淺析食源性低聚肽的致敏風(fēng)險(xiǎn)

王俊娟 孫善峰 姚 璐 劉曼曼 車會(huì)蓮

（北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品營(yíng)養(yǎng)與科學(xué)學(xué)院 北京 100083）

食源性低聚肽是以食用蛋白為原料水解的產(chǎn)物。研究發(fā)現(xiàn)以食源性低聚肽為氮源，其氮元素的吸收率明顯高于以完整蛋白質(zhì)、游離氨基酸和分子質(zhì)量較大的多肽為氮源時(shí)的吸收率。食源性低聚肽具有吸收快、吸收率高、生物效價(jià)高等特點(diǎn)。此外，還發(fā)現(xiàn)食源性低聚肽具有多種生理功能，包括抗氧化，抗菌，抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性，降血脂，抗疲勞，抗皮膚老化等[1]。目前小麥低聚肽、玉米低聚肽、大豆低聚肽、膠原低聚肽等功能性低聚肽被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。隨著4.0 蛋白肽的開發(fā)和使用，食源性低聚肽已成功實(shí)現(xiàn)由實(shí)驗(yàn)室研究向工業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了多種食源性低聚肽的產(chǎn)業(yè)化，包括海洋膠原肽、海洋蛋白肽、乳清蛋白低聚肽、大豆低聚肽和玉米低聚肽等。目前在國(guó)內(nèi)小麥低聚肽、玉米低聚肽均被批準(zhǔn)為新資源食品[2]。然而，食源性低聚肽作為新資源食品，可能存在潛在的致敏風(fēng)險(xiǎn)，這將影響其在食品行業(yè)以及其它行業(yè)的應(yīng)用。食源性低聚肽潛在的食品安全問題也將對(duì)4.0 蛋白肽時(shí)代產(chǎn)生影響。本文概述可能導(dǎo)致食源性低聚肽致敏風(fēng)險(xiǎn)的因素，及其致敏性評(píng)價(jià)，并探討降低食源性低聚肽致敏風(fēng)險(xiǎn)的方法，為食源性低聚肽更廣泛的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 食源性低聚肽致敏風(fēng)險(xiǎn)的因素

1.1 抗原表位

目前，已知牛奶、雞蛋、魚、甲殼類動(dòng)物、花生、大豆、堅(jiān)果類和小麥?zhǔn)枪J(rèn)的八大類常見致敏食物，而常見的食源性低聚肽可由大豆、小麥和甲殼類動(dòng)物等致敏食物蛋白質(zhì)酶解生成。對(duì)于來源于致敏食物的低聚肽可能具有致敏風(fēng)險(xiǎn)，有報(bào)道顯示致敏食物蛋白經(jīng)酶解處理后由于序列性抗原決定簇的存在，因此不能完全消除食物蛋白的致敏性[3-4]。從來源來看，經(jīng)致敏食物蛋白酶解得到的低聚肽具有一定的致敏風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于來自非致敏食物的低聚肽而言，一般為了徹底酶解得到分子質(zhì)量小于1 000 u 的要求，在酶解前會(huì)對(duì)食源性蛋白進(jìn)行一些預(yù)處理，如微波、超聲波、熱處理、凍融、超高壓等。這些加工處理一般會(huì)使蛋白質(zhì)變性，其立體結(jié)構(gòu)更易于伸展，而不會(huì)改變蛋白質(zhì)中的氨基酸序列。非致敏食物的蛋白質(zhì)經(jīng)生物學(xué)信息分析顯示，其氨基酸序列同源性比對(duì)結(jié)果應(yīng)該是無致敏性。經(jīng)過酶解生成小分子低聚肽，不會(huì)改變其氨基酸序列，非致敏食物的低聚肽無致敏性風(fēng)險(xiǎn)[5]。進(jìn)一步從食源性低聚肽的氨基酸組成數(shù)目來看，一般抗原表位由線性表位和構(gòu)象表位組成，T 細(xì)胞一般識(shí)別線性表位，一般表位由8～17 個(gè)氨基酸組成。另外，B 細(xì)胞一般識(shí)別線性表位和構(gòu)象表位，一般表位由5～15 個(gè)氨基酸組成[6-8]。而食源性低聚肽的氨基酸數(shù)目是10 個(gè)以內(nèi)，具有形成抗原表位的風(fēng)險(xiǎn)，因此來源于致敏性食物的低聚肽由于存在抗原表位，可能具有一定的致敏風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 交叉過敏反應(yīng)

交叉過敏反應(yīng)性是免疫介導(dǎo)的IgE 抗體識(shí)別、結(jié)合和誘導(dǎo)對(duì)類似致敏原分子（同源物）的免疫應(yīng)答現(xiàn)象。IgE 交叉反應(yīng)常發(fā)生在親緣關(guān)系較近物種的致敏分子之間，也常發(fā)生在功能相似的分子之間[9-10]。如以往報(bào)道過的原肌球蛋白家族，在系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)的甲殼類動(dòng)物中，原肌球蛋白過敏原之間具有高達(dá)98%的高分子氨基酸同源性?；蛘哕涹w動(dòng)物貝類，對(duì)于腹足動(dòng)物，頭足類動(dòng)物和雙殼類組的原肌球蛋白過敏原存在類似的類內(nèi)氨基酸相似性，分別為85%～97%，91%～100%和70%～100%[11]。另外有一些如植物源性的肌動(dòng)蛋白與PR-10，這些蛋白質(zhì)氨基酸的序列相似性雖較低，但還是會(huì)導(dǎo)致交叉過敏反應(yīng)，主要由于兩種蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象比較相似[12]。還有一些蛋白質(zhì)如種子貯藏蛋白和PR-5 蛋白家族，線性表位與另一種蛋白質(zhì)的構(gòu)象性表位相似，也能夠?qū)е陆徊孢^敏反應(yīng)。另外，有研究報(bào)道花生和大豆食物過敏之間的IgE 交叉反應(yīng)性，發(fā)現(xiàn)38 個(gè)花生致敏患者中有21 個(gè)（55%）也對(duì)豌豆敏感，并且29%對(duì)豌豆有陽性。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在分子水平上，氨基酸序列比較，IgE 表位和分子模擬研究已經(jīng)證明花生和大豆過敏原之間的相似性，例如Ara h 1、Ara h 3 和Ara h 8 分別與Gly m 5、Gly m 6 和Gly m 4 有交叉反應(yīng)性。這也解釋了在臨床上花生和大豆之間的IgE 交叉反應(yīng)性[13]。目前，用生物信息學(xué)預(yù)測(cè)致敏原蛋白之間存在交叉過敏反應(yīng)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)是：其序列的同源性大于或等于35%，或者致敏原蛋白中具有8 個(gè)連續(xù)相似的氨基酸序列，則認(rèn)為有可能產(chǎn)生交叉過敏反應(yīng)[14-15]。因此氨基酸序列的同源性、三維結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的相似性在食物過敏中也至關(guān)重要。食源性低聚肽經(jīng)酶解后一般是2～10 個(gè)氨基酸，從氨基酸序列的同源性來看，其具有一定發(fā)生交叉反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。另外在構(gòu)象上的相似也有可能導(dǎo)致交叉反應(yīng)。

2 食源性低聚肽致敏性的評(píng)價(jià)方法

目前，對(duì)于蛋白質(zhì)的致敏性評(píng)價(jià)主要從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和致敏性兩方面進(jìn)行[16-18]。如使用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）、細(xì)胞和小鼠模型評(píng)估酶促交聯(lián)原肌球蛋白的致敏性和口服耐受性，研究了交聯(lián)原肌球蛋白與酪氨酸酶（CTC）或辣根過氧化物酶（CHP）的IgG-/IgE 結(jié)合活性、消化率、致敏性和口服耐受性。ELISA 結(jié)果表明，CTC 或CHP 的結(jié)合降低了原肌球蛋白的IgE 結(jié)合活性、RBL-2H3細(xì)胞的脫粒，增加了樹突細(xì)胞的內(nèi)吞作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明CTC 或CHP 的結(jié)合降低了血清中的IgE和IgG1 水平，T 細(xì)胞細(xì)胞因子的產(chǎn)生和樹突細(xì)胞的百分比組成，CHP 可以誘導(dǎo)小鼠的口服耐受性并降低致敏性[19]。另外，Lamberti[20]采用天然的單向電泳，N-末端氨基酸測(cè)序和免疫印跡法來研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并評(píng)估加工后牛奶的過敏性的可能變化。對(duì)熱加工花生的致敏評(píng)價(jià)，Zhang 等[21]先通過光譜學(xué)對(duì)其結(jié)構(gòu)（二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)）進(jìn)行表征，然后通過ELISA 和生物膜層干涉測(cè)定IgE 結(jié)合能力，細(xì)胞模型測(cè)定細(xì)胞脫顆粒評(píng)估其潛在的變應(yīng)原性。并且這些評(píng)價(jià)方法也應(yīng)用于對(duì)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的致敏性評(píng)價(jià)[22-23]。而對(duì)低聚肽的評(píng)價(jià)應(yīng)用還未見報(bào)道，酶聯(lián)免疫吸附法、免疫印跡、細(xì)胞和動(dòng)物模型以及對(duì)結(jié)構(gòu)分析的方法可以借鑒來評(píng)價(jià)食源性低聚肽的致敏性。

3 降低食源性低聚肽致敏風(fēng)險(xiǎn)的加工方法

目前，食源性低聚肽已經(jīng)作為終端產(chǎn)品或食品的加工原料應(yīng)用于食品行業(yè)，如食源性低聚肽本身作為功能性營(yíng)養(yǎng)素或者被添加到食品中，如餅干、口服液、面條等。常用的加工技術(shù)包括加熱、高壓滅菌、酶解等[24-27]，而其中的應(yīng)用都忽略了低聚肽的潛在致敏性。大量研究表明物理方法，包括加熱、高壓滅菌和酶解法可以降低蛋白質(zhì)的過敏性[28-31]。如與樺樹致敏原Bet v 1 同源的大多數(shù)植物食物致敏原已經(jīng)被證明對(duì)熱處理的抵抗力低于其它類型的致敏原。Bet v 1 同源物具有在特定熱處理?xiàng)l件下展開和喪失IgE 結(jié)合構(gòu)象表位的潛力。因IgE 構(gòu)象表位包含天然三級(jí)結(jié)構(gòu)的元件，在某些食品加工后可能會(huì)丟失[32]。Kurpiewska 等[33]發(fā)現(xiàn)高壓處理可以顯著改變?chǔ)?乳球蛋白的構(gòu)象、β-乳球蛋白表位的數(shù)量，以及其物理性質(zhì)。日常家庭食品加工方式如煮沸、烘烤、油炸或烘烤都可以在一定程度上改變食物蛋白的過敏性[34]。水解乳蛋白的嬰幼兒配方奶粉具有低過敏性，發(fā)現(xiàn)利用酶解法可以降低乳蛋白的免疫原性和抗原性[35]。另外，越來越多的研究表明其它一些加工方法也可以降低蛋白質(zhì)的致敏性，如應(yīng)用化學(xué)和生物法等。如應(yīng)用膳食多酚沒食子酸和綠原酸的共價(jià)偶聯(lián)可以降低β-乳球蛋白的致敏性，主要是改變了β-乳球蛋白的抗原性[36]。Wróblewska 等[37]采用生物法研究了干酪乳桿菌進(jìn)行甜味酪乳發(fā)酵，可顯著降低乳清蛋白的免疫反應(yīng)性和致敏性，發(fā)酵酪乳的模擬三階段消化也進(jìn)一步降低了致敏原的免疫反應(yīng)性。對(duì)于食源性低聚肽而言，采用物理、化學(xué)、酶法及生物學(xué)法都有可能改變其潛在的致敏風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語和展望

近年來，隨著4.0 蛋白肽的開發(fā)和使用，以及食源性低聚肽具有多種生理功能活性，如增強(qiáng)體力、緩解疲勞、抗氧化等。低聚肽在營(yíng)養(yǎng)食品、功能性食品和日化用品上的應(yīng)用也越來越廣泛。對(duì)食源性低聚肽的研究主要集中在其生理活性方面，而其是否會(huì)引發(fā)食物過敏卻未見報(bào)道。綜上所述，食源性低聚肽具有一定的致敏風(fēng)險(xiǎn)，而相比于致敏原蛋白質(zhì)，因其分子質(zhì)量較小，易引起免疫耐受，可能致敏風(fēng)險(xiǎn)很低，然而，如果食物過敏一旦發(fā)生，輕則可能會(huì)導(dǎo)致過敏性休克，重則可以威脅生命。因此，食源性低聚肽作為可能的食物致敏原應(yīng)引起研究學(xué)者的關(guān)注。