酶解技术对食物过敏原的影响研究综述
酶解技术对食物过敏原的影响研究综述
重庆工商大学食品科学与工程学院杨景副教授等综述了酶解技术(包括酶水解和酶交联)对食物过敏原的影响,重点讨论了酶解技术对过敏原分子特性、抗原表位、免疫球蛋白E(immune globulin E,IgE)/IgG结合能力以及体外消化过程中的消化稳定性的影响,并重点强调了酶解产物在细胞和动物过敏模型中的潜在免疫调节作用。
Introduction
食物过敏原是全球公共卫生中的重要问题。在发达国家,食物过敏对5%~10%的人口构成了重大健康风险。大约90%的食物过敏可归因于8 种特定食物,其中包括4 种动物来源的食物(牛乳、鸡蛋、鱼类和甲壳类海产品)和4 种植物来源的食物(坚果、花生、小麦和大豆),而蛋白质是主要的过敏原。食物蛋白质的过敏性是指其引发致敏反应和过敏性休克的潜力,这凸显了减轻这种风险的重要性。酶解是一种温和的过程,可能破坏蛋白质的原有功能特性,并被认为是一种有效的减少蛋白质过敏性的策略。常用的酶包括水解酶(胰蛋白酶和木瓜蛋白酶),而其它酶,如酪氨酸酶、多酚氧化酶、漆酶和乙酰转移酶转谷氨酰胺酶,主要用于蛋白质的交联。基本机制大致分为两类:(1)蛋白酶将过敏原分解为肽、氨基酸或其他小分子,从而改变其空间结构;(2)酶导致分子间或分子内交联,从而改变蛋白质构象。总体而言,酶解是降低蛋白质过敏性的有效方法。酶处理后过敏性降低的原因可能是过敏性表位被切割,其减少的程度取决于表位破坏的程度。
图1 食物过敏的主要免疫反应机制
一旦识别到食物过敏原中的表位,机体免疫系统可能会引发临床症状。大多数食物过敏属于IgE介导的过敏反应,通常在几分钟至几小时内发生,并表现为腹泻和哮喘等症状。在极端情况下,这些反应可能危及生命。过敏是由免疫球蛋白识别食物过敏原表位并引发免疫反应引起的。因此,过敏性通常通过IgE与过敏原结合的能力评估,常用的技术包括蛋白质印迹和酶联免疫吸附实验,以及细胞模型(如大鼠嗜碱性白血病细胞、嗜碱性粒细胞激活实验)和动物模型。先前的综述研究了食品加工对过敏性的影响,然而,对于酶解(包括酶水解和交联)如何影响八大主要过敏性食物(牛乳、鸡蛋、鱼类、甲壳类海产品、坚果、花生、小麦和大豆)的消化性和过敏性,目前还没有全面分析总结。鉴于食物过敏的日益普遍以及降低食物致敏性的需求,本综述系统地回顾了酶解研究,为酶处理如何改变过敏性蛋白质结构、改善消化稳定性并减少免疫反应提供关键见解。此外,通过重点关注IgE/IgG结合能力的最新进展以及体外消化、细胞和动物模型的研究结果,本综述将为酶解在减轻食物过敏中的潜在应用提供更深入的理解,并为未来的研究和食品工业实践提供参考。
图2 酶解对过敏性食物的消化性和致敏性影响
Conclusion
食物过敏是全球重大健康问题。酶水解在工业化生产低致敏性、高质量水解蛋白方面展现了巨大的潜力。本文评估了酶水解在降低食物过敏原过敏性方面的有效性,并总结了酶解对植物或动物来源的过敏性食物的消化性和过敏性的影响。目前的研究主要采用高度特异性的消化酶,通过体外分析检测其对食物致敏性的降低作用,然而,影响酶解缓解食物过敏的潜在机制仍需要在动物、细胞模型及人群中进一步探讨。
Abstract
Food allergens are a significant concern for global public health. Enzymolysis, which includes enzymatic hydrolysis and enzymatic cross-linking, is known for its mild conditions, as well as its high efficiency and stability, making it a widely employed method to reduce the allergenicity of food proteins. A small group of eight foods-four of animal origin (milk, eggs, fish, and crustacean shellfish) and four of plant origin (tree nuts, peanuts, wheat, and soybeans) accounts for approximately 90% of all food allergies. However, there has been no comprehensive summary of how enzymolysis impacts the digestibility and allergenicity of these eight key foods, based on both
in vitro
and
in vivo
studies. This paper seeks to provide a systematic review of the influence of enzymolysis on food allergenicity, with a focus on molecular characteristics, epitopes, immunoglobulin (Ig) E/IgG binding capacity, and digestive stability during
in vitro
digestion. The potential immune regulation effects of enzymolysis products in cell and animal allergy models are also highlighted.