成軍虎，馬筱冉，陳璐，于華寧，李季林,2

（1.華南理工大學食品科學與工程學院，廣東廣州 510640）（2.華南理工大學現(xiàn)代食品工程研究中心，廣東廣州 510640）（3.廣東美的廚房電器制造有限公司，廣東佛山 528311）

食物過敏指的是人們對某些食物產(chǎn)生的一種不良反應，多表現(xiàn)于皮膚或者胃腸道中，在醫(yī)學上是一種變態(tài)反應，目前可分為免疫球蛋白E（Immunoglobulin E，IgE）介導與非IgE介導兩大類[1]。調(diào)查顯示，水產(chǎn)品、雞蛋與牛乳是過敏原的主要來源，有6%的年輕人經(jīng)歷過食物過敏[2]，特別是免疫系統(tǒng)未發(fā)育完全的嬰幼兒。水產(chǎn)品因其味道鮮美且含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)而深受人們喜愛，而其引發(fā)的過敏問題日漸突出[3,4]，過敏發(fā)病率持續(xù)上升，魚、蝦等水產(chǎn)品是常見的過敏原[5]。水產(chǎn)品中的過敏原可以分為魚類過敏原、甲殼類動物過敏原以及軟體動物過敏原。魚類過敏原包括小清蛋白（Parvalbumin，PV）、魚卵蛋白（Carp vitellogenin）、膠原蛋白（Collagen），而甲殼類動物和軟體動物的過敏原主要是原肌球蛋白（Tropomyosin，TM）[6]、卵清蛋白（Ovalbumin）和精氨酸激酶（Arginine kinase，AK）[7]等。水產(chǎn)品過敏會造成機體不適，部分表現(xiàn)為身體某些部位（臉部和腿部等）起疙瘩并伴有瘙癢癥狀，嚴重者還會休克甚至威脅生命，水產(chǎn)品致敏性問題亟待解決[8]。目前除了避免水產(chǎn)品過敏原攝入以外，較為有效地避免水產(chǎn)品過敏的方法為用熱加工與非熱加工技術處理水產(chǎn)品，熱加工與非熱加工技術通過修飾或改變過敏原蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進而在一定程度上消減過敏原的致敏性，以期為低致敏性食品的開發(fā)提供重要理論基礎與技術支撐。

1 水產(chǎn)品過敏原消減技術

1.1 熱加工技術

熱加工技術是一類以熱能為基礎的加工技術，按照加工時是否需要用到水，可粗略地分為濕加熱和干加熱，前者主要包括煮沸、煎炸、高壓滅菌等，后者包括烘烤與微波加熱等。這類技術通過將熱能逐漸傳遞或轉(zhuǎn)化給食品而使其組分在熱能作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，從而引起功能性變化[9]。熱加工技術對過敏原影響的作用機制如圖1所示，主要是引起過敏原構(gòu)象表位變化，對線性表位的作用不明顯[10,11]。

水產(chǎn)品中的TM蛋白是一種熱穩(wěn)定性蛋白，經(jīng)過熱加工（主要是蒸、煮）之后，其二、三級結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而改變致敏性[12]。劉思寒等[13]利用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）對凡納濱對蝦主要過敏原TM熱加工前后消化產(chǎn)物的IgE結(jié)合活性進行分析，發(fā)現(xiàn)煮制組蝦TM結(jié)構(gòu)的IgE結(jié)合活性降低了54.0%±6.1%，而高溫壓力組蝦TM的IgE結(jié)合活性降低了64.6% ±3.3%，結(jié)果表明，蒸、煮處理可顯著降低TM蛋白的IgE結(jié)合能力，在輔助加壓的條件下致敏性可進一步降低。鄭禮娜等[14]進一步對刀額新對蝦的蝦肉分別進行了煮（100 ℃）、蒸（100 ℃）和高溫壓力（121 ℃、0.1 MPa）處理，利用SDS-PAGE電泳、免疫印跡分析和ELISA對過敏原免疫活性進行定性以及定量檢測，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過熱加工后過敏原免疫活性均有一定程度的降低，但是不同熱加工條件的影響程度不同，煮、蒸5 min后分子量為36 ku的主要過敏原蛋白致敏性分別降低了53%和23%，隨著熱加工時間的增加，過敏原致敏性呈遞減趨勢，但變化幅度不顯著；而高溫壓力處理5 min后，分子量為36 ku的主要過敏原蛋白致敏性降低了78%，30 min后，致敏性降低了97%左右，幾乎完全消失。由此可見，熱加工中高溫壓力的施加可使蝦過敏原致敏性顯著下降。

然而，仍有較多研究表明，熱加工對水產(chǎn)品過敏原致敏性幾乎無作用[15,16]。Yu等[17]研究發(fā)現(xiàn)，普通蒸煮對擬穴青蟹蟹肉過敏蛋白的致敏性無顯著影響，類似地，Usui等[18]用圓二色譜證明了TM的α-螺旋結(jié)構(gòu)在80 ℃熱加工之后發(fā)生了折疊現(xiàn)象，而恢復到25 ℃后TM的結(jié)構(gòu)也再次恢復，過敏原致敏性因而沒有受到影響。同樣，Misnan等[19]發(fā)現(xiàn)蒸、煮處理對當?shù)睾Ｂ莸牡鞍走^敏原致敏性影響較小。

此外，還有一些研究表明，熱加工可能會使水產(chǎn)品過敏原致敏性增加。Larly等[20]發(fā)現(xiàn)從花尾蝦中提取出的過敏原經(jīng)5到25 min的煮沸處理之后，IgE結(jié)合活性從0.251 nm升至了0.268 nm，這說明熱加工可能會暴露更多的IgE結(jié)合位點。張軼群等[21]通過對南美白對蝦的過敏蛋白與果糖進行混合熱加工12 h，測得蝦蛋白過敏原致敏性增加了44%，可能是加工過程中的美拉德反應使過敏蛋白的三級結(jié)構(gòu)改變，從而導致過敏原抗原表位的暴露，增加了過敏蛋白的致敏性[22]。

熱加工操作簡易方便，技術發(fā)展較為成熟。根據(jù)熱加工作用條件的不同，降低水產(chǎn)品致敏性的效果可能會有有很大差距。盡管可能產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，其仍廣泛應用于低致敏性水產(chǎn)品的研發(fā)中。在使用熱加工技術處理水產(chǎn)品時，應注意熱加工的時間、溫度以及輔助加工方式對過敏原致敏性產(chǎn)生的不同程度的影響。

1.2 非熱加工技術

非熱加工技術是新型的食品加工技術，主要包括超高壓、低溫等離子體、超聲波和輻照等技術。這些技術通過暴露或掩蓋食物中過敏原的抗原表位，改變過敏原α-螺旋和β-折疊等二級結(jié)構(gòu)，破壞維持三、四級結(jié)構(gòu)的非共價鍵如氫鍵、疏水相互作用等方式來改變致敏蛋白的空間結(jié)構(gòu)，從而消減其致敏性[23]。非熱加工技術對食品的固有營養(yǎng)成分影響較小，同時又能很好地維持食品的質(zhì)構(gòu)、色澤、新鮮度等，逐漸成為食品加工行業(yè)新的推動力[24-26]。

1.2.1 超高壓技術

超高壓又稱超高靜壓處理技術，是一種新型食品脫敏加工技術，通過破壞蛋白質(zhì)的非共價鍵（離子鍵、氫鍵和疏水鍵）和改變蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)來改變過敏原的致敏性[27,28]。超高壓加工技術對致敏性的作用機制如圖2所示，一方面，由于超高壓處理后過敏原被溶解、抗原表位被掩蓋或破壞，導致蛋白致敏性降低；另一方面，超高壓處理可以產(chǎn)生新的抗原表位，從而增強過敏原致敏性[11]。

韓建勛等[29]研究發(fā)現(xiàn)，在100 ℃下，蝦TM蛋白的致敏性隨壓力的增加而降低，這可能是由于TM結(jié)構(gòu)隨壓力的增加而不斷變化所致。董曉穎等[30]研究發(fā)現(xiàn)，蝦過敏蛋白經(jīng)不同壓力處理后，分子量大小雖然沒有產(chǎn)生變化，但在100～400 MPa區(qū)間，隨著壓力的增大，蝦過敏蛋白的致敏性降低，在400 MPa時降至最低，但在500 MPa時致敏性又開始增加，這可能是由于在100～400 MPa區(qū)間，壓力的增加導致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，破壞或掩蓋了過敏原表位，從而使其致敏性降低；而在500 MPa時，之前被掩蓋的抗原表位會重新暴露，致敏性又會增加。而用200、400和600 MPa的高靜壓處理魷魚中的過敏原TM發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)折疊和二級結(jié)構(gòu)改變使得致敏性降低，當壓力為400和600 MPa時的致敏消減效果最好[31]。

除此之外，超高壓會導致過敏原蛋白溶出[32]。牡蠣經(jīng)過超高壓處理后，蛋白和灰分會隨汁液向外流出，且牡蠣流失液中游離氨基酸含量隨著壓力的增大而增大，表明超高壓處理可以使某些蛋白水解酶活性增強；同時差式掃描量熱（DSC）圖譜結(jié)果顯示，未經(jīng)處理的牡蠣蛋白有兩個吸收峰，且200和400 MPa處理后的吸收峰沒有變化，而600 MPa處理后的吸收峰趨于平緩，說明超高壓處理使牡蠣的蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，過敏原表位遭到破壞，致敏性從而被消減[33,34]。

1.2.2 低溫等離子體技術

低溫等離子體（Cold plasma，CP）技術是一種新型食品加工技術。等離子體作為物質(zhì)的第四態(tài)，是由離子、紫外光、電子、自由基和激發(fā)原子等活性物質(zhì)組成的電離氣體，這些活性物質(zhì)可以與蛋白質(zhì)相互作用并改變其構(gòu)象[35]。研究表明，長時間的CP處理導致過敏原蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊含量的改變[36,37]，同時CP可以通過改變過敏原的抗原表位來影響其致敏性，具有降低水產(chǎn)品過敏原致敏性的潛力。Flora-Glad等[38]用CP處理凡納濱對蝦的TM發(fā)現(xiàn)，處理15 min以后，TM結(jié)構(gòu)中的α-螺旋數(shù)量減少，β-折疊增加，表面疏水性和二硫鍵含量發(fā)生顯著變化，這些二、三級結(jié)構(gòu)的變化會共同影響TM的致敏性，經(jīng)ELISA檢測證實其IgE結(jié)合能力最大下降了17.6%。低溫等離子體技術對環(huán)境友好，操作簡易，消減致敏性的效果明顯，但是用于低致敏水產(chǎn)品的開發(fā)還需要從加工設備、工藝條件以及安全性等方面進一步研究。

1.2.3 超聲波技術

超聲波（Ultrasonic wave）是一種頻率高于20000 Hz的聲波，其方向性好，反射能力強，易于獲得較集中的聲能。超聲能夠產(chǎn)生空穴效應、微流束效應以及自由基，并且在超聲過程中，超聲波在媒質(zhì)中形成的介質(zhì)粒子機械振動可產(chǎn)生與媒質(zhì)間的機械作用、空化作用及熱作用，從而使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[39,40]。由于超聲波技術一般在室溫下進行，對環(huán)境較友好，作用效率高，可最大程度地避免水產(chǎn)品品質(zhì)的下降，因此，其在消減過敏原致敏性方面的研究得到了廣泛關注[41,42]。馬濤等[43]研究了超聲波處理對三文魚過敏蛋白致敏性的影響，發(fā)現(xiàn)三文魚致敏蛋白Sal s 1經(jīng)超聲波處理60 min后，過敏原致敏性下降了20.58%。Dong等[44]在室溫下對蝦樣品進行超聲波處理發(fā)現(xiàn)，20 min時，TM致敏性的降低效果最好，消減了約76%，而處理時間進一步增加時，觀察到多肽的產(chǎn)生和樣品碎片量的增加，蝦的原有口感可能發(fā)生了變化，因此，在消減水產(chǎn)品致敏性的同時還應考慮水產(chǎn)品本身的性質(zhì)及品質(zhì)，保證其風味、口感、營養(yǎng)成分的最大保留。

1.2.4 輻照技術

輻照技術是利用γ射線、電子束射線和X射線對過敏原進行的電離輻射，使過敏原蛋白發(fā)生交聯(lián)和分子構(gòu)象的變化，從而消減過敏原致敏性的技術[45-47]。Liu等[48]對冷凍蝦的TM進行3 kGy的電子束輻照后發(fā)現(xiàn)，TM的IgE結(jié)合活性增加了約10%，隨后把劑量提高至10 kGy后，IgE結(jié)合活性下降了20%，說明隨著處理條件的改變，TM致敏性發(fā)生了不同的變化。而Guan等[49]對鮮蝦的TM進行劑量為1、3、5、7和9 kGy的電子束輻照后發(fā)現(xiàn)，TM的IgE結(jié)合能力均顯著降低，劑量為7 kGy時的效果最顯著，結(jié)合能力降低了59%，同時TM的分子量沒有顯著變化，這可能是由于輻照導致了TM的結(jié)構(gòu)變化，如α-螺旋和β-折疊的減少和β-轉(zhuǎn)角的增加，從而改變了致敏性。Li等[50]發(fā)現(xiàn)，3～10 kGy的劑量使得TM的結(jié)合活性持續(xù)增加，而10 kGy以上的劑量則會使致敏性持續(xù)降低。而對于蟹類，劉光明等[51]也發(fā)現(xiàn)10 kGy以上的劑量處理會使中華絨螯蟹和梭子蟹的TM致敏性大幅降低。同時發(fā)現(xiàn)，10 kGy以上的劑量處理對整蟹纖維肌源蛋白（含TM）的致敏性無顯著影響，可能是蟹肉組織中的其他物質(zhì)可以保護TM結(jié)構(gòu)不受破壞。由于較大劑量的輻照對食品理化性質(zhì)的具體作用尚不明確，為了保留水產(chǎn)品原有的營養(yǎng)和風味物質(zhì)，我國農(nóng)業(yè)相關標準中有規(guī)定，應該用4～7 kGy劑量的輻照對冷凍水產(chǎn)品進行處理，因此，輻照射線應該在相關標準的劑量規(guī)定下使用，而具體的處理條件控制依據(jù)、對致敏原蛋白的影響機理還需要進一步探究。

1.3 熱加工與非熱加工技術協(xié)同

由于單一的熱加工技術（蒸、煮）對水產(chǎn)品致敏性的消減效果具有一定的局限性，比如單一蒸、煮處理對海螺蛋白過敏原的致敏性影響較小[19]，對擬穴青蟹蟹肉過敏蛋白致敏性消減無顯著影響[17]等。因此，研究人員開始探索復合加工技術，以提高過敏原的消減率。Ganesan等[52]采用蒸煮、超聲波-蒸煮、反壓-蒸煮和高溫高壓-蒸煮方式處理蟹肉發(fā)現(xiàn)，蒸煮處理沒有顯著消減蟹肉TM粗蛋白消化產(chǎn)物的致敏性，而結(jié)合超聲波、高溫高壓和反壓處理后，蟹肉TM的致敏性顯著消減，其中高溫高壓-蒸煮與反壓-蒸煮的消減效果更好。四種加工方式中高溫高壓-蒸煮與反壓-蒸煮消減過敏原致敏性作用效果最好，超聲波-蒸煮次之，蒸煮效果一般。這些研究也進一步說明不同加工技術聯(lián)用可以彌補單一熱加工在消減過敏原致敏性方面的不足。

2 總結(jié)展望

基于水產(chǎn)品的過敏特性，本文綜述了熱加工與非熱加工技術對水產(chǎn)品過敏原致敏性的影響，指出了熱加工（蒸、煮）主要通過使蛋白質(zhì)變性來消減過敏原的致敏性；非熱加工技術主要通過掩蓋或破壞過敏原抗原表位來達到消減致敏性的目的，其良好的技術特性使得其消減過敏原致敏性時能保持食品的風味以及固有特性，在水產(chǎn)品的脫敏加工中具有一定的潛力。然而，目前針對部分新型非熱加工技術的研究和實踐不夠充分。對于某些水產(chǎn)品而言，單一使用某種加工技術的效果不夠理想，因此，研發(fā)低致敏性水產(chǎn)品應該把重點放在尋找并驗證降低致敏性效果好、對原料營養(yǎng)成分以及風味損傷最小的加工條件，而如何將不同技術有效聯(lián)合以實現(xiàn)最好的過敏原消減效果、建立更多樣的過敏原致敏性消減技術是今后的研究方向。