Biogene amines zoals histamine en tyramine in wijn zijn potentieel gevaar voor de gezondheid

Biogene amines (BA’s) zijn stikstofhoudende organische verbindingen. De belangrijkste BA’s in wijn zijn histamine en tyramine. BA’s ontstaan tijdens fermentatieprocessen door gisten en bacteriën. Hoge concentraties histamine en tyramine kunnen gezondheidsproblemen veroorzaken.

Histamine en tyramine zijn de meest toxische BA’s in wijn. Hoge niveaus kunnen leiden tot hoofdpijn, hypertensie, huiduitslag en, in ernstige gevallen, tot anafylactische shock. De toxiciteit van BA’s wordt versterkt door alcohol, want dat remt namelijk de afbraak van BA’s in ons lichaam.

Tegengif

Tijdens het maken van wijn zijn er bepaalde hulpstoffen die de vorming van BA’s kunnen verminderen. Zoals bijvoorbeeld sulfiet (SO2), het conserveermiddel Lysozym en het bacteriegroei beperkende Chitosan. Wijnproducent gebruiken die supplementen namelijk om de ontwikkelingen en verspreiding van micro-organismen tijdens de vinificatie en rijping tegen te gaan.

Sulfiet is een klassieker om tijdens het wijnmaken de microbiële activiteit te remmen en oxidatie tegen te gaan. Door ongecontroleerde bacteriële groei te beperken, is de kans op vorming van biogene aminen beperkt.

Lysozym is een enzym, gemaakt uit het eiwit van kippeneieren, dat de groei van melkzuurbacteriën remt. Het is een conserveermiddel dat bijvoorbeeld ook gebruikt wordt in bier. Wijnproducenten gebruiken het om de malolactische omzetting te vertragen of te stoppen. Of om de populatie histamine producerende bacteriën klein te houden.

Chitosan, bekend van het merk No Brett Inside, is chitine afkomstig van schaaldieren en schimmels. Ook weer gebruikt om de bacteriële populatie te verkleinen waardoor het risico op histamine- en tyraminevorming daalt. Chitosan wordt ingezet om bijvoorbeeld Brettanomyces – een wijnfout die ruikt naar stallucht – te bestrijden.

Minder effect heeft ascorbinezuur (vitamine C) dat werkt als antioxidant. Het effect is vooral verlaging van het zuurstofgehalte in de wijn. Hoewel deze reductie van zuurstof een secundair gunstig effect kan hebben op het beperken van histamine en tyramine, is ascorbinezuur niet specifiek bedoeld om biogene aminen te bestrijden. Het werkt echter wel goed in combinatie met sulfiet waardoor het effectief is tegen oxidatie en ongewenste bacteriegroei.

Door Brusselse regelgeving voor biologische wijnen en door het Demeter-keurmerk voor biodynamische[2] wijnen, zijn er meestal voorgeschreven beperkingen aan het gebruik van die hulpstoffen.

Wanneer deze hulpstoffen ontbreken of slecht beperkt mogen worden ingezet, is het zeer aannemelijk dat er hogere niveaus van histamine en tyramine in de wijn ontstaan. En dat terwijl de wijnmaker de hoeveelheden BA’s juist wil beheersen.

Hoe histamine in hoge concentraties gezondheidsproblemen kan geven

Het is de onderzoekers onbekend of er wettelijke limieten zijn bepaald. Het probleem bij het vaststellen van (maximale) hoeveelheden milligram BA’s per liter wijn is complex omdat de gevoeligheid voor BA’s van persoon tot persoon verschilt. Net zoals het vermogen om BA’s in het lichaam af te breken. En dat nog los van de hoeveelheid alcohol in de wijn of het gebruik van bepaalde medicijnen.

Histamine heeft een opmerkelijk toxiciteitsprofiel. Het veroorzaakt symptomen zoals blozen – gevoel van warmte – van het gezicht, de nek en de bovenarmen. Gevoelloosheid of branderigheid in de mond, een metaalachtige smaak, hoofdpijn, jeukende huiduitslag, hartkloppingen, astma-aanvallen, netelroos, gastro-intestinale symptomen (diarree, braken en buikpijn) en slikproblemen.

Histamine is de enige BA waarvan in sommige landen bovengrenzen[3] zijn vastgesteld. Wat in de tabel direct opvalt, is de volstrekte willekeur die landen volgen bij het bepalen van maximale hoeveelheden milligram histamine per liter wijn.

NVWA

De Nederlands Voedsel- en Warenautoriteit – de NVWA – reageerde op de vraag of er in Nederland voor histamineconcentraties in wijn ook adviezen of regels zijn: ‘Er zijn op dit moment geen wettelijke grenzen beschreven voor histamine in wijn. Het is aan levensmiddelenbedrijven om vanuit een eigen voedselveiligheidsplan of gebruik makende van een Hygiënecode, relevante gevaren te beheersen en (waar nodig) verifiëren tegen een grenswaarde vanuit het eigen voedselveiligheidsplan of Hygiënecode.’ Het is de NVWA ook niet bekend of er bij het Ministerie van VWS (volksgezondheid, welzijn en sport) of de Europese Unie wordt gesproken over (nieuwe) wetgeving rondom histamine.

Meron, laboratorium voor kwaliteitscontrole van wijnen

Mark Ekkerman[4], teamleider Laboratorium bij Meron in Almere, bevestigt dat er in de Europese Unie momenteel geen specifieke wetgeving is die de toegestane niveaus van histamine in wijn reguleert. In hun Chemisch Standaard Analyse Pakket is histamine wel onderdeel van de analyse ‘Wettelijke bepalingen & streefnormeringen’. Ekkerman: ‘Wij hebben dit sinds januari 2023 proactief toegevoegd aan ons standaard analysepakket omdat er steeds meer vraag komt naar informatie omtrent allergenen. Consumenten zijn zich namelijk steeds meer bewust van hetgeen zij consumeren. Omdat wij deze analyse pas anderhalf jaar uitvoeren kunnen wij hierin nog geen trends zien.’

BA’s zoals histamine en tyramine ontstaan door de decarboxylering van aminozuren. Dat is een proces waarbij koolstofdioxide (CO2) wordt afgesplitst van de aminozuren. BA’s zijn aanwezig in veel gefermenteerde voedingsmiddelen, waaronder wijn, kaas, zuurkool en cider (zie lijst Rivas). Kleine hoeveelheden zijn onschadelijk, maar hogere concentraties kunnen gezondheidsproblemen veroorzaken, vooral bij mensen met een intolerantie, overgevoeligheid of verminderde afbraakcapaciteit. Zijn BA’s eenmaal gevormd, dan worden ze niet afgebroken door conserveringstechnieken zoals koken, roken en invriezen.

De MAO- en DAO-remmers in ons lichaam

MAO’s – monoamine-oxidase – en DAO’s – diamine-oxidase – zijn enzymen in ons lichaam die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van BA’s. MAO werkt voornamelijk in het zenuwstelsel en de darmen, terwijl DAO vooral in de darmen actief is. Wanneer deze enzymen worden geremd, bijvoorbeeld door medicijnen zoals antidepressiva of bepaalde voedingsmiddelen, kan de afbraak van BA’s worden verminderd. Teveel niet afgebroken BA’s kunnen leiden tot gezondheidsproblemen.

MAO-remmers worden vaak voorgeschreven voor de behandeling van depressie en angststoornissen. DAO-remmers zijn als medicijn minder gebruikelijk, maar kunnen ook de afbraak van BA’s in ons lichaam beïnvloeden. Bij gebruik van deze remmers kan de tolerantie voor BA’s aanzienlijk afnemen, waardoor zelfs kleine hoeveelheden BA’s in wijn ernstige reacties kunnen veroorzaken. Dus wees voorzichtig met het tegelijkertijd gebruiken van MAO-remmers en het drinken van (rode) wijn.

Daarnaast moeten mensen die MAO-remmers gebruiken, voorzichtig zijn met het consumeren van voedingsmiddelen die rijk zijn aan BA’s. Dit komt doordat bij deze mensen het vermogen om BA’s te metaboliseren verminderd is, wat kan leiden tot verhoogde bloeddruk, hoofdpijn en andere gezondheidsproblemen.

De alcohol in wijn is ethanol en heeft een remmende werking op DAO’s wat wederom kan leiden tot verhoogde histamineniveaus in het bloed. Alcohol kan de bijwerkingen versterken door de activiteit van MAO’s en DAO’s verder te verminderen. Nicotine is trouwens ook een DAO-remmer.

Sulfiet

Van sulfiet is bekend dat het MAO’s en DAO’s blokkeert. Daardoor komt er lichaamseigen histamine vrij. Bij een hoge concentratie histamine in wijn, kunnen mensen met een histamine-intolerantie na het drinken van slechts een glas wijn direct hoofdpijn krijgen. Dus enerzijds voorkomt sulfiet te hoge concentraties BA’s tijdens de vinificatie in wijn, en tegelijkertijd kan het bij sommige wijndrinkers indirect hoofdpijn veroorzaken.

Volgens Ekkerman van Meron is gebonden sulfiet in wijn effectief tegen biogene aminen. Dit omdat het sterk de aanwas en activiteit beperkt van melkzuurbacteriën die veel biogene aminen vormen, bijvoorbeeld Lactobacillus hilgardii en Pediococcus parvulus. Wanneer sulfiet is gebonden aan andere moleculen in de wijn, zoals aldehyden, ketonen en suikers, is het niet beschikbaar om dezelfde beschermende functies uit te voeren als vrije sulfiet.

Niet-gebonden, vrije sulfiet is direct beschikbaar om te werken als conserveermiddel en antioxidant. Vrije sulfiet kan zich binden aan moleculen in de wijn, zoals zuren en suikers, en kan ook bestaan als moleculair SO2, bisulfiet (HSO3-) of sulfiet-ionen (SO32-). De hoeveelheid vrije sulfiet in wijn is cruciaal omdat het effectief bacteriën en gisten kan doden en oxidatie kan voorkomen.

Malolactische fermentatie

BA’s worden voornamelijk geproduceerd door melkzuurbacteriën, zoals zoals Oenococcus oeni, tijdens de malolactische fermentatie (MLF) in wijn. Dat proces vindt plaats na de alcoholische fermentatie (gisting) en zet het scherpere appelzuur om in het veel zachtere melkzuur. In principe ondergaan alle rode wijnen MLF. Daarnaast is MLF voor witte wijnen een bekende vinificatiemethode voor vooral Chardonnay uit de Bourgogne. Denk aan Meursault, Chablis, Saint-Aubin en Pouilly-Fuissé Premier Cru.

Deze bacteriën decarboxyleren aminozuren zoals histidine en tyrosine, wat leidt tot de vorming van respectievelijk histamine en tyramine.

Verschillende factoren beïnvloeden de productie van BA’s in wijn

1. Temperatuur: Hogere temperaturen bevorderen de activiteit van decarboxylasen, enzymen die verantwoordelijk zijn voor BA-productie. Bij temperaturen boven 28 °C neemt deze activiteit echter drastisch af;
2. pH: Lage pH-waarden remmen de groei van BA-producerende bacteriën. Wijnen met een hogere pH hebben meer kans op hogere BA-niveaus.
3. Fermentatietijd: Langere fermentatietijden – meer schilcontact – kunnen leiden tot hogere BA-concentraties;
4. Aminozuurconcentraties: De aanwezigheid van vrije aminozuren in druiven en most kan de productie van BA’s bevorderen. Zo hebben mousserende wijnen, gemaakt volgens de méthode traditionelle (onder andere Champagne en Crémant), na langdurig contact met gist een toename van vrije aminozuren. Dat draagt bij aan een toename van 20-30% van BA;
5. Wijnbouw en vinificatie: Biologische en biodynamische wijnen, die minder gebruik (mogen) maken van additieven en conserveringsmiddelen, kunnen hogere niveaus van BA’s bevatten.

Strategieën om BA’s te beheersen

1. Gebruik van commerciële starterculturen: Starterculturen zonder decarboxylase-activiteit kunnen de productie van BA’s verminderen. Deze culturen domineren de natuurlijke darmflora (microbiota) en minimaliseren de snelle vermenigvuldiging (proliferatie) van BA-producerende bacteriën;
2. Co-fermentatie met niet-saccharomyces gisten: Deze gisten kunnen appelzuur metaboliseren, wat bacteriële MLF vervangt en daardoor de vorming van BA’s vermindert;
3. Enzymatische afbraak van BA’s: Het toevoegen van enzymen die BA’s kunnen afbreken, zoals diamine-oxidase (DAO), kan de niveaus van deze amines in wijn verlagen;
4. Strikte temperatuur- en pH-controle:Door fermentatie en opslag bij lage temperaturen en lage pH te houden, kan de groei van BA-producerende bacteriën worden beperkt. Een lagere pH in de wijn (< 3,6) is indirect ongunstig voor de vorming van biogene aminen. Dat komt omdat een zuurder milieu minder gunstig is voor bacteriën. Bijkomstig voordeel is dat bij een lagere pH sulfiet doorgaans krachtiger werkt;
5. Maatschappelijke en wetenschappelijke bewustwording: Het informeren van wijnproducenten en consumenten over de risico’s van BA’s en de methoden om hun niveaus te controleren, kan bijdragen aan de productie van veiligere wijnen.

Ekkerman (Meron) vult de punten aan met de adviezen van de International Organisation of Vine and Wine (OIV):

6. Strikte hygiënische maatregelen tijdens de productie;
7. Gebruik van melkzuurbacteriën die minder geneigd zijn om histamine te produceren;
8. Regelmatige monitoring van de wijn tijdens de malolactische fermentatie;
9. Toevoegen van lysosomen (sommige enzymen kunnen helpen bij het verminderen van de hoeveelheid biogene amines);
10. Corrigeren van de pH door aanzuren (lage pH is ongunstig voor het vormen van BA’s).

Geur en smaak

In haar reviewonderzoekstelt Alice Vilela[5] vast dat biogene amines invloed hebben op de geur en smaak van wijn. Want BA’s zijn in de wijn aanwezig als zouten, maar door de pH in de mond zijn ze gedeeltelijk in vrije vorm. Daardoor zijn ze reactief met andere verbindingen die verantwoordelijk zijn voor het aroma van de wijn. Ze kunnen dus verantwoordelijk zijn voor de sensorische veranderingen zoals verlies van druivenrastypiciteit en het tevoorschijn komen van een muffe geur en smaak.

Daarnaast wijst ook Vilela op de toxische werking van histamine en tyramine: ‘De inname van grote hoeveelheden BA in het dieet kan leiden tot verschillende aandoeningen. (…) Bovendien leidt het synergetische effect van remmers van de amino-oxidases, zoals sommige medicijnen, putrescine en alcohol, ertoe dat ze als histamineversterkers werken.’

‘De hoge gevoeligheid van mensen voor biogene aminen die via de voeding worden ingenomen, hangt af van de mate van amino-oxidase-activiteit veroorzaakt door medicijnen, genetische aanleg (histamine-intolerantie), gastro-intestinale ziekte, remming door alcohol, acetaldehyde en andere aminen zoals putrescine en cadaverine.’

Conclusie

Biogene amines (BA’s) vormen een belangrijk gezondheidsrisico in wijn, vooral door histamine en tyramine. Het beheersen van hun niveaus is cruciaal voor de gezondheid. Door het gebruik van niet-decarboxylerende starterculturen, co-fermentatie met alternatieve gisten, enzymatische behandelingen en strikte controle van fermentatieparameters, kunnen wijnproducenten de niveaus van BA’s aanzienlijk verlagen. Deze methoden bieden de mogelijkheid om veiligere en gezondere wijnen te produceren, zonder in te boeten aan kwaliteit en smaak.

De uitdaging blijft om een balans te vinden tussen traditionele wijnbereidingstechnieken en moderne wetenschappelijke benaderingen om de aanwezigheid van BA’s te minimaliseren. Vooral voor de kleine(re) wijnboeren is dit een uitdaging. Zij beschikken meestal niet de financiële middelen voor verregaande innovaties. Praktische handvatten en kennisoverdracht zijn voor deze producenten doorslaggevend om een bijdrage te leveren aan de volksgezondheid.

Verdere studies en ontwikkelingen zijn nodig om de efficiëntie van deze strategieën te verbeteren en hun toepassing op grotere schaal te vergemakkelijken. Het is van groot belang om zowel producenten als consumenten bewust te maken van de risico’s en preventieve maatregelen met betrekking tot biogene amines in wijn.

Door samen te werken aan verbeterde productieprocessen en de implementatie van veilige praktijken, is op deze manier te streven naar een toekomst waarin de gezondheidsrisico’s van BA’s in wijn tot een minimum zijn beperkt.

Toekomstig onderzoek

Er is relatief weinig onderzoek gedaan naar relaties tussen BA’s en bijvoorbeeld histamineconcentraties in specifieke druivenrassen. Of naar verbanden met het klimaat. Interessant is ook de hoeveelheid BA’s in bijvoorbeeld natuurwijnen die momenteel ‘hot’ zijn. Want een aanname van mij is dat, omdat er niet wordt ingegrepen op het vinificatieproces, de BA’s welig tieren. Met alle bijbehorende risico’s. Dus extra research is zeer wenselijk.

[1] Luís Moreira, Juliana Milheiro, Luís Filipe-Ribeiro, Fernanda Cosme, Fernando M. Nunes (2024). Exploring factors influencing the levels of biogenic amines in wine and microbiological strategies for controlling their occurrence in winemaking. Food Research International https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114558 License CC BY 4.0

[2] Natuurwijnen zijn in het onderzoek niet meegenomen. Bij natuurwijnen wordt in de wijnbouw en tijdens de vinificatie niet ingegrepen. Toevoegen van het noodzakelijke sulfiet gebeurt ook niet. Biogene amines ontstaan daardoor ongecontroleerd, met mogelijk hoge concentraties tot gevolg. Daarom zijn de risico’s voor de gezondheid bij natuurwijnen het grootst.

[3] Antonella Costantini, Enrico Vaudano, Laura Pulcini, Tommaso Carafa, Emilia Garcia-Moruno. An Overview on Biogenic Amines in Wine. Beverages 2019, 5, 19. https://doi.org/10.3390/beverages5010019

[4] Meron is een laboratorium in Almere dat zich richt op hoogwaardige (micro)biologische en chemische analyses, onder meer voor de voedingsmiddelen-, farmaceutische én wijnindustrie. Voor meer informatie, zie Meron.

[5] Alice Vilela. Non-Saccharomyces Yeasts and Organic Wines Fermentation: Implications on Human Health. Fermentation 2020, 6, 54. https://doi.org/10.3390/fermentation6020054

Lees ook:

• Hoe histamine door sulfiet direct hoofdpijn kan veroorzaken na het drinken van slechts één glas wijn
• Natuurwijn, wijn zonder toevoegingen
• Wanneer is een wijn Vegan?