K. B. Biji

ICAR-Institutul Central de Tehnologie a Pescuitului, Insula Willingdon, Cochin, Kerala, India

C. N. Ravishankar

ICAR-Institutul Central de Tehnologie a Pescuitului, Insula Willingdon, Cochin, Kerala, India

R. Venkateswarlu

ICAR-Institutul Central de Tehnologie a Pescuitului, Insula Willingdon, Cochin, Kerala, India

C. O. Mohan

ICAR-Institutul Central de Tehnologie a Pescuitului, Insula Willingdon, Cochin, Kerala, India

T. K. Srinivasa Gopal

ICAR-Institutul Central de Tehnologie a Pescuitului, Insula Willingdon, Cochin, Kerala, India

Abstract

Aminele biogene sunt baze organice cu greutate moleculară mică prezente în mod normal în organism cu activitate biologică care influențează funcții fiziologice importante. Funcțiile fiziologice ale acestor molecule sunt realizate prin concentrații foarte mici în țesuturi. Cu toate acestea, se produc cantități semnificativ mari de amine biogene în timpul procesării și depozitării fructelor de mare ca urmare a contaminării microbiene și a condițiilor de depozitare inadecvate. Microorganismele cu activitate enzimatică decarboxilază transformă aminoacizii în aminele lor biogene respective. Aminele biogene din fructele de mare au fost implicate ca un agent cauzal major al bolilor transmise prin alimente, unde intoxicația rezultă din ingestia de alimente care conțin o cantitate mai mare de amine biogene. Prin urmare, identificarea, cuantificarea și conștientizarea acestei toxine alimentare sunt importante în ceea ce privește siguranța și deteriorarea alimentelor. Scopul acestei lucrări este de a revizui conceptele de bază ale calității și siguranței fructelor de mare în legătură cu aminele biogene, împreună cu măsurile sale de control și domeniile viitoare de cercetare.

Introducere

Aminele biogene (BA) sunt compuși azotici bazici cu greutate moleculară mică formate prin decarboxilarea aminoacizilor sau aminarea și transaminarea aldehidelor sau cetonelor (Askar și Treptow 1986). Îndepărtarea grupării α-carboxil dintr-un aminoacid proteic duce la BA corespunzătoare (Karovicova și Kohajdova 2005). BA se găsesc într-o varietate de produse alimentare, inclusiv fructe de mare, carne, lactate, fructe, legume, nuci, ciocolată și produse fermentate (Brink și colab. 1990). Conform structurii chimice, BA sunt clasificate în compuși heterociclici (histamină și triptamină), alifatici (putrescină și cadaverină) sau aromatici (tiramină și feniletilamină) (Santos 1996). În funcție de numărul de grupe de amine, aminele sunt clasificate în monoamine (tiramină și feniletilamină), diamine (histamină, putrescină și cadaverină) sau poli amine (spermidină și spermină) (EFSA 2011). Cele mai frecvente BA găsite în alimente sunt histamina, tiramina, cadaverina, 2-feniletilamina, spermina, spermidina, putrescina, triptamina și agmatina. Octopamina și dopamina se găsesc și în carne și fructe de mare (Naila 2012).

Aminele biogene importante din fructele de mare sunt histamina, tiramina, triptamina, putrescina și cadaverina. Acestea sunt formate din aminoacizii lor liberi histidină, tirozină, triptofan, ornitină și lizină (figurile 1 și 2). 2). Spermidina și spermina sunt produse din putrescină (Zarei și colab. 2011). Concentrația de aminoacizi liberi, în special histidina, este importantă, deoarece histidina este precursorul în biosinteza histaminei (Tabelul (Tabelul 1). 1). Ezzat și colab. (2015) au constatat că conținutul de histidină a fost de 2,1-2,2% din conținutul total de aminoacizi din produsul natural din pește fermentat asistent acid „ikan pekasam” produs din crapul javanez. Acidul glutamic împreună cu lizina, arginina, leucina, acidul aspartic, izoleucina, glicina, alanina, treonina și valina au reprezentat 77,6% din totalul aminoacizilor din peștii fermentați natural.

fructele

Structura aminelor biogene (Onal 2007)

Biosinteza poliaminelor (Lima și Gloria 1999)

tabelul 1

Conținutul gratuit de histidină în mușchiul scheletic al unor pești importanți din punct de vedere comercial

Denumire comună Denumire științifică Histidină (mg/kg)
Macrou de fregată Auxius tapeinocephalus 1460
Ton de salt Katsuwonus pelamis 1340
Ton galben fin Thunnus albacares 1220
Ton mic Euthunnus affinis 1090
Ton albastru fin Thunnus maccoyii 667
Ton de ochi mari Thunnus obesus 745
Coada galbenă Seriola quinqueradiata 1160
Coada galbenă Seriola aureovittata 732
Pește cârmă Seriola purpurascens 286
Pește-spadă Makaira mitsukurii 831
Marlin negru Makaira mazora 763

(Suyama și Yoshizawa 1973)

Microorganisme asociate cu formarea de amine biogene

Multe dintre speciile bacteriene sunt capabile să transforme histidina în histamină. Enterobacteriaceae sunt, în general, considerate a fi cauza principală a dezvoltării histaminei la peștii scombroizi. Morganella morganii, Klebsiella pneumoniae și Hafnia alvei sunt cei mai puternici producători de histamină (EFSA 2011). Alte specii bacteriene capabile să producă histamină includ Morganella psychrotolerans, Photobacterium phosphoreum, Photobacterium psychrotolerans (Ozogul și Ozogul 2006), Clostridium spp, Vibrio alginolyticus, Acinetobacter lowffi, Plesiomonas shigelloides, Presseudomonas putida. (Yatsunami și Echigo 1993; Hwang și colab. 2010). Speciile bacteriene enterice cu capacitate de producere a histaminei includ Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Serratia fonticola, Serratia liquefaciens și Citrobacter freundii (Tsai și colab. 2005; Kung și colab. 2009). Staphylococcus spp., Vibrio spp. Și Pseudomonas spp. Au fost găsite ca bacterii producătoare de histamină în peștii fermentați de către Yatsunami și Echigo (1993).

Efectele toxicologice ale aminelor biogene

Consumul de histamină în intervalul 8-40 mg, 40-100 mg sau mai mare de 100 mg într-o singură masă poate provoca otrăvire ușoară, intermediară și respectiv severă (Parente și colab. 2001). Intoxicația peștilor scombroizi va apărea la un individ sănătos numai atunci când se consumă o doză de cel puțin 50 mg de histamină. Acest lucru apare în general atunci când peștele are un nivel de histamină mai mare de 200 mg/kg. Peștele care formează scombrotoxină proaspăt prinsă conține de obicei un nivel de histamină mai mic de 2 mg/kg (FAO/OMS 2013). Simptomele otrăvirii cu scombrotoxină includ furnicături și senzație de arsură în jurul gurii sau gâtului, erupții cutanate sau urticarie pe partea superioară a corpului, dureri de cap, amețeli, mâncărime, greață, vărsături, diaree, palpitații cardiace, dificultăți respiratorii etc. Simptomele încep de obicei în câteva ore de la consum și durează de la 12 ore la câteva zile (Lehane și Olley 2000). Severitatea simptomelor depinde de concentrația de otravă ingerată și de sensibilitatea individului la histamină. Simptomele de otrăvire alimentară cu histamină sunt uneori confundate cu infecția cu Salmonella și alergia alimentară (Lehane și Olley 2000).

Aminele biogene, cum ar fi putrescina, cadaverina, spermina și spermidina, nu au efecte adverse asupra sănătății, dar uneori reacționează cu nitritul pentru a forma nitrozoamine cancerigene (Hernandez-Jover și colab. 1997; Onal și colab. 2013). Aceste amine suferă cu succes dezaminarea și ciclizarea la amine secundare înainte de a reacționa cu agentul de nitrozare, adică NO +. În acest fel, cadaverina este transformată în N-nitrosopiperidină, în timp ce putrescina, spermina și spermidina sunt transformate în N-nitrosopirolidină (Hernandez-Jover și colab. 1997). Condițiile acide ale stomacului favorizează formarea de anhidridă azotată și compuși nitrozilici care nitrozează aminele pentru a forma nitrozamine (Zeisel și DaCosta 1986). Nitrosoprolina, o nitrozamină nemetabolizabilă, este sintetizată la om după ingestia unei amine, proline și azotați (Oshima și Bartsch 1981). Nitrozaminele au fost detectate la peștii afumați (Gadbois și colab. 1975), la făina de pește (Sen și colab. 1972) și la peștii săriti de la marină (Zou și colab. 1994).

Putrescina, cadaverina, spermina, spermidina din țesutul peștelui pot potența efectul toxic al histaminei prin inhibarea enzimelor metabolizante ale histaminei intestinale precum diamina oxidază (Hungerford și Arefyev 1992) și histamina N-metiltransferază (Stratton și colab. 1991). Potențează absorbția histaminei și eliberarea histaminei endogene în fluidele intestinale (Ibe și colab. 1991). Tiramina și β-feniletilamina sunt considerate inițiatorii crizei hipertensive la anumiți pacienți și a migrenei induse de dietă (Onal 2007). Intoxicația cu tiramină poate duce la dureri de cap, migrenă, greață, vărsături. La persoanele sensibile, poate duce la o creștere a tensiunii arteriale care duce la criza hipertensivă (Kantaria și Gokani 2011). Nivelurile de toxicitate orală ale putrescinei, sperminei și spermidinei sunt de 2000, 600 și respectiv 600 ppm. Nivelul de toxicitate acută pentru tiramină și cadavrină este mai mare de 2000 ppm (Til și colab. 1997). Mohamed și colab. (2009) au observat că conținutul de aminoacizi liberi și amină biogenă la peștele egiptean-fermentat sărat (Feseekh) a crescut în timpul coacerii și depozitării. Feseekh poate fi consumat fără niciun risc pentru sănătate între 20 și 40 de zile, dar poate fi periculos după 60 de zile din cauza conținutului crescut de amină biogenă.

Determinarea aminelor biogene

Cromatografia gazoasă nu este utilizată în mod obișnuit în determinarea aminelor biogene din cauza problemei cozii. Aminele biogene sunt derivatizate în forme trifluoroacetil, trimetilsilil sau 2,4-dinitrofenil pentru determinarea acestuia. Detectoarele de ionizare a flăcării, captarea electronilor și conductivitatea termică sunt utilizate în principal pentru amine biogene (Silla-Santos 1996). Cromatografia în strat subțire cu curățarea prealabilă a probei și derivatizarea BA sunt utilizate pentru a detecta cloruri, 3,5-dinitrobenzamide dansil și derivați fluorescenici ai aminelor biogene (Askar și Treptow 1986). Una dintre cele mai rapide metode de detectare a histaminei se bazează pe analiza de injecție în flux (FIA). Este capabil să detecteze șaizeci de extracte de probă într-o oră (Hungerford și Wu 2012).

Indice de amină biogenă

Aminele sunt produse la sfârșitul perioadei de valabilitate și, prin urmare, nivelurile lor pot fi considerate mai degrabă un indici de deteriorare decât un indice de calitate (Ozogul și Ozogul 2006). Indicele de calitate și indicele de amină biogenă pot fi calculate conform metodei descrise de Mieltz și Karmas (1977); Veciana-Nogues și colab. (1997), respectiv. Formulele utilizate sunt după cum urmează

Potrivit lui Mieltz și Karmas (1977), limita acceptabilității peștilor pentru indicele de calitate este 10. Valoarea indicelui de amină biogenică care depășește 10 este considerată a reprezenta un fel de pierdere de calitate (Karovicova și Kohajdova 2005). Utilitatea aminelor biogene ca indice de calitate depinde de natura produsului. Potrivit lui Dawood și colab. (1988), putrescina și cadaverina ar putea fi utilizate pentru a evalua prospețimea păstrăvului curcubeu. Sato și colab. (1995) au observat că histamina și alte amine biogene nu sunt indici de deteriorare fiabili în cazul macroului comun. Toate microorganismele de deteriorare nu decarboxilează aminoacizi liberi și chiar în cadrul aceleiași specii, nu toate tulpinile dezvoltă aceeași capacitate de decarboxilare. Prin urmare, o concentrație scăzută de amină biogenă nu poate reprezenta un produs cu o bună calitate microbiană (Stadnik și Dolatowski 2010).

Limitele legale ale aminelor biogene

masa 2

Limitele de reglementare ale histaminei în fructele de mare

CountryLimitReference
UE1. Produse pescărești din specii de pești asociate cu o cantitate mare de histidină n = 9, c = 2, m = 100 mg/kg, M = 200 mg/kg
2. Produse pescărești care au fost supuse unui tratament de maturare enzimatică în saramură n = 9, c = 2, m = 200 mg/kg, M = 400 mg/kg		Regulamentul (CE) nr. 2073/2005 al Comisiei
USFDA50 ppm (50 mg/kg)FDA 2011
Australia, Germania și Noua Zeelandă Codul standardelor alimentare (FSC)200 mg/kgEzzat și colab. (2015)
Africa de Sud și Italia100 mg/kgEzzat și colab. (2015)

Numărul de unități cuprinzând eșantionul, numărul de unități de eșantionare care dau valori peste m sau între m și M

Măsuri de control

Cel mai eficient mod de a preveni otrăvirea peștilor scombroizi este refrigerarea corespunzătoare a peștilor începând de la punctul de producție până la utilizatorul final. Odată ce enzima histidină decarboxilază este prezentă la pești, poate produce histamină la pești, chiar dacă bacteriile nu sunt active. Enzima poate fi activată la sau aproape de temperaturile de refrigerare. Spre deosebire de agenții patogeni bacterieni, odată ce histamina este produsă, aceasta nu poate fi îndepărtată prin congelare sau gătit, inclusiv replicare (FDA 1996; Lehane și Olley 2000).

FDA a emis linii directoare pentru procesarea sigură a fructelor de mare pe baza abordării punctelor critice de control (HACCP) a analizei pericolelor. Următoarele recomandări au fost făcute de FDA pentru recoltarea peștelui după recoltare (2011):

Peștii expuși la aer sau apă peste 28,3 ° C ar trebui să fie plasați în gheață sau în apă de mare refrigerată, în suspensie de gheață sau în saramură la 4,4 ° C sau mai puțin la scurt timp după capturare, dar nu mai mult de 6 h de la momentul morții.

Peștii expuși la temperaturi ale aerului sau apei de 28,3 ° C sau mai mici ar trebui să fie așezați în gheață sau în apă de mare refrigerată sau în suspensie de gheață sau în saramură la 4,4 ° C sau mai mici imediat după recoltare.

Peștele care este branșat și eviscerat înainte de răcire trebuie introdus în gheață sau în apă de mare refrigerată, în suspensie de gheață sau în saramură la 4,4 ° C sau mai mic, cât mai curând posibil, nu mai mult de 12 ore de la momentul morții.

Evacuarea și îndepărtarea branhiilor va întârzia producția de niveluri periculoase de histamină. Depozitarea la frigider la 4,4 ° C va reduce creșterea bacteriilor producătoare de histamină mezofilă. Congelarea și depozitarea înghețată (-18 ° C) vor opri creșterea tuturor bacteriilor și formarea în continuare a histaminei. Produsele congelate nu trebuie păstrate în zona de temperatură în care bacteriile producătoare de histamină pot crește și produc histamină suficient de mult timp pentru a deveni periculoase în timpul decongelării. Încălzirea este o altă metodă de eliminare a bacteriilor producătoare de histamină, însă histamina este stabilă la căldură. Prin urmare, gătitul va elimina bacteriile, dar nu și histamina (FAO/OMS 2013).

Alți factori care influențează formarea aminelor biogene sunt pH-ul, activitatea apei, sarea, acidificarea și concentrația agenților de îndulcire, care pot influența populația microbiană la pești și pot duce la diferențe în formarea BA (Chong și colab. 2011). Efectul diferiților aditivi alimentari asupra formării de amine biogene a fost studiat de Mah și Hwang (2009) și a constatat că glicina este un aditiv alimentar extrem de eficient în inhibarea formării BA în timpul maturării hamsiei sărate și fermentate. Clorura de sodiu a arătat, de asemenea, un efect inhibitor asupra activității decarboxilazei a producției de amine biogene în macrou (Tsai și colab. 2005). Clorura de sodiu activează activitatea tirozinei decarboxilazei și inhibă activitatea histidinei decarboxilazei (Silla-Santos 1996). Prezența histaminei, agmatinei și putrescinei inhibă decarboxilarea histidinei Photobacterium phosphorum N-14. (Halasz și colab. 1994).