خطر وجود آمین های بیوژن و اتیل کاربامات ها در ترکیبات غذاها و نوشیدنی های تخمیری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری علوم و صنایع غذایی، مدرس گروه بهداشت و صنایع غذایی، دانشکده پیرادامپزشکی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 دانشجوی کارشناسی بهداشت مواد غذایی، گروه بهداشت و صنایع غذایی، دانشکده پیرادامپزشکی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

3 گروه صنایع غذایی- دانشگاه بناب- ایران

چکیده

محصولات تخمیری، به‌ویژه آن‌هایی که حاوی پروبیوتیک‌های زنده و فعال هستند، با افزایش جمعیت باکتری‌های مفید روده، به بهبود سلامت دستگاه گوارش کمک می‌کنند. این محصولات از طریق تقویت سیستم ایمنی، افزایش جذب مواد مغذی و کاهش التهاب در روده، نقش مؤثری در حفظ سلامتی ایفا می‌نمایند. علاوه بر این، طعم منحصر به فرد و تند آن‌ها به غذاها تنوع و جذابیت بیشتری می‌بخشد. آمین‌های بیوژن واتیل کاربامات از جمله ترکیبات شیمیایی هستند که به‌طور طبیعی در فرآیندهای تخمیر مواد غذایی و نوشیدنی‌ها تشکیل می‌شوند. آمین‌های بیوژن، مانند هیستامین، تیرامین، پوترسین وکاداورین، متابولیت‌های حاصل از فعالیت میکروارگانیسم‌ها بر روی اسیدهای آمینه هستند. این ترکیبات در مقادیر پایین به‌طور طبیعی در بدن تجزیه می‌شوند، اما در غلظت‌های بالا می‌توانند اثرات نامطلوبی بر سلامت مصرف‌کننده ایجاد کنند. عوارض گزارش‌ شده شامل سردرد، مشکلات گوارشی، افزایش فشارخون، و در برخی موارد واکنش‌های آلرژیک است. به‌دلیل طبیعت متنوع این فرآیندهای تخمیری، عواملی نظیر دما، زمان و نوع میکروارگانیسم‌ها نیز بر تشکیل این ترکیبات تأثیر می‌گذارند. به‌عنوان مثال، باکتری‌های Lactic acid و مخمرها می‌توانند در ایجاد غلظت‌های متفاوت از آمین‌های بیوژن و اتیل کاربامات نقش داشته باشند. در همین حال، نوع ماده اولیه نیز می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر تولید این ترکیبات داشته باشد. اتیل کاربامات (EC) که از واکنش بین اتانول و ترکیبات کربامیل در شرایط تخمیر یا ذخیره‌سازی ایجاد می‌شود‌، به‌علت خصوصیات سرطان‌زایی بالقوه خود به‌عنوان یک عامل خطر مهم برای انسان شناخته شده است. تشکیل این ترکیبات به عوامل متعددی نظیر نوع ماده اولیه، نوع میکروارگانیسم‌های تخمیری (مانند باکتری‌های Lactic acid یا مخمرها)، شرایط محیطی مانند دما، pH و زمان بستگی دارد. غذاها و نوشیدنی‌های تخمیری (از جمله شراب، آبجو، پنیر، فرآورده‌های گوشتی تخمیری و سس‌سویا) بیشترین میزان این ترکیبات را ایجاد می‌کنند و وجود آن‌ها در این محصولات نگرانی‌های عمده‌ای در زمینه ایمنی غذایی و سلامت عمومی ایجاد کرده است. هیستامین و تیرامین به‌عنوان رایج‌ترین آمین‌های بیوژن، بیشترین خطر را برای گروه‌های حساس مانند بیماران مبتلا به اختلالات متابولیکی، فشارخون بالا یا اختلالات کبدی دارند. اتیل کاربامات نیز به‌دلیل شناسایی به‌عنوان یک ماده سرطان‌زا توسط نهادهای بهداشتی نظیر IARC (آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان)، یکی از مهم‌ترین چالش‌های نظارتی در صنایع غذایی است. در نتیجه این نگرانی‌ها، تلاش‌های جهانی برای شناسایی، کنترل و کاهش این ترکیبات در طول فرآیند تولید مواد غذایی و نوشیدنی‌ها به‌کار گرفته شده است. این تلاش‌ها شامل استفاده از فناوری‌های پیشرفته برای پایش سطح این ترکیبات، بهینه‌سازی فرآیندهای تخمیر، استفاده از سویه‌های میکروبی با تولید کم‌تر آمین‌های بیوژن، اعمال تکنیک‌های تصفیه پس از تخمیر است. علاوه بر این، تدوین استانداردهای نظارتی برای محدود کردن سطوح مجاز آمین‌های بیوژن و اتیل کاربامات در محصولات غذایی نقش مهمی در کاهش خطرات بهداشتی دارد. این مقاله مروری به بررسی عوامل مؤثر بر تشکیل آمین‌های بیوژن و اتیل کاربامات، روش‌های شناسایی، پایش و خطرات مربوط به این ترکیبات در غذاها و نوشیدنی‌های تخمیری میپردازد. همچنین، پیشرفت‌های اخیر در توسعه فناوری‌های جدید و مداخلات پیشگیرانه مورد ارزیابی قرار گرفته، چالش‌ها و فرصت‌های تحقیقاتی برای بهبود سلامت عمومی و تضمین ایمنی غذایی در آینده ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Risk of Biogenic Amines and Ethyl Carbamate in Fermented Food and Beverage Products

نویسندگان [English]

  • Elham Ahmadi 1
  • zahra kavyani 2
  • mohammadyar hosseini 3
1 1.ph.D in Food Science and Technology, Professor Department of Health and Food Industry, Faculty of Paraveterinary Medicine, Ilam University, Ilam, Iran
2 Zahra Kavyani, Undergraduate Student of Food Safety, Department of Hygiene and Food Industries, Faculty of Paramedical Sciences, University of Ilam, Ilam, Iran
3 Food Science and technology- university of Bonab- Iran
چکیده [English]

Fermented products, especially due to their probiotics, contribute to enhancing gastrointestinal health by boosting the immune system, increasing nutrient absorption, and reducing inflammation, as they promote the growth of beneficial bacteria in the gut. Additionally, their unique and tangy flavor adds diversity and appeal to foods. Biogenic amines and ethyl carbamate are among the chemical compounds that are naturally formed during the fermentation processes of food and beverages. Biogenic amines, such as histamine, tyramine, putrescine, and cadaverine, are metabolites produced from the activity of microorganisms on amino acids. While these compounds are naturally degraded in small amounts in the body, at high concentrations, they can have adverse effects on consumer health. Reported side effects include headaches, gastrointestinal issues, increased blood pressure, and, in some cases, allergic reactions. Due to the diverse nature of these fermentation processes, factors such as temperature, time, and the type of microorganisms also affect the formation of these compounds. For instance, lactic acid bacteria and yeasts can play a role in generating varying concentrations of biogenic amines and ethyl carbamate. Meanwhile, the type of raw material can significantly impact the production of these compounds. Ethyl carbamate (EC), which arises from the reaction between ethanol and carbamyl compounds during fermentation or storage, is recognized as a significant health risk due to its potential carcinogenic properties. The formation of these compounds depends on several factors, including the type of raw material, the type of fermenting microorganisms (such as lactic acid bacteria or yeasts), environmental conditions (such as temperature and pH), and time. Fermented foods and beverages—including wine, beer, cheese, fermented meat products, and soy sauce—generate the highest levels of these compounds, creating significant concerns for food safety and public health. Histamine and tyramine, as the most common biogenic amines, pose the greatest risk to sensitive groups like patients with metabolic disorders, hypertension, or liver issues. Ethyl carbamate is also one of the most critical regulatory challenges in the food industry due to its identification as a carcinogen by health agencies such as the IARC (International Agency for Research on Cancer). In response to these concerns, global efforts have been made to identify, control, and reduce these compounds throughout the food and beverage production processes. These efforts include using advanced technologies to monitor the levels of these compounds, optimizing fermentation processes, utilizing microbial strains that produce lower amounts of biogenic amines, and implementing post-fermentation purification techniques. Additionally, developing regulatory standards to limit permissible levels of biogenic amines and ethyl carbamate in food products plays an essential role in minimizing health risks. This article provides a review of the factors affecting the formation of biogenic amines and ethyl carbamate, methods of identification and monitoring, and the associated risks of these compounds in fermented foods and beverages. Moreover, recent advancements in developing new technologies and preventive interventions are evaluated, and challenges and research opportunities for improving public health and ensuring food safety in the future are presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fermentation
  • Biogenic Amines
  • Ethyl Carbamate
  • Food Safety
  • Public Health