小龙虾过敏原及其脱敏加工技术的研究进展

吴 涛，吴 彬，何晓希，杨荣玲，邵灿灿，赵祥杰*

（1.淮阴工学院 生命科学与食品工程学院，江苏淮安 223003；2.淮安市产品质量监督综合检验中心，江苏淮安 223001）

食物过敏已成为当前社会发展和食品安全的热点问题之一，对于常见食物的摄入，难以有效去除其过敏性，将给机体健康带来重大隐患。可引发食物过敏的食物种类众多，覆盖大众日常消费的各类食品。近年来，由摄食甲壳类动物所引发的食物过敏，越来越成为人们重点关注的食品安全问题之一。小龙虾中含有多种过敏原蛋白，对过敏人群来说，避免进食含有这些过敏原的食物是最好的防范方法，但为了给更广大人群提供低过敏性或无过敏性食物，有必要对小龙虾过敏原及其过敏原消减加工技术进行研究。

1 小龙虾概述

小龙虾，即克氏原螯虾（Procambarus clarkii），在我国得到了广泛养殖，据统计，2022 年小龙虾养殖面积超过1.8 万km2，小龙虾养殖产量约为300 万t，小龙虾消费量也在不断攀升。部分消费者食用小龙虾会产生严重的过敏反应，常见症状包括皮肤症状、胃肠道反应和全身症状，如皮疹、呕吐、呼吸困难等，严重情况下会出现休克，危及生命。

2 小龙虾的主要过敏原蛋白

2.1 原肌球蛋白

原肌球蛋白（Tropomyosin，TM）是首先在虾中发现的主要过敏原蛋白，目前已经在多种鱼类、节肢动物、甲壳动物、软体动物中发现其过敏性，已成为多种无脊椎动物共同的过敏原蛋白，其致敏性受到广泛关注。TM 是一种酸性糖蛋白，等电点约为4.5，其相对分子量为32 ～40 kDa，主要存在于各类已发现生物的肌肉组织中，是肌原纤维上的一种重要蛋白，负责调节肌肉组织的收缩功能，具有一定的耐消化性和热稳定性[1]。

2.2 精氨酸激酶

精氨酸激酶（Argininekinase，AK）是在虾类动物中发现的除原肌球蛋白外的第二重要过敏原。AK 是水产动物能量代谢中的一种重要酶蛋白，其引发的食物过敏现象也受到较多关注。AK 蛋白不耐热，易形成二聚体和多聚体结构，等电点约为6.5，其相对分子量约为40 kDa，在pH=4.0 ～8.0 条件下具有较高稳定性[2]。

2.3 肌质钙结合蛋白

肌质钙结合蛋白（Sarcoplasmic Calciumbinding Protein，SCP）是甲壳类动物中鉴定出的一种过敏原蛋白，属于Ca2+结合蛋白家族，主要在动物肌肉收缩等生理过程中起作用，也是人们虾蟹类食物过敏的重要过敏原之一。SCP 热稳定性较高，耐酸碱性较强，等电点约为5.0，其相对分子质量约为20 kDa[3]。

2.4 磷酸丙糖异构酶

磷酸丙糖异构酶（Triosephosphate Isomerase，TIM）是近10 年来在虾蟹中发现的新型过敏原蛋白，其是糖酵解过程中的重要酶类，参与机体内高效能源ATP 分子的生产过程，因此在生命体的代谢活动中不可或缺。TIM 是一种不耐热和酸碱的糖蛋白，通常以二聚体形式稳定存在，相对分子质量约为28 kDa[4]。

除了上述较早确定的虾类中主要过敏原蛋白之外，近年来随着研究技术和水平的不断提高，引发特异性过敏反应的物质不断涌现，越来越多的过敏原蛋白组分被鉴定，如肌球蛋白轻链（Myosin Light Chain，MLC）、血蓝蛋白（Hemocyanin）、细丝蛋白C（Filamin C）等，随着免疫表征技术的不断进步，对虾类过敏原成分、结构、生理活性、致敏反应性等的研究也将更加深入。

3 小龙虾加工脱敏技术进展

3.1 物理法

3.1.1 辐照处理

辐照处理技术是一种可以有效处理食物消除其致敏原性的加工技术，一般采用放射性同位素或电子束产生的高能射线，如用60Co 产生的γ 射线辐照食物，使食物中过敏原蛋白结构发生破坏，进而影响过敏原蛋白的抗原表位，从而起到脱敏的作用。此外，高能射线的持续照射还能引发食物中水分产生大量活性自由基，引发氨基酸分子之间产生复杂的理化反应，导致食物中过敏原分子中氨基酸结构发生破坏，影响蛋白质高级结构构象，蛋白分子之间出现聚合或裂解，使蛋白质稳定性降低，发生聚合、沉降、改性等变化，从而达到食物脱敏的效果[5]。

3.1.2 热加工技术

热加工技术是通过热能使食物蛋白质发生化学和物理变化，改变蛋白质构象，促进蛋白质与食物基质中其他组分的相互作用，从而影响蛋白质的免疫原性和致敏性的一种方法。常见的水煮、蒸煮、油炸等加工方法均可对来自虾的过敏原蛋白结构产生较大影响，使其过敏性大大降低或消除，从而改变含过敏原食品的食用安全性。

热加工的方式虽然简单方便，但是不同的热加工技术对虾过敏原活性的影响较大，且对虾肉的口感有所影响。因此，需要对热加工技术进行优化，使过敏原活性降低的同时获得更好的口感。

3.1.3 高静压处理

高静压处理技术（High Hydrostatic Pressure，HHP）也称超高压处理技术，作为一种非热加工技术，可以杀灭活细胞，将其用于食品杀菌会对食品蛋白质结构产生影响，会改变食品过敏原物质的过敏性，从而起到消减过敏性的作用。张意锋[6]等研究了HHP 对鱿鱼原肌球蛋白和血蓝蛋白致敏性的影响，发现经HHP 处理后，原肌球蛋白和血蓝蛋白的α-螺旋减少，所含自由巯基数量降低，蛋白表面疏水性增加，过敏蛋白因二、三级结构发生变化致使其致敏性降低。同时，还发现HHP 会使血蓝蛋白的多肽片段发生断裂，对多肽的破坏作用更明显。

3.1.4 低温等离子体技术

低温等离子体技术（Non-Thermal Plasma，NTP）也是一种非热加工技术，处于等离子体状态时电子和离子达到电荷平衡，可以改变过敏原的表面状态和功能特性，从而降低过敏性。SHRIVER 等[7]研究发现，南美白对虾（Litopenaeus vannamei）在30 kV、60 Hz 的等离子体条件下处理5 min，原肌球蛋白的致敏性降低了76%。

3.1.5 超声波技术

超声波技术是一种利用声波（频率＞20 kHz）处理食品的非热加工技术，能够导致细胞破坏、酶失活、病毒失活等，可以通过改变过敏原结构消减过敏性。高强度的超声波处理对虾类蛋白质结构和功能有显著影响，可降低虾蛋白中主要过敏原蛋白的含量，改变其微观性质，包括蛋白质二级结构，从而影响虾蛋白中过敏原表位结构，达到降低虾类食品过敏性的目的。

3.2 化学法

3.2.1 酶处理

酶处理包括酶解处理和酶交联处理。酶解处理是利用酶将过敏原蛋白部分或完全水解成肽或者氨基酸分子，从而使其线性表位和构象表位受到破坏，过敏性发生消减。酶交联处理是在酶的作用下使过敏原之间或过敏原与其他蛋白分子之间发生交联，从而将过敏原的抗原表位隐藏，实现过敏性消减的效果。

3.2.2 糖基化

糖基化反应是美拉德反应的前期阶段，是碳水化合物与另一分子的羟基或其他官能团发生的反应。糖基化反应能够遮盖过敏原表位，从而降低过敏性。该方法主要是利用糖基化反应加快过敏原蛋白结构的修饰反应，使虾主要过敏原蛋白分子中的抗原表位和关键氨基酸残基发生显著改变，与特异性抗体发生结合的位点的空间构象彻底改变，抗原抗体无法专一性结合并发生超敏反应，因此可以降低虾类食品的过敏性。

3.3 发酵法

发酵处理可使虾类中的过敏原蛋白质分解或变性，从而达到降低致敏性的目的。目前，发酵法降低致敏性主要用于奶制品和豆制品的加工中，对虾致敏性的应用较少。因此，将发酵技术应用到对甲壳类食品脱敏方面具有广阔的发展前景。

3.4 联合消减法

现有研究表明，不同加工消减技术对小龙虾过敏原结构均有不同程度影响，可使过敏原蛋白的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲发生重大变化，削弱虾致敏蛋白的致敏性，但单一过敏原消减加工技术处理后的食品依然有可能引起较强的过敏反应。采用不同种过敏原消减加工技术对小龙虾进行联合处理，并对工艺参数进行优化，从而达到较好的过敏性消减结果，是当前实际应用中较常采用的方法。

4 结语

随着小龙虾消费量的增加，由小龙虾引起的过敏现象也日益增多。目前，对小龙虾过敏原的研究也越来越深入，但仍存在许多问题。当前对小龙虾过敏原的研究主要集中于原肌球蛋白上，应该加强其他过敏原及交叉反应的研究；研究多为已经分离纯化过的过敏原蛋白，应该考虑小龙虾中其他成分对过敏性的影响；多种食品加工技术对小龙虾过敏性消减有较好的效果，因此科学合理的加工手段成为重要的选择，但脱敏加工技术对小龙虾肉质品质和营养成分的影响有待进一步研究。