隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展，食品的生產(chǎn)、流通和消費(fèi)方式日趨國(guó)際化，花生過(guò)敏成為花生食品加工應(yīng)用中普遍關(guān)注的問(wèn)題。研究花生蛋白致敏的機(jī)理、過(guò)敏原物質(zhì)和探索脫敏方法，對(duì)保證花生制品的安全性和開(kāi)發(fā)低致敏性花生制品具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，在食品工業(yè)中為了更安全健康地使用花生進(jìn)行生產(chǎn)，通常采用熱加工、超高壓微射流、輻照、單一或復(fù)合酶解等方式對(duì)花生致敏蛋白進(jìn)行改性，以求破壞其致敏表位或降低其與免疫球蛋白E(IgE)的結(jié)合能力。

花生中的主要過(guò)敏原

花生中的過(guò)敏原主要是分子量在 10~70 kDa之間的高度糖基化蛋白質(zhì)，它們分別屬于不同的蛋白質(zhì)家族?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)Ara h1、Ara h2、Ara h3、Ara h4、Ara h5、Ara h6、Arah7、Ara h8 和一種脂蛋白這9種蛋白成分能夠與特異性IgE 結(jié)合。其中Ara h1、Ara h2和Ara h3是主要的致敏蛋白，90%的病人血清都能識(shí)別他們。我國(guó)主要的致敏蛋白是Ara h1和Ara h3 多肽。

①Ara h1過(guò)敏原。Ara h1占花生蛋白總量的12%～16%，是一種分子量為63.5 kDa、等電點(diǎn)為4.55的糖蛋白，屬于cupin 家族。Ara h1具有熱穩(wěn)定性強(qiáng)、耐酶解、不易消化等特性。研究表明，高溫不能破壞 Ara h1 的主要抗原結(jié)構(gòu)，高溫變性后的Ara h1 蛋白仍然具有天然的Ara h1 蛋白相類(lèi)似的 IgE 結(jié)合活性。雖然熱處理過(guò)敏原 Ara hl 的蛋白構(gòu)象發(fā)生了變化，但是其抗原性卻沒(méi)改變。Ara h1 經(jīng)蛋白酶解后仍能激活樹(shù)突狀抗原呈遞細(xì)胞，還能導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)。

② Ara h2 過(guò)敏原。Ara h2是一種分子量約為 17.20 kDa 的糖蛋白，等電點(diǎn)為5.2，占花生蛋白總量的10%左右。研究表明，花生過(guò)敏原 Ara h2 可通過(guò)過(guò)氧化物酶酶解降低花生蛋白的致敏性，但是在酸性條件下Ara h2穩(wěn)定，能夠抵制胃腸道的酶解和人體的消化作用。在55℃或 70℃溫度下處理后，Ara h2蛋白抗原性略有升高，但在85、100℃或 115℃溫度下處理后，其抗原性卻顯著降低，且其抗原性且隨著溫度和時(shí)間的增加均不斷降低。

③Ara h3 過(guò)敏原。Ara h3是一種分子量為 57 kDa的糖蛋白，屬于雙cupin 類(lèi)型。Ara h3 還有很多分子量 14~ 45 ku 的同源物。Ara h3 致敏蛋白熱穩(wěn)定性強(qiáng)，不易被蛋白酶徹底水解。一定的離子強(qiáng)度條件下，Ara h3 能耐受70~92℃的溫度，其 IgE 結(jié)合位點(diǎn)四級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)完整。Ara h3 被水解為酸性堿性片段后，可進(jìn)一步被胰蛋白酶消化產(chǎn)生13~45kDa大小不等的可導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)的片段。

花生脫敏方法

1、熱加工

常用于加工花生的處理方法可分為熱加工與非熱加工兩類(lèi)，作為使用率最高的加工方式，熱加工可充分促進(jìn)花生產(chǎn)生香氣及良好的口感。生產(chǎn)者通常對(duì)花生整體施以熱加工，加熱溫度和時(shí)間的不同會(huì)顯著影響致敏蛋白結(jié)構(gòu)的變化，同時(shí)花生中的脂肪和糖類(lèi)也會(huì)在此過(guò)程中與蛋白反應(yīng)，結(jié)合在致敏蛋白表面，形成糖蛋白，致使蛋白的致敏表位破壞或者暴露，有時(shí)也會(huì)形成新的過(guò)敏表位，從而增強(qiáng)花生致敏性。

研究表明，溫度和時(shí)間對(duì)致敏原結(jié)構(gòu)的改變有著重要作用，當(dāng)熱處理的溫度高于70℃時(shí)，致敏原的三級(jí)、二級(jí)結(jié)構(gòu)都將發(fā)生不可逆的改變，同時(shí)較大的蛋白質(zhì)分子內(nèi)部發(fā)生解離，蛋白質(zhì)分子間也會(huì)發(fā)生聚集。由于熱處理中使用的溫度、時(shí)間、傳熱介質(zhì)不同，致敏原的致敏性呈現(xiàn)上升或降低的程度也各不相同。

水煮已被證實(shí)是一種可以降低花生致敏性的加工方式。有研究證實(shí)，隨著水煮時(shí)間延長(zhǎng)，致敏原結(jié)構(gòu)的松散程度顯著增加，其致敏性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是由于水煮過(guò)程中大量水分子進(jìn)攻致敏蛋白，降低了蛋白結(jié)構(gòu)的致密程度，使得一些保守結(jié)構(gòu)，尤其是α-螺旋、β-折疊等含量降低，從而失去了對(duì)致敏表位的保護(hù)作用。

有研究對(duì)花生施以烘烤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)烘烤溫度超過(guò)130℃，時(shí)間超過(guò)20 min，蛋白的表面疏水性指數(shù)上升到最高值，α螺旋的含量降低，β折疊和無(wú)規(guī)則卷曲的含量上升，蛋白結(jié)構(gòu)達(dá)到較松散的狀態(tài)，此時(shí)花生的致敏性顯著下降。但也有研究表明，烘烤使得致敏蛋白發(fā)生美拉德反應(yīng)，該反應(yīng)對(duì)致敏原的修飾作用可能使其形成新的致敏表位，導(dǎo)致其致敏性上升。

2、非熱加工

隨著非熱加工在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，許多學(xué)者也嘗試使用非熱加工的方式處理致敏蛋白。酶解法由于其安全、高效、環(huán)保的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)中。酶交聯(lián)技術(shù)可以使蛋白質(zhì)之間發(fā)生聚合反應(yīng)，從而遮蔽某些致敏表位，降低致敏性。有學(xué)者使用酪氨酸酶處理花生致敏原，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ara h2的致敏性有所提升，而花生蛋白整體的致敏性并沒(méi)有顯著改變。酶分解技術(shù)則是將致敏原大量分解，降低致敏原含量，破壞其表位結(jié)構(gòu)及降低其與IgE的結(jié)合特性。

研究表明，使用超聲波輔助酶解法可以大幅降低花生主要過(guò)敏原Ara h1、Ara h2、Ara h3的含量，從而減少其與IgE結(jié)合的機(jī)會(huì)，降低致敏性。與此類(lèi)似的還有使用微生物發(fā)酵法分解致敏蛋白的相關(guān)研究?？莶菅挎邨U菌發(fā)酵不僅可使Ara h1、Ara h2的含量大幅降低，而且可將此二種致敏原與IgE的結(jié)合能力下調(diào)為零，納豆芽孢桿菌可使Ara h1與IgE的結(jié)合能力下降48%。

脈沖電場(chǎng)處理、輻照技術(shù)及高壓蒸汽處理等物理方法也可降低致敏原與抗體的結(jié)合特性。對(duì)致敏蛋白進(jìn)行脈沖處理，發(fā)現(xiàn)致敏蛋白與IgE抗體結(jié)合的能力顯著降低；采用電子束輻照處理花生過(guò)敏原，發(fā)現(xiàn)輻照劑量超過(guò)10 kGy時(shí)，致敏原與IgE結(jié)合的能力明顯下降。

有研究顯示，脈沖紫外光(PuV)處理后的花生致敏原與IgE結(jié)合能力下降了至少6.7%，γ射線輻照可使得花生致敏原與IgG的結(jié)合能力降低。有學(xué)者使用高壓蒸汽處理花生仁，結(jié)果表明花生致敏原的IgE結(jié)合能力顯著降低。

3、糖基化

糖基化作為經(jīng)常使用的蛋白特性改良方法，也被許多學(xué)者應(yīng)用在花生降敏的開(kāi)發(fā)中。采用濕法糖基化可以使糖類(lèi)較快以共價(jià)鍵形式與蛋白質(zhì)結(jié)合。據(jù)報(bào)道，糖蛋白由于體積較大，可以有效降低與其他致敏蛋白交聯(lián)的幾率，從而一定程度上降低致敏性。

此外，糖類(lèi)易與肽鏈中的賴(lài)氨酸結(jié)合，從理論上來(lái)說(shuō)可以遮蔽賴(lài)氨酸參與的致敏表位。但由于致敏蛋白的多樣性和表位的復(fù)雜性，很難將糖基化作為降低致敏性的有效手段。有學(xué)者對(duì)Ara h2及Ara h6蛋白進(jìn)行提取純化，然后施以熱加工或葡萄糖糖基化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ara h2與Ara h6在熱加工過(guò)程中二級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，致敏能力顯著下降。

而另有研究研究表明，與熱處理后的Ara h1蛋白相比，糖基化后的Ara h1并未顯現(xiàn)出較低的致敏原性。糖基化并不一定可以降低花生致敏性，花生主要致敏原Ara hl中某些致敏表位位于亞基之間相互纏繞的地方，這可能使其受到保護(hù)而避免了與糖類(lèi)分子的結(jié)合，故而無(wú)法有效降敏。

4、基因工程

基因工程方法是通過(guò)消除花生內(nèi)源基因從而來(lái)根除蛋白質(zhì)的過(guò)敏性。國(guó)際上公認(rèn)的幾種主要花生過(guò)敏原的cDNA 已經(jīng)被分離、測(cè)序和克隆重組，目前學(xué)者們正在探索通過(guò)基因“沉默”，來(lái)抑制主要過(guò)敏原的表達(dá)，從而降低花生制品的致敏性。目前該技術(shù)方法已取得一定進(jìn)展。

還有一些學(xué)者為了探究二級(jí)結(jié)構(gòu)變化與致敏性之間的相關(guān)關(guān)系，采用轉(zhuǎn)基因構(gòu)建新致敏原的方法進(jìn)行研究。如采用定點(diǎn)突變的方法依次敲除Ara h2蛋白的二硫鍵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，敲除羧基端的第5號(hào)二硫鍵可以有效降低Ara h2在Balb/c小鼠中的致敏性。不少學(xué)者使用基因沉默技術(shù)處理Ara h2蛋白的DNA序列，使得Ara h2的表達(dá)發(fā)生突變，致敏表位遭到破壞，故其致敏性顯著降低。

理論上來(lái)說(shuō)，脫除致敏性最簡(jiǎn)單的方法是采用基因突變，重新編輯致敏原的序列，敲除編輯致敏表位的氨基酸，在一級(jí)結(jié)構(gòu)上除去線性表位。但線性表位的確定工作繁重復(fù)雜，使用不同地區(qū)過(guò)敏患者的血清池檢測(cè)出的過(guò)敏表位也不盡相同。

而且目前市售花生多采用熱加工，由于熱加工條件變化較多，花生籽粒內(nèi)部基質(zhì)如淀粉、脂肪等參與反應(yīng)，使花生構(gòu)象型表位變化多樣。基因重組是當(dāng)今乃至未來(lái)過(guò)敏反應(yīng)學(xué)的重要研究方向，將為開(kāi)發(fā)低敏性花生開(kāi)辟一條新的途徑。

花生果具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，內(nèi)含豐富的脂肪和蛋白質(zhì)，并含有多種礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。花生過(guò)敏反應(yīng)由于具有長(zhǎng)期性、嚴(yán)重性以及發(fā)病率不斷增加等特點(diǎn)，從而限制了花生制品的開(kāi)發(fā)利用。因此，將花生脫敏，開(kāi)發(fā)出低致敏性花生制品具有重大的意義。

參考資料：

[1]田陽(yáng),饒歡,薛文通.花生過(guò)敏原檢測(cè)、降敏加工及脫敏治療研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2017,38(18):306-311.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2017.18.058.

[2]張雅君,張浩,楊選,韓永斌.花生主要致敏物質(zhì)及其脫敏方法研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2014,35(17):312-318.

作者簡(jiǎn)介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)食品的開(kāi)發(fā)與研究