Druga strona medalu prozdrowotnych kiszonek, czyli aminy biogenne w żywności fermentowanej

Na przestrzeni lat świadomość żywieniowa społeczeństwa znacznie ewoluowała. Pojawiające się trendy w żywieniu człowieka, bazujące na podkreśleniu istotnej korelacji pomiędzy sposobem odżywiania a zdrowiem, sprawiły, że konsumenci coraz częściej sięgają po produkty o korzystnych właściwościach dla zdrowia. W odpowiedzi na te potrzeby producenci stale poszerzają asortyment żywności prozdrowotnej, choć wśród wielu innowacyjnych produktów niezmienną od zarania dziejów sławą cieszą się produkty fermentacji mlekowej, powszechnie znane jako kiszonki.

Kiszonki – właściwości prozdrowotne

Sektor produktów fermentowanych stanowi szeroki segment na rynku żywności, oferując bogatą różnorodność od kiszonych warzyw, przez owoce, a także obejmując przetwory mleczne czy podobne jogurtom i serom – produkty na bazie roślinnej. Ponadto fermentowana żywność uważana jest za prozdrowotną, bowiem zawiera probiotyki, dobroczynne bakterie, które pomagają organizmowi trawić pokarm i wchłaniać składniki odżywcze. 

Niegdyś proces fermentacji wykorzystywano w celach nadania dłuższej trwałości surowcom, jednak szybko doceniono jego pozytywny wpływ na bukiet sensoryczny i stał się on zabiegiem umożliwiającym otrzymanie nowych produktów lub nadanie określonych walorów smakowo-zapachowych oraz wyjątkowych właściwości odżywczych.

Krótko o tym, jak powstają aminy biogenne

Proces fermentacji zachodzi dzięki bakteriom fermentacji mlekowej (LAB), do których należą między innymi bakterie z rodzaju Lactobacillus oraz Bifidobacterium i polega na rozkładaniu substancji organicznych przez te mikroorganizmy. Proces fermentacji pomaga rozłożyć związki na łatwiej przyswajalne formy, jednakże w jego toku mogą powstawać szkodliwe metabolity, w tym aminy biogenne, których prekursorami są rozkładane przez enzymy bakterii LAB aminokwasy.

Aminy biogenne to niskocząsteczkowe zasadowe związki azotowe, wykazujące aktywność biologiczną, które naturalnie występują w komórkach organizmów żywych (aminy endogenne). Jakie jest zastosowanie amin? Mają kluczowe właściwości dla prawidłowego funkcjonowania komórek i utrzymania właściwego przebiegu wielu procesów metabolicznych, jak również obecne są w żywności (aminy egzogenne), które dostarczane z dietą w nadmiarze mogą mieć szkodliwy wpływ na zdrowie. Wśród najczęściej występujących w żywności egzogennych amin biogennych można wyróżnić: 

• tryptaminę – powstaje z tryptofanu jako pośredni produkt wytwarzania alkaloidów i indolu,
• kadawerynę – produkt dekarboksylacji aminokwasu L-lizyny, powstaje podczas procesów gnilnych, 
• putrescynę – diamina, której prekursorem jest niebiałkowy aminokwas ornityna,
• sperminę i spermidynę – poliaminy, pochodne putrescyny, 
• 2-fenyloetyloaminę – pochodna fenyloalaniny, mająca wpływ na funkcjonowanie układu nerwowego, w żywności ze względu na specyficzny mechanizm powstawania występuje w parze z tyryptaminą,
• agmatynę – metabolit argininy, 

 a także największym działaniu toksycznym: 

• histaminę – termooporna amina, powstająca z wolnej histydyny,
• tyraminę – pochodna tyrozyny, powstającej z fenyloalaniny.

Występowanie amin biogennych

Ze względu na mechanizm powstawania amin biogennych, źródłami ich występowania w żywności są w głównej mierze produkty zawierające białko. Żywnością o wysokiej zawartości różnej kompozycji amin biogennych są produkty fermentacji mlekowej, jak również mogą one występować w mięsie, rybach, przetworach rybnych, napojach alkoholowych, czekoladzie, herbacie, a nawet suplementach diety. 

Tab1. Produkty o najwyższej zawartości amin biogennych.

Czy kiszonki są zdrowe? Szkodliwość amin biogennych

Nadmierne spożycie amin biogennych wraz z dietą może prowadzić do zatruć pokarmowych, co niekiedy mylnie jest diagnozowane jako następstwo spożycia sfermentowanej żywności, jak również wywoływać niepożądane reakcje, w tym silne reakcje alergiczne. Ponadto wszelkie następstwa wywołane zatruciem aminami biogennymi są kwestią indywidualną i zależą od zwiększonej genetycznej tolerancji lub nietolerancji histaminy i innych związków, co związane jest z produkcją enzymów odpowiadających za rozkład amin w przewodzie pokarmowym – oksydazy monoaminowej (MAO) oraz diaminowej (DAO). Ilość amin biogennych, powodująca negatywne reakcje organizmu, oscyluje między kilkoma mg/kg^-1 u osób wrażliwych do kilkuset mg/kg^-1 u osób zdrowych. 

W chwili obecnej jedynym produktem posiadającym regulacje prawne dotyczące limitów histaminy w żywności, ujęte w Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 2073/2005, są ryby oraz ich przetwory z uwagi na wysoką zawartość histydyny, prekursora histaminy. Ryby i ich przetwory są uznawane za bezpieczne i dobrej jakości, jeśli zawartość histaminy nie przekracza 100 mg/kg w przypadku ryb i 200 mg/kg w przypadku przetworów. Według wytycznych FDA poziom histaminy w rybach nie powinien przekraczać 50 mg/kg, a stężenie powyżej 500 mg/kg może być szkodliwe dla zdrowia. Podobne rekomendacje zawiera raport EFSA z 2011 roku, który również uznaje poziom histaminy poniżej 50 mg/kg za nieszkodliwy w produktach rybnych.

Właściwości amin biogennych i ich wpływ na zdrowie – podsumowanie

Z uwagi na niekorzystny wpływ nadmiaru amin biogennych na zdrowie należy zwracać uwagę na kompozycję spożywanej diety, natomiast dla zapewnienia bezpieczeństwa żywności istotna jest regularna kontrola zarówno składu, jak i ilości amin w produktach spożywczych, a także monitorowanie warunków przetwarzania żywności w związku z tym, że procesy przetwórcze mogą znacznie wpłynąć na wzrost zawartości amin biogennych. 

Karolina Juszczyk, specjalistka branży Health & Nutrition w SGS Polska

Bibliografia:

1. Ahrné S., Nobaek S., Jeppsson B., Adlerberth I., Wold A.E., MolinG.: The normal Lactobacillus flora of healthy human rectal and oralmucosa. J. Appl. Microbiol., 1998; 85: 88-94
2. Kubiszewska I., Januszewska M., Rybka J., Gackowska L., Bakterie kwasu mlekowego i zdrowie: czy probiotyki są bezpieczne dla człowieka?, Postepy Hig Med Dosw 2014; 68 : 1325-1334.
3. Siddiqui S.A., Erol Z., Rugji J., Taşçı F., Kahraman H.A., Toppi V., Musa L., Di Giacinto G., Bahmid N.A., Mohammad Mehdizadeh M., Castro‑Muñoz R.,An overview of fermentation in the food industry - looking back from a new perspective, Bioresources and Bioprocessing, 10:83.
4. Gawarska H., Sawilska-Rautenstrauch D., Ścieżyńska H., Minorczyk M., Postupolski J. (2012) Występowanie wolnych amin biogennych: histaminy, tyraminy, putrescyny i kadaweryny w owocach i warzywach oraz ich produktach, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna. XLV, 2, 105–110.
5. Świder, O.; Roszko, M.Ł.; Wójcicki, M.; Szymczyk, K. Biogenic Amines and Free Amino Acids in Traditional Fermented Vegetables—Dietary Risk Evaluation. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2019, 68, 3, 856-868.
6. Park, Y. K.; Lee, J. H.; Mah, J. H. Occurrence and reduction of biogenic amines in traditional Asian fermented soybean foods: A review. Food Chemistry 2019, 278, 1-9.
7. Ladero, V.; Calles-Enriquez, M.; Fernandez, M.; Alvarez, M. A. Toxigological Effects of Dietary Biogenic Amines. Current Nutrition and Food Science 2010, 6, 145-156.
8. Piwowarek K.Ł, Kruszewski J., Biogenic amines intolerance syndromes. II. Tyramine, serotonin and others, Polish Journal of Allergology 2017, 152-157.
9. European Food Safety Authority (EFSA). Scientific opinion on risk based control of biogenic amine formation in fermented foods. Panel on Biological Hazards (BIOHAZ). EFSA Journal 2011, 9 (10), 2393-2486.
10. Food and Drug Administration (FDA) (2001). Scombro toxin (histaminę) formation. In fish and fishery products hazards and controls guide. Washington, DC: P. H. S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, Center for Food Safety and Applied Nutrition, Office of Seafood.

O SGS

Jesteśmy SGS – światowym liderem w dziedzinie badań, inspekcji i certyfikacji. Jesteśmy uznawani za globalny punkt odniesienia w zakresie zrównoważonego rozwoju, jakości oraz rzetelności. Naszych 99 600 pracowników obsługuje sieć 2 600 biur i laboratoriów na całym świecie.