Frontiers in Microbiology

Biogene Amine (BA) sind stickstoffhaltige Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, die in geringen Konzentrationen für natürliche metabolische und physiologische Funktionen in Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen unerlässlich sind. Histamin, Putrescin, Cadaverin, Tyramin, Tryptamin, 2-Phenylethylamin, Spermin und Spermidin sind die wichtigsten BA in Lebensmitteln, in denen sie hauptsächlich durch mikrobielle Decarboxylierung von Aminosäuren gebildet werden. Viele Faktoren beeinflussen die BA-Produktion in Lebensmitteln, darunter physikalisch-chemische Parameter (NaCl, pH-Wert und Reifungstemperatur), Lagerungs- und Vertriebsbedingungen, Herstellungsverfahren und -praktiken, das Vorhandensein von Decarboxylase-positiven Mikroorganismen, die Qualität des Rohmaterials und die Verfügbarkeit freier Aminosäuren (Linares et al., 2012). Dennoch kann der Verzehr von Lebensmitteln oder Getränken, die hohe Mengen dieser Verbindungen enthalten, toxische Wirkungen wie Bluthochdruck, Herzklopfen, Kopfschmerzen, Übelkeit, Durchfall, Rötungen und lokale Entzündungen haben; in extremen Fällen kann die Vergiftung tödlich enden. Das Ausmaß der BA-Vergiftung hängt von der Menge und der Art der aufgenommenen BA sowie vom korrekten Funktionieren des Entgiftungssystems ab. Nach dem Verzehr von Nahrungsmitteln werden kleine BA-Mengen im menschlichen Darm durch die Aktivität der aminoxidierenden Enzyme, Monoamin- und Diaminoxidasen, in physiologisch weniger aktive Formen umgewandelt. Daher ist es schwierig, den toxischen Wert der aufgenommenen BA zu bestimmen, da dieser von der individuellen Empfindlichkeit und dem Gesundheitszustand der Verbraucher abhängt. Darüber hinaus kann eine Fehlfunktion oder verminderte Aktivität der Aminooxidase zu hohen BA-Blutspiegeln führen, während Menschen, die Medikamente mit Aminooxidase-Hemmern und/oder Alkohol einnehmen, eine Interaktion mit dem Entgiftungssystem zeigen.

Unter den Vergiftungen, die mit BA in Verbindung gebracht werden, gibt es die „Scombroid-Vergiftung“, die durch Histamin verursacht wird, das das einzige BA ist, für das die Europäische Kommission Grenzwerte von bis zu 200 mg/kg in frischem Fisch und 400 mg/kg in Fischereierzeugnissen, die durch Enzymreifung in Salzlake behandelt wurden, festgelegt hat (Visciano et al., 2012, 2014). Nach Fisch ist Käse das nächste Lebensmittel, das am häufigsten mit Tyraminvergiftungen in Verbindung gebracht wird, die so genannte „Käsereaktion“, die mit dem hohen Gehalt an gealtertem Käse zusammenhängt (Schirone et al., 2012). Andere potenzielle BA, insbesondere Histamin und Putrescin, sind ebenfalls in fermentierten Lebensmitteln auf Milchbasis vorhanden (Linares et al., 2012).

Darüber hinaus ist es in fermentierten Getränken wie Wein sehr schwierig, den Gehalt an BA zu minimieren, die hauptsächlich durch die Decarboxylierung von Aminosäuren durch Hefen während der Gärung und/oder Milchsäurebakterien während der malolaktischen Gärung entstehen. Insbesondere der Jahrgang, die Rebsorte, die geografische Region und die Weinbereitungsmethoden, wie z. B. die Mazeration der Traubenschalen, sind einige der Variablen, die zu einem Anstieg der Vorläuferaminosäuren und damit des BA-Gehalts im Wein führen können (Smit et al., 2012). Kürzlich wurden einige aus Wein und anderen önologischen Quellen isolierte Lactobacillus plantarum-Stämme auf ihre Fähigkeit zum Abbau von BA getestet. Zwei Stämme wurden aufgrund ihrer potenziellen Fähigkeit zum Abbau von BA in Wein (Putrescin und Tyramin) und zur Entwicklung malolaktischer Starterkulturen ausgewählt (Capozzi et al., 2012).

Zu den Ansätzen, die zur Kontrolle der BA-Bildung nützlich sind, wie die Verringerung des mikrobiellen Wachstums durch Kühlen und Gefrieren oder hydrostatischen Druck, Bestrahlung, Verpackung unter kontrollierter Atmosphäre oder die Verwendung von Lebensmittelzusatzstoffen usw, die Verwendung ausgewählter Starterkulturen, die kein Potenzial zur Bildung von BA haben, wurde als eine der besten technologischen Maßnahmen zur Kontrolle der Aminogenese bei der traditionellen Wurstherstellung vorgeschlagen (Latorre-Moratalla et al., 2012). In der Tat können in traditionellen Trockenwürsten hohe Gehalte an BA durch verschiedene mikrobielle Gruppen wie Milchsäurebakterien und Enterokokken, aber auch durch Staphylokokken und Bazillen gebildet werden (Bermúdez et al., 2012).

Zu den Lebensmittel-BA gehören Polyamine als ubiquitäre Substanzen, die als Bioregulatoren zahlreicher Zellfunktionen gelten und an der Gewebereparatur und an der intrazellulären Signalübertragung beteiligt sind. Obwohl den Polyaminen viele biologische Funktionen zugeschrieben werden, können hohe Konzentrationen dieser Verbindungen in Lebensmitteln toxikologische Auswirkungen haben; es wurde jedoch noch kein sicherer Wert für die Aufnahme von Polyaminen in der Ernährung festgelegt. Das von Arginin abgeleitete Polyamin Agmatin ist in hohen Mengen in alkoholischen Getränken wie Wein, Bier und Sake enthalten (Galgano et al., 2012).

Die Artikel in diesem eBook befassen sich mit verschiedenen Fragen im Zusammenhang mit dem qualitativen und quantitativen Vorhandensein von BA in Käse, Trockenwurst, Wein und Fisch. Es wird auch über die mögliche Inaktivierung und den Abbau dieser Verbindungen durch technologische Prozesse und die Aminoxidase-Aktivität einiger Mikroorganismen berichtet.

Erklärung zu Interessenkonflikten

Die Autoren erklären, dass die Forschung in Abwesenheit von kommerziellen oder finanziellen Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.