《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Extraction-dependent changes in immunoglobulin E binding profiles of processed lesser mealworm (Alphitobius diaperinus) proteins
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背景：小粉虫（Alphitobius diaperinus）是一种被认为可供人类安全食用的可食用昆虫；然而，其蛋白质与甲壳类动物和屋尘螨（house dust mite, HDM）过敏原存在已记录的交叉反应性，引发了对过敏人群的潜在担忧。在本研究中，研究人员采
背景：小粉虫（Alphitobius diaperinus）是一种被认为可供人类安全食用的可食用昆虫；然而，其蛋白质与甲壳类动物和屋尘螨（house dust mite, HDM）过敏原存在已记录的交叉反应性，引发了对过敏人群的潜在担忧。在本研究中，研究人员采用三种蛋白质提取方案提取不同的小粉虫原料，以评估方法学选择和食品加工处理如何影响免疫球蛋白E（immunoglobulin E, IgE）结合谱。
结果：所有方案均获得了满意的蛋白质回收率，其中方案1和方案2能够提取出不同的蛋白质组分（TRIS、UREA和SDS/DTT可溶组分），方案3则提供了更快、更简单的操作流程。研究人员对涵盖工业及家庭方法的一系列食品加工处理应用于小粉虫原料，并使用甲壳类动物和HDM过敏个体的血清评估所得提取物的免疫球蛋白G（immunoglobulin G, IgG）和IgE结合能力。加工处理诱导了IgE结合模式的显著变化，在所用的体外条件下，包括煮沸、烘烤、微波、高压灭菌、罐装、油炸和炙烤在内的多种处理方式，均显示出可检测到的IgE反应性条带数量和/或强度增加。根据表观分子量和文献推断的推定IgE反应性蛋白候选物，包括与原肌球蛋白、精氨酸激酶/丝氨酸蛋白酶抑制剂、六聚体蛋白/糖原磷酸化酶样蛋白/细丝蛋白C以及载脂蛋白相一致蛋白。
结论：体外IgE结合并不直接等同于临床反应性，但这些发现表明，食品加工可以显著调节小粉虫蛋白的IgE结合谱，并强调了交叉反应性IgE反应在甲壳类动物和HDM过敏人群中的相关性。? 2026作者。Journal of the Science of Food and Agriculture由John Wiley & Sons Ltd代表Society of Chemical Industry出版。
**一、研究背景、现有问题与研究目的**
近年来，昆虫作为动物蛋白的可持续替代品或补充来源，在西方的关注度持续增长。欧盟已批准包括粉虫（Tenebrio molitor）、家蟋蟀（Acheta domesticus）、飞蝗（Locusta migratoria）和小粉虫（Alphitobius diaperinus）在内的四种昆虫用于人类消费。小粉虫（又称buffalo worm）是欧盟监管的食用昆虫物种，其幼虫期蛋白含量高达58.8%-62.3%，同时提供脂质和纤维，已被用于谷物棒、巧克力、意面、零食和格兰诺拉麦片等多种食品中。
然而，昆虫属于节肢动物门，与屋尘螨（HDM）（蛛形纲）以及甲壳类和软体动物具有显著的遗传和生理相似性。已有充分证据表明，甲壳类、软体动物和HDM过敏个体食用昆虫可能因免疫球蛋白E（IgE）与保守节肢动物蛋白的交叉反应而面临健康风险，并可能促成新发致敏。食品在消费前大多经过某种形式的加工，加工可改变蛋白质结构，影响IgE表位的可及性和IgE反应性蛋白在体外的可检测性。以往研究已证明食用昆虫与其他节肢动物之间存在IgE交叉反应，但对广泛加工处理和不同分析工作流程的系统性比较仍然有限，尤其是针对小粉虫。
因此，本研究旨在评估不同食品加工处理在明确体外条件下对小粉虫蛋白IgE结合谱的影响，并评估蛋白质提取方案和血清来源等分析选择对不同小粉虫原料中IgE反应性蛋白检测的影响。
**二、研究开展的内容与主要结论**
研究人员使用来自不同供应商（Protifarm和Corial Foods）的商业化小粉虫原料（冷冻、冻干、烘干及商业粉），对冷冻和烘干小粉虫施加了煮沸、烘烤、微波、蒸制、超声、高压灭菌（含/不含油）、油炸、炙烤等涵盖工业和家庭的多种加工处理。结合样品特性，采用三种提取方案评估蛋白回收：长程顺序提取方案（方案1）、短程顺序提取方案（方案2）和一步提取方案（方案3）。随后利用甲壳类和HDM过敏个体血清及非过敏对照血清，对各提取物依次进行SDS-PAGE和免疫印迹分析，系统地评估IgG和IgE结合谱。
结果显示，三种方案均有满意的蛋白回收率，但加工处理是影响蛋白可提取性的主导因素，含水和含油处理因蛋白向水/油相的转移降低了固体基质的可提取蛋白量，而干热和蒸汽处理有利于蛋白溶解。与生原料相比，煮沸、烘烤、微波、高压灭菌、罐装、油炸和炙烤等处理在体外条件下均导致IgE反应性条带数量和/或强度的增加。涉及水的加工（煮沸、超声）还使IgE结合蛋白转移至水相。商业粉虽保持一定蛋白回收率，却无可检测IgE反应性条带，推断因工业化加工导致广泛蛋白水解。推断的推定IgE反应性蛋白包括原肌球蛋白、精氨酸激酶/丝氨酸蛋白酶抑制剂、六聚体蛋白/糖原磷酸化酶样蛋白/细丝蛋白C和载脂蛋白等，其分子量（MW）与以往对小粉虫的蛋白质组学鉴定一致且高度吻合。甲壳类和HDM过敏个体血清呈现大体相似的IgE结合模式，支持保守节肢动物蛋白作为交叉反应IgE靶标的相关性。
**三、主要关键技术与方法**
研究人员使用了三种蛋白质提取方案，其中方案1为长程顺序提取，依次获得TRIS、尿素（UREA）和十二烷基硫酸钠/二硫苏糖醇（SDS/DTT）可溶组分；方案2为前者的缩短版，省去三氯乙酸（TCA）沉淀步骤；方案3为一步提取。蛋白定量分别采用去污剂兼容（DC）蛋白法和二喹啉甲酸（BCA）蛋白法。分别进行还原与非还原条件下的SDS-PAGE，随后以兔抗虾原肌球蛋白抗体、抗虾小鼠血清以及甲壳类和HDM过敏患者血清（个体血清或14例混合血清）进行免疫印迹，采用化学发光检测。样本为来自Protifarm和Corial Foods的市售小粉虫原料及商业粉。
**四、研究结果**
**4.1 近似分析**
采用凯氏定氮法以5.33为昆虫氮-蛋白换算系数测得冻干、冷冻和烘干小粉虫的总蛋白含量（干基）分别为50.78%、50.94%和55.52%，含水量分别为4.19%、71.43%和4.28%。两种Protifarm材料干基蛋白含量接近，推测来自相同生产条件；第三种烘干材料来自Corial Foods，蛋白含量略高。
**4.2 提取方案对蛋白定量的影响**
方案2的蛋白回收率约为方案1的1.4-3倍，方案2与方案3性能相当。煮沸样品可提取蛋白最低（13.0%-30.4%），且煮沸水中检出17.0 mg蛋白，表明煮沸损失主要由蛋白向水相的重新分配造成；微波、烘烤、蒸制和炙烤样品的蛋白回收率较高（40.6%-52.4%和45.6%-47.2%）；加高压灭菌（21.9%）、油炸（15.4%）以及含油高压灭菌（11.9%）导致显著的蛋白可提取性损失。加工条件而非提取方案是蛋白可提取性变异的主要因素。
**4.3 食品加工对SDS-PAGE蛋白谱的影响**
SDS-PAGE分析显示，经不同加工处理后蛋白条带模式发生变化。所有处理样品中均可见约75-85 kDa的条带，热加工后强度增加。还原和非还原条件总体图谱相似。商业粉的可检测条带数较少（14条），提示工业化加工导致较高程度的蛋白片段化。不同提取缓冲液产生的条带差异主要反映蛋白溶解性的差异。
**4.4 食品加工对蛋白IgG和IgE结合能力的影响**
所有提取物均显示与抗虾原肌球蛋白抗体呈IgG反应，特征条带约38-39 kDa，确认原肌球蛋白的存在和可提取性；煮沸轻微降低了IgG结合强度，烘烤和微波则提高强度。经甲壳类和HDM过敏个体血清检测，多种加工样品显示IgE反应性条带数量和/或强度增加；煮沸和超声处理的水相部分在约37 kDa处出现IgE反应性条带，提示原肌球蛋白向水相转移。根据表观分子量和文献数据推断的IgE反应性蛋白条带与原肌球蛋白、精氨酸激酶/丝氨酸蛋白酶抑制剂、六聚体蛋白/糖原磷酸化酶样蛋白/细丝蛋白C和载脂蛋白等甲壳类/HDM交叉反应性过敏原一致。
**五、讨论与结论**
讨论指出，所观察到的加工后蛋白水平降低反映的是可提取性损失而非蛋白质量总量的完全丧失，这归因于热诱导的变性与聚集使蛋白不溶于所用缓冲液，或使其重新分布到水相中。体外IgE结合并不直接等同于临床反应性，但加工可显著调节小粉虫蛋白的IgE结合谱，并强调了交叉反应性IgE反应在甲壳类和HDM过敏人群中的相关性。煮沸加工水中的IgE结合蛋白提示烹饪蒸汽或职业性接触或为易感个体的一种暴露途径。原肌球蛋白、精氨酸激酶等保守蛋白在甲壳类和HDM过敏血清中呈现一致的IgE结合模式，凸显其作为食物安全与风险评估重要监测靶标的地位。
研究结论：三种提取方案均可获得适用于免疫化学分析的蛋白，方案2和方案3在回收率和时间效率上明显优于方案1。多种加工处理可调节IgE结合模式，涉及水的处理可使IgE结合蛋白向水相再分布。推断的IgE结合蛋白与甲壳类和HDM过敏人群的交叉反应IgE识别一致。该工作为评估食用昆虫蛋白加工依赖性IgE结合谱提供了实用分析工具，对新型蛋白源的食物安全评估和风险评价具有重要意义。
