Gesundheit für Mensch, Tier & Pflanze

Biogene Amine

Biogene Amine

Steckbrief

Beschreibung

Biogene Amine sind Stoffwechselprodukte, die natürlicherweise in menschlichen, pflanzlichen und tierischen Zellen vorkommen. Sie werden aus den kleinsten Bausteinen der Eiweiße, den Aminosäuren (zum Beispiel Histidin), gebildet. Zur Gruppe der biogenen Amine gehören u. a. Histamin, Tryamin, Putrescin, Cadaverin und Phenylethylamin. Sie spielen eine wichtige Rolle in der Physiologie der Menschen. So ist beispielsweise Histamin an der Regulation verschiedener Körperfunktionen wie Magensaftsekretion, Zellwachstum und Zelldifferenzierung, Schlaf-Wach-Rhythmus, Lernen und Gedächtnis beteiligt.

Biogene Amine können vermehrt bei der Lebensmittelverarbeitung durch Fermentation und Reifung entstehen, aber auch beim Lebensmittelverderb durch Bakterien gebildet werden. Zum einen sind sie Aroma- und Geschmackstoffe und wirken bei der Bräunung von Lebensmitteln mit. Zum anderen werden sie als Kriterium in der Qualitätskontrolle von Lebensmitteln herangezogen, da erhöhte Gehalte einen Hinweis auf Verderb geben.

Vorkommen

Fermentierte Lebensmittel wie Rohwurst, Anchovis, gereifte Käse und Sauerkraut können besonders hohe Mengen von biogenen Aminen beinhalten, wobei die Gehalte sehr stark schwanken können. Aber auch durch lange Lagerung und höhere Temperaturen wird die Bildung von biogenen Aminen, vor allem von Putrescin und Cadaverin, in frischen Lebensmitteln wie Blattgemüse und Pilzen, gefördert.

Gesundheitsrisiko

Histamin, Tyramin und Phenylethylamin sind vasoaktiv, d. h. sie wirken Gefäß verengend bzw. erweiternd, und können in höheren Konzentrationen den Blutdruck beeinflussen sowie Kopfschmerzen, allergieähnliche Reaktionen wie Nesselausschlag (Urticaria), sowie schwere Lebensmittelvergiftungen auslösen.

Putrescin und Cadaverin werden oft als Verstärker dieser Wirkungen genannt. Eine besondere Verstärkung dieser Effekte ist bei gleichzeitigem Konsum von Alkohol oder Einnahme von Medikamenten, die Monoamin- oder Diaminoxidasehemmer enthalten, bekannt.

Die Empfindlichkeit der Menschen gegenüber diesen Kontaminanten ist sehr unterschiedlich und hängt von vielen verschiedenen Faktoren, wie vor allem von den für den Abbau zur Verfügung stehenden Enzymen, ab. Bei rund 15 % der Bevölkerung liegt entweder ein genetischer oder ein medikamentenbedingter Enzymdefekt vor.

Situation in Österreich

Biogene Amine in Lebensmitteln wie Fisch und Käse werden im Rahmen der amtlichen Lebensmittelkontrolle untersucht. Es werden zum Beispiel regelmäßig Schwerpunktaktionen zu Histamin in Thunfisch und Thunfischerzeugnissen durchgeführt.

In den vergangenen Jahrzehnten konnten die Gehalte an biogenen Aminen durch das Erkennen kritischer Entstehungspunkte bei der Herstellung, den gezielten Einsatz von Starterkulturen – dies sind spezifische Mikroorganismen zur Fermentation in der Lebensmittelherstellung, die weniger Amine bilden – sowie durch verbesserte Methoden der Verpackung, der Lagerung und des Transportes reduziert werden.

Von der EU wurden bislang nur Höchstgehalte für Histamin in histidinreichen Meeresfischen wie Fischarten der Familien Scombridae, Clupeidae, Engraulidae, Coryfenidae, Pomatomidae und Scombraesosidae, festgelegt. In anderen Lebensmitteln liegen weder Regelungen für Histamin noch für andere biogene Amine vor.

Tipps

  • Vermehrt frische Lebensmittel konsumieren
  • Fermentierte Lebensmittel wie Rohwurst, gereifte Käse, fermentierte Fischprodukte, Sauerkraut, ältere Rotweine, Soja- und Fischsaucen nur in Maßen verzehren

Fachinformation

Biogene Amine sind organische Basen mit niedriger Molekülmasse unter 800 g/mol. Aromatische Amine, wie Tyramin und Phenylethylamin, bestehen aus Kohlenwasserstoffringsystemen. Heterocyclische Amine, wie Histamin und Tryptamin, weisen eine ringförmige Struktur auf, deren Ringgerüst neben Kohlenstoffatomen mindestens ein Atom eines anderen chemischen Elements z. B. Stickstoff enthält. Aliphatische Amine, wie Putrescin und Cadaverin, sind Verbindungen mit einer oder mehreren offenen Kohlenwasserstoffketten. Wir haben Risikobewertungen zu den biogenen Aminen Histamin, Tyramin, Phenylethylamin, Tryptamin, Putrescin und Cadaverin durchgeführt. Diese umfassen jeweils einen Überblick über die publizierten toxikologisch wirksamen Gehalte sowie eine Zusammenfassung möglicher Gehalte in verschiedenen Lebensmitteln. In Verknüpfung mit den österreichischen Verzehrdaten wurden abschließend mögliche tolerierbare Gehalte für die einzelnen biogenen Amine in verschiedenen fermentierten Lebensmitteln wie gereiftem Käse, Sauerkraut, Fisch und Rohwurst abgeleitet.

HISTAMIN

Histamin kann bei der Aufnahme höherer Mengen (über 1000 mg Histamin pro Mahlzeit) über histaminreiche Lebensmittel, wie Thunfisch, Hartkäse oder Rotwein, zu einer Vergiftung führen. Diese Vergiftung ist durch eine Inkubationszeit von wenigen Minuten bis Stunden gekennzeichnet, mit Symptomen, die in der Regel nur für wenige Stunden spürbar sind. Die Symptome einer Histaminvergiftung umfassen Übelkeit, Kopfschmerzen, Atemnot, Herzrasen (Tachykardie), Herzrhythmusstörungen (Extrasystolen), Abfall des Blutdrucks (Hypotonie), Anschwellen der Augenlider (Ödeme) und Nesselausschlag (Urtikaria). In der EU gibt es nur für bestimmte Meeresfische, z. B. Thunfisch, gesetzliche Grenzwerte für den Histamingehalt. In der Risikobewertung schlagen wir tolerierbare Gehalte für fermentierte Wurst, Fisch und Käse vor. Diese wurden durch Verknüpfung der Histaminmenge, bei der nach Einnahme keine gesundheitlichen Auswirkungen zu erwarten sind, mit den typischerweise verzehrten Mengen dieser Lebensmittel berechnet. Für fermentierte Wurst und Käse sind tolerierbare Gehalte von 500 bzw. 400 mg/kg vertretbar. Für andere als die bereits in der EU geregelten Fischarten können die Grenzwerte von 100 und 200 mg/kg übernommen werden. Diese tolerierbaren Gehalte können mit den aktuellen Methoden der Lebensmitteltechnologie eingehalten werden.

PUTRESCIN und CADAVERIN

Putrescin und Cadaverin in Lebensmitteln können die Wirkung von gleichzeitig aufgenommenem Histamin verstärken. In proteinreichen Lebensmitteln, wie Käse, weisen hohe Konzentrationen dieser beiden biogenen Amine auf hygienische Mängel in der Lebensmittelherstellung hin. Sie sind Vorstufen für krebserregende Nitrosamine. Putrescin fördert die Zellteilung und spielt auch eine Rolle beim Tumorwachstum. Bisher sind keine tolerierbaren Gehalte in Lebensmitteln festgelegt. In der Risikobewertung schlagen wir tolerierbare Gehalte für Käse, fermentierte Würste, Fisch, Sauerkraut und Gewürze vor, die auf toxikologischen Schwellenwerten, Vorkommen in Lebensmitteln und Lebensmittelkonsum in Österreich basieren. Für Putrescin werden für Sauerkraut, Fisch, Käse, fermentierte Würste und Gewürze maximal tolerierbare Gehalte von 140, 170, 180, 360 bzw. 510 mg/kg vorgeschlagen. Für Cadaverin in Sauerkraut, Fisch, Käse, fermentierten Würsten und Gewürzen liegen die tolerierbaren Gehalte bei 430, 510, 540, 1.080 bzw. 1.540 mg/kg. Diese Gehalte können durch aktuelle Herstellungspraktiken eingehalten werden, wie aus den Ergebnissen eigener Studien und aus der Literatur hervorgeht. Zu toxikologischen Schwellenwerten dieser beiden biogenen Amine sind allerdings nur wenige Daten veröffentlicht, so dass diese tolerierbaren Gehalte mit großer Unsicherheit verbunden sind.

TYRAMIN

Tyramin ist eines der wichtigsten gefäßaktiven (vasoaktiven) Amine in Lebensmitteln, dass v. a. Kopfschmerzen und einen Anstieg des systolischen Blutdrucks verursacht. In der Risikobewertung schlagen wir risikobasierte tolerierbare Gehalte von Tyramin für bestimmte Lebensmittel vor. Dosis-Wirkungs-Daten weisen darauf hin, dass die höchste Dosis, bei der noch keine negative Wirkung beobachtet wird („No Observed Adverse Effect Level“ (NOAEL)), für gesunde Personen 200 mg pro oraler Einmalgabe beträgt. Basierend auf diesem NOAEL und den österreichischen Verzehrsdaten werden folgende maximal tolerierbare Tyramin-Gehalte für Lebensmittel vorgeschlagen: 1000 mg/kg für Käse; 2000 mg/kg für fermentierte und rohgepökelte Fleischerzeugnisse; 950 mg/kg für Fisch (roh oder verarbeitet) und 800 mg/kg für Sauerkraut. Eine reduzierte Bioverfügbarkeit von Aminen bei Aufnahme mit fester Nahrung wurde berücksichtigt, empfindliche Verbraucherinnen und Verbraucher und Wechselwirkungen mit anderen Aminen in Lebensmitteln wurden nicht berücksichtigt. Literaturangaben weisen darauf hin, dass diese tolerierbaren Gehalte zumindest bei Käse in der Praxis überschritten werden können. Erhebungen zu Lebensmitteln am österreichischen Markt zeigen jedoch maximale Tyramingehalte deutlich unter den geschätzten tolerierbaren Gehalten. Bei einer Medikation mit Monoaminooxidase-Hemmern liegt die höchste Dosis ohne beobachtete negative Wirkung deutlich niedriger bei 5 mg pro Mahlzeit, diese kann unter normalen Ernährungsbedingungen leicht überschritten werden.

PHENYLETHYLAMIN

β-Phenylethylamin zählt mit dem strukturverwandten Tyramin zu den bedeutendsten vasoaktiven Aminen, die in Lebensmitteln enthalten sind. Als Symptome einer zu hohen Menge an aufgenommenem Phenylethylamin können Kopfschmerzen, Schwindel, Hitzegefühl, Übelkeit und ein Anstieg des systolischen Blutdrucks beobachtet werden. Aus der Literatur und eigenen Untersuchungen zeigt sich, dass in festen Lebensmitteln Phenylethylaminkonzentrationen über 100 mg/kg nur in Käse gefunden werden. Die publizierten maximalen Gehalte in alkoholischen Getränken liegen unter 25 mg/l. Aus Literaturangaben kann abgeleitet werden, dass 5 mg je oraler Einzelverabreichung die niedrigste Dosis darstellt, bei der bereits eine negative Wirkung beobachtet werden kann (Lowest Observed Adverse Effect Level). Basierend auf den österreichischen Verzehrsdaten ergeben sich unter der Annahme eines hohen Verzehrs folgende tolerierbare Gehalte: 25 mg/kg für Käse und Fisch; 50 mg/kg für Rohwurst und Schokolade; 70 mg/kg für Würzsaucen. Für Wein wird unter Berücksichtigung eines Unsicherheitsfaktors von 10 ein Höchstgehalt von 1 mg/l abgeleitet. Wie die Daten aus der Literatur und eigenen Untersuchungen zeigen, können diese tolerierbaren Gehalte in festen Lebensmitteln durchaus eingehalten werden.

TRYPTAMIN

Tryptamin wirkt im menschlichen Körper auf das Nervensystem (Neuromodulator) und auf die Gefäße (vasoaktiv). Es werden ähnliche Wirkungen wie bei Tyramin erwartet, nämlich Gefäßverengung, Blutdruckanstieg, Kopfschmerzen, Fieber, manchmal Erbrechen und Schwitzen. Mit der Nahrung aufgenommenes Tryptamin wird rasch durch das Enzym Monoaminoxidase abgebaut. Dosis-Wirkungs-Daten zu Tryptamin aus der Nahrung sind rar. Es konnte kein toxikologischer Schwellenwert festgelegt werden. Aus Literaturdaten wurde eine orale Dosis ohne Wirkung von 8 mg/kg Körpergewicht und Tag abgeleitet. Die ernährungsbedingte Aufnahme von Tryptamin über Fisch und Meeresfrüchte, Bier, Käse und Fleischprodukte wurde für die österreichische Bevölkerung abgeschätzt. Selbst Worst-Case-Schätzungen auf Basis sehr hoher Tryptamingehalte, die in der Literatur berichtet wurden, überstiegen 5,9 mg/kg Körpergewicht und Tag nicht und lagen damit unterhalb der Dosis ohne beobachtete Wirkung. Für Fisch, Fischkonserven, Käse, Rohwurst, Gewürze, Sauerkraut und fermentierten Tofu wurden maximal tolerierbare Gehalte von 1650, 3200, 2840, 4800, 14,120, 1740 bzw. 2400 mg/kg abgeleitet. Für Bier enthielt der maximal tolerierbare Gehalt von 65 mg/kg einen Unsicherheitsfaktor von 10. Keine der österreichischen Proben überstieg diese Gehalte. Tatsächlich wiesen nur 3,3 % der Proben messbare Mengen an Tryptamin auf. Nur ein Bericht wurde in der Literatur zu einer rohen Fischprobe gefunden, die den tolerierbaren Gehalt überschreitet. Die Aufnahme von Tryptamin über die Nahrung bei gesunden Personen sollte keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Bei der Bewertung wurden die kombinierten Wirkungen gleichzeitig aufgenommener biogener Amine und eine erhöhte Anfälligkeit für Tryptamin, z. B. aufgrund einer verringerten Monoaminoxidase-Aktivität, nicht berücksichtigt.

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Aktualisiert: 18.02.2022

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