全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 062524203
辐照降低食物致敏性的研究进展
顾可飞　高美须　李春红　潘家荣
(农业部农业核技术与农产品加工重点实验室Π中国农业科学院农产品加工研究所　北京　100094)
摘 　要 :食物过敏是当前食品安全领域较为突出的问题 ,辐照技术作为解决食物脱敏的方法之一 ,引起了
广泛的重视。本文综述了辐照降低食物过敏原致敏性的机理 ,并介绍了辐照脱敏研究的发展现状。
关键词 :食物过敏 ; 食品辐照 ; 辐照效应
PROGRESS IN THE STUDY OF REDUCING FOOD ALLERGENICITY BY IRRADIATION
GU Ke2fei 　GAO Mei2xu 　LI Chun2hong 　PAN Jia2rong
( Institute of Agro2food Science &Technology , Chinese Academy of Agricultural SciencesΠKey Laboratory of
Agricultural Nuclear Technology and Agro2Food Processing of MOA , Beijing 　100094)
Abstract :Food allergy becomes an important factor in food safety areas. As one of the methods to cure allergy , reducing food
allergenicity by irradiation becomes a hot topic. This article reviewed the present situation and the mechanism of reducing food
allergenicity by irradiation.
Key words :food allergy ; food irradiation ;effect of irradiation
收稿日期 :2006204228
基金项目 :国家自然科学基金项目 (C020508)
作者简介 :顾可飞 (19772) ,女 ,黑龙江龙江人 ,硕士研究生 ,专业方向为致敏蛋白与食品安全。E2mail :xyz694 @hotmail . com。潘家荣和高美须为通
讯作者。
　　食物过敏 (hypersensitivity)是指食物中的某些物质
(一般为蛋白质) 进入肌体后 ,体内的免疫系统将其视
为入侵的病原 ,发生免疫应答 ,引发不良的机体反应 ,
是一种顽固性和高复发性的疾病。当前医学上对此疾
病仍无良策 ,过敏患者只有避免食用具致敏性的食物。
根据流行病学调查 ,近年来过敏症发病率呈逐年
上升的趋势[1 ,2 ] 。发达国家每年有超过 20 %的人受过
敏性疾病的困扰 ,我国的发病率高于发达国家[3 ,4 ] 。近
年来 ,随着科学技术的发展产生了许多新的食品资源 ,
为人类创造更多食物的同时也带来了相对不安全的因
素 ,加之现代食品生产、流通、消费方式的改变 ,传统的
食物消费的地域性被打破 ,使得致敏性食物难于识别 ,
增加了过敏性疾病发生的危险性。据国外有关报道 ,
许多过敏体质的人对煮虾的蒸气也会产生严重的过敏
反应 ,这对患者来说更是防不胜防。
为了保护消费者食品安全 ,国内外正在进行不懈
的努力。人们在研究中发现辐照对食物过敏原具有破
坏作用 ,一般的食物过敏原对蛋白酶、酸和热的降解作
用有一定的耐受性 ,常规的处理很难达到对致敏原的
脱敏作用 ,但辐照技术可以促进生物大分子的降解、交
联和分子构象的改变 ,降低蛋白质的热稳定性 ,破坏其
抗原决定簇 ,可望成为降低食物过敏反应的重要技术。
本文重点介绍了辐照对蛋白质结构的影响 ,蛋白质辐
照的生物学效应 ,以及国内外辐照脱敏机理的探索性
研究和应用前景。
1 　辐照对食物中蛋白质的作用
早在 1895 年 ,德国科学家伦琴发现 X 射线 ,就开
始了人类对高能射线认识和利用的研究 ,此后 ,科学家
相继证明高能射线对病源性细菌、原生虫及昆虫有破
坏致死作用[5～7 ] 。目前人们对生物大分子的辐照破坏
机理有了初步的认识。
研究认为 ,生物“环境”中存在着大量的水 ,水辐
425　 核 农 学 报　2006 ,20 (6) :524～526Journal of Nuclear Agricultural Sciences
照产生的自由基是对生物分子造成伤害的主要因素之
一。组成食品物质成分的分子经过电离辐照后产生离
子、自由基等活性粒子 ,这些活性粒子可引发一系列的
化学反应 , 破坏分子结构和构象 ,其破坏程度与辐照
剂量成正相关[8 ] 。Davydov 及后来的研究者认为 :耦合
子蛋白质分子中的孤立子波是承担传递生物能量与信
息任务的理想载体[9 ] 。电离辐照产生的大量活性自由
基将使蛋白质发生诸如脱氨、脱羟、交联、降解、硫氢键
氧化等一系列复杂的化学反应[10 ] ,引起结构和构象的
畸变。孤立子波在传播过程中 ,将会在自由基伤害的
构象畸变处 (缺陷) 被散射 ,从而使孤立子波所传输的
能量和信息大大减少甚至完全停止和中断 ,这就使生
物大分子丧失在机体中的生物活性 :如过敏原致敏性
的降低或丧失等等。另外 ,大量的研究发现辐照也可
使蛋白质分子的稳定性下降 ,热力学定律证明高能态
的物质是不稳定的 ,从而可以推断其稳定性的下降可
能是因为辐照使蛋白质分子处于高能状态下。
食物中蛋白质辐照后 ,通过这脱氨、脱羟、交联、降
解、硫氢键氧化等一系列的化学反应 ,部分氨基酸发生
分解或氧化 ,生物化学性质发生改变 ,部分蛋白质大分
子还会发生解聚、交联、裂解以及空间结构、构象的改
变 ,疏水基团外露等等。蛋白质经此变化后 ,溶解性变
差 ,稳定性下降 ,容易发生沉淀和变性 ,丧失生物活性。
李淑荣等[11 ]曾报道 ,辐照处理鲤鱼时其中蛋白酶的活
性先增后减。可见 ,辐照对蛋白质等生物大分子的影
响是在自由基作用的基础上 ,各种物理化学因素综合
作用的结果。
2 　辐照对食物过敏原免疫原性的影响
食物中的过敏原绝大多数是蛋白质 ,食物过敏是
因机体吸入过敏原后 ,当再次接触同种过敏原时 ,机体
的免疫系统做出免疫应答的过激反应。蛋白质过敏原
被人体吸入后 ,在体内被消化分解为小的肽段 ,其中具
致敏的肽段穿过人体粘膜屏障接触到免疫系统 ,发生
免疫应答 ,引发过敏反应。研究证明过敏原激发过敏
反应时 ,必须具备免疫原性 ,即过敏蛋白的分子中必需
具备 B 细胞和 T 细胞两种抗原表位 (也称抗原决定
簇 ,大约是 16～18 个氨基酸残基) ,才可激发机体的免
疫应答。辐照对过敏原免疫原性的影响有以下几种 :
(1)破坏 B 细胞抗原表位的一级结构 ; (2) 破坏 T细胞
抗原表位的一级结构 ; (3)与免疫反应相关的蛋白质一
级结构或空间构象虽未发生明显改变 ,但由于交联等
作用使其抗原表位被掩盖。当出现上述任何一种情况
时 ,过敏原抗原决定簇遭到“破坏”,免疫原性丧失[12 ] ,
过敏原丧失致敏性。此外 ,辐照使蛋白质本身分子结
构或构象发生的畸变 ,孤立子波所传输能量和信息的
减少或中断 ,使机体接收的生物信息不足以激发自身
的免疫应答 ,致敏性丧失 ,但这仅是一种猜测 ,还有待
于进一步的研究。
3 　辐照技术在食物脱敏应用研究中的探索
近年来 ,科学家们在辐照脱敏的生物化学效应及
免疫学效应方面做了一些探索性的研究。1999 年韩
国原子能研究所研究了虾的主要过敏原 (原肌球蛋白 ,
HSP) [13 ] :他们利用光谱学、单克隆抗体 (mAb) 和过敏
患者阳性血清抗体 IgE(以下简称 IgE)的间接竞争酶联
免疫试验 (Ci2ELISA) 、SDS2PAGE 电泳等技术分析辐照
后 HSP 的结构与构象的改变 ,发现经辐照后 HSP 的浊
度和疏水性随着辐照剂量的增加而增加 ;电泳发现
HSP 蛋白消失 ,出现了 HSP 蛋白交联等反应形成的高
分子量蛋白质 ; 辐照后蛋白质与 IgE 及 mAb 的 Ci2
ELISA 试验表明其与各抗体的免疫亲和力下降 ,且与
辐照的剂量成负相关 ,分析认为 HSP 辐照后肽链发生
断裂、交联等反应 ,抗原决定簇发生改变 ,致敏性降低。
该所同样对鸡蛋中类卵粘蛋白 (OM)及牛奶中α- 酪蛋
白 (ACA) 、β- 乳球蛋白 (BLG) 等过敏原做了辐照处理
的研究 ,得出相同的结论 ,并且在对 OM 的研究中发
现 ,辐照与热处理联合应用可有效降低 OM 与 IgE 的
免疫亲和力[14～16 ] 。作者在中国对虾的辐照研究中 ,也
发现其浊度及疏水性发生改变 ,与 IgE 的免疫亲和力
下降 ,并且发现 HSP 蛋白交联、降解等反应形成的高
分子量及低分子量的蛋白质同时出现在电泳谱图上 ,
进一步的试验还发现处于不同状态的 HSP 对辐照敏
感性不尽相同。
美国研究发现辐照对螨、链格孢菌等致敏原也有
破坏作用[17 ] ,并进一步做了免疫机理研究 (表 1) ,证明
辐照对几种过敏原的抗原表位均有破坏作用 ,使其丧
失致敏活性。德国、加拿大等国的研究也表明辐照对
牛奶、蛋和虾等食物中的过敏原有破坏作用 ,并从免疫
反应的角度进行了初步的机理研究。但有关学者在对
芹菜、杏仁和腰果的辐照研究中 ,发现辐照对此类植物
源过敏原的稳定性和致敏性影响不大 ,这是否为植物源
与动物源的差异造成的 ,还有待于进一步的研究证明。
这一系列探索性研究只是辐照脱敏研究的开始 ,
辐照脱敏的生物化学效应及免疫学效应目前还不完全
清楚 ,综合应用光谱学、X - 射线衍射、生物化学、蛋白
525　6 期 辐照降低食物致敏性的研究进展
表 1 　几种过敏原的辐照生物学效应
过敏原来源 辐照处理 结论 项目研究组
鸡蛋 γ射线辐照 联合热和辐照可有效降低 OM、OVA 致敏性
韩国原子
能研究
虾 γ射线辐照 辐照可使 Pen al 降解、交联 ,致敏性降低 同上
牛奶 γ射线辐照 破坏 BLG及 ACA 的抗原表位、降低其致敏性 同上
链格孢菌 电子束辐照 过敏原发生降解、抗原表位丢失
美 WalterReed
军事医疗中心
豚草 电子束辐照 过敏原发生降解、抗原表位丢失 同上
黑麦 电子束辐照 过敏原发生降解、抗原表位丢失 同上
猫尾草 电子束辐照 过敏原发生降解 ,过敏原活性丧失 同上
屋尘螨 电子束辐照 过敏原发生降解 ,过敏原活性丧失 同上
注 :其中 OM、OVA、Pen al、BLG 和 ACA 分别为 ovomucin、albumin、
tropomyosin、β2lactoglobulin 和α2lactalbumin
质组学、免疫学和生物化学分析等技术手段进行辐照
降低食品中 IgE 介导的食物过敏的效应及机理研究 ,
尤其在单克隆抗体基础上的辐射对致敏原破坏的分子
生物学机理的研究应是未来研究的重点。我国对过敏
原有过一些研究 ,对引起过敏的有关食物如罗氏虾及
花生等的过敏原做了鉴定分析[18 ,19 ] ,但在辐照脱敏方
面的研究还未见报道。
4　辐照技术在降低食物过敏研究中的发展
前景
　　迄今 ,人类尚未找到有效的食物脱敏方法。利用
基因重组可达到消除过敏原的目的 ,但这种方法在食
品中应用很有限 ,其结果也较难预测 ,例如利用基因技
术手段去除一种α淀粉酶成功地达到了大米的脱敏作
用 ,而在为增加大豆蛋白含量引入巴西干果一个基因
时 ,却出现了一种具强致敏性的引入蛋白。
过敏原在食品加工处理中表现出极大的稳定性 ,
例如芹菜中的 APi g1 具抗辐射的特性 ,而桃中的 Pru
p1 ,虾中的 Pen al ,花生中的 Ara h1 则是热稳定性过敏
原。这些过敏原通过一般加工手段如加热、超高压、烘
烤、干燥后其致敏活性仍然存在 ,因此针对致敏性强又
具有一定抗加工处理的过敏原需综合几种方法才有可
能彻底脱敏。在这些方法中 ,辐照技术成熟、方便、快
捷、经济、安全 ,有可能成为脱敏的主要技术。
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