花生的主要过敏原及其降敏研究进展

随着经济全球化发展，食品的生产、流通和消费方式日趋国际化，花生过敏成为花生食品加工应用中普遍关注的问题。研究花生蛋白致敏的机理、过敏原物质和探索脱敏方法，对保证花生制品的安全性和开发低致敏性花生制品具有重要的现实意义。

目前，在食品工业中为了更安全健康地使用花生进行生产，通常采用热加工、超高压微射流、辐照、单一或复合酶解等方式对花生致敏蛋白进行改性，以求破坏其致敏表位或降低其与免疫球蛋白E(IgE)的结合能力。

花生中的主要过敏原

花生中的过敏原主要是分子量在 10~70 kDa之间的高度糖基化蛋白质，它们分别属于不同的蛋白质家族。现发现Ara h1、Ara h2、Ara h3、Ara h4、Ara h5、Ara h6、Arah7、Ara h8 和一种脂蛋白这9种蛋白成分能够与特异性IgE 结合。其中Ara h1、Ara h2和Ara h3是主要的致敏蛋白，90%的病人血清都能识别他们。我国主要的致敏蛋白是Ara h1和Ara h3 多肽。

①Ara h1过敏原。Ara h1占花生蛋白总量的12%～16%，是一种分子量为63.5 kDa、等电点为4.55的糖蛋白，属于cupin 家族。Ara h1具有热稳定性强、耐酶解、不易消化等特性。研究表明，高温不能破坏 Ara h1 的主要抗原结构，高温变性后的Ara h1 蛋白仍然具有天然的Ara h1 蛋白相类似的 IgE 结合活性。虽然热处理过敏原 Ara hl 的蛋白构象发生了变化，但是其抗原性却没改变。Ara h1 经蛋白酶解后仍能激活树突状抗原呈递细胞，还能导致机体发生过敏反应。

② Ara h2 过敏原。Ara h2是一种分子量约为 17.20 kDa 的糖蛋白，等电点为5.2，占花生蛋白总量的10%左右。研究表明，花生过敏原 Ara h2 可通过过氧化物酶酶解降低花生蛋白的致敏性，但是在酸性条件下Ara h2稳定，能够抵制胃肠道的酶解和人体的消化作用。在55℃或 70℃温度下处理后，Ara h2蛋白抗原性略有升高，但在85、100℃或 115℃温度下处理后，其抗原性却显著降低，且其抗原性且随着温度和时间的增加均不断降低。

③Ara h3 过敏原。Ara h3是一种分子量为 57 kDa的糖蛋白，属于双cupin 类型。Ara h3 还有很多分子量 14~ 45 ku 的同源物。Ara h3 致敏蛋白热稳定性强，不易被蛋白酶彻底水解。一定的离子强度条件下，Ara h3 能耐受70~92℃的温度，其 IgE 结合位点四级结构相对完整。Ara h3 被水解为酸性碱性片段后，可进一步被胰蛋白酶消化产生13~45kDa大小不等的可导致机体发生过敏反应的片段。

花生脱敏方法

1、热加工

常用于加工花生的处理方法可分为热加工与非热加工两类，作为使用率最高的加工方式，热加工可充分促进花生产生香气及良好的口感。生产者通常对花生整体施以热加工，加热温度和时间的不同会显著影响致敏蛋白结构的变化，同时花生中的脂肪和糖类也会在此过程中与蛋白反应，结合在致敏蛋白表面，形成糖蛋白，致使蛋白的致敏表位破坏或者暴露，有时也会形成新的过敏表位，从而增强花生致敏性。

研究表明，温度和时间对致敏原结构的改变有着重要作用，当热处理的温度高于70℃时，致敏原的三级、二级结构都将发生不可逆的改变，同时较大的蛋白质分子内部发生解离，蛋白质分子间也会发生聚集。由于热处理中使用的温度、时间、传热介质不同，致敏原的致敏性呈现上升或降低的程度也各不相同。

水煮已被证实是一种可以降低花生致敏性的加工方式。有研究证实，随着水煮时间延长，致敏原结构的松散程度显著增加，其致敏性呈现下降趋势。这可能是由于水煮过程中大量水分子进攻致敏蛋白，降低了蛋白结构的致密程度，使得一些保守结构，尤其是α-螺旋、β-折叠等含量降低，从而失去了对致敏表位的保护作用。

有研究对花生施以烘烤，结果发现当烘烤温度超过130℃，时间超过20 min，蛋白的表面疏水性指数上升到最高值，α螺旋的含量降低，β折叠和无规则卷曲的含量上升，蛋白结构达到较松散的状态，此时花生的致敏性显著下降。但也有研究表明，烘烤使得致敏蛋白发生美拉德反应，该反应对致敏原的修饰作用可能使其形成新的致敏表位，导致其致敏性上升。

2、非热加工

随着非热加工在食品生产中的应用越来越广泛，许多学者也尝试使用非热加工的方式处理致敏蛋白。酶解法由于其安全、高效、环保的特点，被广泛应用于食品工业生产中。酶交联技术可以使蛋白质之间发生聚合反应，从而遮蔽某些致敏表位，降低致敏性。有学者使用酪氨酸酶处理花生致敏原，结果发现Ara h2的致敏性有所提升，而花生蛋白整体的致敏性并没有显著改变。酶分解技术则是将致敏原大量分解，降低致敏原含量，破坏其表位结构及降低其与IgE的结合特性。

研究表明，使用超声波辅助酶解法可以大幅降低花生主要过敏原Ara h1、Ara h2、Ara h3的含量，从而减少其与IgE结合的机会，降低致敏性。与此类似的还有使用微生物发酵法分解致敏蛋白的相关研究。枯草芽孢杆菌发酵不仅可使Ara h1、Ara h2的含量大幅降低，而且可将此二种致敏原与IgE的结合能力下调为零，纳豆芽孢杆菌可使Ara h1与IgE的结合能力下降48%。

脉冲电场处理、辐照技术及高压蒸汽处理等物理方法也可降低致敏原与抗体的结合特性。对致敏蛋白进行脉冲处理，发现致敏蛋白与IgE抗体结合的能力显著降低；采用电子束辐照处理花生过敏原，发现辐照剂量超过10 kGy时，致敏原与IgE结合的能力明显下降。

有研究显示，脉冲紫外光(PuV)处理后的花生致敏原与IgE结合能力下降了至少6.7%，γ射线辐照可使得花生致敏原与IgG的结合能力降低。有学者使用高压蒸汽处理花生仁，结果表明花生致敏原的IgE结合能力显著降低。

3、糖基化

糖基化作为经常使用的蛋白特性改良方法，也被许多学者应用在花生降敏的开发中。采用湿法糖基化可以使糖类较快以共价键形式与蛋白质结合。据报道，糖蛋白由于体积较大，可以有效降低与其他致敏蛋白交联的几率，从而一定程度上降低致敏性。

此外，糖类易与肽链中的赖氨酸结合，从理论上来说可以遮蔽赖氨酸参与的致敏表位。但由于致敏蛋白的多样性和表位的复杂性，很难将糖基化作为降低致敏性的有效手段。有学者对Ara h2及Ara h6蛋白进行提取纯化，然后施以热加工或葡萄糖糖基化，结果发现Ara h2与Ara h6在热加工过程中二级结构遭到破坏，致敏能力显著下降。

而另有研究研究表明，与热处理后的Ara h1蛋白相比，糖基化后的Ara h1并未显现出较低的致敏原性。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亚基之间相互缠绕的地方，这可能使其受到保护而避免了与糖类分子的结合，故而无法有效降敏。

4、基因工程

基因工程方法是通过消除花生内源基因从而来根除蛋白质的过敏性。国际上公认的几种主要花生过敏原的cDNA 已经被分离、测序和克隆重组，目前学者们正在探索通过基因“沉默”，来抑制主要过敏原的表达，从而降低花生制品的致敏性。目前该技术方法已取得一定进展。

还有一些学者为了探究二级结构变化与致敏性之间的相关关系，采用转基因构建新致敏原的方法进行研究。如采用定点突变的方法依次敲除Ara h2蛋白的二硫键，结果发现，敲除羧基端的第5号二硫键可以有效降低Ara h2在Balb/c小鼠中的致敏性。不少学者使用基因沉默技术处理Ara h2蛋白的DNA序列，使得Ara h2的表达发生突变，致敏表位遭到破坏，故其致敏性显著降低。

理论上来说，脱除致敏性最简单的方法是采用基因突变，重新编辑致敏原的序列，敲除编辑致敏表位的氨基酸，在一级结构上除去线性表位。但线性表位的确定工作繁重复杂，使用不同地区过敏患者的血清池检测出的过敏表位也不尽相同。

而且目前市售花生多采用热加工，由于热加工条件变化较多，花生籽粒内部基质如淀粉、脂肪等参与反应，使花生构象型表位变化多样。基因重组是当今乃至未来过敏反应学的重要研究方向，将为开发低敏性花生开辟一条新的途径。

花生果具有很高的营养价值，内含丰富的脂肪和蛋白质，并含有多种矿物质、维生素等营养物质。花生过敏反应由于具有长期性、严重性以及发病率不断增加等特点，从而限制了花生制品的开发利用。因此，将花生脱敏，开发出低致敏性花生制品具有重大的意义。

参考资料：

[1]田阳,饶欢,薛文通.花生过敏原检测、降敏加工及脱敏治疗研究进展[J].食品工业科技,2017,38(18):306-311.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2017.18.058.

[2]张雅君,张浩,杨选,韩永斌.花生主要致敏物质及其脱敏方法研究进展[J].食品科学,2014,35(17):312-318.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究