酶促水解作为一种降低芝麻（Sesamum indicum）蛋白质致敏性的策略

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Enzymatic hydrolysis as a strategy to reduce the allergenicity in sesame ( Sesamum indicum) proteins

芝麻过敏原性通过酶解降低的研究显示，Alcalase在45℃下处理6小时，浓度达5%时，可显著减少白芝麻和黑芝麻的IgE结合能力（最高降低65.1%），而Neutrase效率较低（最高37.8%）。酶解后蛋白质经SDS-PAGE和免疫印迹验证，Alcalase能有效降解目标蛋白并减少免疫反应，其作用与线性表位破坏相关。

　　芝麻（*Sesamum indicum*）是一种全球广泛种植的油料作物，因其营养价值和多种用途而受到高度重视。然而，芝麻也被列为一种主要的食品过敏原，这使得对芝麻过敏的患者面临严重的健康风险。为了有效解决这一问题，保护过敏患者的健康，研究开发出能够降低芝麻过敏原性同时保持其营养和生物活性特性的食品处理技术显得尤为重要。酶解是一种已被证明是安全且有效的食品加工策略，可以减少食品成分的过敏原性。本研究旨在评估商业酶——碱性蛋白酶（Alcalase）和中性蛋白酶（Neutrase）在降低芝麻蛋白的IgE结合能力方面的潜力。

为了达到这一目标，研究采用了不同的孵育条件对两种酶进行了测试。通过SDS-PAGE评估了酶解产物的蛋白质图谱，同时使用芝麻过敏患者血清进行免疫印迹和ELISA实验，检测其IgE结合能力。研究结果显示，碱性蛋白酶在45℃下孵育6小时时，以最大浓度5%进行处理，显著降低了芝麻蛋白的IgE结合能力，达到了65.1%的降低效果。相比之下，中性蛋白酶在所有测试条件下表现较差，IgE结合能力仅降低至37.8%。这些结果表明，酶解技术在降低芝麻过敏原性方面具有巨大的潜力，是一种可以在食品工业中应用的强大工具。

芝麻作为一种功能性食品，其营养和药用价值使其在全球范围内广受欢迎。它不仅被广泛用于亚洲国家，也在西方国家的食品中占有重要地位，如芝麻酱和鹰嘴豆泥等。随着对健康食品的需求增加，芝麻的流行也带来了对其可能引发严重过敏反应，如过敏性休克的担忧。芝麻于2021年4月23日被列为第九种主要过敏原，FDA的标签规定于2023年1月1日生效。多个国家和地区，包括欧盟、加拿大、澳大利亚和新西兰，也已建立了针对含有芝麻食品的标签规定，以保护消费者并减少无意接触芝麻过敏原的风险。

目前，减少食品过敏原性的策略包括化学、物理和生物方法。其中，酶解蛋白质是一种被广泛研究和应用的技术。通过蛋白酶的水解作用，可以破坏维持线性表位和构象表位结构完整性的肽键，从而降低其被IgE识别的可能性。对于芝麻而言，已有研究表明热处理、盐处理、高压处理、辐射、胃肠道消化以及冷等离子体处理等方法对降低其过敏原性具有一定的效果。然而，这些方法在某些情况下可能无法完全消除过敏原性，或者对食品的感官特性产生负面影响。

为了评估酶解对芝麻过敏原性的具体影响，研究选取了两种常用的食品级蛋白酶：碱性蛋白酶和中性蛋白酶。碱性蛋白酶具有广泛的底物特异性，倾向于切割疏水性和中性氨基酸残基之间的肽键，从而产生大量小肽和具有普遍疏水特性的产物。中性蛋白酶则主要切割苯丙氨酸和亮氨酸之间的肽键，但其对芝麻蛋白的水解效率较低。实验中，两种酶在不同的孵育温度和时间下进行了测试，以确定最佳的处理条件。

实验结果显示，碱性蛋白酶在所有测试条件下都表现出较高的水解效率。特别是当在45℃下孵育6小时，以5%浓度处理时，其对芝麻蛋白的IgE结合能力的降低效果最为显著。中性蛋白酶虽然也表现出一定的水解效果，但其降低IgE结合能力的效率较低，且在某些情况下甚至导致部分肽段的IgE反应性增加。这一现象可能与中性蛋白酶对芝麻蛋白的切割位置有关，某些表位可能在切割过程中暴露，反而增加了其免疫原性。

此外，研究还通过SDS-PAGE和免疫印迹技术对酶解产物的蛋白质图谱和IgE结合能力进行了分析。结果显示，碱性蛋白酶处理后，大部分芝麻蛋白的IgE结合能力显著降低，而中性蛋白酶处理后的蛋白质图谱中仍然存在较强的IgE结合信号。这表明，碱性蛋白酶在降低芝麻过敏原性方面更具优势。

在ELISA实验中，进一步量化了酶解对芝麻蛋白IgE结合能力的影响。结果显示，碱性蛋白酶在不同孵育条件下均能有效降低IgE结合能力，尤其是在45℃下孵育6小时，以5%浓度处理时，其降低效果达到65.1%。相比之下，中性蛋白酶的降低效果较为有限，最高仅为37.8%。这些结果进一步支持了碱性蛋白酶在降低芝麻过敏原性方面的优越性。

为了深入理解碱性蛋白酶为何能更有效地降低芝麻的免疫反应性，研究还进行了计算机模拟分析。通过分析芝麻蛋白的序列，发现碱性蛋白酶能够有效切割多种疏水性氨基酸残基，从而破坏过敏原的结构，降低其免疫原性。而中性蛋白酶的切割位点可能并未涉及关键的免疫反应性区域，因此其效果不显著。

综上所述，本研究的结果表明，碱性蛋白酶在降低芝麻蛋白的IgE结合能力方面表现出显著的优势，而中性蛋白酶的效果较为有限。这为食品工业开发低致敏性的芝麻产品提供了重要的参考。未来的研究可以进一步探索碱性蛋白酶与其他酶或食品加工技术的结合使用，以实现更彻底的过敏原性降低，从而为过敏患者提供更安全的食品选择。