小龍蝦過敏原及其脫敏加工技術的研究進展

吳 濤，吳 彬，何曉希，楊榮玲，邵燦燦，趙祥杰*

（1.淮陰工學院 生命科學與食品工程學院，江蘇淮安 223003；2.淮安市產品質量監督綜合檢驗中心，江蘇淮安 223001）

食物過敏已成為當前社會發展和食品安全的熱點問題之一，對于常見食物的攝入，難以有效去除其過敏性，將給機體健康帶來重大隱患。可引發食物過敏的食物種類眾多，覆蓋大眾日常消費的各類食品。近年來，由攝食甲殼類動物所引發的食物過敏，越來越成為人們重點關注的食品安全問題之一。小龍蝦中含有多種過敏原蛋白，對過敏人群來說，避免進食含有這些過敏原的食物是最好的防范方法，但為了給更廣大人群提供低過敏性或無過敏性食物，有必要對小龍蝦過敏原及其過敏原消減加工技術進行研究。

1 小龍蝦概述

小龍蝦，即克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），在我國得到了廣泛養殖，據統計，2022 年小龍蝦養殖面積超過1.8 萬km2，小龍蝦養殖產量約為300 萬t，小龍蝦消費量也在不斷攀升。部分消費者食用小龍蝦會產生嚴重的過敏反應，常見癥狀包括皮膚癥狀、胃腸道反應和全身癥狀，如皮疹、嘔吐、呼吸困難等，嚴重情況下會出現休克，危及生命。

2 小龍蝦的主要過敏原蛋白

2.1 原肌球蛋白

原肌球蛋白（Tropomyosin，TM）是首先在蝦中發現的主要過敏原蛋白，目前已經在多種魚類、節肢動物、甲殼動物、軟體動物中發現其過敏性，已成為多種無脊椎動物共同的過敏原蛋白，其致敏性受到廣泛關注。TM 是一種酸性糖蛋白，等電點約為4.5，其相對分子量為32 ～40 kDa，主要存在于各類已發現生物的肌肉組織中，是肌原纖維上的一種重要蛋白，負責調節肌肉組織的收縮功能，具有一定的耐消化性和熱穩定性[1]。

2.2 精氨酸激酶

精氨酸激酶（Argininekinase，AK）是在蝦類動物中發現的除原肌球蛋白外的第二重要過敏原。AK 是水產動物能量代謝中的一種重要酶蛋白，其引發的食物過敏現象也受到較多關注。AK 蛋白不耐熱，易形成二聚體和多聚體結構，等電點約為6.5，其相對分子量約為40 kDa，在pH=4.0 ～8.0 條件下具有較高穩定性[2]。

2.3 肌質鈣結合蛋白

肌質鈣結合蛋白（Sarcoplasmic Calciumbinding Protein，SCP）是甲殼類動物中鑒定出的一種過敏原蛋白，屬于Ca2+結合蛋白家族，主要在動物肌肉收縮等生理過程中起作用，也是人們蝦蟹類食物過敏的重要過敏原之一。SCP 熱穩定性較高，耐酸堿性較強，等電點約為5.0，其相對分子質量約為20 kDa[3]。

2.4 磷酸丙糖異構酶

磷酸丙糖異構酶（Triosephosphate Isomerase，TIM）是近10 年來在蝦蟹中發現的新型過敏原蛋白，其是糖酵解過程中的重要酶類，參與機體內高效能源ATP 分子的生產過程，因此在生命體的代謝活動中不可或缺。TIM 是一種不耐熱和酸堿的糖蛋白，通常以二聚體形式穩定存在，相對分子質量約為28 kDa[4]。

除了上述較早確定的蝦類中主要過敏原蛋白之外，近年來隨著研究技術和水平的不斷提高，引發特異性過敏反應的物質不斷涌現，越來越多的過敏原蛋白組分被鑒定，如肌球蛋白輕鏈（Myosin Light Chain，MLC）、血藍蛋白（Hemocyanin）、細絲蛋白C（Filamin C）等，隨著免疫表征技術的不斷進步，對蝦類過敏原成分、結構、生理活性、致敏反應性等的研究也將更加深入。

3 小龍蝦加工脫敏技術進展

3.1 物理法

3.1.1 輻照處理

輻照處理技術是一種可以有效處理食物消除其致敏原性的加工技術，一般采用放射性同位素或電子束產生的高能射線，如用60Co 產生的γ 射線輻照食物，使食物中過敏原蛋白結構發生破壞，進而影響過敏原蛋白的抗原表位，從而起到脫敏的作用。此外，高能射線的持續照射還能引發食物中水分產生大量活性自由基，引發氨基酸分子之間產生復雜的理化反應，導致食物中過敏原分子中氨基酸結構發生破壞，影響蛋白質高級結構構象，蛋白分子之間出現聚合或裂解，使蛋白質穩定性降低，發生聚合、沉降、改性等變化，從而達到食物脫敏的效果[5]。

3.1.2 熱加工技術

熱加工技術是通過熱能使食物蛋白質發生化學和物理變化，改變蛋白質構象，促進蛋白質與食物基質中其他組分的相互作用，從而影響蛋白質的免疫原性和致敏性的一種方法。常見的水煮、蒸煮、油炸等加工方法均可對來自蝦的過敏原蛋白結構產生較大影響，使其過敏性大大降低或消除，從而改變含過敏原食品的食用安全性。

熱加工的方式雖然簡單方便，但是不同的熱加工技術對蝦過敏原活性的影響較大，且對蝦肉的口感有所影響。因此，需要對熱加工技術進行優化，使過敏原活性降低的同時獲得更好的口感。

3.1.3 高靜壓處理

高靜壓處理技術（High Hydrostatic Pressure，HHP）也稱超高壓處理技術，作為一種非熱加工技術，可以殺滅活細胞，將其用于食品殺菌會對食品蛋白質結構產生影響，會改變食品過敏原物質的過敏性，從而起到消減過敏性的作用。張意鋒[6]等研究了HHP 對魷魚原肌球蛋白和血藍蛋白致敏性的影響，發現經HHP 處理后，原肌球蛋白和血藍蛋白的α-螺旋減少，所含自由巰基數量降低，蛋白表面疏水性增加，過敏蛋白因二、三級結構發生變化致使其致敏性降低。同時，還發現HHP 會使血藍蛋白的多肽片段發生斷裂，對多肽的破壞作用更明顯。

3.1.4 低溫等離子體技術

低溫等離子體技術（Non-Thermal Plasma，NTP）也是一種非熱加工技術，處于等離子體狀態時電子和離子達到電荷平衡，可以改變過敏原的表面狀態和功能特性，從而降低過敏性。SHRIVER 等[7]研究發現，南美白對蝦（Litopenaeus vannamei）在30 kV、60 Hz 的等離子體條件下處理5 min，原肌球蛋白的致敏性降低了76%。

3.1.5 超聲波技術

超聲波技術是一種利用聲波（頻率＞20 kHz）處理食品的非熱加工技術，能夠導致細胞破壞、酶失活、病毒失活等，可以通過改變過敏原結構消減過敏性。高強度的超聲波處理對蝦類蛋白質結構和功能有顯著影響，可降低蝦蛋白中主要過敏原蛋白的含量，改變其微觀性質，包括蛋白質二級結構，從而影響蝦蛋白中過敏原表位結構，達到降低蝦類食品過敏性的目的。

3.2 化學法

3.2.1 酶處理

酶處理包括酶解處理和酶交聯處理。酶解處理是利用酶將過敏原蛋白部分或完全水解成肽或者氨基酸分子，從而使其線性表位和構象表位受到破壞，過敏性發生消減。酶交聯處理是在酶的作用下使過敏原之間或過敏原與其他蛋白分子之間發生交聯，從而將過敏原的抗原表位隱藏，實現過敏性消減的效果。

3.2.2 糖基化

糖基化反應是美拉德反應的前期階段，是碳水化合物與另一分子的羥基或其他官能團發生的反應。糖基化反應能夠遮蓋過敏原表位，從而降低過敏性。該方法主要是利用糖基化反應加快過敏原蛋白結構的修飾反應，使蝦主要過敏原蛋白分子中的抗原表位和關鍵氨基酸殘基發生顯著改變，與特異性抗體發生結合的位點的空間構象徹底改變，抗原抗體無法專一性結合并發生超敏反應，因此可以降低蝦類食品的過敏性。

3.3 發酵法

發酵處理可使蝦類中的過敏原蛋白質分解或變性，從而達到降低致敏性的目的。目前，發酵法降低致敏性主要用于奶制品和豆制品的加工中，對蝦致敏性的應用較少。因此，將發酵技術應用到對甲殼類食品脫敏方面具有廣闊的發展前景。

3.4 聯合消減法

現有研究表明，不同加工消減技術對小龍蝦過敏原結構均有不同程度影響，可使過敏原蛋白的α-螺旋、β-折疊和無規則卷曲發生重大變化，削弱蝦致敏蛋白的致敏性，但單一過敏原消減加工技術處理后的食品依然有可能引起較強的過敏反應。采用不同種過敏原消減加工技術對小龍蝦進行聯合處理，并對工藝參數進行優化，從而達到較好的過敏性消減結果，是當前實際應用中較常采用的方法。

4 結語

隨著小龍蝦消費量的增加，由小龍蝦引起的過敏現象也日益增多。目前，對小龍蝦過敏原的研究也越來越深入，但仍存在許多問題。當前對小龍蝦過敏原的研究主要集中于原肌球蛋白上，應該加強其他過敏原及交叉反應的研究；研究多為已經分離純化過的過敏原蛋白，應該考慮小龍蝦中其他成分對過敏性的影響；多種食品加工技術對小龍蝦過敏性消減有較好的效果，因此科學合理的加工手段成為重要的選擇，但脫敏加工技術對小龍蝦肉質品質和營養成分的影響有待進一步研究。