小麥過敏原脫敏技術(shù)研究進(jìn)展

王光正 周 洋 盧勇莉 李 波 孔德昭

（江蘇科技大學(xué)糧食學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212100）

過敏反應(yīng)是指人體與食物、藥物等抗原物質(zhì)接觸后產(chǎn)生的即發(fā)性變態(tài)反應(yīng)，會進(jìn)一步導(dǎo)致人體的生理功能紊亂或者損傷。食物過敏又稱食物變態(tài)反應(yīng)，是指在攝入特定食物中的某種過敏原物質(zhì)后，所引起的免疫球蛋白E（IgE）或非IgE介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，進(jìn)而誘發(fā)的消化系統(tǒng)內(nèi)或全身性的變態(tài)反應(yīng)[1]。食物過敏癥不僅影響人們的生活，嚴(yán)重時甚至威脅到患者生命。目前，尚未發(fā)現(xiàn)食物過敏癥的有效治療方法和手段，主要以避免接觸過敏原、對食品進(jìn)行脫敏加工、對食品進(jìn)行替代以及脫敏治療為主。對食品進(jìn)行脫敏加工是從根源上杜絕食物過敏的發(fā)生，所以研究過敏原去除方法具有重要的意義。

小麥?zhǔn)鞘澜缛蠹Z食作物之一，也是我國的第二大主食，我國小麥年消費(fèi)量在1.2億t左右。然而小麥籽粒中含有多種食物過敏原，是我國引發(fā)過敏性休克最多的食物。因此如何檢測、去除和避免接觸小麥過敏原是研究的課題之一。

1 小麥中含有的過敏原物質(zhì)

小麥?zhǔn)且环N含有多種過敏原物質(zhì)的食物。根據(jù)世界衛(wèi)生組織和國際免疫學(xué)會聯(lián)合會過敏原命名小組委員研究，截至2016年11月29日，已批準(zhǔn)13種食源性小麥過敏原，包括抑制蛋白、Tri a 14（非特異性脂轉(zhuǎn)換蛋白）、Tria18（同工麥胚凝集素）、Tria 19（ω-5－醇溶蛋白）、α淀粉酶CM 17、Tri a 25（硫氧還蛋白）、Tri a 26（高分子量麥谷蛋白）、Tri a 36（低分子量谷蛋白GluB3-23）、Y-醇溶蛋白、Tri a 37（α-嘌呤硫素）、線粒體NFKB1的泛素連接酶原激活劑、假定小麥蛋白、胚乳傳遞細(xì)胞特異性PR60前體、延伸因子1，其致敏亞基分子質(zhì)量分別為9.5、12、13、16、17、20、26、27、32～38、39.5、65、83、88 kDa[2]。

小麥過敏會導(dǎo)致包括乳糜瀉、特異性皮炎、小麥依賴運(yùn)動激發(fā)過敏癥、面包師哮喘、復(fù)發(fā)性蕁麻疹、鼻炎在內(nèi)的一系列疾病[3]。具體癥狀表現(xiàn)為：皮膚瘙癢、紅腫、鼻塞、流涕、哮喘、腹瀉、水腫、呼吸困難等等，并同時引起失眠、精神萎靡不振、食欲減弱，從而嚴(yán)重降低人們生活質(zhì)量，甚至危及生命。其中的乳糜瀉，又稱麥膠性腸病，是一種特殊的小麥過敏癥狀，目前認(rèn)為是由于患者對小麥醇溶蛋白不耐受所產(chǎn)生的慢性小腸吸收不良綜合癥，其臨床表現(xiàn)主要有腹瀉、腹痛、體重減輕、疲倦、乏力、電解質(zhì)紊亂等癥狀[4]。由此可見，小麥過敏原對人體健康具有極大的危害。

2 小麥過敏原的檢測技術(shù)

用于小麥過敏原檢測的方法主要包括免疫學(xué)檢測技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)和新型檢測技術(shù)等5類。

免疫學(xué)檢測技術(shù)主要包括放射過敏原吸附抑制法（RadioallergosorbentTestinhibition，RASTInhibition）、酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）和免疫印跡（IBT）和免疫層析法。

蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)檢測方法通過結(jié)合等電聚焦、雙向凝膠電泳、生物質(zhì)譜、飛行時間質(zhì)譜等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對過敏原蛋白質(zhì)的鑒定與功能確定。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）主要用于體外放大擴(kuò)增特定的DNA片段，通過變性、退火和延伸三個反應(yīng)階段多次循環(huán)而在短時間內(nèi)將微量的DNA擴(kuò)增幾百萬倍，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物質(zhì)的高靈敏度、高準(zhǔn)確度的檢測。

質(zhì)譜技術(shù)（MS）是一種可以用于定量評價食品中過敏原物質(zhì)的非免疫檢測技術(shù)，其具有操作簡單、靈敏度高、特異性強(qiáng)和高通量檢測等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已可以應(yīng)用于對小麥等過敏原的檢測。但是這種方法對操作有較高的要求，且質(zhì)譜設(shè)備價格昂貴。

其他新型檢測技術(shù)主要包括生物傳感器檢測和芯片技術(shù)檢測，此類新型技術(shù)主要有檢測方便高效、高靈敏度、高準(zhǔn)確度等優(yōu)點(diǎn)[5]。

3 小麥過敏原的脫敏方法

小麥過敏原去除的機(jī)理主要是通過破壞過敏原的抗原表位或使抗原表位失活，通過變性使過敏原隱藏的抗原表位暴露，或者形成新的抗原表位，從而起到去除過敏原的目的?；诖嗽恚梢酝ㄟ^一定的加工方式來改變食物的過敏性。如日常食品通過變性來改變蛋白質(zhì)理化性質(zhì)，從而減弱或消除其過敏原性。

按照不同的原理，可以將相關(guān)的脫敏方法分為物理方法、化學(xué)方法、酶法、生物學(xué)方法4大類。

3.1 小麥過敏原脫敏的物理方法

小麥過敏原脫敏的物理方法有輻照法、熱處理法2種。

3.1.1 輻照法

輻照消敏技術(shù)是一項(xiàng)綠色、高效的物理脫敏新方法，利用γ-射線或電子束對食品進(jìn)行輻照處理，引發(fā)食品中的過敏原產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，從而對食品中的過敏原抗原位點(diǎn)產(chǎn)生破壞效應(yīng)，以此來去除或減少抗原對于機(jī)體的免疫應(yīng)答能力[6]。

Leszczynska等[7]用電離輻射對市售醇溶蛋白粉和面粉樣品進(jìn)行了2.2～12.8 kGy的輻照，研究輻照對醇溶蛋白免疫原性的影響，發(fā)現(xiàn)輻照樣品中ω-醇溶蛋白含量隨輻照劑量的增加而降低。

Vaz等[8]用10 kGy或25 kGy劑量輻照小麥胚芽凝集素WGA，輻照過后WGA的致敏表位在高劑量輻射后變得不那么活躍和抗原性也隨之減弱。

3.1.2 熱處理法

熱處理法有濕熱法和干熱法2類。水煮、油炸等處理方法屬于濕熱法，而烘干、微波加熱等方法屬于干熱法。通過高溫?zé)崽幚砜梢云茐闹旅舻鞍椎母呒壗Y(jié)構(gòu)，引起蛋白空間構(gòu)象的改變，從而減弱其過敏原性，但是高溫同時也會造成小麥內(nèi)營養(yǎng)成分的流失[9]。非熱加工能夠更好地保持食品的質(zhì)量，也能夠較好地保留它們的營養(yǎng)素，是一種比較理想的脫敏加工技術(shù)。

KWAK等[10]用高壓蒸汽鍋和微波爐加熱麥醇溶蛋白比較發(fā)現(xiàn)，用高壓蒸汽鍋處理麥醇溶蛋白50 min后，抗醇溶蛋白IgG和醇溶蛋白的結(jié)合程度降至約69%，用微波加熱5 min后降至73%，此外單獨(dú)使用高壓滅菌器或與微波爐結(jié)合使用沒有顯著變化。

Simonato等[11]進(jìn)行了烘烤和消化對小麥粉蛋白致敏性影響的研究。在體外模擬消化時，未經(jīng)高溫處理的面團(tuán)中能與IgE結(jié)合的蛋白逐漸消失，而在面包的屑和皮中這些蛋白組分仍大量存在。這表明烘焙時的高溫處理會增強(qiáng)小麥粉中潛在過敏原對蛋白水解的抵抗力，使的小麥粉中的過敏原可以更多的到達(dá)胃腸道，進(jìn)而誘發(fā)免疫反應(yīng)。

3.2 小麥過敏原脫敏的化學(xué)方法

化學(xué)方法脫敏是利用化學(xué)試劑破壞小麥過敏原，降低小麥蛋白的免疫原性或通過天然的或人工合成的抗過敏物質(zhì)抑制人體的過敏反應(yīng)。

日本平井孝一[12]對廣西甜茶提取物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該提取物中的GOD型鞣花單寧具有抗過敏的功能，且其抗過敏能力隨著聚合度的增大而增強(qiáng)。

Shin TY等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇的水溶性提取物可以抑制組織胺的釋放，具有良好的抗過敏作用。

酸解也是一種可以有效降低生物蛋白致敏原性的處理方法。Maruyama等[13]用乳酸和鹽酸等酸性物質(zhì)對麩質(zhì)蛋白進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)谷氨酸殘基在脫酰胺程度達(dá)到30%時，麩質(zhì)蛋白的功能性會發(fā)生改變，而當(dāng)該脫酰胺程度達(dá)到50%時，麩質(zhì)蛋白的過敏原性發(fā)生顯著的降低，因此可以通過改變pH來破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來降低小麥蛋白的致敏性。

3.3 小麥過敏原脫敏的酶法

酶法脫敏原理主要是通過生物酶解作用改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，酶通過水解作用改變過敏原蛋白的結(jié)構(gòu)從而除去或降低其致敏性，達(dá)到脫敏效果。

路雪蕊等[14]用菠蘿蛋白酶和木瓜蛋白酶在對小麥過敏原進(jìn)行水解實(shí)驗(yàn)，所使用條件為料液比6.64%，酶解pH值6.53，酶解溫度47.7℃，酶解時間2.47 h，加酶量0.395 g/100 g蛋白質(zhì)。在此最優(yōu)條件下，小麥過敏原的致敏性減少了36.1%。

李瑩等[15]用菠蘿蛋白酶水解小麥過敏原，并對水解條件進(jìn)行了一系列的優(yōu)化，包括單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)。最終發(fā)現(xiàn)在（［E］/［S］）0.4%、底物濃度30%、pH值6.5、溫度55℃的條件下水解90 min，小麥醇溶蛋白可以得到有效的降解，降低率達(dá)到了99.8%。此外，用谷氨酰胺酶水解小麥面筋蛋白也可破壞蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)，從而降低其致敏性[16]。

3.4 小麥過敏原脫敏的生物學(xué)方法

生物學(xué)方法脫敏的主要原理是依靠微生物蛋白酶的分解作用水解小麥醇溶蛋白，降低小麥過敏原性。

Phromraksa等[17]利用枯草芽孢桿菌屬中的重組菌株DB和SR水解小麥醇溶蛋白，來降低小麥過敏原的致敏性。這種方法的缺點(diǎn)是只適用于發(fā)酵食品的生產(chǎn)。

李璽等[18]對酸面團(tuán)中酵母菌進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)酸面團(tuán)中蛋白質(zhì)的含量及其成份和結(jié)構(gòu)均無明顯改變。在酸面團(tuán)發(fā)酵初期，面團(tuán)的過敏原性明顯增強(qiáng);而在后期發(fā)酵的時間里過敏原性減少。

廖蘭等[19]用植物乳桿菌B02012對面團(tuán)進(jìn)行長時發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)其能有效降低小麥醇溶蛋白的免疫原性，并能改變面團(tuán)風(fēng)味口感等。

4 結(jié)語

小麥?zhǔn)俏覈饕澄飦碓粗?，因此其過敏問題也與大眾的生活密切相關(guān)，對小麥的脫敏加工主要目標(biāo)就是在保證小麥及其制品原有的營養(yǎng)成分下，盡可能去除或降低其致敏成分，在正常攝入營養(yǎng)的同時保障人身安全。通過對小麥過敏原的研究，可以弄清小麥過敏原的種類、作用原理、影響及去除方法。不同脫敏方法的研究與探索可以確保低致敏性小麥及加工產(chǎn)品在各個領(lǐng)域的正常使用，從而幫助人們有效的避免其過敏反應(yīng)帶來的危害。但目前對于小麥過敏原的研究才剛剛開始，有待于進(jìn)一步探索，尤其是在保證原有營養(yǎng)風(fēng)味等特征的基礎(chǔ)上的高效、綠色脫敏技術(shù)的研究，仍需不斷探索與完善。