低致敏型大豆研究進(jìn)展*

朱治佳，袁明**，韓冬偉，張笛，王振，孫浩月，王淑榮，王連霞，李敏敏

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 聊城 252000）

大豆富含豐富的蛋白質(zhì)和脂肪，是重要的糧油作物。因其含有動物新陳代謝必須的氨基酸和大量非飽和脂肪酸被應(yīng)于多個(gè)領(lǐng)域。相關(guān)研究表明，大豆抗原蛋白是引起機(jī)體發(fā)生過敏反應(yīng)的主要物質(zhì)，其可打破動物免疫系統(tǒng)平衡，觸發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)激反應(yīng)[1]。自上世紀(jì)發(fā)現(xiàn)該蛋白可引發(fā)腸胃柔弱的嬰幼兒產(chǎn)生消化系統(tǒng)疾病以來，大量研究證實(shí)大豆中某些蛋白可引起人和牲畜過敏[1]。目前，大豆已被列為食物過敏原之一[2]，由大豆過敏引起的病發(fā)癥，相對消化系統(tǒng)健全的成年人患病率較低，但在嬰幼兒中卻高達(dá)10%以上[3]。此外，一些國家還針對以大豆為原料的食品進(jìn)行特殊標(biāo)注，用來提醒人們對大豆過敏原的攝入。因此，如何提高人們對大豆過敏原的認(rèn)識和加強(qiáng)低致敏型大豆培育對保障國民健康安全具有重要意義。

本文對大豆致敏抗原蛋白種類、低致敏型大豆篩選、鑒定及其食品加工等方面的內(nèi)容進(jìn)行介紹總結(jié)，以期為我國低致敏型大豆選育和豆制品加工提供理論依據(jù)。

1 大豆致敏抗原

大豆中蛋白含量約為40%[4]，根據(jù)沉降系數(shù)不同分為4 種組分，分別為2S、7S、11S 和15S[5]。其中11S 球蛋白由含硫氨基酸較多的大豆球蛋白組成，占比最多，分子質(zhì)量為320 ku 以上。在pH 值為中性時(shí)，11S 球蛋白為多種亞基圍成的框架結(jié)構(gòu)，亞基由2 條以化學(xué)鍵連通不同酸堿度的多肽鏈組成，等電點(diǎn)處pH 值約為5.8[6]。7S 球蛋白由2 種大豆伴球蛋白（β、γ）和堿性7S 球蛋白組成。其中β-伴大豆球蛋白含量最多，分子質(zhì)量約為200 ku，在pH 值為中性時(shí)，為3 種亞基凝聚而成[7]。

據(jù)相關(guān)研究證實(shí)，引起人和動物過敏反應(yīng)的大豆蛋白主要為7S 與11S 球蛋白[8]。Catsimpools等[9]利用免疫電泳法將β-伴大豆球蛋白分成3 種不同物理結(jié)構(gòu)的伴大豆球蛋白，證實(shí)其均為動物過敏原并致使動物產(chǎn)生過敏應(yīng)激反應(yīng)。目前已有21 種大豆抗原被研究證實(shí)并公布為過敏原[10]。其中的7S 球蛋白致敏性最強(qiáng)，其次為11S 球蛋白[11]。研究者通過對多種致敏蛋白進(jìn)行比較研究表明，63%的致敏蛋白含有β-伴大豆球蛋白，其中以Gly m Bd 60K、Gly m Bd 30K 和Gly m Bd 28K 致敏性最強(qiáng)[12]。

2 大豆致敏基因挖掘

隨著生物育種技術(shù)進(jìn)步，調(diào)控性狀表達(dá)的基因功能不斷被挖掘，相較其他功能基因，調(diào)控蛋白表達(dá)基因功能追溯工作較為復(fù)雜。陳慶山等[12]通過基于QTL 元分析的方法對2 種致敏球蛋白相關(guān)基因進(jìn)行分析，篩選出18 個(gè)此類型相關(guān)基因。武小霞等[13]利用區(qū)間作圖法對1 個(gè)染色體片段代換系群體進(jìn)行11S/7S QTL 定位，獲得3 個(gè)相關(guān)QTL，并從中篩選出1 個(gè)參與調(diào)控7S 與11S 球蛋白含量的相關(guān)基因。簡爽等[14]利用基因分型與線性回歸方法對標(biāo)記與性狀進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)5 個(gè)與11S/7S 比值相關(guān)的QTL。劉順湖等[15]采用區(qū)間作圖法對11S、7S 及其亞基等性狀進(jìn)行QTL 分析，定位到得到相關(guān)位點(diǎn)。

3 低致敏型大豆應(yīng)用

3.1 低致敏型大豆品種篩選與選育

大豆籽粒中蛋白的組成種類是固定的，各類蛋白含量比例存在差異化。相關(guān)研究表明，我國不同大豆種質(zhì)中球蛋白11S/7S 比值的極值跨度較大（0.69～4.6）[17]，表明其種質(zhì)資源較為豐富。目前，眾多專家學(xué)者圍繞大豆籽粒11S/7S 蛋白含量比值進(jìn)行相關(guān)品種篩選研究。劉順湖等[18]通過對不同地區(qū)778 份種質(zhì)進(jìn)行SDS-PAGE 電泳分析表明，11S/7S 比值在不同地區(qū)品種內(nèi)均有較大變異，并篩選出8 份高11S/7S 比值種質(zhì)。姜瑩等[19]通過相同方法，在343 份浙江省大豆種質(zhì)材料中篩選出26 份11S/7S 比值大于3 的種質(zhì)。

目前，已有學(xué)者針對篩選出的種質(zhì)資源進(jìn)行新品種選育應(yīng)用研究。郭方亮等[20]通過對204 份大豆種質(zhì)進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）分析，從中獲得5 份球蛋白含量11S/7S 比值高于3 的種質(zhì)，并以此為親本進(jìn)行種資資源創(chuàng)制，得到3 份球蛋白11S/7S 值高于3.4 的F2代種質(zhì)資源。韓艷婧等[21]通過以7Sα'-亞基缺失型種質(zhì)為供體親本進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，利用SDS-PAGE 電泳方法對其后代進(jìn)行鑒定，得到7 份綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)優(yōu)異的7Sα'-亞基缺失型種質(zhì)資源。國博文等[22]以多亞基缺失型育種材料為親本，利用回交轉(zhuǎn)育方法獲得7 份7S 和11S 亞基缺失型種質(zhì)資源。

3.2 低致敏型大豆食品加工

隨著生活水平提高，人們對優(yōu)質(zhì)大豆，特別是專用型大豆需求量不斷攀升[23]。研究表明，11S/7S 球蛋白組分比值是豆腐、豆?jié){加工生產(chǎn)上的重要參數(shù)，是衡量豆制品質(zhì)構(gòu)特性、口感及致敏性的關(guān)鍵指標(biāo)[24-25]。彭任文等[26]利用6 份不同大豆種質(zhì)對大豆球蛋白亞基組成及與豆腐相關(guān)的物化指標(biāo)進(jìn)行研究表明，大豆籽粒11S/7S 球蛋白組分比值是判斷豆腐產(chǎn)量和質(zhì)構(gòu)特性的良好指標(biāo)，采用11S/7S 球蛋白組分比值小的原料制作的豆腐質(zhì)地偏軟、蛋白凝膠微觀結(jié)構(gòu)疏松且孔洞較多。李若姝等[27]以53 個(gè)大豆種質(zhì)為原料進(jìn)行豆?jié){加工，利用因子分析方法進(jìn)行相關(guān)研究，結(jié)果表明11S/7S 比值與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移率呈顯著正相關(guān)，并篩選出5 個(gè)適宜作豆?jié){的大豆種質(zhì)。程翠林等[28]對13 份不同大豆種質(zhì)進(jìn)行SDS-PAGE 電泳并運(yùn)用數(shù)學(xué)歸一法進(jìn)行球蛋白（11S/7S）比值測定，結(jié)果表明球蛋白（11S/7S）比值與豆腐出品率呈極顯著正相關(guān)，并篩選出3 份適合作豆腐的專用種質(zhì)。

目前，在大豆食品生產(chǎn)中，除豆腐、豆?jié){不需進(jìn)行發(fā)酵外，醬油、豆瓣醬、腐乳和納豆等大豆制品均為發(fā)酵加工，且需通過熱加工、超高壓、酶解和發(fā)酵等加工工藝，迫使大豆致敏原蛋白內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使其過敏性和抗原性逐漸降低[29-31]。因此經(jīng)過發(fā)酵、加熱等過敏性消減技術(shù)處理后的豆制品不易引發(fā)過敏反應(yīng)。

4 展望

近年來，隨著人們生活水平提高，對飲食健康的安全意識不斷加強(qiáng)，健康攝取低致敏型大豆受到人們廣泛關(guān)注。目前，大豆蛋白作為食物過敏原之一，其致敏機(jī)制研究還不夠深入，低致敏型大豆育種還處于起步階段，相關(guān)食品加工工藝還需完善。因此，深入研究低致敏型大豆致敏機(jī)制，加大其基因功能挖掘，擴(kuò)大其在育種推廣領(lǐng)域中應(yīng)用成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。今后需整合現(xiàn)有低致敏型大豆資源，結(jié)合現(xiàn)代育種技術(shù)，進(jìn)行低致敏型大豆種質(zhì)資源創(chuàng)制與推廣，以此滿足國民對低致敏型大豆需求。