Development and Validation of the Analytical Method of Biogenic Amines in Fish and Fishery Products Using UHPLC-UVD
Keywords:
Biogenic amines, Fish, Fish products, UHPLC-UVAbstract
Histamine, cadaverine, putrescine and tyramine are most common biogenic amines (BAs), found in aquatic animals and fermented fishery products. Many countries, including Thailand, have set regulations to control histamine contamination. The objectives of this study were to develop and validate an analytical method for determination of histamine, cadaverine, putrescine and tyramine in fish and fishery products, based on ISO 19343:2017, which analyse only histamine by HPLC-UVD. The method was further developed to analyse multi-compounds and to quantify using UHPLC-UVD in order to reduce run time from 30 to 7 minutes. The results of method validation showed high specificity. The linear working range of the method in fish was 0–500 mg/kg (except for Tyramine, 0–250 mg/kg) while the linear working range in fish source was 0–1,000 mg/kg. The developed method has a limit of detection of 5 mg/kg and a limit of quantitation of 20 mg/kg. Accuracy and precision evaluated at four concentration levels showed recoveries in the range of 80.0–108.6%, with HORRAT values < 2. All performance characteristics of the method met the acceptance criteria. In addition, participation in proficiency testing in 2021 and 2022 for histamine in canned fish which obtained an acceptable z-score (-2 ≤ z-score ≤ 2). A preliminary survey of 30 fishery products revealed no histamine levels exceeding both Thai and international standards. However, no regulatory limits of cadaverine, putrescine, and tyramine currently exist. In conclusion, the developed method is suitable and reliable for the quantitative analysis of histamine, cadaverine, putrescine and tyramine in fish and fishery products using UHPLC-UVD.
References
Yoshinaga DH, Frank HA. Histamine-producing bacteria in decomposing skipjack tuna (Katsuwonus pelamis). Appl Environ Microbiol 1982; 44(2): 447–52.
Özogul Y, Özogul F. Biogenic amines formation, toxicity, regulations in food. In: Saad B, Tofalo R, editors. Food chemistry, function and analysis. [online]. Cambridge: Royal Society of Chemistry; 2019. [cited 2025 Mar 21]; [17 screens]. Available from: URL: https://books.rsc.org/books/monograph/796/chapterabstract/535686.
Food and Agriculture Organization of the United Nations, editor. Public health risks of histamine and other biogenic amines from fish and fishery products. Rome: Food and Agriculture Association of the United Nations; 2013.
Hwang DF, Chang SH, Shiua CY, Chai T. High-performance liquid chromatographic determination of biogenic amines in fish implicated in food poisoning. J Chromatogr B Biomed Sci Appl 1997; 693(1): 23–9.
EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (EFSA CONTAM Panel); Schrenk D, Bignami M, Bodin L, Chipman JK, del Mazo J, et al. Risk assessment of N-nitrosamines in food. EFSA J 2023; 21(3): e07884. (278 pages).
European Food Safety Authority (EFSA). Assessment of the incidents of histamine intoxication in some EU countries. EFSA Support Publ 2017; 14(9): EN-1301. (37 pages).
Hwang CC, Kung HF, Lee YC, Wen SY, Chen PY, Tseng DI, et al. Histamine fish poisoning and histamine production by Raoultella ornithinolytica in milkfish surimi. J Food Prot 2020; 83(5): 874–80.
นลินี หงษ์ชุมพล, ธราวิทย์ อุปพงษ์, จิระวรรณ พึ่งสกุล, อมรรัตน์ หาญต๊ะ, วิชาญ ปาวัน, มุทิตะ ชลามาตย์ และคณะ. การสอบสวนการระบาดของโรคอาหารเป็นพิษจากสารฮิสตามีนในปลาทูน่า โรงงานผลิตอาหารทะเลแช่แข็ง จังหวัดสมุทรปราการ กรกฎาคม 2550. รายงานการเฝ้าระวังทางระบาดวิทยาประจําสัปดาห์ 2550; 38(36): 629–36.
กองอาหาร สํานักงานคณะกรรมการอาหารและยา. อย. เตือนรับประทานแมลงทอดด้วยความระวัง ผู้มีประวัติโรคภูมิแพ้ หอบหืด ควรหลีกเลี่ยง. [ออนไลน์]. 2566; [สืบค้น 1 ธ.ค. 2568]. เข้าถึงได้ที่: URL: https://food.fda.moph.go.th/consumer-alertnews/food-safety-news-124.
Commission of the European Communities. Commission Regulation (EC) No 2073/2005 of 15 November 2005 on microbiological criteria for foodstuffs. [online]. 2005; [cited 2025 Mar 21]. Available from: URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32005R2073.
Food and Agriculture Organization of the United Nations, World Health Organization. Revision of the code of practice for fish and fishery products (cxc 52-3002) and revisions of the section on sampling, examination and analyses related to histamine food safety. [online]. Panama; 2018 Nov. Report No.: CX/FH 18/50/6. [cited 2025 Mar 21]. Available from: URL: https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/fr/?lnk=1&url=https%253A%252F%252Fworkspace.fao.org%252Fsites%252Fcodex%252FMeetings%252FCX-712-50%252FWD%252Ffh50_06e.pdf.
มาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ 7014-2548 ปลาแล่เยือกแข็ง. ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 123 ตอนพิเศษ 11 ง. (วันที่ 25 มกราคม 2549).
มาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ 7015-2549 ปลาทูน่าและโบนิโตในภาชนะบรรจุปิดสนิท. ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 123 ตอนที่ 131 ง. (วันที่ 21 ธันวาคม 2549).
JOINT FAO/WHO Food Standards Programme. Joint FAO/WHO Food Standards Programme CODEX committee on fish and fishery products. [online]. Bergen, Norway; 2014 Feb. Report No.: CX/FFP 14/33/12. [cited 2025 Mar 21]. Available from: URL: http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/agns/news_events/Histamine_Final_Report.pdf.
Veciana-Nogués MT, Mariné-Font A, Vidal-Carou MC. Biogenic amines as hygienic quality indicators of tuna: relationships with microbial counts, ATP-related compounds, volatile amines, and organoleptic changes. J Agric Food Chem 1997; 45(6): 2036–41.
Fücker K, Meyer R, Pietsch HP. Dünnschichtelektrophoretische Bestimmung biogener Amine in Fisch und Fischprodukten im Zusammenhang mit Lebensmittelintoxikationen. Nahrung 1974; 18(6): 663–9.
AOAC 977.13: Histamine in seafood--fluorometric method. In: Official methods of analysis of AOAC International. 19th ed. Gaithersburg, MD: AOAC International; 2012.
Lieber ER, Taylor SL. Specificity and sensitivity of seven histamine detection methods. J Food Sci 1977; 42(6): 1584–6.
Tomkins BA, Ostrum VH, Ho C h. Derivatization of primary aromatic amines with fluorescamine. Anal Lett 1980; 13(7): 589–602.
Aminot A, Kérouel R. The determination of total dissolved free primary amines in seawater: critical factors, optimized procedure and artefact correction. Mar Chem 2006; 98(2): 223–40.
ISO 19343:2017 Microbiology of the food chain- Detection and quantification of histamine in fish and fishery products - HPLC method. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization; 2017.
ทิพวรรณ นิ่งน้อย. แนวปฏิบัติการทดสอบความถูกต้องของวิธีวิเคราะห์ทางเคมีโดยห้องปฏิบัติการเดียว. นนทบุรี: กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข; 2549.
Food and Agriculture Organization of the United Nations, World Health Organization. Codex Alimentarius Commission: procedural manual. 27th ed. [online]. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations; 2019. [cited 2025 Mar 21]. Available from: URL: http://www.fao.org/documents/card/en/c/ca2329en.
Ellison SLR, Williams A, editors. EURACHEM/CITAC guide: quantifying uncertainty in analytical measurement. 3rd ed. United Kingdom: EURACHEM/CITAC; 2012.
สํานักงานมาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ. ฐานข้อมูลปริมาณอาหารที่คนไทยบริโภค. [ออนไลน์]. 2559; [สืบค้น 12 พ.ย. 2566]. เข้าถึงได้ที่: URL: https://www.acfs.go.th/files/files/attachfiles/867_20190606145951_625162.pdf.
กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์. วิธีมาตรฐานสําหรับการวิเคราะห์อาหาร เล่มที่ 1 (Standard methods for food analysis volume I). [ออนไลน์]. นนทบุรี: กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์; 2554. [สืบค้น 21 มี.ค. 2568]. เข้าถึงได้ที่: URL: http://bqsf.dmsc.moph.go.th/bqsfWeb/index.php/standard-methods-1.
Roe AL, Boyte ME, Elkins CA, Goldman VS, Heimbach J, Madden E, et al. Considerations for determining safety of probiotics: A USP perspective. Regul Toxicol Pharmacol 2022; 136: 105266. (36 pages).
Duflos G, Inglebert G, Himber C, Degremont S, Lombard B, Brisabois A. Validation of standard method EN ISO 19343 for the detection and quantification of histamine in fish and fishery products using high-performance liquid chromatography. Int J Food Microbiol 2019; 288: 97–101.
Ladero V, Calles-Enríquez M, Fernández M, Álvarez MA. Toxicological effects of dietary biogenic amines. Curr Nutr Food Sci 2010; 6: 145–56.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 BULLETIN OF THE DEPARTMENT OF MEDICAL SCIENCES
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
