進展，并展望了生物胺檢測方法未來的發展方向。

1 液相色譜法

1.1 柱前衍生-高效液相色譜-紫外/熒光檢測法

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）具有柱效高、分析速度快、檢測靈敏度高、定量分析準確的特點，是目前國內外量化分析食品中生物胺最常用的檢測方法[6]。

由于很多食品中的生物胺分子缺少發色基團，因此，采用HPLC測定時，需要對生物胺進行衍生處理。一般選擇苯甲酰氯、鄰苯二甲醛、丹磺酰氯、二硝基甲酰氯等作為柱前衍生劑。劉振鋒等[7]以苯甲酰氯為衍生試劑，庚胺為內標，采用HPLC同時測定中國傳統發酵豆制品中10種生物胺。結果顯示，在20 min內各種生物胺能得到很好的分離且呈現良好的線性關系，回收率在94.7%～109.8%之間，精密度小于10%，該方法對各種生物胺衍生物的分離效果好、靈敏度高、重現性好。Tuberoso等[8]建立了以丹磺酰氯為柱前衍生劑，利用高效液相色譜熒光檢測來測定Cannonau和Vermentino兩地葡萄酒中生物胺的分析方法，有效地測定了葡萄酒中生物胺的種類、含量以及其他含氮化合物。臺紅杏等[9]同樣采用丹磺酰氯衍生劑，建立了一種柱前衍生-HPLC法，并對煎炸油及發酵香腸中的生物胺進行測定。結果顯示，在設定的試驗條件下，在煎炸油中并沒有檢測出生物胺，但在選定的兩種香腸樣品中則分別檢測出6種～7種生物胺，其中精胺的含量最高，可達0.118 μg/kg。該檢測對測定香腸產品中的生物胺具有一定可行性，但不適合測定煎炸油中生物胺。陸永梅[10]采用丹磺酰氯柱前衍生-HPLC法測定了不同品種的黃酒和15種品牌醬油中生物胺（主要包括組胺、尸胺、精胺、亞精胺和酪胺）的含量及分布特點，結果表明，因黃酒的品種不同，所測得生物胺的含量也會有所差別，變異范圍為 39.27 μg/mL～241.07 μg/mL。醬油中生物胺的變異范圍是41.68μg/mL～1357.5μg/mL，醬油中生物胺濃度的變異范圍較大，主要是受醬油的發酵類型和氨態氮含量的不同影響。王長遠等[11]研究了一種產生物胺雙層培養基檢測法，用于檢測從發酵肉制品中分離的植物乳桿菌，再利用丹磺酰氯柱前衍生-HPLC法測定了生物胺的含量。結果表明，利用該方法可使組胺和酪胺在10 min內得到較好的分離。

目前，雖然柱前衍生-高效液相色譜法在生物胺的檢測中應用較為廣泛，但衍生過程比較復雜繁瑣，且可能會帶來副產物的干擾，從而影響生物胺的定量結果，另外，所需儀器昂貴、操作專業性強，不適合中小型企業使用。

1.2 離子色譜-電化學檢測法

離子色譜法（Ion Chromatography，IC）是一種適用于陰、陽離子的分析，且可同時測定多種離子的高效液相色譜法。IC法具有快速方便、靈敏度高、選擇性好、分離柱穩定性好、容量高的優點。目前較成熟的離子色譜法主要應用在生物胺、有機酸以及糖類的檢測中。

生物胺具有陽離子特性，因此，非常適合使用離子色譜法進行分離。相對于柱前衍生-高效液相色譜檢測方法，離子色譜法不需要進行衍生處理，有效地縮短了分析時間，同時也可避免衍生過程中帶來的干擾，更好地提高檢測的準確度和穩定性。Favaro等[12]運用離子色譜-積分脈沖安培檢測法對新鮮肉和加工肉類中的生物胺進行了測定，該法是用不同濃度的甲磺酸水溶液進行梯度洗脫，通過柱后加入強堿的方式獲得適當的堿性條件，然后通過電化學法檢測分析生物胺的種類和含量，分析時間為68 min，重現性較好。De Borba等[13]采用離子色譜-抑制電導和積分脈沖安培檢測法測定酒精飲料中的生物胺，結果表明，抑制電導檢測方法簡單，對腐胺、尸胺、組胺等7種生物胺具有良好的測試靈敏度（0.004 mg/L～0.08 mg/L），但不能檢測多巴胺、酪胺和5-羥色胺；而積分脈沖安培檢測可以對上述10種生物胺進行檢測。Palermo等[14]基于弱離子交換柱和甲磺酸的多線性梯度洗脫模式，開發了一種離子交換色譜-電導檢測法對鳳尾魚、奶酪、酒、橄欖和香腸中的生物胺進行測定，具有良好的分辨率和分離效率。戴意飛[15]利用離子交換色譜積分脈沖安培檢測法測定冷凍海產品中的酪胺、腐胺、尸胺、組胺、苯乙胺、亞精胺、精胺等10種生物胺時，獲得了良好的分離效果和線性關系，檢出限在50 μg/kg以內，回收率在86.0%～108.0%之間，樣品的保留時間和峰面積的相對標準偏差分別小于1%和5%。該方法適用于冷凍海產品中各類生物胺的分離測定。

離子色譜法分離測定食品中的生物胺，需要使用較為大型、昂貴的離子色譜儀，成本較高，且攜帶不便，難以實現現場快速檢測。

2 氣相色譜法

近年來，在食品中生物胺的檢測領域，氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）的研究報道相對較少。溫永柱等[16]借助液液萃取（LLE）和GC-MS技術，建立了多種生物胺在中國白酒中的定性分析方法，第一次定性了白酒中9種生物胺。研究表明，該方法靈敏度高且具有廣譜性，在白酒的定性研究中具有較大的優勢。Awan等[17]以三氟乙酰丙酮為衍生劑，在氣化狀態下進行衍生處理，通過固相微萃取技術提取，再用GC-MS定量檢測肉類、蔬菜和奶酪中的腐胺和尸胺。該方法靈敏度和重現性較好，且比液相的衍生處理和提取過程簡單。更早至本世紀初，Fernandes等[18-19]以異丁基氯甲酸酯進行衍生，采用GC-MS檢測了Port葡萄酒和葡萄汁中的二胺、多胺和芳香胺，并用此法同時定量啤酒中22種生物胺，該方法重現性好，準確度和靈敏度高。Hwang等[20]將魚產品中的組胺用堿性甲醇進行萃取，然后利用GC法進行測定，無需衍生處理，方法檢測時間小于20 min，對組胺的檢測限約為5 μg/g，金槍魚和對蝦樣品的加標回收率分別為98%～111%和99%～102%。結果表明，用GC分析方法直接測定組胺方便可行。

GC法具有分離效率高、分析速度快、選擇性好等優點，但樣品前處理復雜耗時，而且對組分進行定性分析時，一般需要與質譜、光譜等方法）進行聯用才能獲得直接肯定的結果。

3 薄層色譜法

薄層色譜法（Thin-layer Chromatography，TLC）是一種用于對混合樣品進行分離、測定和定量的一種層析分離技術。Romano等[21]建立了一種TLC和光密度測定的方法，用于定量分析葡萄酒中的生物胺。方法可用于檢測葡萄酒中濃度范圍在1 mg/L～20 mg/L之間的組胺、酪胺、腐胺和尸胺，該檢測分析性能可滿足日常酒類分析的需要。Garcia-Moruno等[22]利用TLC和HPLC法研究了133株從酒和葡萄汁中分離的乳酸菌產組胺、酪胺和腐胺的情況，并且驗證了PCR的分析結果。王鳳芹等[23]采用TLC和HPLC法分析鹽水鴨中的生物胺。實驗結果表明，用TCL和HPLC法均在鹽水鴨樣品中檢測到了腐胺、尸胺、亞精胺、精胺、酪胺和2-苯乙胺，兩種方法的檢測結果一致。

與其他檢測方法相比，TLC法具有操作方便、設備簡單、顯色容易、分離速率快等特點，可有效減少對食品中生物胺進行初步鑒定與半定量測定的分析成本，但該法的定量精度和重現性相對較差。

4 傳感器法

傳感器是化學、材料、物理、電子、信息等多學科交叉的先進檢測技術，其中，生物傳感器（Biosensor），尤其是酶傳感器在生物胺的快速檢測領域備受研究關注。唐晗等[24]以魯米諾-鐵氰化鉀作為化學發光體系，用固定化的二胺氧化酶制成酶柱作為識別元件，開發了一種檢測食品中生物胺的流動注射化學發光生物傳感器，可用于檢測實際樣品如豬肉、鯽魚和葡萄酒中生物胺的總量，其中酪胺、腐胺和組胺的回收率在90%～94%之間，適用于食品中生物胺總量的快速檢測。Alonso-Lomillo 等[25]將單胺氧化酶（MAO）/辣根過氧化物酶（HRP）、二胺氧化酶（DAO）/HRP分別固定在芳基重氮鹽修飾的絲網印刷碳電極（SPCE）表面，構建了兩種檢測生物胺總量的生物傳感器，并用于鳳尾魚樣品中總胺含量的測定。Pérez等[26]基于聚砜/碳納米管/二茂鐵修飾的SPCE，通過DAO/HRP在電極表面的固定，制得測定組胺的生物傳感器，可對沙丁魚、鳳尾魚和馬鮫魚樣品中的組胺進行準確測定。

生物傳感器用于生物胺的檢測，具有靈敏度高、特異性強、快速簡便等優點，但由于酶的來源和生物活性等的影響，測試成本較高、環境耐受性差，使生物傳感器的實際應用受到限制。

近年來，分子印跡材料被廣泛用于食品中農藥和獸藥殘留仿生傳感器的研制中，但關于生物胺分子印跡仿生傳感器的研究報道相對較少。邢憲榮[27]通過結合導電聚合物和納米材料，分別制備了用于檢測組胺、酪胺、β-苯乙胺和色胺的4種分子印跡電化學傳感器，并成功用于實際樣品的檢測，檢出限低，線性范圍寬，重現性和選擇性好。Huang等[28]基于多壁碳納米管-納米金復合材料和殼聚糖修飾的玻碳電極，制備了一種用于選擇性檢測酪胺的分子印跡電化學傳感器，檢出限為5.7×10-8mol/L，測試重現性和穩定性良好。

分子印跡材料具有良好的結構可控性、環境耐受性和專一選擇性，賦予生物胺分子印跡傳感器良好的發展潛力，但尋找合適的功能單體和模板分子洗脫溶劑的過程費時費力。

5 毛細管電泳法

毛細管電泳法（Capillary Electrophoresis，CE）是一類以毛細管為分離通道、以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離技術。Li等[29]采用毛細管區帶電泳-電容耦合非接觸電導檢測（CZE-C4D）法分離和測定精胺、亞精胺、組胺、腐胺、尸胺、β-苯乙胺、酪胺和色胺，利用該方法在24 min內可分離8種生物胺，并成功用于地下水和烈性酒樣品的分析。實驗結果表明，CZEC4D測定生物胺具有良好的靈敏度和重現性，不需要預富集和衍生程序。李文莉[30]還建立了一種以18-冠酸-6作為緩沖液添加劑，同時測定7種生物胺（精胺、亞精胺、組胺、尸胺、苯乙胺、酪胺和色胺）的CZE-安培檢測（CZE-AD）的分析方法。該法可對電活性物質直接進行檢測，降低了檢測成本，樣品預處理簡單，分析耗時少，為環境水樣中生物胺的分離和檢測提供了一種新方法。趙凌國等[31]建立了一種快速測定魚肉中組胺的納米金復合材料涂層CE法。先將魚肉樣品超聲萃取20 min，再將萃取液經離心和過濾后直接進行CE分離檢測，避免了反復萃取及衍生化過程，4 min內出峰，縮短了分析時間，檢測效率高。Cortacero-Ramírez等[32]采用CE-激光誘導熒光檢測法同時對啤酒樣品及釀造過程中的10種生物胺含量進行測定。該方法相對簡單，可以準確鑒別和分離啤酒在釀造過程中生物胺的含量及類型。

CE法具有靈敏度高、樣品用量少、分離對象廣、成本低等特點，但與HPLC法、IC法相比，其檢測結果重現性較差且檢出限較高。

6 其他檢測方法

除了以上幾種檢測方法外，免疫分析法、紫外分光光度法等也被用于生物胺的檢測中。鄭海松等[33]建立了一種快速測定進出口食品中組胺的酶聯免疫方法。該法選擇r-Biopharm試劑盒來檢測進出口葡萄酒、牛奶、奶酪和魚粉中的組胺，通過5個實驗室的回收驗證發現其均具有較好的回收率，經HPLC確證假陽性率≤2.5%，表明該方法可快速、準確檢測出食品中組胺的殘留量。梁劍等[34]分別利用HPLC-二極管陣列檢測器（DAD）法和紫外可見分光光度法定量測定樣品中的組胺。結果顯示，兩種方法標準曲線的線性相關系數都在0.99以上，加標回收率在90%～110%，與HPLC-DAD檢測法相比，紫外可見分光光度法測定步驟簡便，但其重現性較差。

7 結語

食品中生物胺的種類較多，不同食品中生物胺的種類和含量差別很大，而目前生物胺的檢測方法各有優缺點。因此，在實際工作中可根據食品樣品的類型和檢測需求，選擇較為合適的檢測方法對生物胺的種類和含量進行測定。隨著人們生活水平的提高和科技的不斷進步，消費者及企業對食品的安全性和功效目的性的要求不斷提高，生物胺檢測的靈敏度、精確度、實用性等方面的標準也將隨之提高。因此，研究開發高靈敏、低成本、快速簡便、準確可靠、可同時在線檢測多組分的方法或系統是生物胺檢測方法未來的發展方向。

[1] ?nal A.A review：Current analytical methods for the determination of biogenic amines in foods[J].Food Chemistry,2007,103(4)：1475-1483

[2] Bodmer S,Imark C,Kneubühl M.Biogenic amines in foods：Histamine and food processing[J].Inflammation Research,1999,48(6)：296-300

[3] 曲映紅.發酵食品中生物胺的研究進展[J].食品工業,2012(3)：115-118

[4] 郝小倩,唐善虎,李雪,等.肉制品中生物胺的控制技術及其檢測方法的研究進展[J].中國畜牧獸醫,2012,39(9)：145-151

[5] 程麗林,聶小寶,張長峰,等.水產品中生物胺檢測方法的研究進展[J].山東農業科學2012,44(9)：118-120

[6] ?nal A,Tekkeli S E,?nal C.A review of the liquid chromatographic methods for the determination of biogenic amines in foods[J].Food Chemistry,2013,138(1)：509-515

[7] 劉振鋒,魏云瀟,張進杰,等.高效液相色譜法檢測中國傳統發酵豆腐制品中的生物胺[J].中國食品學報,2010,10(4)：253-259

[8] Tuberoso C I,Congiu F,Serreli G,et al.Determination of dansylated amino acids and biogenic amines in Cannonau and Vermentino wines by HPLC-FLD[J].Food Chemistry,2015,175：29-35

[9] 臺紅杏,Yongsawatdigul J,朱秋勁,等.柱前衍生HPLC法測定煎炸油及香腸中的生物胺[J].貴州農業科學,2013,41(6)：144-147

[10]陸永梅.發酵食品中生物胺的檢測與控制[D].南京：南京農業大學,2008

[11]王長遠,王云光,于長青,等.產生物胺乳酸菌的檢測及產生物胺量的測定[J].農產品加工(學刊),2010(1)：22-25

[12]Favaro G,Pastore P,Saccani G,et al.Determination of biogenic amines in fresh and processed meat by ion chromatography and integrated pulsed amperometric detection on Au electrode[J].Food Chemistry,2007,105(4)：1652-1658

[13]De Borba B M,Rohrer J S.Determination of biogenic amines in alcoholic beverages by ion chromatography with suppressed conductivity detection and integrated pulsed amperometric detection[J].Journal of Chromatography A,2007,1155(1)：22-30

[14]Palermo C,Muscarella M,Nardiello D,et al.A multiresidual method based on ion-exchange chromatography with conductivity detection for the determination of biogenic amines in food and beverages[J].Analytical and Bioanalytical Chemistry,2013,405(2/3)：1015-1023

[15]戴意飛.海產品中生物胺高通量檢測體系的建立與應用[D].舟山：浙江海洋學院,2014：16-26

[16]溫永柱,范文來,徐巖.GC-MS法定性白酒中的多種生物胺[J].釀酒,2013,40(1)：38-41

[17]Awan M A,Fleet I,Thomas C L P.Determination of biogenic diamines with a vaporization derivatisation approach using solid phase microextraction gas chromatography mass spectrometry[J].Food chemistry,2008,111(2)：462-468

[18]Fernandes J O,Ferreira M A.Combined ion-pair extraction and gas chromatography-mass spectrometry for the simultaneous determination of diamines,polyamines and aromatic amines in Port wine and grape juice[J].Journal of Chromatography A,2000,886(1)：183-195

[19]Fernandes J O,Judas I C,Oliveira M B,et al.A GC-MS method for quantitation of histamine and other biogenic amines in beer[J].Chromatographia,2001,53(1)：5327-5331

[20]Hwang B S,Wang J T,Choong Y M.A rapid gas chromatographic method for the determination of histamine in fish and fish products[J].Food Chemistry,2003,82（2）：329-334

[21]Romano A,Klebanowski H,La Guerche S,et al.Determination of biogenic amines in wine by thin-layer chromatography/densitometry[J].Food Chemistry,2012,135(3)：1392-1396

[22]Garcia-Moruno E,Cersosimo M,Costantini A,et al.Production of biogenic amine by lactic acid bacteria,screening by PCR,thin layer chromatography,and high performance liquid chromatography of strains isolated from wine and must[J].Journal of Food Protection,2006,69(2)：391-396

[23]王鳳芹,劉芳,孟勇,等.TLC和HPLC法相結合分析鹽水鴨中的生物胺[J].食品科學,2011,32(14)：273-276

[24]唐晗,王曉朋,吳中波,等.化學發光生物傳感器檢測食品中生物胺總量[J].食品安全質量檢測學報,2014,5(5)：1349-1356

[25]Alonso-Lomillo M A,Domínguez-Renedo O,Matos P,et al.Disposable biosensors for determination of biogenic amines[J].Analytica Chimica Acta,2010,665(1)：26-31

[26]Perez S,Bartroli J,Fabregas E.Amperometric biosensor for the determination of histamine in fish samples[J].Food Chemistry,2013,141(4)：4066-4072

[27]邢憲榮.基于導電聚合物增效的生物胺分子印跡電化學傳感器的研究[D].濟南：濟南大學,2012：9-47

[28]Huang J D,Xing X R,Zhang X M,et al.A molecularly imprinted electrochemical sensor based on multiwalled carbon nanotube-gold nanoparticle composites and chitosan for the detection of tyramine[J].Food Research International,2011,44(1)：276-281

[29]Li W L,Pan Y L,Liu Y,et al.Simultaneous Determination of Eight Typical Biogenic Amines by CZE with Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection[J].Chromatographia,2014,77(3/4)：287-292

[30]李文莉.毛細管電泳-電化學檢測在生物胺及中草藥活性成分測定中的應用研究[D].上海：華東師范大學,2012：61-69

[31]趙凌國,李學云,申紅衛,等.納米金復合材料涂層毛細管電泳法快速測定魚肉中的組胺[J].中國食品衛生雜志,2014,26(6)：575-579

[32]Cortacero-Ramírez S,Arráez-Román D,Segura-Carretero A,et al.Determination of biogenic amines in beers and brewing-process samples by capillary electrophoresis coupled to laser-induced fluorescence detection[J].Food Chemistry,2007,100(1)：383-389

[33]鄭海松,楊小嬌.進出口食品中組胺的ELISA快速測定[J].食品工業,2011(10)：110-112

[34]梁劍,江一帆,葉海峰.水產品中組胺含量測定方法的比較研究[J].安徽農業科學,2011,39(32)：20033-20034,20037

Research Progress in Determination Methods of Biogenic Amines in Food

YI Li-juan，ZHAO Xiao-juan*，BAI Wei-dong
（College of Light Industry and Food Science，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510225，Guangdong，China）

This paper describes briefly the types and generation patterns of biogenic amines（BAs），and introduces mainly the development and application of determination methods，such as liquid chromatography（LC），gas chromatography（GC），thin-layer chromatography（TLC），sensor and capillary electrophoresis（CE）.Finally，the development direction of detection methods of BAs is also prospected.

food；biogenic amines；development；determination method

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.048

廣東省自然科學基金項目（S2013010013416）；廣東省高等學校優秀青年教師培養計劃資助項目（Yq2013097）；仲愷農業工程學院研究生科技創新基金資助項目

易麗娟（1990—），女（漢），碩士研究生，專業：食品科學。

*通信作者：趙曉娟，副教授，博士。

2015-07-08