加工對雞蛋過敏原的影響

簡 姍，佟 平，高金燕，陳紅兵,*

(1.南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌大學中德聯合研究院，江西 南昌 330047；3.南昌大學食品系，江西 南昌 330047)

加工對雞蛋過敏原的影響

簡 姍1,2，佟 平1,2，高金燕3，陳紅兵1,2,*

(1.南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌大學中德聯合研究院，江西 南昌 330047；3.南昌大學食品系，江西 南昌 330047)

卵類黏蛋白、卵白蛋白、卵轉鐵蛋白和溶菌酶是雞蛋中的主要過敏原，適當的物理、化學和生物加工可以降低它們的致敏性。其中物理法生產的低致敏性蛋制品可供雞蛋輕微過敏人群食用或作為免疫治療藥物；而化學和生物法制備的低過敏雞蛋制品存在安全風險，它能否應用于生產，還有待進一步研究。另外，各種加工方法可以影響過敏原蛋白二硫鍵及高級結構甚至一級結構，從而導致該蛋白的致敏性發生變化。總之，加工對雞蛋過敏原結構和致敏性的影響仍然是值得深入探索的科學問題，對指導生產和研發低致敏性或無致敏性蛋制品具有重要作用。

雞蛋過敏；致敏性；加工

Abstract：Ovomucoid, ovalbumin, ovotransferrin and lysozyme are the major egg allergens, the allergenicity of which can be decreased by proper physical, chemical or biological process. The hypoallergenic egg products originated from physical process can be used as food and immunotherapy medicine for the population slightly allergic to egg, while the feasibility of industrial production of the hypoallergenic egg products originated from chemical or biological process still needs to be further investigated due to their potential safety risk. What’s more, food processing can influence the structure of allergen protein, such as the disulfide bonds and high-level even primary structure, resulting in the change of its allergenicity. In short, the impact of processing on the structure and allergenicity of egg allergens is a scientific issue deserves in-depth exploration. Understanding this is very important for the development of hypoallergenic and non-allergenic egg products.

Key words：egg allergy；allergenicity；process

食物過敏是人們對某些食物產生的一種不良反應，在醫學上屬于變態反應[1]。在過敏反應中，有90%以上是由八類食物所引起的，這些食物分別為雞蛋、花生、牛奶、黃豆、小麥、樹果仁、貝類(包括甲殼類和軟體動物)、魚[2]。據統計全世界有0.5%～2.5%的兒童對雞蛋過敏[3]，其中雞蛋導致的食物過敏發生率位居第二。我國蛋品資源豐富，品種多樣，是生產和消費大國。因此，在日常飲食中，雞蛋過敏人群不可能避免接觸雞蛋或蛋制品，因食用雞蛋或蛋制品導致腹痛、痙攣甚至危及生命的現象時有報道[4]。鑒于雞蛋豐富的營養價值，以及雞蛋過敏對部分人群的危害，我們有必要從食品安全的角度認識食品加工對雞蛋過敏原的影響，以便更好地開發出低致敏性或無致敏性的蛋制品，為雞蛋過敏消費者服務。

1 雞蛋中的主要過敏原

雞蛋過敏是由雞蛋及雞蛋制品中的過敏原蛋白引起的一種變態反應。迄今為止，大量文獻報道表明雞蛋中的4種主要過敏原存在于蛋清中，包括卵類黏蛋白(OVM，Gal d1)、卵白蛋白(OVA，Gal d2)、卵轉鐵蛋白(OVT，Gal d3)和溶菌酶(Lys，Gal d4)等[5]，它們分別占蛋清含量的11%、54%、12%、3.4%。另外，雞蛋中的其他蛋白也可能是某些人群的過敏原，如蛋清中的類黏蛋白、蛋黃中的卵黃高磷蛋白、α-卵黃蛋白(αlivetin，Gal d5)[6]，最近又報道了蛋黃中的另一種過敏原卵黃糖蛋白42(YGP42，Gal d6)，通過SDS-PAGE檢測到它的分子質量約為35kD[7]。下面介紹這4種主要過敏原的理化性質。

卵類黏蛋白由186個氨基酸組成，分子質量為28kD，等電點為4.1。卵類黏蛋白含有3個獨立的同源結構域，有9個分子內二硫鍵和20%～25%的糖基組分，其中第三區域的致敏性最強。卵類黏蛋白的糖基組分使其對胰蛋白酶的降解和熱處理相當穩定。

卵白蛋白是蛋清中一種含量最高的蛋白，由385個氨基酸組成，分子質量為44.5kD，等電點為4.5。它是一種含磷的糖基球蛋白，包含約3%的糖基組分。卵白蛋白分子不耐酶解，經鏈霉蛋白酶水解可得到都含有天冬酰胺糖基的5個片段。

卵轉鐵蛋白的分子質量約為76kD，由686個氨基酸組成，等電點為6.5。它包含12個二硫鍵及2.6%的糖基組分[8]，是一種鐵離子結合糖蛋白，在自由形態下具有抗菌活性。卵轉鐵蛋白含有兩個結構域(N域和C域)。

溶菌酶是由4個二硫鍵鏈接起來的單鏈多肽，分子質量為14.3kD，等電點為10.7。其化學性質非常穩定，在pH值為4～7、100℃處理1min，溶菌酶仍可保持原酶活性，但該酶在堿性環境對熱穩定性較差，其穩定性主要與多級結構中的4個二硫鍵、氫鍵及疏水鍵有關。

2 加工對雞蛋過敏原免疫學性質的影響

不同的加工方式因對雞蛋蛋白的結構影響不同，可能會增加或降低蛋白的致敏性，這與抗原分子的結構性質、致敏性表位以及抗原與食物中其他成分相互作用有關[9]。食品加工中的物理、化學和生物的方法對蛋制品的免疫學性質產生的影響如下所述。

2.1 物理加工對雞蛋免疫學性質的影響

2.1.1 加熱

加熱是一種最常見的加工方式之一，過敏原耐熱性的高低直接影響加熱后雞蛋的致敏性。在雞蛋主要過敏原中，卵類黏蛋白的耐熱性最強，但經加熱處理，卵類黏蛋白和卵白蛋白的抗原性會有所降低；游離的卵轉鐵蛋白對熱非常敏感，當它與2～3個鐵離子結合，形成的螯合物對熱較穩定；另外，蛋黃中α-卵黃蛋白加熱后致敏性顯著降低，但不能完全消除。Anet等[10]將蛋清于90℃加熱10min，它與病人血清特異性IgE的結合能力比未處理的蛋清降低了50%以上。但是，即使經100℃處理3min，蛋清中仍然存在有IgE結合能力的卵白蛋白和卵類黏蛋白，甚至在煮熟的雞蛋中還存在少量有IgE結合能力的卵轉鐵蛋白[11]。

迄今為止，不少研究報道認為食用加熱處理的雞蛋能降低致敏的風險，加熱后的雞蛋可以作為雞蛋過敏患者的免疫治療藥物，指導脫敏治療[12]。如Lemon-Mulé等[13]通過口服激發、皮膚實驗表明，部分對雞蛋輕微過敏的兒童，能對加熱處理過的雞蛋產生免疫耐受，如果長期食用這種經熱加工的雞蛋，機體會一直處于免疫耐受的狀態，甚至有可能達到脫敏，對普通未處理雞蛋也產生臨床耐受。可見熱加工在一定程度上可以減弱雞蛋的致敏性，降低風險。

另外，為了證明熱加工可以使雞蛋蛋白的致敏性降低，Wada等[14]曾通過放射性免疫吸附實驗、皮膚實驗和口服激發實驗評估蛋制品的致敏性，雞蛋經不同的處理包括：對全蛋白凍干處理、全蛋白加熱處理、全蛋白去除卵類黏蛋白后加熱處理，結果發現全蛋白去除卵類黏蛋白后加熱處理，致敏性最低，凍干處理的全蛋白致敏性最高。除此之外，Urisu等[15]還通過雙盲安慰劑控制食物激發實驗發現，與冷凍干燥的雞蛋蛋白相比，雞蛋過敏患者對加熱處理后的雞蛋產生陽性反應的概率降低了55%，而對去除卵類黏蛋白的雞蛋蛋白的陽性率只有6%，再次證實了熱加工可以降低雞蛋蛋白的致敏性。

目前還沒見雞蛋加熱后致敏性增加的報道，其他食物如花生和蝦在高溫下致敏性增強，主要是高溫下發生了糖基化反應的緣故[12]。

2.1.2 輻射

輻射也會引起雞蛋蛋白免疫學性質的變化。輻射會促進蛋白質的氧化，使蛋白質分解，聚集，也可能引發酶促反應。雞蛋蛋白經輻射處理后，其致敏性有降低的趨勢，且降低的程度與輻射的劑量有關，在一定范圍內，輻射的劑量越高，雞蛋蛋白的致敏性降低的越多。但輻射并不能完全消除雞蛋的致敏性。

目前有許多關于輻射處理研究雞蛋蛋白致敏性的報道。如Seo等[16]研究發現，經輻射的卵白蛋白免疫小鼠，比原卵白蛋白的致敏性低。他還發現，經10kGy輻射處理的卵白蛋白，會抑制已被卵白蛋白致敏機體的體液免疫和細胞免疫[17]。當輻射強度達10kGy時，蛋白質中大部分原有的致敏表位被破壞，導致其致敏性降低。Lee等[18]的研究結果也表明，蛋糕中雞蛋蛋白經輻射后致敏性會降低。而Byun等[19]隨后再次證實輻射后的雞蛋蛋白致敏性降低，通過將10μg/mL相同質量濃度的3種蛋白經10kGy輻射處理，利用ELISA法檢測與特異IgE結合的蛋白濃度，發現雞蛋蛋清的質量濃度降低至0.03μg/mL，而牛奶β-乳球蛋白和蝦原肌球蛋白分別降低至0.36μg/mL和3.35μg/mL。從而得出，在相同輻射劑量下，雞蛋蛋清致敏性的下降程度比牛奶β-乳球蛋白和蝦原肌球蛋白的都要大。

另外，一些研究發現，加熱和輻射同時處理雞蛋蛋白可能是降低雞蛋高致敏性的有效方法。如Lee等[18,20]報道加熱和輻射同時處理卵類黏蛋白溶液，與特異性IgE結合的卵類黏蛋白的含量會顯著降低。另一項研究結果更能說明問題，Kim等[21]用不同的方式處理卵白蛋白：a、加熱；b、先輻射后加熱；c、先加熱后輻射，然后通過間接競爭ELISA檢測卵白蛋白與IgE的結合強度，得到卵白蛋白與IgE的結合活性高低為：a＞c＞b。可見，輻射與熱處理均能有效地降低卵白蛋白的致敏性，與單一的加熱相比，雞蛋蛋白先輻射后加熱處理，其致敏性會更低。

2.1.3 壓力

有關加壓處理影響雞蛋致敏性的研究文獻報道較少。但高壓(≤500MPa)處理蛋白往往會發生可逆的變化，如蛋白質之間的分離；蛋白質之間一些配體的結合；蛋白質構象的改變。但當壓力大于500MPa時，蛋白將發生不可逆的變性。蛋白質結構的變化會對它們的免疫學性質產生影響。

Iametti等[22]經實驗證明，與未處理的雞蛋蛋白相比，經高壓處理的雞蛋蛋白與相應特異性抗血清的結合能力降低了60%。另有研究報道證明，雞蛋蛋白經高壓和酶解作用，能得到致敏性很低的肽段。如Ló pez-Expó sito等[23]在400MPa高壓下用胃蛋白酶水解雞蛋蛋白，通過反相高效液相色譜-質譜對水解過程進行分析和肽段的鑒定，同時檢測肽段的致敏性，研究發現雞蛋蛋白很快被蛋白酶水解，水解產生的肽段大部分只含有一個IgE結合位點，其致敏性很低。如果過敏性人群長期食用這種經高壓和酶解處理的蛋白，也可能產生免疫耐受，改善過敏體質，對過敏患者的免疫治療具有重要意義。

2.2 化學加工對雞蛋免疫學性質的影響

一些化學加工，如蛋白質酰基化、糖基化、磷酸化、脫烷基化作用等，也會影響雞蛋蛋白的免疫學性質。可以通過蛋白修飾掩蓋IgE結合表位，或通過蛋白水解作用破壞原有的IgE結合表位，從而降低蛋白的致敏性。另外，蛋白質變性后不易與IgE結合。

迄今為止，有不少研究報道化學加工可改變雞蛋蛋白免疫學性質。如：Mine等[24]通過實驗證明經羧甲基化的卵轉鐵蛋白、卵類黏蛋白和溶菌酶與IgE結合能力分別降低22.6%、18.6%和23.8%，而卵白蛋白的致敏性沒有變化；經尿素處理的卵轉鐵蛋白、溶菌酶與IgE結合能力卻分別增加了63.1%和51%，卵白蛋白的致敏性沒有變化；經加熱處理的卵白蛋白與IgE結合能力降低18.2%。他們認為卵轉鐵蛋白和溶菌酶含有線性的和構象型的表位，而卵白蛋白的致敏表位以線性表位為主。后來，Paschke[25]用6mol/L以上的尿素溶液處理雞蛋蛋白，其致敏性降低了65倍，這與Mine等[24]的結論相反，值得進一步研究。經酶解的蛋白免疫已致敏的BALB/C小鼠，小鼠的IgE水平明顯降低[26]。另外，雞蛋蛋清經加熱和酶水解，其致敏性降低了100倍，基本上達到無致敏性的要求[26-27]。而經糖基化的卵白蛋白免疫BALB/C小鼠，致敏性比原卵白蛋白要低[28]，但糖基化對雞蛋蛋白致敏性的影響仍然是一個有爭議的方法。

然而，經化學加工的雞蛋，常伴隨有剩余殘基化學物質和被修飾氨基酸，可能會對機體帶來食用安全問題。因此，對食用的雞蛋蛋白進行化學加工時須謹慎處理。

2.3 生物加工對雞蛋蛋白免疫學性質的影響

通過生物技術生產重組蛋白，或突變型重組蛋白，可以有目的地降低雞蛋蛋白的致敏性。如Rupa等[29]通過基因重組表達卵類黏蛋白，得到低致敏性的重組卵類黏蛋白，可以使已致敏的BALB/C小鼠脫敏。而且，根據已報道的雞蛋蛋白的IgG和IgE表位，通過檢測相應的特異性血清與不同肽鏈的結合能力，可以定位到過敏原表位的關鍵氨基酸[30]。同時，通過評估關鍵氨基酸的荷電性、疏水性、親水或極性等在結合抗體過程中的作用，對指導研發低致敏性的雞蛋蛋白將提供重要的信息，能更好地理解過敏雞蛋蛋白結構和功能的關系。

由于通過生物加工得到的食品成本高，而且基因食品也存在著安全風險。因此，該方法應用于實際生產可能還要經歷相當長的過程。

3 加工對雞蛋蛋白過敏原結構的影響

不同食品經相同的物理、化學或生物加工過程，其致敏性也可能不同。蛋白經加工處理后結構改變，從而使其免疫學性質發生變化。因此，研究加工對過敏原的影響，關鍵在于研究過敏原結構如何變化。雞蛋蛋白過敏原經加工處理，原有的與相應抗體結合的表位有的消失，有的失活，還有可能生成新的表位；蛋白質二硫鍵可能增加或降低，因二硫鍵能起到穩定蛋白結構的作用，其含量的變化對蛋白結構有重要影響；蛋白質的二、三級結構也可能改變，導致空間結構的變化，從而使蛋白質的線性表位和構象型表位產生或消失等。目前對于食品加工如何影響蛋白的結構，尚沒有一個普遍的規律[31]，對雞蛋蛋白的研究也很少，下面將從二硫鍵及空間結構兩方面闡述加工對雞蛋蛋白結構變化的情況。

雞蛋蛋白經加熱或輻射處理，剛開始，分子內隱藏的巰基逐漸暴露出來，同時蛋白疏水性增加，隨著時間的延長，巰基氧化，蛋白質分子通過二硫鍵連接起來，總的巰基含量降低。魏曉芳等[32]通過實驗證明雞蛋卵白蛋白熱變性1h的時間內，隨著溫度的升高，分子表面巰基含量增多，表面疏水性增加。另有文獻報道，在檢測蛋清蛋白巰基含量時，發現加熱使蛋白總的巰基含量先升高后降低，生成的鏈內二硫鍵使蛋白質結構更穩定[33]。與此同時，Kato等[34]在研究卵類黏蛋白的抗原性和致敏性時，先將小麥面粉與蛋清混合揉捏5～50min，靜置1h，將它溶解在質量分數1%的NaCl溶液中，再加熱15min，檢測發現卵類黏蛋白的抗原性和致敏性都降低，他們推測可能是因為卵類黏蛋白與面團通過二硫鍵聚合起來，掩蓋了部分原有的致敏表位。此外，Plancken等[35]測定了不同溫度、壓力處理的雞蛋蛋白的巰基含量變化情況，進一步分析表明，加熱易使蛋白巰基氧化，但同時加熱后疏水性增加，抑制巰基氧化；而加壓則使蛋白分子巰基氧化，同時因為壓力的作用，蛋白更容易凝集在一起。所以，壓力處理的蛋白更柔軟更富有彈性。

雞蛋蛋白經加工處理，蛋白結構部分變性，部分與其他成分反應(即蛋白修飾)，導致蛋白的三級結構，甚至是二級結構改變，使蛋白結構展開，表面疏水性改變。加工也可能使蛋白聚集或產生蛋白修飾，如蛋清蛋白經輻射和熱加工后，隱藏的抗原表位暴露出來，能與更多的單抗IgG結合，但是由于蛋白結構的改變，最終還是導致蛋清蛋白與IgE的結合能力降低，蛋白的致敏性降低[20-21]，這可能是抗原特異性IgE表位減少的緣故，該推測得到了其他學者的實驗證明。Nowak-Wegrzyn[12]發現雞蛋蛋白經熱加工處理，其致敏性的降低與構象型表位被破壞有關。Mine等[36]用丙氨酸代替卵類黏蛋白的第三區域表位區的37號苯丙氨酸殘基，結果導致α-螺旋被破壞，卵類黏蛋白與IgE的結合能力降低。此外，蛋白經酶水解，只剩部分完整的蛋白和一些肽片段，過敏原性降低，且大部分特異性IgG和IgE結合表位被破壞，最終導致蛋白的致敏性降低。

4 結 論

目前，國內外研究雞蛋過敏原的加工主要集中在卵白蛋白和卵類黏蛋白上，而對溶菌酶及卵轉鐵蛋白的研究則相對較少，而且加工對雞蛋蛋白致敏性的影響機制研究還不夠完善，無法為進一步開發低致敏性或無致敏性的蛋制品提供理論依據，雞蛋過敏的基礎研究不容忽視。另外，鑒于雞蛋過敏的嚴重危害，加之食品工業暫時無法提供豐富的低過敏或無過敏雞蛋制品，我們需要進一步研究熱加工，并加大對其他加工方法的探索，同時也需考慮聯合加工對雞蛋蛋白致敏性的影響。

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Effect of Processing on Egg Allergens:a Review

JIAN Shan1,2，TONG Ping1,2，GAO Jin-yan3，CHEN Hong-bing1,2,*
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China；2. Sino-German Joint Research Institute, Nanchang University, Nanchang 330047, China；3. Department of Food Science, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

TS201.6

A

1002-6630(2010)17-0433-05

2010-06-10

教育部新世紀優秀人才支持計劃項目(NCET-08-07-04)；南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室自由探索項目(SKLF-TS-200820)；江西省自然科學基金項目(2008GZN0040)

簡姍(1987—)，女，碩士研究生，研究方向為食品生物技術。E-mail：jianshan582735@163.com

*通信作者：陳紅兵(1967—)，男，教授，博士，研究方向為食品營養與安全。E-mail：chbgjy@hotmail.com