生物胺是否會影響家禽的健康和營養

linlin

人們最近對于動物副產品中存在的稱為生物胺的一類化合物表現出了極大的興趣。主要的興趣針對這樣兩個問題：生物胺究竟是什么？如果存在生物胺的話，那么多高水平的生物胺能夠對動物的性能造成不良影響？遺憾的是，這兩個問題都很難回答，因為多數發表的研究都是關于這類化合物對人類的毒性作用的。 不過，還是有足夠的資料說明生物胺的毒性作用能夠對食品生產動物的性能造成不良影響。遺憾的是，我們現在并不知道動物日糧中所用的各種動物副產品原料中生物胺的水平通常有多高。此外，現在也還沒有發現一定的生物胺水平和動物特定的生理問題或是特定水平的總體性能下降之間有確定的相關。從已發表的與人類有關的數據來看，各種生物胺在與其它物質共同作用下其毒性作用可得到加強。然而，生物胺與其它物質之間究竟有著什么樣的相互作用，仍然是個問題。 什么是生物胺？ 從定義上看，生物胺是一類由生物合成的、能在動物的生理功能中發揮重要作用的含氮有機化合物。常見的生物胺類物質有去甲腎上腺素、5-羥色胺和多巴胺。這些化合物是參與許多正常生理功能(包括大腦活動的調節、體溫的調節)的成分，我們并不打算在本文中對這些化合物進行討論。 本文將集中討論的是另一類生物胺，包括組胺、色胺、酪胺、苯乙胺、精胺、亞精胺、腐胺和尸胺。 這些多胺類化合物(其中含一個以上的胺基)是低分子量的有機堿，產生于動物、植物和微生物的正常代謝過程之中。這些化合物也可以是某些氨基酸腐敗過程中微生物脫羧基作用的產物(Askar和Treptow,1986)。 通常被稱為生物胺的肌胃糜爛素(2-amino-9-(4-imidazolyl)-7-azanonanoic acid)卻是由組胺衍生的化合物，產生自組氨酸和蛋白質共同加熱(加工/氧化) 的過程之中。肌胃糜爛素最常產生于魚粉的加工或腐敗過程之中，故應被視為另一類物質。 由于肌胃糜爛素造成的后果與通常的生物胺造成的后果相類似，所以有理由在本文中對之作簡要的討論。 肌胃糜爛素對pH值和cimetidine十分敏感，是家禽“黑色嘔吐”的病因。該病主要見于采食高魚粉含量日糧的家禽。現已證明，2.2ppm的肌胃糜爛素就可刺激家禽的胃酸分泌，進而引起肌胃糜爛和胃癌(Umemura,Y.,1982; Okazaki 等 , 1983; Masumura等,1985)。 現已發現，肌胃糜爛素引起肌胃病變的能力100倍于組胺。 魚粉是肌胃糜爛素進入動物飼料的最常見載體，因為許多常見類型的魚粉中都含有很高水平的游離組氨酸。 生物胺是如何形成的？ 如前所述，生物胺是由某些氨基酸經過脫羧基作用而形成的，主要是作為微生物腐敗作用的產物而存在于食品中和動物副產品中。Urlings等(1993)指出,胴體或下水在經煉制而穩定化之前的腐敗過程中，其中形成的生物胺一直在增加。機體組織經微生物分解而最可能產生的生物胺有苯乙胺、腐胺、尸胺、組胺、酪胺、亞精胺、精胺和色胺(Maetz和Karmas,1978)。組織中的苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、酪氨酸和蛋氨酸分別是苯乙胺、 尸胺、組胺、酪胺、亞精胺和精胺的前體。 組胺和大多數其它胺類物質都具有很高的熱穩定性。此外，據報告，有些脫羧酶可耐過巴斯德滅菌的嚴酷條件(Brink等,1990)。結果，在動物下水煉制過程中達到的正常烹飪溫度就不足以使生物胺變性，也不能防止在加工前形成的脫羧酶造成進一步的損害，即使這時微生物已經減少了也仍然如此。 并非所有的微生物都具有為形成生物胺所必需的酶，但許多常見的細菌都具有對若干種氨基酸脫羧基的能力(Rice等,1976),其中包括桿菌屬細菌、檸檬酸菌屬細菌、梭狀芽孢桿菌屬細菌、埃希氏菌屬細菌、克雷伯氏菌屬細菌、乳桿菌屬細菌、小球菌屬細菌、發光菌屬細、變形桿菌屬細菌和假單孢菌屬細菌。 Brink等(1990)列出了食品中主要生物胺形成所需要的前提條件(見表1)。

表1 生物胺形成所需的前提條件1

1)存在游離氨基酸；

2)存在具有脫羧酶的微生物；

3)有利于細菌生長的條件。

注:1.資料來源：Brink等(1990) 生理效應 生物胺在動物的生理中具有正常的功能，只是其在體內積聚達到高水平時或在其攝入量很高時才會變得具有毒性。特定生物胺的作用是可變的，但一般可將生物胺分為“血管作用型”和“精神作用型”兩大類。外觀癥狀多種多樣，包括惡心、呼吸窘迫、心悸、頭疼、疹子、高血壓、低血壓(Rice,1976)。哺乳動物具有天然防衛機制，可解除少量口服生物胺的毒性(Taylor,1983)。 這些防衛機制包括單胺氧化酶系統和二胺氧化酶系統，以及將胺類物質分解為毒性較低的氧化產物的功能(Brink等,1990)。生物胺若未喪失活性，就可直接穿過腸道上皮進入血流并施展其有害作用。 除了組胺之外，各種生物胺相互間的毒性有何不同，并不很清楚，有些生物胺可加劇其它生物胺的毒性作用，或者甚至可阻斷上述體內天然解毒系統的作用，從而讓毒性未得到減弱的它生物胺進入血流。每一種生物胺單獨的藥理作用或是與其它生物胺的聯合藥理作用究竟如何，也并不很確定。 據報告，飼料中高濃度的組胺可導致雞生長率下降、羽毛生長不良、肌胃糜爛和前胃腫脹。受害腸道增厚而柔軟，上段腸道內有過量粘液并且常充斥著未消化的飼料(Shifrine等,1960;Harry等,1975)。飼喂含組胺4毫克/克的日糧時，雛雞會發生肌胃糜爛和生長率下降(Harry和Tucker,1976)。 多胺類抗代謝物還已被用作實驗性癌腫的抑制劑。業已證明，鳥氨酸脫羧酶的不可逆抑制物具有顯著的抗前列腺癌、抗乳腺癌和抗胰腺癌活性(Janne等,1991)。此外，據報告，多胺類抗代謝物表現了抗若干種實驗性白血病的效力(Bartholeyns和Koch-Weser, 1981; Sunkara 等, 1983;Bartholeyn等,1984;Smart等,1989)。雖然各種胺類抗代謝物在防癌方面的特定作用模式尚未被人們充分了解，但看來它們的功能在一定程度上是通過防轉移和抑制腫瘤誘導的血管生成(腫瘤誘導的血管生成,即腫瘤細胞分泌的化學因子誘導腫瘤周圍組織中的血管生長入堅實的腫瘤之中)而實現的。 生物胺通常見于何處？ 任何一種含有蛋白質的食品或飼料都可以是生物胺的一個來源，但其中某些類別看來很容易產生生物胺。比如，青花魚(scombroid fish)看來是最容易形成生物胺的魚。這看來與這些魚通常在其組織中含有高水平的游離組氨酸有關(Klausen和Lund,1986)。其它例子還有金槍魚(tuna)、鰹魚(bonita)、鯖魚(mackerel)、長鰭金槍魚(albacore)和東方狐鰹(skipjacks)。 已證明通常含有可測水平生物胺的飼料原料，包括家禽副產品粉、肉骨粉和魚粉。由于生物胺的含量隨飼料腐敗程度的加重而增高，所以其在飼料中的濃度與環境溫度、氧化的程度、處理或貯存的條件以及飼料本身的新鮮程度有關。表2列舉了動物飼料中最常見的一些生物胺。

表2 動物飼料中最常見的一些生物胺1

生物胺	氨基酸前體
脂肪族胺
腐胺	鳥氨酸
尸胺	賴氨酸
精胺	S-腺苷蛋氨酸
亞精胺	S-腺苷蛋氨酸
芳香族胺
酪胺	酪氨酸
苯乙胺	苯丙氨酸
雜環胺
組胺	組氨酸
色胺	色氨酸

注:1.根據Askar 和 Treptow (1986)的資料修改而得。 Brink等(1990)報告了1979年至1986年間發生于荷蘭的組胺中毒的病例數(表3)。

表3 胺中毒事件的報告 1

食品	病例數	組胺濃度(ppm)
鯡魚	3	300-1300
金槍魚	3	500-8000
鯖魚	8	100-3000
乳酪	6	250-1300

注:1.摘自Brink等(1990) 動物副產品中的生物胺水平 關于動物副產品中生物胺一般濃度的資料,非常有限。此外,也沒有公開發表的資料可供家禽營養師或養禽生產管理人員了解生物胺水平和動物性能之間的關聯。表4顯示了Novus國際公司對1993年收集于北美6個動物副產品生產商的樣本進行的14個分析的數據。材料采集于一月份，應該能反映最佳制造期(寒冷期)內的典型生物胺濃度景況。在某些情況下，分析了多個樣本。

表4 采集自北美6個煉制商的動物副產品樣本中的生物胺水平(ppm) 1

生物胺	不 同 的 煉 制 商
	1	1	2	2	3	4	4	4	4	4	4	5	6	6
尸胺	15	15	38	32	34	65	65	34	25	32	41	14	32	24
組胺	43	47	0	0	50	0	0	0	0	0	0	0	0	0
苯乙胺	19	19	13	11	8	9	10	6	6	5	7	7	5	7
腐胺	60	60	11	10	16	36	36	18	13	14	20	9	16	15
亞精胺	6	6	3	4	3	4	4	3	0	3	0	0	3	4
精胺	4	4	0	0	0	4	0	0	0	0	0	0	0	0
酪胺	82	87	48	47	40	51	52	40	39	39	41	0	39	38

注:1.樣本由密西西比大學為Novus國際公司進行分析。 這些胺水平并不比Poole(1993)報告的與現場問題有關的胺水平低很多。然而，很可能的是，他所證實的性能效應是氧化的結果，而不是生物胺導致的結果。據報告，他報告的含高水平生物胺的動物副產品原料曾于煉制加工前在夏季貯存了好幾天，這是導致氧化性損害的“熟化”過程。雖然未經指出，但非常可能的是，這些原料都已經顯著地被氧化了,因而含有大量的過氧化物以及(或者)次級氧化性代謝物。 Dibner(1994)報告，過氧化物及其相關的次級代謝產物可直接引起胃腸道的病變，包括導致免疫功能抑制。此外，這些效應可通過提供乙氧喹加以預防。這也許有助于解釋為什么引起人類生物胺中毒所必需的胺水平顯著高于Poole所報告的水平。無論如何，目前能證實家禽比人類對生物胺更敏感的證據尚不充分。 此外，動物副產品在整個日糧中所占的比例相當小，所以，生物胺在動物副產品中的含量即使相當高，也會在日糧攪拌過程被高度稀釋，結果就是生物胺在最終日糧中的濃度相當的低，因而其可能的有害生理作用也非常小。 能否防止生物胺的形成？ 生物胺的形成與動物副產品的質量直接有關。如前所述，當動物副產品中細菌大量繁殖時，就會形成生物胺。生物胺的形成還需要游離氨基酸，所以蛋白質源的熟化、發酵或氧化就可為生物胺的形成提供現成的基質。對于供煉制用的下水和溶有空氣的油脂(dissolved air flotation fat,DAF)要盡快進行加工以盡量減少其發生腐壞的可能性。此外,在DAF的加工中應用酸來降低pH值以及在回收過程中對其加以穩定化,也有可能提高產品質量并有助于減少細菌污染。結果就是，無論在煉制 前或煉制后混入下水，都可減少由細菌活動形成生物胺的機會。 結語 動物性飼料中總是存在生物胺。隨著日糧中高蛋白動物副產品的應用成為常規措施，生物胺在日糧中的相對含量也即增高。遺憾的是，有關生物胺對動物健康和性能危害性的資料還相當缺乏。 雖然煉制廠中原料管理不當常被認為是導致高含量生物胺的罪魁禍首，但家禽加工者可對其質量以及煉制用材料中的相對細菌含量施加重大影響。酸化、運輸車輛的清潔程度以及減少裝運至煉制地之前的貯存時間，也可減少細菌污染的機會，從而減少生物胺形成的可能。 基本的看法是，在實際條件下完全消除動物副產品中的生物胺是不可能的。然而，由于有關生物胺特定毒性作用的資料十分缺乏，所以應采取措施限制動物副產品在動物日糧中的用量。如果可利用人類的有關數據來確定可導致中毒所必需的生物胺大致濃度，那么，在大多數情況下，動物日糧中的生物胺濃度都不足以引起任何可測到的生理效應。然而，由于生物胺的形成與動物副產品的質量以及其中的細菌含量直接有關，所以應采取措施防止動物副產品的腐敗從而防止其中生物胺的形成。結果就可為動物日糧提供較高品質的蛋白質源。