王 進， 張麗麗， 王雨欣， 史佳鷺

(東南大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院， 江蘇 南京 210009)

全球有0.1%～4.3%的人口正在經(jīng)受水果過敏的困擾[1]。EuroPrevall研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不論是成人還是兒童，整個歐洲的食物過敏發(fā)生率和致病食物都存在很大的地域差異，但植物性食物在其中占主導(dǎo)地位[2-3]。尤其是在地中海地區(qū)(葡萄牙、西班牙等)，桃子是誘發(fā)過敏的常見水果，這可能與日?；ǚ劢佑|和不同食物消費有關(guān)[4-5]。對于成人，桃子和蘋果是波蘭羅茲、荷蘭烏得勒支和瑞士蘇黎世最常見的致敏水果，桃子也是希臘雅典和西班牙馬德里的3大致敏水果之一[2]。對于大多數(shù)歐洲國家的兒童，桃子和獼猴桃是水果過敏的主要來源[3]。除此以外，英國懷特島的研究結(jié)果顯示，不同年齡段的水果過敏率從0.3%到0.9%不等，水果過敏問題在18歲時最為普遍，常見易引發(fā)過敏的水果包括草莓、獼猴桃、橙子、香蕉和蘋果等[6]。

對于北美洲地區(qū)，一項關(guān)于18～50歲墨西哥成年人的食物過敏調(diào)查問卷表明：最常見的致敏食物是水果和蔬菜(6.12%)。由水果引發(fā)食物過敏的發(fā)生率中：桃子最高(1.3%)，其次是蘋果(0.5%)、獼猴桃(0.5%)、草莓(0.5%)、鱷梨(0.5%)、香蕉(0.3%)[7]。而在墨西哥庫利亞坎的5～13歲兒童中，草莓(0.6%)是引起速發(fā)型食物過敏的第一水果過敏原[8]。在南美洲哥倫比亞，一項兒童的自我調(diào)查問卷報告結(jié)果顯示，水果過敏的發(fā)生率為0.41%[9]。然而，在美國和薩爾瓦多水果過敏并不常見，更常見的是由花生、牛奶、貝類、樹堅果等引起的食物過敏[10-11]。

亞洲地區(qū)關(guān)于食物過敏發(fā)生率的數(shù)據(jù)有限，但水果過敏逐漸可能成為亞洲人的常見過敏原之一[12-17]。在印度南部，成年人食物過敏的患病率為1.2%，主要是牛奶過敏(0.5%)和蘋果過敏(0.5%)[12]。在中東地區(qū)，黎巴嫩3～17歲兒童自我報告的食物過敏率為6%，水果和蔬菜占其中的16.58%[13]。此外，韓國的一項研究顯示，6～16歲兒童水果過敏的患病率為1.41%，是引起食物過敏的主要因素之一[14]。另一項日本全國性研究發(fā)現(xiàn)，嬰幼兒1歲、2歲和 3歲時，速發(fā)型水果過敏的患病率分別為0.4%、0.4%、0.3%[15]。隨著年齡的增長，中國臺灣兒童主要的食物過敏原從牛奶轉(zhuǎn)為海鮮以及一些水果(如芒果和奇異果等)[16]，而桃子是北京協(xié)和醫(yī)院4～9歲兒童的過敏反應(yīng)中最常見的水果觸發(fā)因素[17]。

目前治療食物過敏的手段主要包括飲食干預(yù)、過敏原特異性免疫治療(allergen-specific immunotherapy，AIT)等，但在日常生活中食物過敏成分難以完全避免，AIT則存在副作用大、時效短等問題，并不適合臨床使用[18]。研究發(fā)現(xiàn)食品加工，如熱處理、高壓處理、化學(xué)處理等方法，可在一定程度上消減水果的致敏性。因此，開發(fā)既能夠降低水果致敏性，又可以延長保質(zhì)期和保留水果感官特性的新型食品過敏消減技術(shù)尤為重要。本文詳細概述了常見致敏水果的主要過敏原，并探討了多種水果致敏性消減技術(shù)的優(yōu)缺點，提出了未來解決水果致敏性面臨的機遇與挑戰(zhàn)，以期為低致敏或脫敏水果產(chǎn)品的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 常見水果過敏原及交叉過敏

水果過敏原的蛋白聚類分析研究結(jié)果表明[19]，水果過敏原主要由7大類蛋白家族組成(見表1)，包括類甜蛋白(thaumatin like protein，TLPs，PR- 5)、Bet v 1同源蛋白(PR- 10)、脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白(lipid transfer protein，LTPs，PR- 14)、抑制蛋白(profilin)、幾丁質(zhì)酶(chitinase，PR- 3)、半胱氨酸蛋白酶(cysteine protease)和 β-1, 3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanases，PR- 2)。除抑制蛋白外，其他蛋白因具有序列相似性均被歸類為病程相關(guān)蛋白(PR)。病程相關(guān)蛋白是植物在應(yīng)激條件、病原體攻擊和非生物刺激下誘導(dǎo)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。另外，某些過敏原之間還因含有相同的蛋白表位，而導(dǎo)致交叉過敏反應(yīng)。例如食用相同科屬內(nèi)的水果或不同科屬內(nèi)的果實表現(xiàn)出過敏癥狀。

表1 水果過敏原蛋白家族

水果過敏通常是由多種蛋白質(zhì)與花粉發(fā)生交叉反應(yīng)引起的，特別是來自樺樹、豚草或艾蒿的花粉蛋白。交叉過敏反應(yīng)是指具有相似抗原決定簇的過敏原引發(fā)的共同過敏反應(yīng)，使得過敏患者難以完全規(guī)避過敏物，導(dǎo)致病情反復(fù)[20-21]。因二氧化碳、一氧化氮等溫室氣體的增加，花粉的豐度和敏感性有所提高，導(dǎo)致患花粉食物過敏綜合征的人群數(shù)量呈現(xiàn)上升趨勢[22]。Bet v 1是樺樹花粉的主要抗原，與薔薇科水果包括蘋果(Mal d 1)、桃子(Pru p 1)、櫻桃(Pru av 1)、杏(Pru ar 1)、獼猴桃(Act d 8)、梨(Pyr c 1)等主要過敏原含有同源序列，常引起水果過敏的交叉反應(yīng)，引發(fā)口腔癥狀和全身性反應(yīng)[23]。一項對特定食物引起過敏反應(yīng)的全球系統(tǒng)評價發(fā)現(xiàn)，北歐人的水果過敏通常與樺樹花粉致敏有關(guān)，而在沒有樺樹花粉病的地中海國家，原發(fā)性桃子過敏主要是由于桃子過敏蛋白Pru p 3引起，蘋果過敏則歸因于過敏原 Mal d 3[1]。這兩種水果過敏原同屬于脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白，容易引起交叉過敏反應(yīng)，造成全身型過敏癥狀。在中國，桃子也是一種常見的過敏原，通常容易與艾蒿花粉過敏原Art v 3(LTP)產(chǎn)生交叉過敏反應(yīng)[20]；與歐洲的脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白(LTP)過敏相比，中國 LTP 相關(guān)的過敏反應(yīng)通常是由于對艾蒿的原發(fā)性過敏導(dǎo)致。

相同科屬內(nèi)的水果和不同科屬內(nèi)的果實也會發(fā)生交叉過敏反應(yīng)。獼猴桃(Act d 8)與不同水果、蔬菜中的部分蛋白質(zhì)都同屬于PR- 10 家族，如櫻桃(Pru av 1)、杏子(Pru ar 1)、番茄(Sol al 4)、梨(Pyr c 1)、草莓(Fra a 1)、桃子(Pru p 1)、蘋果(Mal d 1)等，這些過敏原因含有相似的結(jié)構(gòu)序列或決定簇，可能會導(dǎo)致明顯的交叉過敏反應(yīng)[24]。此外，橡膠和水果(瓜、桃、獼猴桃、鱷梨和菠蘿)也存在廣泛的交叉過敏反應(yīng)[25]。乳膠的主要過敏原(Hev b 6)與香蕉(Mus a 2)、獼猴桃(Act d 11)、鱷梨等水果中存在的幾丁質(zhì)酶具有高度序列同源性[26]，有近40%的乳膠過敏患者也對水果過敏，而引起乳膠- 水果過敏綜合征[27]。

2 水果致敏性消減技術(shù)

研究發(fā)現(xiàn)食品加工，如熱處理、高壓處理、化學(xué)處理等方法，可在一定程度上消減水果的致敏性。表2總結(jié)了目前常見的水果致敏性消減技術(shù)對水果致敏性的影響[28-38]。

表2 各種水果致敏性消減技術(shù)對水果過敏原的影響

2.1 熱加工處理

熱加工處理是食品加工中最常用的技術(shù)之一[39]，包括蒸煮、油炸、烘烤、微波加熱等。在高溫條件下二硫鍵的斷裂與重排會影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與活性，可導(dǎo)致蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)喪失與二級結(jié)構(gòu)損失，引起過敏蛋白的IgE結(jié)合能力降低，從而降低或消除食物的致敏性。但水果中的過敏原大都具有熱穩(wěn)定性，在不同加熱條件下其致敏性的變化不同。獼猴桃在100 ℃下加熱10 min后，過敏原Act d 1和Act d 2 的IgE結(jié)合能力降低，且引發(fā)的過敏反應(yīng)癥狀減輕[28]。然而獼猴桃過敏原Act d 12和Act d 13在20～80 ℃處理下，其致敏性變化不大[29]。這主要是由于LTPs具有穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)可以抵抗熱處理的破壞。桃子過敏原Pru p 1在121 ℃下處理30 min后仍具有與IgE結(jié)合的能力[30]，煮熟的櫻桃仍具有致敏性[40]。而蘋果過敏原在100 ℃下處理2 h后才會發(fā)生較大變化[31]。此外，在熱處理過程中食物會發(fā)生美拉德反應(yīng)。對蝦等食物而言，在合適的條件下，美拉德反應(yīng)可以顯著降低其致敏性[41]，但對水果而言，美拉德反應(yīng)卻能在一定程度上保護水果過敏原，使其過敏活性更加穩(wěn)定，從而導(dǎo)致水果的致敏性不易改變[42]。另外，熱處理往往會對水果及制品原有的風(fēng)味與營養(yǎng)價值產(chǎn)生不良影響，例如熱處理會促使蘋果發(fā)生褐變，總酚與維生素C含量分別降低約33%和8%，導(dǎo)致其抗氧化活性顯著下降[43]。不同的熱處理方式還會導(dǎo)致水果發(fā)生不同程度的顏色暗沉[44]?？梢?，采用熱處理對水果過敏原的消減效果并不是很理想。因此，需要開發(fā)新型加工技術(shù)，既能降低水果的致敏性又可以保留其營養(yǎng)價值和感官品質(zhì)。

2.2 高壓處理

高壓處理(high pressure，HP)是一種非熱加工技術(shù)，對食物品質(zhì)與營養(yǎng)成分的影響較小，且可達到殺菌、延長保質(zhì)期等作用，現(xiàn)已廣泛運用于食品行業(yè)中[45]。HP可影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，在一定時間內(nèi)，根據(jù)施加的壓力(100～1 000 MPa)可增強或削弱氫鍵，破壞蛋白質(zhì)的三和四級結(jié)構(gòu)，從而起到降低食物致敏性的作用[46]。研究發(fā)現(xiàn)，蘋果過敏原Mal d 3在400～800 MPa，80 ℃條件下處理10 min，其致敏性顯著降低，而過敏原Mal d 1變化較小[33]。桃子過敏原Pru p 3在400 MPa，20 ℃下處理10 min后并無明顯變化，但在500 MPa的條件下Pru p 3變性程度較高，致敏性顯著降低[32]。另外有研究表明：HP與熱處理相結(jié)合可以更好地降低過敏原的致敏性。在700 MPa，115 ℃條件下高壓處理10 min后蘋果Mal d 1和Mal d 3的致敏性均明顯降低[34]。然而在皮膚點刺試驗中，并沒有發(fā)現(xiàn)HP可以顯著降低桃子過敏患者的過敏反應(yīng)[47]。在體外實驗中，HP可以降低部分水果過敏原的致敏性，但暫無臨床研究報道指出HP可以降低水果過敏患者的過敏風(fēng)險。HP是一種潛在的降低水果致敏性的消減技術(shù)，經(jīng)HP處理后的水果過敏原大都呈現(xiàn)出不同程度的致敏性消減，且感官品質(zhì)改變較小，但目前相關(guān)的臨床研究尚無報道。因此，關(guān)于HP加工技術(shù)及其脫敏機理的研究有待進一步開展。

2.3 脈沖電場處理

與傳統(tǒng)熱處理相比，脈沖電場(pulsed electric field，PEF)是一種具有用時短、耗能少、污染小等特點的新型非熱加工技術(shù)。PEF主要通過間歇的高壓短脈沖處理電極之間的物料，利用產(chǎn)生的電場(通常為0.1～80 kV/cm)誘導(dǎo)離子運動，促使細胞裂解，導(dǎo)致細胞內(nèi)成分釋放，引起部分酶活性的喪失[48]，從而改變蛋白質(zhì)的功能，因此，PEF廣泛應(yīng)用于殺菌、活性物質(zhì)提取等加工過程中。大量研究表明PEF可以有效地從果皮中提取活性物質(zhì)，可以作為一種經(jīng)濟有效且可持續(xù)的提取方法，具有極大的發(fā)展?jié)摿49]。但目前將PEF用于水果致敏性消減的研究較少，且大多研究都沒有達到理想的效果。在蘋果中，0～35 kV/cm的PEF處理對過敏原Mal d 3的二級結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生顯著的影響[34]。在桃子上，過敏原Pru p 3在20 ℃下以35 kV/cm處理后其二級結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。當(dāng)溫度升至50 ℃時，其致敏性有所降低但并不顯著[32]。與熱處理及其他非熱處理技術(shù)相比，PEF無法顯著降低水果過敏原的致敏性，未來關(guān)于PEF加工技術(shù)在水果致敏性消減中的應(yīng)用還需要開展更多的研究。

2.4 超聲波處理

近年來，超聲波處理由于其高效節(jié)能、綠色環(huán)保的優(yōu)點，能明顯減少傳統(tǒng)加工技術(shù)帶來的化學(xué)和物理危害，并可保持食品較高的營養(yǎng)成分，在食品加工領(lǐng)域受到了關(guān)注。高于20 kHz的超聲波可通過振動壓力誘導(dǎo)食品發(fā)生不同程度的物理和化學(xué)變化，如處理過程中產(chǎn)生的“空化效應(yīng)”可引起局部高溫和高壓，從而改變食品的組分和結(jié)構(gòu)[50]。研究表明：超聲波可以破壞蛋白結(jié)構(gòu)間的氫鍵，造成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[51]，從而對蛋白致敏性產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃在經(jīng)過20 kHz、400 W超聲波處理12 min后，其過敏原Act d 2的致敏性降低了36%。超聲波處理16 min后，其致敏性可降低高達50%[35]。這主要歸因于超聲波產(chǎn)生的高壓可影響蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，從而影響過敏原的致敏性。可見，超聲波處理可以作為一種潛在的水果致敏性削減技術(shù)。另外，研究也發(fā)現(xiàn)，超聲波處理與熱處理聯(lián)合使用時，并沒有減少桃子過敏原Pru p 3與IgE的結(jié)合能力[36]。雖然將超聲波處理運用于水果致敏性消減的研究較少，但超聲波已被證實可通過空化效應(yīng)在短時間內(nèi)改變組織細胞的微觀結(jié)構(gòu)，改善果汁的感官品質(zhì)，提高果片的干燥速率，極大的保留其營養(yǎng)成分的含量[52]。綜上所述，超聲處理可以作為一種潛在的減少水果致敏性的加工新技術(shù)，同時也可以極大地保留水果原有營養(yǎng)物質(zhì)的含量和風(fēng)味水平。

2.5 輻照處理

輻照技術(shù)作為一種新型食品加工技術(shù)，由于其射線和電子束的超強穿透能力，可以高效地殺死食品中的病原微生物及腐敗菌，輻照技術(shù)常用于水果保鮮、殺菌等過程中[53]。輻照劑量為10 kJ/m2時可以抑制柑橘采后的綠霉菌感染[54]；而采前進行輻照則可以促進藍莓的成熟與花青素的積累[55]。另外，有研究表明輻照可以促使蛋白分子發(fā)生脫氨、脫羧、二硫鍵斷裂等一系列反應(yīng)，導(dǎo)致食物過敏原肽鏈斷裂或交聯(lián)，引起過敏原免疫活性的降低或消失[56]，如60Co-γ輻照處理可顯著改變花生過敏原Ara h 2蛋白的結(jié)構(gòu)和抗原性，且隨著輻照劑量的增加，花生致敏性顯著降低[57]。然而，輻照加工技術(shù)目前在水果致敏性削減中的應(yīng)用尚無報道。輻照加工技術(shù)是一項潛在的水果脫敏技術(shù)，但輻照設(shè)備成本較高，需要嚴(yán)格的審批才可購買輻射源，同時對從業(yè)人員的技術(shù)要求高，操作不當(dāng)易造成人身安全問題，因此輻照技術(shù)難以投入大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)。輻照技術(shù)在水果致敏性消減的最佳劑量及暴露時間需要進一步研究，其安全性與可行性也有待進一步提升。

2.6 化學(xué)處理

化學(xué)處理是指利用化學(xué)堿液或酶法模擬消化，從而達到降低食物過敏性的一種加工方式，目前已有研究表明化學(xué)堿液去皮或酶解法可以改善水果的致敏性。桃過敏原Pru p 1蛋白主要存在于表皮中，經(jīng)60 ℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH水溶液浸泡90 s去皮后，Pru p 1蛋白的IgE結(jié)合能力顯著降低[30]，表明堿液去皮是降低桃致敏性的有效手段；但由于蘋果過敏原Mal d 2均勻分布在果皮和果肉中[58]，去皮無法降低蘋果的致敏性。二硫鍵在部分過敏原抵抗胃腸道蛋白酶消化中起到重要作用，一旦二硫鍵被破壞，過敏原的致敏性將會受到影響。在獼猴桃中，用胃蛋白酶以1∶20的質(zhì)量比處理120 min后，Act d 1和Act d 2的IgE結(jié)合能力均有所下降[37]；鱷梨過敏原Prs a 1經(jīng)模擬胃液消化后被顯著地降解，在一定程度上降低了Prs a 1的致敏性[38]；但對木瓜過敏原Cari p 2蛋白來說，經(jīng)胃蛋白酶消化后仍保留了IgE結(jié)合能力[59]，同時，LTPs作為薔薇科水果的過敏原之一，對胃蛋白酶消化具有很強的抵抗力[60]，因此，酶解法并不適用于所有水果過敏原。此外，采用化學(xué)處理可能會引入一些苦味等不愉悅的氣味，對食物品質(zhì)和口感等產(chǎn)生一定的不良影響；同時，化學(xué)處理無法滿足消費者對天然無添加食品的需求，且會破壞部分營養(yǎng)物質(zhì)，限制了其在食品加工中的應(yīng)用。因此，仍需探索更多可以有效降低水果致敏性且對風(fēng)味影響較小的化學(xué)處理條件。

3 總結(jié)與展望

由于食物過敏是免疫反應(yīng)功能失調(diào)的結(jié)果，因此在特應(yīng)性個體中可能更常見。在歐洲和美洲，由于花粉過敏等因素的影響，桃子、蘋果和獼猴桃引起過敏的現(xiàn)象較為常見。在亞洲，芒果和桃子過敏最為常見，且水果過敏的發(fā)生率更高，在兒童中較常發(fā)生。這種國家間的差異性使得水果的過敏研究具有一定的挑戰(zhàn)性。另外，關(guān)于過敏原披露的立法要求與每個地區(qū)或國家最常見的過敏原之間存在良好的一致性。但由于研究人群的復(fù)雜性和過敏確診方法的差異性，限制了對食物過敏發(fā)生率的研究。此外，在發(fā)展中國家，對過敏的臨床癥狀認識不足和重視程度不夠，往往會錯失最佳的確診和治療時機，使得對于食物過敏的研究具有挑戰(zhàn)性。

水果種植的環(huán)境不同，以及各地區(qū)的食品加工方式和飲食習(xí)慣不同，水果過敏的流行病學(xué)分布往往存在地域差異。蘋果在溫帶和涼爽地區(qū)廣泛種植，是北美洲和歐洲最常見的過敏水果之一。桃子廣泛分布于溫帶、亞熱帶和熱帶地區(qū)，常常引起歐洲、美洲及亞洲人群的食物過敏癥狀，甚至在患有花粉過敏癥的人群中會加重。而熱帶地區(qū)生產(chǎn)的芒果則在中國南部廣東省和中國臺灣地區(qū)較為常見，但隨著市場的全球化，熱帶水果的生產(chǎn)和消費量大幅增加，這種差異可能正逐漸減小。因此，關(guān)于水果過敏的流行性和未來發(fā)展趨勢的調(diào)查研究應(yīng)被盡快開展。此外，研究發(fā)展中地區(qū)的相關(guān)風(fēng)險因素對制定有針對性的預(yù)防策略至關(guān)重要。

大多數(shù)水果過敏原具有熱穩(wěn)定性、耐消化等特點，單一加工技術(shù)如脈沖電場、輻照技術(shù)等無法達到完全消除過敏原的作用。復(fù)合加工技術(shù)如高壓處理與熱處理的結(jié)合，可顯著降低水果如蘋果的致敏性，但對其風(fēng)味會產(chǎn)生不良影響。相關(guān)報道顯示，超聲波作為一種非熱的加工技術(shù)，不僅可以有效地降低獼猴桃的致敏性(高達50%)，也可以有效地保留其營養(yǎng)物質(zhì)，改善營養(yǎng)價值，有望成為一種潛在的水果致敏性消減新技術(shù)?，F(xiàn)有的水果致敏性消減技術(shù)還存在一定的局限性，并沒有完全消除水果及其制品的致敏性，新型高效的脫敏技術(shù)有待進一步的開發(fā)。未來水果致敏性消減技術(shù)可以更多地從聯(lián)合技術(shù)的角度入手，以最大限度地降低水果的過敏風(fēng)險并保留其風(fēng)味和營養(yǎng)價值。應(yīng)用分子動力學(xué)模擬、Alphafold、冷凍電鏡等創(chuàng)新技術(shù)來解析各類水果過敏蛋白結(jié)構(gòu)，靶向消除過敏原。結(jié)合生物育種和基因編輯技術(shù)，培育脫敏水果新品種，從源頭上解決水果致敏性的難題，讓水果過敏人群可以吃到健康安全的水果及制品。