Mięso jest ważnym składnikiem zdrowej i dobrze zbilansowanej diety. Jest ono cennym źródłem białka o wysokiej wartości biologicznej, żelaza, witaminy B12, a także innych witamin z grupy B, żelaza, selenu i fosforu. Produkty mięsne ze względu na wartość odżywczą i walory smakowe są chętnie wybierane przez konsumentów. Do głównych problemów należą stosunkowo wysoka zawartość tłuszczów (głównie nasyconych kwasów tłuszczowych), co wpływa na zwiększone ryzyko występowania chorób sercowo-naczyniowych oraz obecność wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, azotanów, azotynów, N-nitrozoaminy, amin biogennych i metali ciężkich wywołujących działania niepożądane i sprzyjających występowaniu chorób nowotworowych.
Aminy biogenne w mięsie - działania niepożądane i toksyczność
Mięso jest naturalnym źródłem aminokwasów, które stanowią substrat w powstawaniu amin biogennych. Aminy biogenne są aktywnymi biologicznie związkami o niskiej masie cząsteczkowej. Odkrycia amin biogennych w gnijącym mięsie w 1887 roku dokonał polski badacz Marceli Nencki (Schirone i wsp. 2022). Aminy biogenne powstają podczas procesów metabolicznych w żywych komórkach poprzez dekarboksylację aminokwasów lub aminację i transaminację aldehydów (Jaguey-Hernández i wsp. 2021). Głównym szlakiem powstawania amin biogennych w mięsie jest reakcja zależna od fosforanu pirydoksalu (Ahmad i wsp. 2020). Bakterie z rodzaju Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Photobacterium, Citrobacter, Escherichia, Proteus, Micrococcus, Lactobacillus i inne obecne w mięsie i jego produktach, mogą wytwarzać dekarboksylazy prowadzące do formowania się amin biogennych (Kołożyn-Krajewska i Dolatowski, 2012). W mięsie i produktach mięsnych stwierdzono 8 amin biogennych: spermina, putrescyna, kadaweryna, tryptamina, fenyloetyloamina, spermidyna, histamina i tyramina. Najbardziej toksycznymi i istotnymi dla bezpieczeństwa żywności aminami biogennymi są histamina i tyramina. Putrescyna i kadaweryna mimo, że charakteryzują się niską toksycznością, to poprzez zahamowanie rozpadu histaminy nasilają jej efekty toksyczne oraz biorą udział w formowaniu rakotwórczych nitrozoamin z azotynów i azotanów stosowanych jako środki pęklujące w produktach mięsnych (Ruiz-Capillas i Herrero, 2019). Aminy biogenne zawarte w żywności mogą spowodować wystąpienie różnych działań niepożądanych, takich jak bóle głowy, spadek lub wzrost ciśnienia tętniczego, wysypkę, nudności, kołatania serca, niewydolność nerek, a w krytycznych przypadkach nawet śmierć (Alvarez i Moreno-Arribas, 2014). Najwyższy poziom amin biogennych stwierdzany jest w rybach i produktach rybołówstwa, w których mięsie występuje wysoka zawartość wolnego aminokwasu histydyny, ulegającego dekarboksylacji do histaminy. Jednak zgodnie z prawodawstwem europejskim (Rozp. Komisji (WE) nr 2073/2005 z późniejszymi zmianami) maksymalne limity zostały ustanowione tylko dla histaminy w rybach i produktach rybnych (w szczególności w rybach o wysokiej zawartości wolnej histydyny w tkance mięśniowej), podczas gdy nie podano żadnych norm ani wytycznych dla produktów mięsnych (Commission Regulation (EC) No 2073/2005).
W ostatnim czasie szczególnym uznaniem cieszą się surowo dojrzewające i fermentowane produkty mięsne, które wpisują się w regionalną kulturę i dziedzictwo oraz stanowią alternatywę dla masowo produkowanej żywności. Fermentacja przy udziale mikroorganizmów jako proces konserwacji mięsa jest znana i stosowana od tysięcy lat. W wielu europejskich krajach dostępne są różne fermentowane produkty mięsne: surowo dojrzewające wędliny, szynki, schab, kiełbasy. Proces fermentacji mięsa sprzyja wzrostowi aktywności obecnych w mięsie mikroorganizmów, w tym wytwarzających egzogenne enzymy przeprowadzające dekarboksylację wolnych aminokwasów, co prowadzi do formowania się amin biogennych. Podobnie, podczas dojrzewania i przechowywania fermentowanych produktów mięsnych może dochodzić do gromadzenie się amin biogennych (Karovicová i Kohajdová, 2005).
Wpływ procesów produkcji i przechowywania mięsa na występowanie amin biogennych
Aminy biogenne są odporne na obróbkę cieplną stosowaną w przetwórstwie spożywczym. Są one wykorzystywane jako wskaźniki świeżości i psucia się produktów spożywczych. Ich obecność odzwierciedla jakość surowca i warunki higieniczne podczas jego przetwarzania (Bunková i wsp. 2009). Dlatego ważne jest określenie poziomu amin biogennych w celu zapewnienia bezpieczeństwa żywności (Liu i wsp. 2024). Wprowadzenie wskaźnika „biogenic amine index” (BAI), składającego się z sumy stężeń amin biogennych umożliwiło łatwiejszą ocenę i porównanie stężenia amin biogennych w żywności. Wskaźnik ten wykorzystywany jest do oceny świeżości produktu, a w przypadku żywności fermentowanej określa ryzyko wystąpienia niepożądanych objawów (Świder i wsp., 2021). Działania niepożądane zależą od rodzaju amin biogennych i ich stężenia w danym produkcie, a także od wielu czynników modulujących, związanych z żywnością i podatnością organizmu (Feddern i wsp. 2019). Na poziom amin w produktach mięsnych wpływ ma wiele czynników, takich, jak zawartość wody i tłuszczu, stężenie soli oraz warunki produkcji i przechowywania, obecność tlenu w opakowaniu (Liu i wsp. 2024). Mrożenie powoduje zahamowanie rozwoju mikroorganizmów i w ten sposób pośrednio ogranicza powstawanie amin biogennych. Wyższe temperatury przyspieszają wzrost mikroorganizmów, co przyczynia się do większej akumulacji amin biogennych w mięsie. Temperatury: 20 - 37°C są optymalne dla wzrostu większości bakterii zawierających dekarboksylazę (Latorre-Moratalla i wsp. 2012; Karovicová i Kohajdová, 2005). Istotny wpływ na wzrost mikroorganizmów, a tym samym na poziom amin biogennych w produktach mięsnych mają warunkami pakowania, w tym dostępność tlenu (modyfikowana atmosfera, próżnia). Kontrolowanie wszystkich tych czynników poprawia jakość i trwałość żywności (Roseiro i wsp. 2006). Obniżenie aktywności wody w mięsie, np. w procesie wędzenia i suszenia hamuje rozwój mikroorganizmów i formowanie się wolnych aminokwasów. Zawartość tłuszczu w produktach mięsnych jest ujemnie skorelowana z aktywnością wody (Kebary i wsp. 1999). W badaniach mięsa wieprzowego Roseiro i wsp. (2009) stwierdzili, że wyższe stężenie soli w produkcie końcowym: 6% w porównaniu do 3%, doprowadziło do znacznego zmniejszenia zawartości amin biogennych (Roseiro i wsp. 2009). Do gromadzenia się amin biogennych w mięsie dochodzi w wyniku niewłaściwego obchodzenia się z produktem. Właściwie zarządzane procesami produkcji mięsa powoduję, że stężenie amin biogennych jest niskie, a spożycie produktów mięsnych jest bezpieczne (Kołożyn-Krajewska i Dolatowski, 2012). Do tej pory maksymalne limity zawartości amin biogennych zostały ustanowione tylko dla zawartości histaminy w rybach i produktach rybnych (Rozp. Komisji (WE) nr 2073/2005 z późniejszymi zmianami) (Commission Regulation (EC) No 2073/2005). Mimo wzrastającej wiedzy dotyczącej bezpieczeństwa i jakości żywności nie ustalono żadnych norm ani wytycznych dla innych produktów mięsnych.
Zgodnie z rekomendacją EFSA (2011) należy stosować standardy postępowania z żywnością w łańcuchu od producenta do konsumenta poprzez zapewnienie i utrzymanie jakości higienicznej surowców i procesu produkcyjnego oraz wdrożenie określonych warunków i technik produkcji w celu zahamowania lub wyeliminowania mikroorganizmów o potencjale aminogennym (EFSA, 2011).
Podsumowanie
Aminy biogenne występują w różnych stężeniach w szerokim zakresie produktów spożywczych. Niestety do tej pory nie opracowano szczegółowych wytycznych dotyczących amin biogennych ani też nie określono norm w różnych produktach mięsnych dostępnych na rynku. W celu zapewnienia bezpieczeństwa żywności należy kontrolować poziom tych związków i wdrożyć odpowiednie procedury w łańcuchu od producenta do konsumenta, aby zapobiegać gromadzeniu się amin biogennych w produktach mięsnych.
dr inż. Barbara Sionek
Katedra Technologii Gastronomicznej i Higieny Żywności, Instytut Nauk o Żywieniu Człowieka SGGW w Warszawie
ul. Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa
email: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Katedra Technologii Gastronomicznej i Higieny Żywności, Instytut Nauk o Żywieniu Człowieka SGGW w Warszawie
ul. Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa
email: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Literatura:
1. Ahmad, G. I., Mohammed, D. A., Al-Eryani, et al. (2020). Biogenic amines formation mechanism and determination strategies: future challenges and limitations. Critical Review in Analytical Chemistry, 50, 485-500. https://doi.org/10.10 80/10408347.2019.1657793.
2. Alvarez, M. A. & Moreno-Arribas, M. V. (2014). The problem of biogenic amines in fermented foods and the use of potential biogenic amine-degrading microorganisms as a solution. Trends in Food Science & Technology 39, 146–155. doi:10.1016/j.tifs.2014.07.007.
3. Bunková, L., Bunka, F., Klcovská, P., Mrkvicka, V., Doležalová, M., & Krácmar, S. (2010). Formation of biogenic amines by Gram-negative bacteria isolated from poultry skin. Food Chemistry 121, 203–206. doi:10.1016/ j.foodchem.2009.12.012.
4. Commission Regulation (EC) No 2073/2005 of 15 November 2005 on microbiological criteria for foodstuffs. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/.
5. EFSA (2011). Scientific opinion on risk based control of biogenic amine formation in fermented foods. EFSA Journal, (10), 2393.
6. Feddern, V., Mazzuco H., Fonseca, N. D. F., & de Lima, G. J. M. M. (2019). A review on biogenic amines in food and feed: toxicological aspects, impact on health and control measures. Animal Production Science, 59(4), 608-618 https://doi.org/10.1071/AN18076).
7. Jaguey-Hernández, Y., Aguilar-Arteaga, K., Ojeda-Ramirez, D,; Añorve-Morga, J., González-Olivares, L. G., & Castañeda-Ovando, A. (2021). Biogenic amines levels in food processing: Efforts for their control.in foodstuffs. Food Research International, 144: 110341.
8. Karovicová, J. & Kohajdová, Z. (2005). Biogenic amines in food. Chemical Papers, 59(1), 70–9.
9. Kebary, K. M. K., El-Sonbaty, A. H., Badawi, R. M. (1999). Effects of heating milk and accelerating ripening of low fat Ras cheese on biogenic amines and free amino acids development. Food Chemistry, 64, 67-75. https://doi. org/10.1016/S0308-8146(98)00085-5.
10. Kołożyn-Krajewska, D. & Dolatowski, Z. J. (2012). Probiotic meat products and human nutrition. Process Biochemistry, 47, 1761–1772.
11. Latorre-Moratalla, M. L., Bover-Cid, S., Bosch-Fusté, J., & wsp. (2012). Influence of technological conditions of sausage fermentation on the aminogenic activity of L. curvatus CTC273. Food Microbiology, 29, 43-48. https://doi. org/10.1016/j.fm.2011.08.004.
12. Liu, Y., Heb, Y., Lia, H., Jiaa, D., Fua, L., Chena, L., Zhangc, D., & Wanga, Y. (2024). Biogenic amines detection in meat and meat products: the mechanisms, applications, and future trends. Journal of Future Foods 4(1), 21–36.
13. Roseiro, C., Santos, C., Sol, M. & wsp. (2006). Meat prevalence of biogenic amines during ripening of a traditional dry fermented pork sausage and its relation to the amount of sodium chloride added. Meat Science. 74, 557-563. https:// doi.org/10.1016/j.meatsci.2006.03.030).
14. Ruiz-Capillas, C., & Herrero, A. M. (2019). Impact of biogenic amines on food quality and safety foods, Foods, 8(2):62. doi:10.3390/foods8020062.
15. Schirone, M, Esposito, L., D’Onofrio, F., Visciano, P., Martuscelli, M., Mastrocola, D., & Paparella, A. (2022). Biogenic amines in meat and meat products: a review of the science and future perspectives. Foods, 11(6), 788. doi: 10.3390/foods11060788. PMID: 35327210; PMCID: PMC8947279.
16. Świder, O., Wójcicki, M., & Roszko, M. Ł. (2021). Aminy biogenne – oszacowanie ryzyka spożycia i możliwości ograniczenia ich formowania w żywności fermentowanej. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 28, 2(127), 21-35.
Kebab z wysokojakościowym alginianem
Zjawisko marnotrawstwa żywności w skali przemysłu mięsnego
Polskie drobiarstwo wolne od wirusa grypy ptaków
Wyzwania i szanse sztucznej inteligencji (AI) w przemyśle mięsnym
