非熱加工對(duì)食物過(guò)敏原影響的研究進(jìn)展

謝秀玲，李 欣，高金燕，陳紅兵*

(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.南昌大學(xué)中德聯(lián)合研究院，江西 南昌 330047；3.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院食品系，江西 南昌 330047)

食物過(guò)敏是人們對(duì)食物的一種不良反應(yīng)，也屬醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的變態(tài)反應(yīng)。它的臨床癥狀表現(xiàn)主要有蕁麻疹、皰疹樣皮炎、口腔過(guò)敏綜合癥、結(jié)腸綜合癥、哮喘等，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致過(guò)敏性休克，危及生命[1]。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，食物過(guò)敏反應(yīng)危害著約3%～4%的成年人和6%的兒童，而且發(fā)病率還在逐年增加[2]。我國(guó)尚缺乏大規(guī)模的流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，但小范圍的調(diào)查以及大量的病例報(bào)道預(yù)示我國(guó)也處在一個(gè)增長(zhǎng)的階段。毋庸置疑，食物過(guò)敏嚴(yán)重影響了部分人群的生活質(zhì)量，是一個(gè)值得高度關(guān)注的食品營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生與食品安全問(wèn)題，通過(guò)食品加工控制食物過(guò)敏原并為食物過(guò)敏患者提供安全的食品是食品工業(yè)的重要任務(wù)之一。因此，本文主要介紹各種非熱加工對(duì)食物過(guò)敏原的控制研究，通過(guò)各種非熱加工的處理，探究食物過(guò)敏原的致敏性的變化，期望在不改變食物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的條件下，獲得脫敏性食物，滿足食物易敏人群的正常飲食需求。

1 食物過(guò)敏的致敏成分

食物中多種成分都有可能導(dǎo)致食物過(guò)敏，但目前一致認(rèn)為食物中的蛋白質(zhì)是最主要的致敏成分，因此也備受關(guān)注，人們常稱之為食物過(guò)敏原。過(guò)敏原蛋白是食物過(guò)敏反應(yīng)的主要誘因，而過(guò)敏原表位是過(guò)敏反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。過(guò)敏原表位包括線性表位和構(gòu)象性表位，線性表位一般由5～7個(gè)氨基酸組成，是與抗體結(jié)合的連續(xù)氨基酸序列，而構(gòu)象性表位則是由15～22個(gè)氨基酸構(gòu)成，這些氨基酸分布于同一條肽鏈的不同部位或不同肽鏈上[3]。有研究[4]報(bào)道表明，在天然狀態(tài)下，過(guò)敏原蛋白有90%以上的表位是構(gòu)象性表位。過(guò)敏原蛋白空間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易隨外界環(huán)境的變化而發(fā)生空間分布的改變。由于食品加工可以影響食物過(guò)敏原結(jié)構(gòu)及其致敏性表位，尤其構(gòu)象性表位易受影響。因此，通過(guò)各種加工技術(shù)可能控制食物過(guò)敏原的致敏性，從而為構(gòu)建食物過(guò)敏原脫敏制備技術(shù)提供理論可行性。

2 非熱加工控制食物過(guò)敏原

食物的加工技術(shù)主要包括熱加工和非熱加工，采用傳統(tǒng)的熱加工手段，過(guò)敏原蛋白質(zhì)易變性而改變過(guò)敏原結(jié)構(gòu)，影響其致敏性，但卻會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的深加工受到限制，而且熱加工參數(shù)的范圍也有限，從而無(wú)法在有限的加工條件下，針對(duì)不同過(guò)敏食物，尋求到更多的既降低致敏性又保留其再加工性能的方法。而非熱加工技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了在低溫條件下處理食物過(guò)敏原，既能保存食物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、新鮮感和風(fēng)味，又能更大范圍地改變過(guò)敏原的結(jié)構(gòu)，從而影響其致敏性。非熱加工控制食物過(guò)敏原的方法包括物理、化學(xué)、酶法以及生物學(xué)方法。

2.1 物理方法

2.1.1 超高壓

過(guò)敏原蛋白質(zhì)的空間三維結(jié)構(gòu)是由多肽鏈相互折疊而成，超高壓會(huì)影響氫鍵、離子鍵、疏水鍵等非共價(jià)鍵[5]，破壞蛋白質(zhì)三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)，但對(duì)共價(jià)鍵沒(méi)有影響[6]。有研究[7]報(bào)道，小于150MPa的壓力能促進(jìn)蛋白質(zhì)低聚體的結(jié)構(gòu)解離；大于150MPa的壓力會(huì)使蛋白質(zhì)解鏈和解離后的低聚體亞單位重新聚合；尤其在200MPa以上的壓力條件下蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生劇烈變化。

食物過(guò)敏原經(jīng)超高壓處理后，過(guò)敏原蛋白的致敏性、水解能力、疏水性等各種功能結(jié)構(gòu)特性改變。Chicón等[8]在pH6.8條件下分別采用200MPa和400MPa壓力處理牛乳中過(guò)敏原β-乳球蛋白，β-乳球蛋白與兔抗IgG的結(jié)合能力增加，推測(cè)可能由于高壓導(dǎo)致蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響其致敏性。而Kleber等[9]則采用不同的壓力(200、400、600MPa)對(duì)β-乳球蛋白分別處理10、30min后，發(fā)現(xiàn)分子內(nèi)弱的非共價(jià)鍵發(fā)生斷裂并重新聚合，致敏性隨著壓力和時(shí)間的增加而增加。Pe as等[10]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)100MPa壓力處理后，大豆乳清蛋白水解能力沒(méi)有變化，而用200MPa和300MPa的壓力處理后，水解能力明顯增加，且經(jīng)300MPa壓力處理后，水解產(chǎn)物幾乎沒(méi)有致敏性。Zeece等[11]用800MPa的壓力對(duì)β-乳球蛋白處理后，得出β-乳球蛋白在不到1min的時(shí)間內(nèi)幾乎全部被消化完全，并降解成小于1500D的小分子物質(zhì)，高級(jí)結(jié)構(gòu)基本破壞。董曉穎等[12]在對(duì)蝦過(guò)敏原致敏性的研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)100～500MPa的壓力處理后其致敏性呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，在壓力為400MPa時(shí)處于最低點(diǎn)。他們分析這可能是由于在壓力變化過(guò)程中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生可逆變化，過(guò)敏原表位開(kāi)始時(shí)被掩蓋，后來(lái)隨壓力的增加過(guò)敏原表位逐漸暴露。謝丹丹等[13]則用150MPa壓力處理南美白對(duì)蝦35min后，其水溶性蛋白的致敏性降低。此外，作者所在課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)，雞蛋過(guò)敏原卵白蛋白經(jīng)高壓處理后，其致敏性先降低后升高，推測(cè)當(dāng)壓力在40～90MPa時(shí)，卵白蛋白分子結(jié)構(gòu)展開(kāi)，疏水性基團(tuán)暴露，其致敏性隨壓力的升高而降低；在120～180MPa時(shí)，卵白蛋白分子一方面在β-折疊結(jié)構(gòu)交聯(lián)的作用下形成聚合體，另一方面由于壓力過(guò)大，已形成的一些凝聚體又被打破形成可溶性聚合體，導(dǎo)致卵白蛋白的致敏性升高[14]。另外，還得出經(jīng)超高壓處理后花生過(guò)敏原蛋白Ara h 2、Ara h 6與抗體的結(jié)合能力隨著壓力的升高而降低，抗原性明顯降低，而且粗蛋白溶液中的其他成分不影響Ara h 6蛋白在超高壓處理過(guò)程中的抗原性變化，也顯示了超高壓處理控制食物過(guò)敏原致敏性的功能[15-16]。

2.1.2 輻照

輻照能夠使部分蛋白質(zhì)分子發(fā)生解聚、交聯(lián)、裂解，致使蛋白分子的空間結(jié)構(gòu)、構(gòu)象改變，從而改變食物致敏性[17]。比如，Kume等[18]用0～7kGy的輻照劑量處理雞蛋過(guò)敏原卵白蛋白，蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)受到影響，其表面疏水性隨著輻照劑量的增加逐漸增加；且經(jīng)4kGy劑量處理后有明顯的聚合現(xiàn)象，聚合后其致敏性進(jìn)一步降低。Byun等[19]則研究發(fā)現(xiàn)輻射處理后，對(duì)蝦的熱穩(wěn)定蛋白與IgE的結(jié)合能力降低。在2002年，Byun等[20]分別又用0～10kGy的輻照劑量處理牛乳過(guò)敏原β-乳球蛋白，結(jié)果表明高劑量的輻照破壞了β-乳球蛋白的表位結(jié)構(gòu)，使其不能準(zhǔn)確地識(shí)別IgE的結(jié)合位點(diǎn)，當(dāng)輻照劑量大于7kGy，與IgE的結(jié)合能力小于50%。顧可飛等[21]對(duì)蝦過(guò)敏原Pen a 1進(jìn)行輻照處理后，其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可逆變化，0～7kGy劑量輻照處理時(shí)，該蛋白發(fā)生空間結(jié)構(gòu)改變，雙螺旋解聚，雙鏈打開(kāi)，疏水性基團(tuán)外露，而當(dāng)輻照劑量在7kGy和10kGy時(shí)，疏水性有所減弱，他們認(rèn)為蛋白質(zhì)肽鏈發(fā)生聚合、交聯(lián)、解聚、斷裂等一系列變化，出現(xiàn)一些聚合物和降解肽段，這些產(chǎn)物的致敏性明顯降低。這一發(fā)現(xiàn)也證實(shí)并解釋了Byun等[19]之前的研究結(jié)果。而劉光明等[22]發(fā)現(xiàn)粗提取的蟹類過(guò)敏原原肌球蛋白經(jīng)3～7kGy的輻照處理后過(guò)敏原性無(wú)明顯變化，10kGy輻照處理后其過(guò)敏原性降低。另外，本課題組的研究表明，輻照處理對(duì)花生過(guò)敏蛋白Ara h 2和Ara h 6的二級(jí)結(jié)構(gòu)影響很大，且當(dāng)處理劑量為5kGy時(shí)，其二級(jí)結(jié)構(gòu)即有明顯變化。Ara h 2經(jīng)輻照處理后，抗原性明顯降低，且隨著輻照劑量增加，抗原性逐漸降低，10kGy處理可使Ara h 6的抗原性降低95%，即10kGy輻射處理可基本消除Ara h 6的抗原性[15-16]。該研究結(jié)果再次顯示了輻照處理在制備脫敏蛋白中的強(qiáng)大功能，但是，由于強(qiáng)輻照會(huì)產(chǎn)生劑量殘留，因此，輻照對(duì)過(guò)敏原蛋白結(jié)構(gòu)的影響仍有許多未解決的問(wèn)題。

2.1.3 超聲波

超聲波為頻率高于20kHz以上的有彈性的機(jī)械振蕩，能使食品中的大分子物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性斷鍵作用和自由基的氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致其共價(jià)鍵斷裂，分子降解，結(jié)構(gòu)改變[23]。比如唐傳核等[24]用15kW超聲波處理大豆分離蛋白，結(jié)果顯示其出現(xiàn)了部分二硫鍵締合及分子重排現(xiàn)象，三級(jí)結(jié)構(gòu)改變。李振興[25]利用30kHz、800W、50℃的超聲波處理南美白對(duì)蝦4min，發(fā)現(xiàn)蝦提取物的免疫活性有明顯降低，經(jīng)免疫印跡實(shí)驗(yàn)得出蝦主要過(guò)敏原Pen a 1的IgE識(shí)別的蛋白質(zhì)條帶減弱，這可能由于Pen a 1被降解為分子質(zhì)量較小的多肽，破壞了過(guò)敏原Pen a 1的IgE的識(shí)別位點(diǎn)。本課題組開(kāi)展的超聲波對(duì)牛乳過(guò)敏原β-乳球蛋白影響的研究，發(fā)現(xiàn)β-乳球蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較強(qiáng)的穩(wěn)定性，二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)僅發(fā)生微弱變化，具有降低該β-乳球蛋白致敏性的作用[26]。目前超聲加工控制食物過(guò)敏原的工作剛起步，該技術(shù)對(duì)過(guò)敏原蛋白結(jié)構(gòu)的影響值得深入探討。

2.1.4 高壓脈沖電場(chǎng)

高壓脈沖電場(chǎng)處理食物采用高電壓(0～50kV)、短脈沖及溫和溫度，具有傳遞均勻、作用時(shí)間短、產(chǎn)熱少、能耗低、對(duì)食物的營(yíng)養(yǎng)成分和感官特性影響小等優(yōu)點(diǎn)。目前利用高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)食物過(guò)敏原進(jìn)行處理，結(jié)果顯示過(guò)敏原蛋白的疏水性變化最為明顯。比如Li等[27]研究發(fā)現(xiàn)隨著脈沖強(qiáng)度、脈沖寬度增大及脈沖時(shí)間延長(zhǎng)，大豆分離蛋白的疏水性和巰基含量都增加。但當(dāng)脈沖強(qiáng)度為40kV/cm、樣品流速為40mL/min，疏水性和巰基含量略有降低。張鐵華等[28]用高壓脈沖電場(chǎng)的方法處理蛋清蛋白后，發(fā)現(xiàn)蛋清蛋白的疏水性先隨脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增大，但當(dāng)脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度大于30kV/cm后，其疏水性下降。在2011年，趙偉等[29]利用高壓脈沖電場(chǎng)處理蛋清蛋白得到相同的結(jié)果，其原因是隨著高壓脈沖電場(chǎng)處理強(qiáng)度(電場(chǎng)強(qiáng)度和處理時(shí)間)增加，蛋白質(zhì)表面疏水基團(tuán)和巰基增多，當(dāng)外露的疏水基團(tuán)增加到一定程度時(shí)，蛋白質(zhì)分子間發(fā)生疏水相互作用，發(fā)生“疏水塌陷”，蛋白質(zhì)表面疏水性下降，蛋白質(zhì)聚集。此外，Chung[30]、Yang[31]等對(duì)脈沖紫外線方面的研究比較深入，他們分別對(duì)不同的食物過(guò)敏原進(jìn)行脈沖紫外線處理，獲得非常理想的成果，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)花生過(guò)敏原蛋白經(jīng)脈沖紫外線處理4min，Ara h 1和Ara h 3的IgE的結(jié)合能力降低了6～7倍，隨著時(shí)間和光強(qiáng)度的增加，Ara h 2的致敏性也大大降低；大豆蛋白提取液經(jīng)脈沖紫外線處理，小分子蛋白(14～50kD)含量降低，而大分子蛋白(150～250kD)含量增加，明顯有聚合現(xiàn)象[32]；蝦的過(guò)敏原原肌球蛋白的致敏性也明顯受到脈沖紫外線處理的影響[33]。而脈沖紫外線對(duì)過(guò)敏原蛋白結(jié)構(gòu)的影響尚未有相關(guān)報(bào)道，有待進(jìn)一步研究。本課題組的研究表明，牛乳過(guò)敏原β-乳球蛋白受到脈沖電場(chǎng)作用后，一級(jí)和二級(jí)結(jié)構(gòu)均受到不同程度的影響，蛋白部分降解且α-螺旋和不規(guī)則卷曲發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。變化最為明顯的是三級(jí)結(jié)構(gòu)，隨著脈沖數(shù)的增大，疏水基團(tuán)暴露程度增大，色氨酸熒光強(qiáng)度降低。但遺憾的是，β-乳球蛋白受到脈沖電場(chǎng)作用后，其致敏性變化并沒(méi)有規(guī)律性[26]。近年來(lái)，高壓脈沖電場(chǎng)的加工技術(shù)手段漸漸被研究人員采用，高壓脈沖電場(chǎng)處理食物過(guò)敏原研究鮮見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，但仍然是值得高度關(guān)注的新技術(shù)。

2.2 化學(xué)方法

2.2.1 糖基化

糖基化是通過(guò)美拉德反應(yīng)對(duì)過(guò)敏原蛋白進(jìn)行改性的一種方法，即碳水化合物與蛋白質(zhì)分子的氨基或羧基以共價(jià)鍵相結(jié)合。碳水化合物能夠掩飾或破壞過(guò)敏原蛋白分子上的致敏表位，從而改變其致敏性。

目前應(yīng)用糖基化法改變過(guò)敏原致敏性已有很多報(bào)道。比如，Hattori等[34]研究褐藻酸低聚糖、磷酸基低聚糖對(duì)牛奶中主要過(guò)敏原β-乳球蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)β-乳球蛋白分別與褐藻酸低聚糖、磷酸基低聚糖的比例是1:6、1:8時(shí)，β-乳球蛋白的二級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu)雖沒(méi)有發(fā)生很大變化，但糖基化產(chǎn)物使體內(nèi)IgE[35]和T細(xì)胞[36]的水平得到降低，這說(shuō)明加入的糖類掩飾了過(guò)敏原蛋白的致敏表位和抗體的識(shí)別位點(diǎn)，形成的糖基化產(chǎn)物明顯降低β-乳球蛋白的致敏性。Bu等[37]運(yùn)用響應(yīng)面法對(duì)不同蛋白質(zhì)/糖比例、溫度及時(shí)間進(jìn)行條件優(yōu)化，確定對(duì)乳清致敏性影響的最佳條件，得出當(dāng)乳清與葡萄糖的比例為1:5.96、溫度52.8℃、作用時(shí)間78h時(shí)，α-乳白蛋白的致敏性下降95.22%，研究者推測(cè)由于美拉德反應(yīng)，α-乳白蛋白的構(gòu)象結(jié)構(gòu)發(fā)生很大程度的改變，導(dǎo)致其致敏性降低。李慶麗等[38]選取麥芽糖、葡萄糖與蝦過(guò)敏原發(fā)生美拉德反應(yīng)后，蝦過(guò)敏原分子質(zhì)量增大，麥芽糖、葡萄糖使蝦的過(guò)敏原免疫活性分別降低了約60%和10%。而Jiménez-Saiz等[39]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)葡萄糖與雞蛋過(guò)敏原卵白蛋白的比例是1:0.05時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高聚物，隱藏或改變了過(guò)敏原表位，使卵白蛋白與IgE的結(jié)合能力和消化能力降低。本課題組開(kāi)展干法狀態(tài)下卵白蛋白糖基化對(duì)其結(jié)構(gòu)與致敏性影響的研究，結(jié)果表明，糖基化降低了卵白蛋白的IgE結(jié)合能力，IgE結(jié)合能力的變化主要是構(gòu)象的變化而不是糖基引入導(dǎo)致的線性表位的破壞，糖基化后二級(jí)結(jié)構(gòu)β-折疊和β-轉(zhuǎn)角的變化是導(dǎo)致其致敏性改變的主要原因[40]?？傊腔鞘称芳庸ぶ谐Ｒ?jiàn)的一種現(xiàn)象，探索其對(duì)過(guò)敏原的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2.2 甲基化修飾

蛋白質(zhì)是由多種氨基酸組成，賴氨酸和精氨酸的殘基上有甲基化位點(diǎn)。組蛋白合成后，以硫代腺苷甲硫氨酸為甲基供體，在組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，將甲基轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的賴氨酸或精氨酸殘基上，改變過(guò)敏原蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成，影響其致敏性。如Mine等[41]發(fā)現(xiàn)經(jīng)甲基化處理的卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵類黏蛋白和溶菌酶的IgE的結(jié)合能力分別降低了22.6%、18.6%和23.8%。Fujita等[42]研究魚(yú)類過(guò)敏原卵黃蛋白有很強(qiáng)的耐消化能力，經(jīng)羧甲基化修飾后，魚(yú)類過(guò)敏原肽鍵斷裂和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其消化能力降低，與IgE的結(jié)合能力也降低。

有關(guān)甲基化修飾過(guò)敏原蛋白的研究并不多，從蛋白的生物合成過(guò)程而言，這是蛋白后修飾的一種方式，筆者認(rèn)為將食物過(guò)敏原蛋白進(jìn)行甲基化，其安全性值得進(jìn)一步評(píng)估。

2.2.3 蛋白質(zhì)磷酸化

蛋白質(zhì)磷酸化被認(rèn)為是提高蛋白功能特性的有效手段。大多數(shù)蛋白質(zhì)在絲氨酸和蘇氨酸殘基上磷酸化，有的酪氨酸上也有磷酸化位點(diǎn)。磷酸根基團(tuán)可以增加蛋白質(zhì)的電負(fù)性，提高蛋白質(zhì)分子之間的靜電斥力，使其更易分散，因而提高其溶解度，改善其乳化性、起泡性。比如，熊柳等[43]用三聚磷酸鈉對(duì)花生分離蛋白進(jìn)行磷酸化改性，發(fā)現(xiàn)在44.85℃和pH8.24的條件下，加入7.77%的三聚磷酸鈉，花生蛋白的吸水性、持水性、乳化性等特性都有不同程度提高。磷酸根基團(tuán)對(duì)過(guò)敏原蛋白的修飾可以影響其各功能特性，也可能會(huì)引起其致敏性的改變。除此以外，目前也有用其他化學(xué)試劑對(duì)食物過(guò)敏原進(jìn)行修飾的研究報(bào)道，如Marzban等[44]用二硫蘇糖醇處理蘋果中的主要過(guò)敏原Mal d 2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其α-螺旋結(jié)構(gòu)展開(kāi)，二硫鍵斷裂，破壞了蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu)，使IgE結(jié)合表位暴露，致敏性增加。

以上綜述表明，化學(xué)方法對(duì)食物過(guò)敏原的影響主要通過(guò)修飾蛋白質(zhì)的氨基酸殘基來(lái)實(shí)現(xiàn)，這都可能會(huì)影響到過(guò)敏原的表位結(jié)構(gòu)。因此，化學(xué)方法控制過(guò)敏原致敏性具有重要作用，值得進(jìn)一步探索。

2.3 酶法改性

2.3.1 酶交聯(lián)

目前普遍認(rèn)為，蛋白質(zhì)的致敏性與其空間結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。而酶交聯(lián)則是利用一種或多種酶催化蛋白質(zhì)內(nèi)部各多肽鏈之間，或催化蛋白質(zhì)各分子之間形成共價(jià)鍵而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，改變了原有蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，形成大的聚合物，從而使過(guò)敏原蛋白的致敏性有所變化。如Chung等[45]用過(guò)氧化物酶處理烘烤過(guò)的花生，發(fā)現(xiàn)與未用酶交聯(lián)烘烤花生相比，花生過(guò)敏原與IgE的結(jié)合能力減弱。在此基礎(chǔ)上，Chung等[46]又用多酚氧化酶交聯(lián)花生中的Ara h 1、Ara h 2兩種主要過(guò)敏原，交聯(lián)后的蛋白單體含量均有所減少，高聚物含量增加，同時(shí)，交聯(lián)物與IgE結(jié)合能力也有所降低。Leszcyńaka等[47]則發(fā)現(xiàn)，經(jīng)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)后，小麥麥谷蛋白的致敏性降低30%。這可能由于轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶改變了過(guò)敏原的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掩埋了過(guò)敏原表位，使其致敏性降低。本課題組的初步研究結(jié)果顯示，多酚氧化酶交聯(lián)后的乳清蛋白，其乳化性及其穩(wěn)定性和起泡性及其穩(wěn)定性均發(fā)生了較大變化，交聯(lián)后的α-乳白蛋白、β-乳球蛋白以及β-酪蛋白的抗原性明顯降低，顯示了多酚氧化酶交聯(lián)過(guò)敏原蛋白并降低其致敏性的趨勢(shì)[48]?？傊妹附宦?lián)技術(shù)研究食物蛋白結(jié)構(gòu)與其過(guò)敏原性關(guān)系，將為降低食物過(guò)敏原的致敏性提供全新的科學(xué)理念，值得深入研究。

2.3.2 酶降解

酶降解是通過(guò)斷裂酰胺鍵破壞其一級(jí)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生小分子肽段來(lái)降低其致敏性，也可通過(guò)改變過(guò)敏原的致敏性表位的三維結(jié)構(gòu)來(lái)降低其致敏性[23]。如聶君等[49]用蛋白水解酶菠蘿蛋白酶、非蛋白氧化酶葡萄糖氧化酶分別處理蛋清，得出用菠蘿蛋白酶處理后的蛋清致敏性最低，致敏性降低約79.63%，其效果是非蛋白氧化酶葡萄糖氧化酶和高溫加熱處理(121℃、10min)的3倍。這是單一酶對(duì)雞蛋過(guò)敏原的影響，多種酶的聯(lián)合影響也有相關(guān)報(bào)道，F(xiàn)ritsche等[50]用堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶和復(fù)合蛋白酶共同作用于雞蛋全液，結(jié)果得出其致敏性顯著降低。Koppelman等[51]對(duì)花生過(guò)敏原的研究中發(fā)現(xiàn)，用胃蛋白酶和胰蛋白酶處理時(shí)，花生的Ara h 1、Ara h 3能迅速被胃蛋白酶消化，而Ara h 2、Ara h 6則需要在較高的胃蛋白酶濃度條件下才能被消化。如，沈小琴等[52]用堿性蛋白酶水解乳清蛋白，發(fā)現(xiàn)α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的抗原性分別降低了50.02%和99.72%。在酶降解中，堿性蛋白酶的應(yīng)用范圍較廣，主要由于堿性蛋白酶是內(nèi)肽酶，水解蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的肽健，生成分子質(zhì)量較小的多肽，破壞分子內(nèi)部的過(guò)敏原表位結(jié)構(gòu)，影響食物致敏性高低。

目前，利用酶水解牛乳生產(chǎn)低致敏嬰兒奶粉的技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，在一定程度上降低了牛乳對(duì)過(guò)敏體質(zhì)兒童的危險(xiǎn)性。然而牛乳在酶解過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生苦味肽，這大大影響了牛乳原有的風(fēng)味，制約著低致敏奶粉的發(fā)展。與此同時(shí)，利用酶改性技術(shù)研發(fā)其他種類低致敏食品尚處于起步階段?？傊阜ǜ男允称返鞍准夹g(shù)可以降低甚至消除食品蛋白的過(guò)敏原性，為低致敏蛋白/蛋白食品的研發(fā)提供了一個(gè)很好的思路，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.4 生物方法

2.4.1 基因工程

利用基因工程的方法主要是對(duì)編碼過(guò)敏原蛋白的基因序列進(jìn)行突變，修飾相應(yīng)的序列和結(jié)構(gòu)，改變其線性表位和構(gòu)象性表位組成，從而達(dá)到改變致敏性的目的。比如，Herman等[53]報(bào)道，采用基因抑制的方法處理大豆過(guò)敏原Gly m Bd 30K，結(jié)果成功表達(dá)出非致敏性的蛋白。Sathe等[54]采用基因沉默技術(shù)同樣消除了蘋果的過(guò)敏原Mal d 1的致敏性。當(dāng)然也可以通過(guò)基因重組的方法改變過(guò)敏原的致敏性，比如，易海濤等[55]將花生的主要過(guò)敏原Ara h 2的3個(gè)最主要的IgE抗原表位斷開(kāi)，再進(jìn)行重新組合使其次序顛倒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與未突變的Ara h 2相比，其免疫反應(yīng)性有明顯降低。此外，楊振煌[56]采用基因重組技術(shù)對(duì)苦蕎過(guò)敏原Fag t 1的核苷酸序列進(jìn)行重新構(gòu)建，并將重組分子在原核載體中表達(dá)獲得幾種重組蛋白，這些重組蛋白由于失去天然蛋白結(jié)構(gòu)而喪失了IgE結(jié)合能力，免疫活性降低了約90%。

基因工程能夠高效地改變過(guò)敏原的致敏性，但由于轉(zhuǎn)基因食品普遍受到公眾的排斥，因此，對(duì)于基因工程能否實(shí)際應(yīng)用于食物致敏性的消除，還需進(jìn)一步討論。

2.4.2 發(fā)酵

發(fā)酵可以改變食品中各組分含量，通過(guò)微生物及其分泌的酶系作用，可以把不溶性高分子物質(zhì)分解成為可溶性低分子化合物。因此，對(duì)于導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)的大分子蛋白質(zhì)必然會(huì)受到影響。在1999年，Lucjail等[57]就采用嗜熱乳酸菌和嗜溫乳酸菌發(fā)酵滅菌乳，結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛乳中的β-乳球蛋白的致敏性降低。在2001年，Besler等[58]也用嗜熱、嗜溫的乳酸菌對(duì)牛奶進(jìn)行發(fā)酵，同樣發(fā)現(xiàn)牛乳中α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的致敏性降低90%。近幾年來(lái)，發(fā)酵方法不斷改進(jìn)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如Frias等[59]研究L.plantarum對(duì)大豆蛋白的致敏性影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)L.plantarum使其致敏性降低了4%。Leszczyńska等[60]將乳酸桿菌和酵母菌混合，分別通過(guò)同型和異型乳酸發(fā)酵研究對(duì)小麥粉的過(guò)敏蛋白的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小麥醇溶蛋白的致敏性顯著降低，且小麥中總過(guò)敏原的IgE結(jié)合能力降低20%。Sen等[61]用德式乳桿菌發(fā)酵雞蛋的卵白蛋白，發(fā)現(xiàn)其IgE的結(jié)合能力降低50%，他們認(rèn)為可能由于過(guò)敏原蛋白分子內(nèi)二硫鍵的變化，引起結(jié)構(gòu)改變，蛋白分子發(fā)生降解?？傊l(fā)酵降低食物致敏性具有明確的效果，對(duì)于輕度過(guò)敏患者選擇發(fā)酵食品是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案，但完全消除還是有一定困難。針對(duì)發(fā)酵食品，開(kāi)展食物過(guò)敏原致敏性控制研究具有明顯的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié) 語(yǔ)

近10年來(lái)，非熱加工技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外食物加工技術(shù)研究的熱點(diǎn)，它具有操作簡(jiǎn)單、營(yíng)養(yǎng)成分損失少、保持原有的感官特性、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。因此，非熱加工方法越來(lái)越廣泛應(yīng)用于食物過(guò)敏原的研究中。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)有些非熱加工僅僅停留在對(duì)過(guò)敏原結(jié)構(gòu)的影響上，而沒(méi)有對(duì)其致敏性作進(jìn)一步研究。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)每種方法都有其局限性，所以各加工方法之間的聯(lián)用技術(shù)也成為今后一個(gè)新的研究發(fā)展方向。另外，對(duì)食物過(guò)敏原的研究大部分局限在實(shí)驗(yàn)階段，僅有酶解技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，但無(wú)法滿足實(shí)際需求。迄今為止，我國(guó)還沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫敏食品，過(guò)敏患者的安全飲食還有很多問(wèn)題需要解決，而利用非熱加工來(lái)降低食物過(guò)敏原的致敏性，為脫敏食品的生產(chǎn)提供了一條新的探索途徑并顯示了強(qiáng)大潛力。

[1]陳紅兵, 高金燕.食物過(guò)敏反應(yīng)及其機(jī)制[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2007, 29(2):105-109.

[2]SCOTT H S, HUGH A.Food allergy[J].J Allergy Clin Immunol,2009, 124(3): 116-125.

[3]李欣, 陳紅兵.食物過(guò)敏原構(gòu)象性表位鑒別的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2012, 33(17): 279-283.

[4]VAN REGENMORTEL M H V.What is a B-cell epitope?[M].Secaucus: Humana Press, 2009: 3-20.

[5]RIVALAIN N, ROQUAIN J, DEMAZEAU G.Development of high hydrostatic pressure in biosciences: pressure effect on biological structures and potential applications in biotechnologies[J].Biotechnology Advances, 2010, 28(6): 659-672.

[6]王章存, 徐賢.超高壓處理對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能性質(zhì)影響[J].糧食與油脂, 2007(11): 10-12.

[7]馬漢軍, 路建鋒, 潘潤(rùn)淑.高壓對(duì)食品中蛋白質(zhì)的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工, 2005(12): 12-14.

[8]CHIC N R, BELLOQUE J, ALONSO E, et al.Immunoreactivity and digestibility of high-pressure-treated whey proteins[J].International Dairy Journal, 2008, 18(4): 367-376.

[9]KLEBER N, MAIER S, HINRICHS J.Antigenic response of bovineβ-lactoglobulin influenced by ultra-high pressure treatment and temperature[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies,2007, 8(1): 39-45.

[10]PE AS E, RESTANI P, BALLABIO C, et al.Assessment of the residual immunoreactivity of soybean whey hydrolysates obtained by combined enzymatic proteolysis and high pressure[J].European Food Research and Technology, 2006, 222(3/4): 286-290.

[11]ZEECE M, HUPPERTZ T, KELLY A.Effect of high-pressure treatment onin-vitrodigestibility ofβ-lactoglobulin[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2008, 9(1): 62-69.

[12]董曉穎, 高美須, 潘家榮, 等.不同處理方法對(duì)蝦過(guò)敏蛋白分子量及抗原性的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào), 2010, 24(3): 548-554.

[13]謝丹丹, 胡志和, 薛璐, 等.超高壓結(jié)合酶法消減南美白對(duì)蝦蝦肉中的過(guò)敏原[J].食品科學(xué), 2012, 33(3): 68-71.

[14]張銀, 佟平, 麻小娟, 等.熱加工及超高壓處理對(duì)卵白蛋白抗原性的影響[J].食品科學(xué), 2010, 31(19): 250-253.

[15]胡純秋.花生過(guò)敏原Ara h 2的研究[D].南昌: 南昌大學(xué), 2010.

[16]羅春萍.熱加工, 輻照及超高壓微射流對(duì)花生過(guò)敏原Ara h 6結(jié)構(gòu)與抗原性的影響[D].南昌: 南昌大學(xué), 2011.

[17]Al-KAHTANI H A, ABU-TARBOUSH H M, ATIA M, et al.Amino acid and protein changes in tilapia and Spanish mackerel after irradiation and storage[J].Radiation Physics and Chemistry, 1998,51(1): 107-114.

[18]KUME T, MASTSUDA T.Changes in structural and antigenic properties of proteins by radiation[J].Radiation Physics and Chemistry, 1995, 46(2): 225-231.

[19]BYUN M, KIM J, LEE J W, et al.Effects of gamma radiation on the conformational and antigenic properties of a heat-stable major allergen in brown shrimp[J].Journal of Food Protection, 2000, 63(7): 940-944.

[20]BYUN M, LEE J W, YOOK H S, et al.Application of gamma irradiation for inhibition of food allergy[J].Radiation Physics and Chemistry, 2002, 63(3): 369-370.

[21]顧可飛, 高美須, 李春紅, 等.輻照對(duì)蝦過(guò)敏原生化性質(zhì)的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào), 2007, 21(2): 160-163.

[22]劉光明, 王玉松, 黃園園, 等.輻照處理對(duì)蟹類過(guò)敏原(原肌球蛋白)性質(zhì)的影響[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 48(2): 287-292.

[23]宋國(guó)勝, 胡青松, 李琳, 等.超聲波技術(shù)在食品科學(xué)中的應(yīng)用與研究[J].現(xiàn)代食品科技, 2008(6): 609-612.

[24]唐傳核, 姜燕, 楊曉泉, 等.超聲處理對(duì)商用大豆分離蛋白凝膠性能的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2005, 20(5): 72-77.

[25]李振興.蝦(Penaeus vannamei)過(guò)敏原免疫活性的研究[D].青島: 中國(guó)海洋大學(xué), 2006.

[26]白雨鑫.四種非熱加工對(duì)牛乳β-乳球蛋白結(jié)構(gòu)和免疫特性的影響[D].南昌: 南昌大學(xué), 2013.

[27]LI Y, CHEN Z, MO H.Effects of pulsed electric fields on physicochemical properties of soybean protein isolates[J].LWT-Food Science and Technology, 2007, 40(7): 1167-1175.

[28]張鐵華, 殷涌光, 劉靜波.高壓脈沖電場(chǎng)(PEF)對(duì)蛋清蛋白功能特性的影響[J].食品科技, 2004(9): 88-94.

[29]趙偉, 楊瑞金, 張文斌, 等.高壓脈沖電場(chǎng)作用下蛋清蛋白功能性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的變化[J].食品科學(xué), 2011, 32(9): 91-96.

[30]CHUNG S Y, YANG W, KRISHNAMURTHY K.Effects of pulsed UV-light on peanut allergens in extracts and liquid peanut butter[J].Journal of Food Science, 2008, 73(5): C400-C404.

[31]YANG W W, MWAKATAGE N R, GOODRICH S R, et al.Mitigation of major peanut allergens by pulsed ultraviolet light[J].Food and Bioprocess Technology, 2012, 5(7): 2728-2738.

[32]YANG W W, CHUNG A Y, AJAYI O, et al.Use of pulsed ultraviolet light to reduce the allergenic potency of soybean extracts[J].International Journal of Food Engineering, 2010, 6(3): 1-12.

[33]SHRIVER S, YANG W, CHUNG S Y, et al.Pulsed ultraviolet light reduces immunoglobulin E binding to Atlantic white shrimp (Litopenaeus setiferus) extract[J].International Journal of Environmental Research and Public Health, 2011, 8(7): 2569-2583.

[34]HATTORI M, MIYAKAWA S, OHAMA Y, et al.Reduced immunogenicity ofβ-lactoglobulin by conjugation with acidic oligosaccharides[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004,52(14): 4546-4553.

[35]UNO T, HATTORI M, TADASHI Y.Oral administration of alginic acid oligosaccharide supresses IgE production and inhibits the introdution of oral tolerance[J].Biosci Biotechnol Biochem, 2006,70(12): 3054-3057.

[36]YOSHIDA T, SASAHARA Y, MIYAKAWA S, et al.Reduced T cell response toβ-lactoglobulin by conjugation with acidic oligosaccharides[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005,53(17): 6851-6857.

[37]BU G, LU J, ZHENGG Z, et al.Influence of Maillard reaction conditions on the antigenicity of bovineα-lactalbumin using response surface methodology[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2009, 89(14): 2428-2434.

[38]李慶麗, 李振興, 林洪, 等.美拉德反應(yīng)中麥芽糖, 葡萄糖對(duì)蝦過(guò)敏原活性影響的研究[J].食品工業(yè)科技, 2009, 30(1): 79-81.

[39]JIM NEZ-SAIZ R, BELLOQUE J, MOLINA E, et al.Human immunoglobulin E (IgE) binding to heated and glycated ovalbumin and ovomucoid before and afterin vitrodigestion[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(18): 10044-10051.

[40]麻小娟.糖基化對(duì)卵白蛋白的構(gòu)象及其抗原性和過(guò)敏原性的影響[D].南昌: 南昌大學(xué), 2010.

[41]MINE Y, ZHANG J W.Comparative studies on antigenicity and allergenicity of native and denatured egg white proteins[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(9): 2679-2683.

[42]FUJITA S, SHIMIZU Y, KISHIMURA H, et al.in vitrodigestion of major allergen in salmon roe and its peptide portion with proteolytic resistance[J].Food Chemistry, 2012, 130(3): 644-650.

[43]熊柳, 孫高飛, 王建化, 等.花生分離蛋白磷酸化改性研究[J].食品科學(xué), 2010, 31(10): 35-41.

[44]MARZBAN G, HEMDL A, PIETROZOTTO S, et al.Conformational changes of Mal d 2, a thaumatin-like apple allergen, induced by food processing[J].Food Chemistry, 2009, 112(4): 803-811.

[45]CHUNG S Y, MALEKI S J, CHAMPAGNE E T.Allergenic properties of roasted peanut allergens may be reduced by peroxidase[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(14): 4541-4545.

[46]CHUNG S Y, KATO Y, CHAMPAGNE E T.Polyphenol oxidase/caffeic acid may reduce the allergenic properties of peanut allergens[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2005, 85(15): 2631-2637.

[47]LESZCZY?SKA J, ?ACKA A, BRYZEWSKA M.The use of transglutaminase in the reduction of immunoreactivity of wheat flour[J].Food and Agricultural Immunology, 2006, 17(2): 105-113.

[48]吳進(jìn)菊.雙孢蘑菇多酚氧化酶的研究[D].南昌: 南昌大學(xué), 2010.

[49]聶君, 楊哪, 金征宇, 等.不同加工處理方式對(duì)蛋清致敏的影響[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2011, 30(4): 1673-1689.

[50]FRITSCHE R, SCHALLER R.Induction of tolerance to egg proteins:United States, US/2010/0255039 A1[P].2010-10-07.

[51]KOPPELMAN S J, HEFLE S L, TAYLOR S L, et al.Digestion of peanut allergens Ara h 1, Ara h 2, Ara h 3, and Ara h 6: A comparative in vitro study and partial characterization of digestion‐resistant peptides[J].Molecular Nutrition & Food Research, 2010, 54(12):1711-1721.

[52]沈小琴, 鄭海, 羅永康, 等.酶解對(duì)乳清蛋白抗原性影響的研究[J].中國(guó)乳品工業(yè), 2006, 34(6): 12-15.

[53]HERMAN E M, HELM R M, JUNG R, et al.Genetic modification removes an immunodominant allergen from soybean[J].Plant Physiology, 2003, 132(1): 36-43.

[54]SATHE S K, KSHIRSAGAR H H, ROUX K H.Advances in seed protein research: a perspective on seed allergens[J].Journal of Food Science, 2005, 70(6): r93-r120.

[55]易海濤, 劉芳, 夏立新, 等.經(jīng)合理的序列重組制備花生主要過(guò)敏原Ara h 2低致敏衍生物[J].中國(guó)生物工程雜志, 2011, 31(7): 54-59.

[56]楊振煌.過(guò)敏原Fag t 1低變應(yīng)原分子的構(gòu)建及重組研究[D].太原:山西大學(xué), 2012.

[57]LUCJAIL J, BARBABA W.Reduction of antigenicity of whey Protein by lactieaeid fermentation[J].Food and Agricultural Immunology,1999, 11: 91-99.

[58]BESLER M, STEINHART H, PASCHKE A.Stability of food allergens and allergenicity of processed foods[J].Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications, 2001,756(1): 207-228.

[59]FRIAS J, SONG Y S, MARTINEZ-VILLALUENGA C, et al.Immunoreactivity and amino acid content of fermented soybean products[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 56(1): 99-105.

[60]LESZCZY?SKA J, DIOWKSZ A, ?ACKA A, et al.Decrease of wheat flour allergenicity via lactic acid fermentation[J].Food and Agricultural Immunology, 2009, 20(2): 139-145.

[61]SEN L, MARINA O, MESSELE F, et al.Effects of egg white fermentation with lactobacilli on IgE binding ability of egg white proteins[J].Food Research International, 2013, 52(1): 359-366.