《Food and Bioprocess Technology》：Mechanisms and Combined Technologies for Reduction of Allergenic Potential in Peanuts and Tree Nuts
编辑推荐：
摘要：坚果是营养密集型食品，同时也是健康脂肪的来源。据观察，坚果过敏的发生率已大幅上升，可导致严重过敏反应，如皮疹、呼吸急促和危及生命的过敏性休克。因此，识别和消除坚果过敏原是重要且关键的食物安全问题。食品加工技术可能对致敏蛋白产生显著影响，并进而影响致敏性。
摘要：坚果是营养密集型食品，同时也是健康脂肪的来源。据观察，坚果过敏的发生率已大幅上升，可导致严重过敏反应，如皮疹、呼吸急促和危及生命的过敏性休克。因此，识别和消除坚果过敏原是重要且关键的食物安全问题。食品加工技术可能对致敏蛋白产生显著影响，并进而影响致敏性。本文综述了不同食品加工方法对坚果过敏原及其致敏性的影响。文章深入探讨了热、化学、生物和新型技术导致过敏原减少的机制。文章还提及坚果中存在的不同过敏原，以及某些类型的过敏原如何对特定处理更为敏感。为改善降低效果，应考虑组合处理及其对蛋白质的影响。坚果过敏原被归类为不同的超家族和亚家族。例如，加工条件导致致敏蛋白变性、不溶、解折叠和聚集，从而降低坚果的致敏性、免疫球蛋白E（IgE）结合和免疫反应性。致敏潜力和蛋白质降低的效果因加工条件而异。Alcalase酶处理显示对Ara h 3和Ara h 1的降解率达99.8%–100%。发酵48小时和亚硫酸钠在37 ℃下的化学处理可分别降低约90%和65%的IgE活性。此外，平均而言，冷等离子体和高静水压处理（HPP）可分别从脱脂花生粉中降低54.6%的IgE结合，并在600 MPa下处理20分钟可降低72%的Ara h 1过敏原，这分别归因于冷等离子体处理过程中活性氧和氮物种的产生以及极高压力导致的蛋白质变性。本文得出结论：组合新型技术可显著降低过敏原，确保食品安全并维持营养质量。
引言：食物过敏影响全球高达2%的人群，花生和树坚果过敏发病率每十年增加三倍。坚果致敏蛋白可诱发IgE介导的速发型或慢性非IgE介导反应。现行缓解策略包括物理（热与非热）、化学和生物方法。热加工可导致蛋白质变性、聚集及美拉德反应，而非热物理技术因保持感官和营养品质而受到关注。化学处理可能产生有害副产物，生物发酵和酶解可改善消化性。单一处理难以完全消除致敏性，因此组合技术成为研究重点。
坚果过敏原的种类与类型：坚果过敏原根据蛋白质结构分为多个超家族。cupin超家族包含7S豌豆球蛋白（如Ara h 1、Ana o 1、Cor a 11）和11S大豆球蛋白（如Ara h 3、Ana o 2、Cor a 9），其三级结构易受热处理影响。prolamin超家族包括2S白蛋白（如Ara h 2、Ara h 6、Ana o 3）和非特异性脂质转移蛋白nsLTP（如Ara h 9、Jug r 3），因二硫键稳定而抵抗热变性。Bet v1样超家族（如Ara h 8、Cor a 1）结构含β折叠和C端α螺旋。oleosin蛋白位于油体膜上，profilin样过敏原（Ara h 5、Cor a 2）因保守氨基酸导致交叉反应。defensin类仅在花生中鉴定出Ara h 11和Ara h 12。α-hairpinin家族包括Pru du 8及vicilin埋藏肽（VBP），后者具有高度构象稳定性，可能对加工更具抗性。
去除坚果过敏原的技术——热技术：煮沸可通过蛋白溶出和构象改变降低IgE结合，但nsLTP类过敏原因结构紧凑而耐受。高压灭菌结合湿热和压力可诱导蛋白质片段化、α螺旋/β折叠比例改变及表位掩蔽。烘烤效果具有双重性：适度烘焙（150–170 ℃）可降低某些过敏原，但长时间或高温可能通过美拉德反应暴露新表位或增加IgE结合，因此结果取决于温度、时间及蛋白种类。油炸对IgE结合降低作用有限。
化学方法：p-氨基苯甲脒和磁性琼脂糖处理通过非特异性蛋白结合降低过敏原，但导致总蛋白大量损失。油酸处理在70 ℃、5 mM下可使IgE结合降低35%。亚硫酸钠通过破坏二硫键改变蛋白质结构，在37 ℃以上可降低约60–70%的IgE/IgG活性，但存在残留问题及消费者对化学处理的疑虑。
生物方法——酶处理：非特异性蛋白酶（木瓜蛋白酶、 neutrase、 alcalase、菠萝蛋白酶）可降解Ara h 1、Ara h 2和Ara h 6。其中alcalase因切割位点丰富，对Ara h 1和Ara h 2达到100%降解，对Ara h 3达99.8%；但水解产生的小肽片段可能保留IgE表位。发酵：利用微生物代谢产生蛋白酶，使蛋白质解折叠并降解。Bacillus natto和Lactobacillus plantarum发酵48小时可使IgE活性降低77.3%，结合高压灭菌预处理可升至90.2%。发酵时间影响降解程度，且可能改善消化性。
新型方法——冷等离子体：活性氧/氮物种可导致蛋白质展开和表位破坏。对脱脂花生粉处理13分钟可降低55%的Ara h 1 IgE结合，但全脂坚果因脂肪屏蔽而效果较差。高静水压处理（HPP）：600 MPa处理20分钟可使花生Ara h 1免疫反应位点降低74.32%，蛋白溶解度下降，表位被掩蔽。辐射：γ射线通过水的辐射分解产生自由基，改变蛋白质构象；高剂量可降低某些过敏原，但产生不良感官。超声：通过空化效应破坏蛋白质二级结构，与萌发或结合多酚（如EGCG）联用可显著降低Ara h 1和amandin含量。脉冲紫外光和脉冲电场：脉冲紫外光可减少高分子量过敏原，但低分子量过敏原受影响小；脉冲电场虽在理论上可诱导蛋白展开，但未见直接针对坚果的研究。紫外C辐射仅在其他食品基质上显示部分降低IgE结合，缺乏坚果数据。
组合处理：单一处理往往不足以完全消除致敏性。酶解结合高压灭菌或直接压力加热可显著降解7S球蛋白、2S白蛋白、PR10和LTP类过敏原。HPP与热处理联合可使核桃IgE结合降低86.37%。超声辅助糖化可增加β折叠比例、提高消化率，并降低Ara h 1、Ara h 2和Ara h 3的免疫反应性。浸泡与煮沸结合可增强过敏原解折叠和溶出。组合策略通常比单一方法更有效。
不同处理的有效性：对现有文献的定量分析显示，发酵和高静水压处理的平均IgE结合降低幅度最高（75–80%），化学处理约65%，冷等离子体和辐射约58–62%，酶处理因酶种类和条件差异而效果波动。热处理的降低程度强依赖于坚果类型和工艺参数。完全消除过敏原仍未实现，且各研究间方法学和血清学差异导致结果难以直接比较。
过敏原降低的常见分子机制：不同加工技术通过共同途径降低致敏性，包括蛋白质三级/二级/四级结构的破坏导致表位丧失，疏水残基暴露引发的蛋白质聚集，水解和片段化破坏构象和线性表位，以及增加胃肠道消化酶敏感性从而减少完整过敏原到达肠道免疫系统。各机制贡献程度取决于过敏原的结构特性及加工条件。
挑战与未来方向：实现100%致敏性消除仍是挑战，因加工可能改变表位结构或暴露新表位，且个体敏感性差异使“无过敏原”判定困难。发酵结合新型技术（如冷等离子体、超声、紫外）有望进一步增强过敏原降解，但需平衡感官特性和消费者接受度。未来研究应优化组合处理参数，系统评价其对过敏原结构、IgE结合和临床致敏性的影响。
结论：坚果营养丰富但存在过敏风险。酶处理可达99.8%过敏原降解，发酵48小时可降低约90.2% Ig结合，但产物中残余小肽或苦味仍需优化。单一热技术仅作预处理，组合技术是更有效且保持品质的策略。冷等离子体和HPP等新型方法显示潜力，但脂肪基质干扰和成本问题需解决。综合权衡营养、风味、安全性和成本，组合处理是实现低致敏坚果制品的关键方向。
