Toate enzimele proteolitice simplifică molecula proteică prin ruperea legăturilor peptidice. Spre deosebire de catepsine, care sunt endopeptidaze, enzimele microbiene proteolitice şi peptidolitice sunt însă exopeptidaze. Ele atacă legăturile peptidice periferice, de la extremităţile lanţului proteic, deci acţiunea lor se soldează chiar de la început cu eliberarea de aminoacizi.Pe măsura eliberării de aminoacizi, aceştia sunt descompuşi în continuare în produşi din ce în ce mai simpli, prin acţiunea enzimelor acidaminolitice.Descompunerea aminoacizilor începe de obicei prin decarboxilare, în urma căreia dintr-o moleculă de aminoacid rezultă doi compuşi mai simpli: amină şi dioxid de carbon.

Decarboxilarea aminoacizilorProcesul este catalizat de enzime specifice, denumite decarboxilaze, care conţin drept coenzimă fosfopiridoxalfosfat. In urma proceselor de decarboxilare se formează bioxid de carbon şi amine. Aminele obţinute au proprietăţi farmacodinamice şi au rol fiziologic important, sau pot fi substanţe toxice.In cazul consumului de alimente alterate, procesele de intoxicare se explică prin prezenţa în aceste alimente a aminelor toxice.Aminele rezultate din decarboxilare pot contribui la sinteza alcaloizilor cum ar fi: atropina, nicotina, etc…

Aminele, componente importante ale produselor alimentare, posedă activitate biologică. Ele sunt formate în timpul proceselor metabolice din organismele vii şi de aceea sunt prezente în produsele alimentare zilnice. Caracteristicile şi funcţiile biologice ale aminelor sunt foarte diverse: ele pot avea efecte benefice sau toxice.In general, aminele pot fi descrise ca „amine biogene” (cum sunt serotonina, cadaverina, histamina) sau „poliamine naturale” (cum ar fi spermidina şi spermina). Atât poliaminele cât şi aminele biogene sunt prezenta în alimente dar, în timp ce poliaminele par a fi esenţiale (prin implicarea lor în creşterea şi proliferarea celulelor), aminele biogene sunt în principal toxice (având potenţialul de a conduce la simptome de greaţă, călduri, transpiraţie, dureri de cap, hiper- sau hipotensiune, fenomene alergice). Conţinutul alimentelor în anumite amine biogene trebuie aşadar menţinut la nivele foarte scăzute.Aminele biogene active sunt un tip de compuşi care se formează şi se descompun în timpul proceselor de metabolism din celule şi organismele vii. Aceste amine au diverse funcţii în organism, cum ar fi normalizarea temperaturii corpului, normalizarea volumului stomacului şi pH-ului şi prin urmare ele au potenţial de a exercita un efect important asupra sănătăţii şi stării de confort.Aminele biogene pot fi de asemenea produse din aminoacizi, de către bacterii. Ca rezultat, orice produs alimentar obţinut prin fermentaţie sau în urma contaminării microbiene în timpul procesării sau depozitării poate conţine amine biogene. (Kiutamo, 2002).Aminele biogene sunt produse în alimente în urma decarboxilării aminoacizilor (lizină, tirozină, histidină, arginină, etc.), în prezenţa microorganismelor. Aceste amine sunt majoritatea toxice şi sunt implicate în producerea toxiinfecţiilor alimentare. Multe aspecte toxicologice sunt asociate cu histamine şi cu tiramina, iar aminele secundare pot favoriza formarea nitrozaminelor. (Silla Santos,1996).Aceste amine sunt prezente în alimente fermentate şi nefermentate cum ar fi peşte, carne, bere, vin, fructe, produse lactate, ciocolată, etc. şi producerea lor este favorizată de creşterea temperaturii. (Maijala,1995).In mod obişnuit, primul eşalon de germeni care declanşează procesul de putrefacţie este reprezentat de bacteriile aerobe. Enzimele elaborate de acestea decarboxilează cu predilecţie aminoacizii din seria aciclică. Aminele rezultate sunt lipsite practic de potenţial toxic, de,i unele dintre ele au denumiri impresionante, cum ar fi: putresceină, cadaverină, agmatină.

Bacteriile anaerobe constituie de obicei eşalonul al doilea. Enzimele elaborate de acestea decarboxilează cu predilecţie aminoacizii din sria ciclică, iar aminele rezultate sunt potenţial toxice, cum ar fi: histamina, tiramina, etc…

Fig.2 – Mecanismul decarboxilării cu formare de amine (Enache T. şi colab.)

In faza a doua aminoacizii sunt supuşi acţiunii de degradare tot mai avansată prin decarboxilare, rezultând amine cu potenţial toxic, de regulă în această fază acţionând bacteriile anaerobe.(Râpeanu, 1998).Prin acţiuni succesive şi comune de dezaminare, decarboxilare şi oxidare, aminoacizii în general şi cei aromatici în special sunt simplificaţi în produşi specifici putrefacţiei, cu miros caracteristic, cum ar fi fenolul, crezolul, scatolul, indolul, (vezi fig.2).

Fig. 3 – Mecanismul degradării aminoacizilor prin acţiuni succesive (Enache T. şi colab.)

Cănd această acţiune succesivă are loc asupra unor aminoacizi alifatici, cum este glicolul, foarte adesea, se soldează cu formarea de amine trimetilate şi betaine. Betainele sunt toxice şi provoacă la consumatori salivaţie, vomismente şi convulsii.Acţiunea bacteriilor asupra aminoacizilor cu sulf (cisteină, cistină, metionină) duce la formarea unor produşi urât mirositori: mercaptani, H2S şi hidrocarburi saturate.

Dezaminarea aminoacizilorPrin acţiunea bacteriilor proteolitice iau naştere oxiacizi şi amoniac, iar prin acţiunea bacteriilor anaerobe, în procesul de dezaminare se formează acizi graşi şi amoniac. Prezenţa amoniacului în stare liberă are o dublă semnificaţie: pe de o parte este unul din principalii produşi de descompunere proteică, care contribuie la instalarea mirosului de putrefacţie, pe de altă parte, constituie un indicator chimic sigur pentru aprecierea stării de prospeţime a cărnii.Dezaminarea reprezintă eliminarea grupării amino din molecula aminoacizilor, cu formare de amoniac, -cetoacizi, hidroxiacizi, acizi saturaţi şi nesaturaţi. Dezaminarea poate avea loc pe cale reductivă, oxidativă sau hidrolitică. Amoniacul format este toxic pentru organism şi imediat ce se formează este utilizat în procese de biosinteză. Acizii formaţi, dacă nu sunt utilizaţi în procese de biosinteză, vor fi degradaţi prin căi specifice grupărilor de substanţe din care fac parte.

a. Dezaminarea reductivă : în urma căreia rezultă amoniac şi acidul gras corespunzător: Donatorul este NADH+H+.

b. Dezaminarea oxidativă : în urma căreia se obţine un cetoacid şi amoniac.

Aceasta este cea mai importantă cale de dezaminare şi este catalizată de enzime numite oxidazele aminoacizilor şi conţine FAD.Aceste enzime posedă o înaltă specificitate de acţiune.Dezaminarea oxidativă are loc de fapt în două etape:

c. Dezaminarea hidrolitică : prin care se eliberează amoniac şi un hidroxiacid.

Tot prin acţiunea microorganismelor sunt descompuse şi fosfatidele şi în felul acesta din lecitină se formează colină, care prin oxidare produce substanţe toxice: neurină, muscarină, trimetilamină. Aceste mecanisme sunt redate în fig. 4.

Fig. 4 - Mecanismul formării de betaine, mercaptani, H2S, amoniac, muscarină, neurină şi trimetilamină (după Enache T. şi colab.)

Se cunosc peste 70 de produşi toxici de descompunere a proteinelor. Dintre aceştia îi vom aminti pe cei mai reprezentativi.Metilamina – este o amină neoxigenată aciclică, toxică, care rezultă prin acţiunea lui Streptococcus longus asupra fibrei, a lui Bacillus Fluorescens asupra gelatinei sau a lui Proteus în conservele de peşte.Putresceina – rezultă prin decarboxilarea enzematică a ornitinei, este termostabilă şi este prezentă în carnea alterată. Are efect hipotensiv. Ca atare este toxică, dar sărurile sale nu sunt toxice.Cadaverina – este o diamină mai toxică decât putresceina. Are efect hipotensiv.Histamina – se găseşte în alimentele bogate în histidină, obţinându-se prin decarboxilarea acesteia. Acţionează asupra sistemului neurovegetativ. Are o puternică activitate excitantă asupra sistemului nervos central şi este parasimpaticomimetică. Provoacă contracţia tuturor tipurilor de musculatură netedă cu excepţia celor vasculare pe care le relaxează.Fenietilamina – rezultă din decarboxilarea fenilalaninei, un aminoacid aromati. Acţionează asupra nervilor excitanţi, cât şi asupra celor inhibatori, având de aceea efecte opuse în organe. Triptamina – rezultă din decarboxilarea triptofanului. Are acţiune neurotoxică şi acţiune vasoconstrictoare.Tiramina – se formează sub influenţa unor enzime produse de bacteriile lactice, de E. Coli şi de bacilii de putrefacţie. Este foarte toxică, in cantitate de peste 300mg/kg, schimbă calitatea şi gustul produsului alimentar.Muscarina – are proprietăţi alcaloidice asemănătoare celor existente în ciuperca Amanita Muscaria.Neurina- s-a izolat din gălbenuş de ou, creier, bilă. Are miros de peşte. Se descompune rapid, formând trimetilamină, este toxică.Trimetilamină – a fost izolată din carne şi peşte în putrefacţie precum şi din plante.

Alimentele cu conţinut bogat în amine sunt considerate dăunătoare, determinând stări de boală variabile, de la simpla repulsie sau intoleranţă, până la intoxicaţii din cele mai grave.Mecanismul acţiunii toxice se caracterizează prin efecte acute şi cronice asupra mucoasei gastroduodenale, afecte alergice, efectul vasomotor fiind cel mai grav.Pentru a preveni aceste intoxicaţii, se va respecta controlul calităţii produselor alimentare, a condiţiilor de prelucrare, depozitare şi transport a acestora. Toxicitatea materiei proteice este mai redusă în primele 6-7 zile, se menţine apoi constantă 15-60 de zile, iar apoi scade progresiv. (Râpeanu, 1988).Există posibilităţi de determinare a aminelor din orice produs alimentar, cu condiţia unei extracţii şi purificări avansate. Metodele pot fi de la cele mai simple: de cromatografie în strat subţire, electroforeză şi până la lichid cromatografie de înaltă performanţă (HPLC).Evoluţia microorganismelor care contaminează carnea depinde de factorii intrinseci ai cărnii: structură, compoziţie (pH-ul devine rapid acid 5,5 – 5,7 şi din această cauză în profunzime atinge repede valori mari, deci favorizează dezvoltarea anaerobă). Pe lângă factorii intrinseci

acţionează şi factorii extrinseci: umiditate relativă şi temperatura atmosferei spaţiului de depozitare.O umiditate relativă ridicată favorizează dezvoltarea microbiană, iar una scăzută se opune acestei dezvoltări şi favorizează distrugerea unei părţi din microorganismele de pe suprafaţa cărnii datorită scăderii aw (aw = activitatea apei). Temperatura ridicată este un factor favorabil pentru multiplicarea bacteriilor. Scăderea temperaturii la nivel de refrigerare nu împiedică dezvoltarea psihrotrofilor, ci numai a termofililor şi mezofililor.Alterarea putrifică a cărnii poate fi clasificată în trei tipuri:

- putrefacţie superficială;- putrefacţie profundă – verde (sulfhidroamoniacală);

– mixtă – hidrolitică- proteolitică

- putrefacţia (pătarea) osului