Frontiers in Microbiology

Biogene aminen (BA) zijn stikstofhoudende verbindingen met een laag moleculair gewicht en zijn in lage concentraties essentieel voor natuurlijke metabolische en fysiologische functies in dieren, planten en micro-organismen. Histamine, putrescine, cadaverine, tyramine, tryptamine, 2-fenylethylamine, spermine en spermidine zijn de belangrijkste BA in levensmiddelen, waarin zij voornamelijk door microbiële decarboxylering van aminozuren worden geproduceerd. Veel factoren beïnvloeden de BA-productie in levensmiddelen, waaronder fysisch-chemische parameters van levensmiddelen (NaCl, pH en rijpingstemperatuur), opslag- en distributieomstandigheden, productieprocessen en -praktijken, aanwezigheid van decarboxylase-positieve micro-organismen, kwaliteit van grondstoffen en beschikbaarheid van vrije aminozuren (Linares et al., 2012). Niettemin kan de consumptie van voedsel of dranken die grote hoeveelheden van deze verbindingen bevatten toxische effecten hebben, zoals hypertensie, hartkloppingen, hoofdpijn, misselijkheid, diarree, blozen en plaatselijke ontsteking; in extreme gevallen kan de intoxicatie fatale gevolgen hebben. De mate van BA-vergiftiging hangt af van de hoeveelheid en het soort BA dat wordt ingenomen en de goede werking van het ontgiftingssysteem. Na de consumptie van voedsel worden kleine hoeveelheden BA in de menselijke darm gemetaboliseerd tot fysiologisch minder actieve vormen door de activiteit van de amine-oxiderende enzymen, monoamine- en diamine-oxidasen. Het toxische niveau van BA bij inname is dus moeilijk vast te stellen, aangezien dit afhangt van de individuele gevoeligheid en de gezondheidstoestand van de consument. Bovendien kan de slechte werking of verminderde activiteit van amine-oxidase leiden tot hoge BA-bloedspiegels, terwijl mensen die geneesmiddelen met amino-oxidaseremmer en/of alcohol gebruiken, interactie met het ontgiftingssysteem vertonen.

Tot de intoxicaties in verband met BA behoort de “Scombroïde vergiftiging” veroorzaakt door histamine, dat de enige BA is met reglementaire limieten, vastgesteld door de Europese Commissie, tot een maximum van 200 mg/kg in verse vis en 400 mg/kg in visserijproducten behandeld door enzymatische rijping in pekel (Visciano et al., 2012, 2014). Na vis is kaas het volgende voedsel dat het vaakst in verband wordt gebracht met tyraminevergiftiging, de zogenaamde “kaasreactie”, in verband met het hoge gehalte in oude kazen (Schirone et al., 2012). Andere potentieel BA, met name histamine en putrescine zijn ook aanwezig in op melk gebaseerde gefermenteerde levensmiddelen (Linares et al., 2012).

Meer in gefermenteerde dranken, zoals wijn, is het zeer moeilijk om het gehalte aan BA te minimaliseren, die voornamelijk worden geproduceerd door de decarboxylering van aminozuren door gisten tijdens de fermentatie en/of melkzuurbacteriën tijdens de malolactische fermentatie. Met name het oogstjaar, de druivensoort, de geografische regio en vinificatiemethoden zoals maceratie van de druivenschil zijn enkele van de variabelen die kunnen leiden tot een toename van precursor-aminozuren en vervolgens van het BA-gehalte in wijn (Smit et al., 2012). Onlangs werden enkele Lactobacillus plantarum stammen, geïsoleerd uit wijn en andere oenologische bronnen, getest op hun vermogen om BA af te breken. Twee stammen werden geselecteerd op hun potentiële vermogen om BA in wijn te verminderen (putrescine en tyramine) en om malolactische starterculturen te ontwerpen (Capozzi et al., 2012).

Onder de benaderingen die nuttig zijn om de vorming van BA te beheersen, zoals de vermindering van microbiële groei door koeling en bevriezing of hydrostatische druk, bestraling, verpakking onder gecontroleerde atmosfeer, of het gebruik van levensmiddelenadditieven, enz, het gebruik van geselecteerde startculturen die geen BA kunnen vormen, is voorgesteld als een van de beste technologische maatregelen om aminogenese tijdens de traditionele worstproductie te beheersen (Latorre-Moratalla et al., 2012). In feite kan in traditionele droge worsten een hoog gehalte aan BA worden geproduceerd door verschillende microbiële groepen zoals melkzuurbacteriën en enterokokken, maar ook door stafylokokken en bacillen (Bermúdez et al., 2012).

Onder de levensmiddelen BA zijn polyamines alomtegenwoordige stoffen die worden beschouwd als bioregulatoren van talrijke celfuncties en betrokken zijn bij weefselherstel en bij intracellulaire signalering. Hoewel veel biologische functies aan polyamines zijn toegeschreven, kunnen hoge concentraties van deze verbindingen in levensmiddelen toxicologische effecten hebben; er is echter nog geen veilig niveau vastgesteld voor de inname van polyamines in een dieet. Het polyamine agmatine, afgeleid van arginine, is in hoge concentraties aanwezig in alcoholische dranken, zoals wijn, bier en sake (Galgano et al., 2012).

De artikelen in dit eBook behandelen verschillende kwesties met betrekking tot de kwalitatieve en kwantitatieve aanwezigheid van BA in kaas, droge worst, wijn en vis. De mogelijke inactivering en scavenging van deze verbindingen door technologische processen en amine oxidase activiteit van sommige micro-organismen wordt ook gerapporteerd.

Conflict of Interest Statement

De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd in de afwezigheid van enige commerciële of financiële relaties die zouden kunnen worden opgevat als een potentieel belangenconflict.