小龍蝦過(guò)敏原及其脫敏加工技術(shù)的研究進(jìn)展

吳 濤，吳 彬，何曉希，楊榮玲，邵燦燦，趙祥杰*

（1.淮陰工學(xué)院 生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇淮安 223003；2.淮安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督綜合檢驗(yàn)中心，江蘇淮安 223001）

食物過(guò)敏已成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展和食品安全的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，對(duì)于常見(jiàn)食物的攝入，難以有效去除其過(guò)敏性，將給機(jī)體健康帶來(lái)重大隱患?？梢l(fā)食物過(guò)敏的食物種類眾多，覆蓋大眾日常消費(fèi)的各類食品。近年來(lái)，由攝食甲殼類動(dòng)物所引發(fā)的食物過(guò)敏，越來(lái)越成為人們重點(diǎn)關(guān)注的食品安全問(wèn)題之一。小龍蝦中含有多種過(guò)敏原蛋白，對(duì)過(guò)敏人群來(lái)說(shuō)，避免進(jìn)食含有這些過(guò)敏原的食物是最好的防范方法，但為了給更廣大人群提供低過(guò)敏性或無(wú)過(guò)敏性食物，有必要對(duì)小龍蝦過(guò)敏原及其過(guò)敏原消減加工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 小龍蝦概述

小龍蝦，即克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），在我國(guó)得到了廣泛養(yǎng)殖，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年小龍蝦養(yǎng)殖面積超過(guò)1.8 萬(wàn)km2，小龍蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量約為300 萬(wàn)t，小龍蝦消費(fèi)量也在不斷攀升。部分消費(fèi)者食用小龍蝦會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)，常見(jiàn)癥狀包括皮膚癥狀、胃腸道反應(yīng)和全身癥狀，如皮疹、嘔吐、呼吸困難等，嚴(yán)重情況下會(huì)出現(xiàn)休克，危及生命。

2 小龍蝦的主要過(guò)敏原蛋白

2.1 原肌球蛋白

原肌球蛋白（Tropomyosin，TM）是首先在蝦中發(fā)現(xiàn)的主要過(guò)敏原蛋白，目前已經(jīng)在多種魚類、節(jié)肢動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、軟體動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)其過(guò)敏性，已成為多種無(wú)脊椎動(dòng)物共同的過(guò)敏原蛋白，其致敏性受到廣泛關(guān)注。TM 是一種酸性糖蛋白，等電點(diǎn)約為4.5，其相對(duì)分子量為32 ～40 kDa，主要存在于各類已發(fā)現(xiàn)生物的肌肉組織中，是肌原纖維上的一種重要蛋白，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)肌肉組織的收縮功能，具有一定的耐消化性和熱穩(wěn)定性[1]。

2.2 精氨酸激酶

精氨酸激酶（Argininekinase，AK）是在蝦類動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的除原肌球蛋白外的第二重要過(guò)敏原。AK 是水產(chǎn)動(dòng)物能量代謝中的一種重要酶蛋白，其引發(fā)的食物過(guò)敏現(xiàn)象也受到較多關(guān)注。AK 蛋白不耐熱，易形成二聚體和多聚體結(jié)構(gòu)，等電點(diǎn)約為6.5，其相對(duì)分子量約為40 kDa，在pH=4.0 ～8.0 條件下具有較高穩(wěn)定性[2]。

2.3 肌質(zhì)鈣結(jié)合蛋白

肌質(zhì)鈣結(jié)合蛋白（Sarcoplasmic Calciumbinding Protein，SCP）是甲殼類動(dòng)物中鑒定出的一種過(guò)敏原蛋白，屬于Ca2+結(jié)合蛋白家族，主要在動(dòng)物肌肉收縮等生理過(guò)程中起作用，也是人們蝦蟹類食物過(guò)敏的重要過(guò)敏原之一。SCP 熱穩(wěn)定性較高，耐酸堿性較強(qiáng)，等電點(diǎn)約為5.0，其相對(duì)分子質(zhì)量約為20 kDa[3]。

2.4 磷酸丙糖異構(gòu)酶

磷酸丙糖異構(gòu)酶（Triosephosphate Isomerase，TIM）是近10 年來(lái)在蝦蟹中發(fā)現(xiàn)的新型過(guò)敏原蛋白，其是糖酵解過(guò)程中的重要酶類，參與機(jī)體內(nèi)高效能源ATP 分子的生產(chǎn)過(guò)程，因此在生命體的代謝活動(dòng)中不可或缺。TIM 是一種不耐熱和酸堿的糖蛋白，通常以二聚體形式穩(wěn)定存在，相對(duì)分子質(zhì)量約為28 kDa[4]。

除了上述較早確定的蝦類中主要過(guò)敏原蛋白之外，近年來(lái)隨著研究技術(shù)和水平的不斷提高，引發(fā)特異性過(guò)敏反應(yīng)的物質(zhì)不斷涌現(xiàn)，越來(lái)越多的過(guò)敏原蛋白組分被鑒定，如肌球蛋白輕鏈（Myosin Light Chain，MLC）、血藍(lán)蛋白（Hemocyanin）、細(xì)絲蛋白C（Filamin C）等，隨著免疫表征技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)蝦類過(guò)敏原成分、結(jié)構(gòu)、生理活性、致敏反應(yīng)性等的研究也將更加深入。

3 小龍蝦加工脫敏技術(shù)進(jìn)展

3.1 物理法

3.1.1 輻照處理

輻照處理技術(shù)是一種可以有效處理食物消除其致敏原性的加工技術(shù)，一般采用放射性同位素或電子束產(chǎn)生的高能射線，如用60Co 產(chǎn)生的γ 射線輻照食物，使食物中過(guò)敏原蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，進(jìn)而影響過(guò)敏原蛋白的抗原表位，從而起到脫敏的作用。此外，高能射線的持續(xù)照射還能引發(fā)食物中水分產(chǎn)生大量活性自由基，引發(fā)氨基酸分子之間產(chǎn)生復(fù)雜的理化反應(yīng)，導(dǎo)致食物中過(guò)敏原分子中氨基酸結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，影響蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象，蛋白分子之間出現(xiàn)聚合或裂解，使蛋白質(zhì)穩(wěn)定性降低，發(fā)生聚合、沉降、改性等變化，從而達(dá)到食物脫敏的效果[5]。

3.1.2 熱加工技術(shù)

熱加工技術(shù)是通過(guò)熱能使食物蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)和物理變化，改變蛋白質(zhì)構(gòu)象，促進(jìn)蛋白質(zhì)與食物基質(zhì)中其他組分的相互作用，從而影響蛋白質(zhì)的免疫原性和致敏性的一種方法。常見(jiàn)的水煮、蒸煮、油炸等加工方法均可對(duì)來(lái)自蝦的過(guò)敏原蛋白結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，使其過(guò)敏性大大降低或消除，從而改變含過(guò)敏原食品的食用安全性。

熱加工的方式雖然簡(jiǎn)單方便，但是不同的熱加工技術(shù)對(duì)蝦過(guò)敏原活性的影響較大，且對(duì)蝦肉的口感有所影響。因此，需要對(duì)熱加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使過(guò)敏原活性降低的同時(shí)獲得更好的口感。

3.1.3 高靜壓處理

高靜壓處理技術(shù)（High Hydrostatic Pressure，HHP）也稱超高壓處理技術(shù)，作為一種非熱加工技術(shù)，可以殺滅活細(xì)胞，將其用于食品殺菌會(huì)對(duì)食品蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，會(huì)改變食品過(guò)敏原物質(zhì)的過(guò)敏性，從而起到消減過(guò)敏性的作用。張意鋒[6]等研究了HHP 對(duì)魷魚原肌球蛋白和血藍(lán)蛋白致敏性的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)HHP 處理后，原肌球蛋白和血藍(lán)蛋白的α-螺旋減少，所含自由巰基數(shù)量降低，蛋白表面疏水性增加，過(guò)敏蛋白因二、三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化致使其致敏性降低。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)HHP 會(huì)使血藍(lán)蛋白的多肽片段發(fā)生斷裂，對(duì)多肽的破壞作用更明顯。

3.1.4 低溫等離子體技術(shù)

低溫等離子體技術(shù)（Non-Thermal Plasma，NTP）也是一種非熱加工技術(shù)，處于等離子體狀態(tài)時(shí)電子和離子達(dá)到電荷平衡，可以改變過(guò)敏原的表面狀態(tài)和功能特性，從而降低過(guò)敏性。SHRIVER 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，南美白對(duì)蝦（Litopenaeus vannamei）在30 kV、60 Hz 的等離子體條件下處理5 min，原肌球蛋白的致敏性降低了76%。

3.1.5 超聲波技術(shù)

超聲波技術(shù)是一種利用聲波（頻率＞20 kHz）處理食品的非熱加工技術(shù)，能夠?qū)е录?xì)胞破壞、酶失活、病毒失活等，可以通過(guò)改變過(guò)敏原結(jié)構(gòu)消減過(guò)敏性。高強(qiáng)度的超聲波處理對(duì)蝦類蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能有顯著影響，可降低蝦蛋白中主要過(guò)敏原蛋白的含量，改變其微觀性質(zhì)，包括蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而影響蝦蛋白中過(guò)敏原表位結(jié)構(gòu)，達(dá)到降低蝦類食品過(guò)敏性的目的。

3.2 化學(xué)法

3.2.1 酶處理

酶處理包括酶解處理和酶交聯(lián)處理。酶解處理是利用酶將過(guò)敏原蛋白部分或完全水解成肽或者氨基酸分子，從而使其線性表位和構(gòu)象表位受到破壞，過(guò)敏性發(fā)生消減。酶交聯(lián)處理是在酶的作用下使過(guò)敏原之間或過(guò)敏原與其他蛋白分子之間發(fā)生交聯(lián)，從而將過(guò)敏原的抗原表位隱藏，實(shí)現(xiàn)過(guò)敏性消減的效果。

3.2.2 糖基化

糖基化反應(yīng)是美拉德反應(yīng)的前期階段，是碳水化合物與另一分子的羥基或其他官能團(tuán)發(fā)生的反應(yīng)。糖基化反應(yīng)能夠遮蓋過(guò)敏原表位，從而降低過(guò)敏性。該方法主要是利用糖基化反應(yīng)加快過(guò)敏原蛋白結(jié)構(gòu)的修飾反應(yīng)，使蝦主要過(guò)敏原蛋白分子中的抗原表位和關(guān)鍵氨基酸殘基發(fā)生顯著改變，與特異性抗體發(fā)生結(jié)合的位點(diǎn)的空間構(gòu)象徹底改變，抗原抗體無(wú)法專一性結(jié)合并發(fā)生超敏反應(yīng)，因此可以降低蝦類食品的過(guò)敏性。

3.3 發(fā)酵法

發(fā)酵處理可使蝦類中的過(guò)敏原蛋白質(zhì)分解或變性，從而達(dá)到降低致敏性的目的。目前，發(fā)酵法降低致敏性主要用于奶制品和豆制品的加工中，對(duì)蝦致敏性的應(yīng)用較少。因此，將發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用到對(duì)甲殼類食品脫敏方面具有廣闊的發(fā)展前景。

3.4 聯(lián)合消減法

現(xiàn)有研究表明，不同加工消減技術(shù)對(duì)小龍蝦過(guò)敏原結(jié)構(gòu)均有不同程度影響，可使過(guò)敏原蛋白的α-螺旋、β-折疊和無(wú)規(guī)則卷曲發(fā)生重大變化，削弱蝦致敏蛋白的致敏性，但單一過(guò)敏原消減加工技術(shù)處理后的食品依然有可能引起較強(qiáng)的過(guò)敏反應(yīng)。采用不同種過(guò)敏原消減加工技術(shù)對(duì)小龍蝦進(jìn)行聯(lián)合處理，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到較好的過(guò)敏性消減結(jié)果，是當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中較常采用的方法。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著小龍蝦消費(fèi)量的增加，由小龍蝦引起的過(guò)敏現(xiàn)象也日益增多。目前，對(duì)小龍蝦過(guò)敏原的研究也越來(lái)越深入，但仍存在許多問(wèn)題。當(dāng)前對(duì)小龍蝦過(guò)敏原的研究主要集中于原肌球蛋白上，應(yīng)該加強(qiáng)其他過(guò)敏原及交叉反應(yīng)的研究；研究多為已經(jīng)分離純化過(guò)的過(guò)敏原蛋白，應(yīng)該考慮小龍蝦中其他成分對(duì)過(guò)敏性的影響；多種食品加工技術(shù)對(duì)小龍蝦過(guò)敏性消減有較好的效果，因此科學(xué)合理的加工手段成為重要的選擇，但脫敏加工技術(shù)對(duì)小龍蝦肉質(zhì)品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響有待進(jìn)一步研究。