浅析食源性低聚肽的致敏风险

王俊娟 孙善峰 姚 璐 刘曼曼 车会莲

（北京食品营养与人类健康高精尖创新中心 中国农业大学食品营养与科学学院 北京 100083）

食源性低聚肽是以食用蛋白为原料水解的产物。研究发现以食源性低聚肽为氮源，其氮元素的吸收率明显高于以完整蛋白质、游离氨基酸和分子质量较大的多肽为氮源时的吸收率。食源性低聚肽具有吸收快、吸收率高、生物效价高等特点。此外，还发现食源性低聚肽具有多种生理功能，包括抗氧化，抗菌，抑制血管紧张素转换酶活性，降血脂，抗疲劳，抗皮肤老化等[1]。目前小麦低聚肽、玉米低聚肽、大豆低聚肽、胶原低聚肽等功能性低聚肽被广泛应用于食品行业。随着4.0 蛋白肽的开发和使用，食源性低聚肽已成功实现由实验室研究向工业化生产的转变，实现了多种食源性低聚肽的产业化，包括海洋胶原肽、海洋蛋白肽、乳清蛋白低聚肽、大豆低聚肽和玉米低聚肽等。目前在国内小麦低聚肽、玉米低聚肽均被批准为新资源食品[2]。然而，食源性低聚肽作为新资源食品，可能存在潜在的致敏风险，这将影响其在食品行业以及其它行业的应用。食源性低聚肽潜在的食品安全问题也将对4.0 蛋白肽时代产生影响。本文概述可能导致食源性低聚肽致敏风险的因素，及其致敏性评价，并探讨降低食源性低聚肽致敏风险的方法，为食源性低聚肽更广泛的应用提供理论基础。

1 食源性低聚肽致敏风险的因素

1.1 抗原表位

目前，已知牛奶、鸡蛋、鱼、甲壳类动物、花生、大豆、坚果类和小麦是公认的八大类常见致敏食物，而常见的食源性低聚肽可由大豆、小麦和甲壳类动物等致敏食物蛋白质酶解生成。对于来源于致敏食物的低聚肽可能具有致敏风险，有报道显示致敏食物蛋白经酶解处理后由于序列性抗原决定簇的存在，因此不能完全消除食物蛋白的致敏性[3-4]。从来源来看，经致敏食物蛋白酶解得到的低聚肽具有一定的致敏风险。对于来自非致敏食物的低聚肽而言，一般为了彻底酶解得到分子质量小于1 000 u 的要求，在酶解前会对食源性蛋白进行一些预处理，如微波、超声波、热处理、冻融、超高压等。这些加工处理一般会使蛋白质变性，其立体结构更易于伸展，而不会改变蛋白质中的氨基酸序列。非致敏食物的蛋白质经生物学信息分析显示，其氨基酸序列同源性比对结果应该是无致敏性。经过酶解生成小分子低聚肽，不会改变其氨基酸序列，非致敏食物的低聚肽无致敏性风险[5]。进一步从食源性低聚肽的氨基酸组成数目来看，一般抗原表位由线性表位和构象表位组成，T 细胞一般识别线性表位，一般表位由8～17 个氨基酸组成。另外，B 细胞一般识别线性表位和构象表位，一般表位由5～15 个氨基酸组成[6-8]。而食源性低聚肽的氨基酸数目是10 个以内，具有形成抗原表位的风险，因此来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风险。

1.2 交叉过敏反应

交叉过敏反应性是免疫介导的IgE 抗体识别、结合和诱导对类似致敏原分子（同源物）的免疫应答现象。IgE 交叉反应常发生在亲缘关系较近物种的致敏分子之间，也常发生在功能相似的分子之间[9-10]。如以往报道过的原肌球蛋白家族，在系统发育相关的甲壳类动物中，原肌球蛋白过敏原之间具有高达98%的高分子氨基酸同源性。或者软体动物贝类，对于腹足动物，头足类动物和双壳类组的原肌球蛋白过敏原存在类似的类内氨基酸相似性，分别为85%～97%，91%～100%和70%～100%[11]。另外有一些如植物源性的肌动蛋白与PR-10，这些蛋白质氨基酸的序列相似性虽较低，但还是会导致交叉过敏反应，主要由于两种蛋白质的高级结构和空间构象比较相似[12]。还有一些蛋白质如种子贮藏蛋白和PR-5 蛋白家族，线性表位与另一种蛋白质的构象性表位相似，也能够导致交叉过敏反应。另外，有研究报道花生和大豆食物过敏之间的IgE 交叉反应性，发现38 个花生致敏患者中有21 个（55%）也对豌豆敏感，并且29%对豌豆有阳性。进一步发现在分子水平上，氨基酸序列比较，IgE 表位和分子模拟研究已经证明花生和大豆过敏原之间的相似性，例如Ara h 1、Ara h 3 和Ara h 8 分别与Gly m 5、Gly m 6 和Gly m 4 有交叉反应性。这也解释了在临床上花生和大豆之间的IgE 交叉反应性[13]。目前，用生物信息学预测致敏原蛋白之间存在交叉过敏反应的公认标准是：其序列的同源性大于或等于35%，或者致敏原蛋白中具有8 个连续相似的氨基酸序列，则认为有可能产生交叉过敏反应[14-15]。因此氨基酸序列的同源性、三维结构和构象的相似性在食物过敏中也至关重要。食源性低聚肽经酶解后一般是2～10 个氨基酸，从氨基酸序列的同源性来看，其具有一定发生交叉反应的风险。另外在构象上的相似也有可能导致交叉反应。

2 食源性低聚肽致敏性的评价方法

目前，对于蛋白质的致敏性评价主要从蛋白质的结构和致敏性两方面进行[16-18]。如使用酶联免疫吸附法（ELISA）、细胞和小鼠模型评估酶促交联原肌球蛋白的致敏性和口服耐受性，研究了交联原肌球蛋白与酪氨酸酶（CTC）或辣根过氧化物酶（CHP）的IgG-/IgE 结合活性、消化率、致敏性和口服耐受性。ELISA 结果表明，CTC 或CHP 的结合降低了原肌球蛋白的IgE 结合活性、RBL-2H3细胞的脱粒，增加了树突细胞的内吞作用。动物实验表明CTC 或CHP 的结合降低了血清中的IgE和IgG1 水平，T 细胞细胞因子的产生和树突细胞的百分比组成，CHP 可以诱导小鼠的口服耐受性并降低致敏性[19]。另外，Lamberti[20]采用天然的单向电泳，N-末端氨基酸测序和免疫印迹法来研究蛋白质结构并评估加工后牛奶的过敏性的可能变化。对热加工花生的致敏评价，Zhang 等[21]先通过光谱学对其结构（二级结构和三级结构）进行表征，然后通过ELISA 和生物膜层干涉测定IgE 结合能力，细胞模型测定细胞脱颗粒评估其潜在的变应原性。并且这些评价方法也应用于对蛋白质水解产物的致敏性评价[22-23]。而对低聚肽的评价应用还未见报道，酶联免疫吸附法、免疫印迹、细胞和动物模型以及对结构分析的方法可以借鉴来评价食源性低聚肽的致敏性。

3 降低食源性低聚肽致敏风险的加工方法

目前，食源性低聚肽已经作为终端产品或食品的加工原料应用于食品行业，如食源性低聚肽本身作为功能性营养素或者被添加到食品中，如饼干、口服液、面条等。常用的加工技术包括加热、高压灭菌、酶解等[24-27]，而其中的应用都忽略了低聚肽的潜在致敏性。大量研究表明物理方法，包括加热、高压灭菌和酶解法可以降低蛋白质的过敏性[28-31]。如与桦树致敏原Bet v 1 同源的大多数植物食物致敏原已经被证明对热处理的抵抗力低于其它类型的致敏原。Bet v 1 同源物具有在特定热处理条件下展开和丧失IgE 结合构象表位的潜力。因IgE 构象表位包含天然三级结构的元件，在某些食品加工后可能会丢失[32]。Kurpiewska 等[33]发现高压处理可以显著改变β-乳球蛋白的构象、β-乳球蛋白表位的数量，以及其物理性质。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变食物蛋白的过敏性[34]。水解乳蛋白的婴幼儿配方奶粉具有低过敏性，发现利用酶解法可以降低乳蛋白的免疫原性和抗原性[35]。另外，越来越多的研究表明其它一些加工方法也可以降低蛋白质的致敏性，如应用化学和生物法等。如应用膳食多酚没食子酸和绿原酸的共价偶联可以降低β-乳球蛋白的致敏性，主要是改变了β-乳球蛋白的抗原性[36]。Wróblewska 等[37]采用生物法研究了干酪乳杆菌进行甜味酪乳发酵，可显著降低乳清蛋白的免疫反应性和致敏性，发酵酪乳的模拟三阶段消化也进一步降低了致敏原的免疫反应性。对于食源性低聚肽而言，采用物理、化学、酶法及生物学法都有可能改变其潜在的致敏风险。

4 结语和展望

近年来，随着4.0 蛋白肽的开发和使用，以及食源性低聚肽具有多种生理功能活性，如增强体力、缓解疲劳、抗氧化等。低聚肽在营养食品、功能性食品和日化用品上的应用也越来越广泛。对食源性低聚肽的研究主要集中在其生理活性方面，而其是否会引发食物过敏却未见报道。综上所述，食源性低聚肽具有一定的致敏风险，而相比于致敏原蛋白质，因其分子质量较小，易引起免疫耐受，可能致敏风险很低，然而，如果食物过敏一旦发生，轻则可能会导致过敏性休克，重则可以威胁生命。因此，食源性低聚肽作为可能的食物致敏原应引起研究学者的关注。