發酵豆制品與微生物群落對生物胺形成的影響

生物胺是一類具有生物活性、含氮堿性低分子質量有機化合物的總稱。其廣泛分布于動植物及食品中，尤其在發酵食品中含量較高。生物胺具有“低促高毒”的特點，適量攝入能夠起到促進生長、增強代謝活力、清除自由基等作用，而過量攝入則會導致人體中毒等不良反應。我國傳統發酵豆制品主要分為固態類發酵豆制品（豆豉、腐乳等）與液態類發酵豆制品（醬油等），因其風味獨特、營養價值高等特點在日常生活中被廣泛食用，其中生物胺的含量也逐漸受到關注。

近日，南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室以7 種液態類發酵豆制品和7 種固態類發酵產品為研究對象，對8 種常見生物胺含量、理化性質、微生物群落進行檢測，并通過Pearson相關性、結構方程模型、冗余分析等統計學方法進行相關性分析，以探究發酵豆制品中生物胺的產生機制，為完善發酵豆制品的標準法規提供理論基礎。

1 生物胺含量分析

取生物胺標準混合使用液，得到8 種生物胺的出峰時間及標準品色譜圖，。以生物胺質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標得到線性回歸方程，其線性范圍內相關系數（R2）均大于0.99，表明8 種生物胺質量濃度與峰面積之間存在良好線性關系。

不同發酵豆制品的生物胺含量存在一定差異，但所有樣品中均能檢出組胺。色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、組胺、酪胺、亞精胺、精胺質量濃度和生物胺總量在14 種樣品中范圍分別是0～1274、0～1867、0～7908、0～715、15.3～2637、0～947、0～115、0～498、112～11209 mg/L。

在液態類產品中8 種生物胺均能檢出，但因制作工藝不同，不同樣品的生物胺總量存在差異。老抽類和生抽類醬油（1-1～1-4）中生物胺總量低于250 mg/L，各類生物胺含量均低于限制值，在生物胺安全方面表現良好。在同類型產品中，黑豆類醬油（1-1、1-3）生物胺含量明顯高于黃豆類醬油（1-2、1-4）。脫脂大豆醬油（1-5）、蒸魚豉油（1-6）、牡蠣減鹽醬油（1-7）中生物胺總量分別為11209.7、10266.7、8262.5 mg/L，并顯著高于其他樣品，。其中，脫脂大豆醬油（1-5）樣品中腐胺含量最高，達到7908 mg/L；蒸魚豉油（1-6）樣品中組胺含量最高，達到2637 mg/L；牡蠣減鹽醬油（1-7）中樣品苯乙胺含量最高，達到1867 mg/L。

檢測的固態類產品生物胺總量均低于1000 mg/kg。相比于豆腐乳類產品（2-1～2-3），豆豉類產品（2-4～2-6）生物胺總量較高。在豆豉（2-4）中8 種生物胺均有檢出，生物胺總量達到867.3 mg/L，以組胺（459.0 mg/kg）和酪胺（220.0 mg/kg）為主。

2 生物胺含量與理化指標的相關性分析

14 種樣品的pH 值、水分活度、鹽度、氨基酸態氮、總酸、凱氏氮含量分別為4.83～6.83、0.653～0.999、0.29～37.92 g/100 g、0.52～1.28 g/100 g、10.82～83.67 g/kg、1.31%～6.04%。在液態類產品中，醬油類產品1-5～1-7 總酸含量顯著高于1-1～1-4 樣品，其他指標無明顯差異。同時，醬油類產品1-5～1-7生物胺總量顯著高于1-1～1-4樣品。固態類產品中，豆豉類產品（2-4、2-5）的總酸含量顯著高于其他樣品，鹽度顯著低于大部分其他樣品。同時，豆豉類產品（2-4、2-5）的生物胺總量高于大部分固體（表3、4）。此外，巧克力的鹽度顯著低于醬油類產品及豆腐乳類產品。而具有較低鹽度的巧克力生物胺總量也顯著低于1-5～1-7樣品。

水分活度、總酸、鹽度和氨基酸態氮與大部分生物胺含量呈正相關，而pH值和凱氏氮與大部分生物胺含量呈負相關。總酸和水分活度與亞精胺的生成呈顯著正相關。較高的水分活度可能促進產胺微生物生長繁殖，導致生物胺積累。總酸在生物胺的生成過程中起到重要作用，這是由于微生物通過脫羧作用產生堿性生物胺提高細胞內外的pH值抵御酸性環境。因此，本研究中14 個樣品均呈輕微酸性，符合微生物產生生物胺的pH值條件。食品中微生物的生理活動與生物胺的產生和積累具有密切聯系。

近似均方根誤差（RMSE）為0.00，表明為最佳擬合。pH值（因子載荷-0.616）、凱氏氮（因子載荷-0.343）對生物胺的產生具有負面效應；水分活度（因子載荷0.413）、鹽度（因子載荷0.330）和總酸（因子載荷0.399）對生物胺的產生具有正面效應。相關性分析表明水分活度、總酸、鹽度和氨基酸態氮與大部分生物胺含量呈正相關。結構方程模型分析的結果進一步驗證了本研究中發酵豆制品的水分活度、總酸、鹽度與生物胺含量呈正相關。

3 生物胺含量與微生物群落的相關性分析

選取具有代表性的6 種樣品：黑豆老抽（1-1）、黃豆老抽（1-2）、脫脂大豆醬油（1-5）、豆豉（2-4）、納豆（2-5）、水豆豉（2-6）進行微生物群落分析。

體系中微生物群落組成在一定程度上影響著生物胺種類與含量。假單胞菌屬是黑豆老抽醬油（1-1）、黃豆老抽醬油（1-2）、脫脂大豆醬油（1-5）樣品中的優勢菌屬，芽孢桿菌屬是豆豉（2-4）、納豆（2-5）、水豆豉（2-6）的優勢菌屬。在芽孢桿菌的抑制作用下，樣品豆豉（2-4）、納豆（2-5）、水豆豉（2-6）中生物胺總量顯著低于樣品脫脂大豆醬油（1-5）（P＜0.05）。此外，糞腸球菌具有合成酪胺的能力，其在水豆豉（2-6）中的相對豐度較高，水豆豉（2-6）中酪胺占總生物胺含量比例也最高（35.90%）。

此外，有研究表明，生物胺的形成還受到基質和環境條件的影響。為進一步探究微生物與理化指標、生物胺含量之間的關系，對上述樣品的生物胺含量以及微生物相對豐度進行相關性分析。對這些樣品的生物胺含量、理化性質以及微生物相對豐度進行冗余分析。

假單胞菌屬、代爾夫特菌屬、產堿桿菌屬、水桿菌屬與生物胺總量、精胺、亞精胺、酪胺、尸胺、腐胺、色胺的產生呈正相關。而芽孢桿菌屬與7 種生物胺含量及生物胺總量呈負相關，四聯球菌屬、腸球菌屬、片球菌屬與生物胺總量呈負相關。納豆（2-5）、豆豉（2-4）、水豆豉（2-6）3 種固體樣品的凱氏氮含量、總酸含量與芽孢桿菌屬的相對豐度呈正相關。其中黑豆老抽（1-1）、黃豆老抽（1-2）、脫脂大豆醬油（1-5）中假單胞菌屬的相對豐度最高，其鹽度范圍為29.41～31.10 g/100 g。生物胺總量與假單胞菌屬相對豐度呈正相關，與芽孢桿菌屬、四聯球菌屬相對豐度呈負相關，這與相關性分析結果一致。

綜上所述，假單胞菌屬可能是因為增加了體系中脂肪酸含量進而促進了生物胺的累積，而芽孢桿菌屬則可能是因為產生細菌素抑制產胺菌活性進而抑制了生物胺的產生。此外，總酸含量較高的條件能促進芽孢桿菌屬生長，較高的鹽度（29.41～30.90 g/100 g）和氨基酸態氮能夠促進假單胞菌屬的生長。

4 結 論

以7 種液態發酵豆制品和7 種固態發酵豆制品為研究對象，對8 種常見生物胺含量、微生物群落多樣性以及相關理化指標進行測定。脫脂大豆醬油、蒸魚豉油、牡蠣減鹽醬油中的生物胺總量分別為11209.7、10266.7、8262.5 mg/L，顯著高于其他樣品（P＜0.05）。大部分液體樣品中生物胺含量高于固體。樣品中pH值和凱氏氮含量與生物胺總量呈負相關，水分活度（因子載荷0.413）、總酸含量（因子載荷0.399）和鹽度（因子載荷0.330）對生物胺總量的正面效應最大，對生物胺的產生和積累起到積極作用。假單胞菌是黑豆老抽、黃豆老抽、脫脂大豆醬油中的優勢菌種，與發酵豆制品中生物胺含量呈正相關。芽孢桿菌屬是豆豉、納豆、水豆豉中的優勢菌種，與發酵豆制品中生物胺含量呈負相關。