食品安全風險及其控制措施

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摘要:針對動物性食物及其制品所導致的食物過敏問題,總結動物性食品過敏的致敏機制、研究現狀和發展進程等,并對動物性食品過敏所帶來的食品安全與風險問題控制措施,如過敏成分的檢測與鑒定、食品標簽、脫敏方法等進行介紹。旨在為動物性食品致敏風險的控制與消除提供參考。

關鍵詞:動物性食品;過敏;脫敏;致敏物檢測;食品標簽

食物過敏，醫學上也稱為食物變態反應或過敏性胃腸炎，主要是免疫球蛋白E（IgE）介導的超敏反應與非IgE介導的病癥，包括嗜酸性粒細胞性食道炎癥、過敏性直腸結腸炎癥及食品蛋白質誘導的小腸結腸炎癥。食品過敏的典型癥狀是對皮膚組織、呼吸系統、心血管和胃腸道的干擾，大多涉及多個器官或系統，嚴重時誘發危及生命的低血容量休克和呼吸危害[1]。根據流行病學調查結果，全球不同國家和地區的食物過敏發生率具有較大差異。數據顯示，食物過敏率最高的國家為澳大利亞，10%的嬰兒至少對一種食物表現出過敏癥狀；歐洲和美國等其他發達地區的食物過敏發生率為1%~15%[2]。發展中國家的食物過敏發生率往往呈現增長趨勢，主要原因可能是人們對食物過敏的認知能力和過敏原檢測技術水平相對滯后。在中國，研究者采用相同檢測方法，開展2項間隔10年（1999年與2009年）的橫斷面研究，對同一醫院0~24個月嬰兒的過敏和經證實的食物過敏發生率進行統計，結果顯示，1999年對至少一種食物過敏的發生率為9.9%，10年后增加至18%[3]。因此，發展中國家對食物過敏的監測技術手段與風險管理策略，應根據最新研究數據改進和完善。近年來，在食物致敏原的篩選與鑒定、致敏機制的研究與探索等方面不斷取得進展，為食物過敏風險防控措施的制定、脫敏治療方案的研發提供方法和思路。生活中的食物過敏原種類繁多，聯合國糧食與農業組織（FAO）研究報告中，將花生、大豆、雞蛋、牛奶、甲殼類、魚類、堅果、小麥等8種類食物及其制品列為最常見的致敏原來源，其中，以動物性食物及其制品（包括牛奶、雞蛋、水產品、肉類）為主。基于此，通過論述幾種動物性食物過敏原及其致敏機制，結合動物性食品過敏的控制措施進行系統分析，以期為動物性食品的致敏風險防控提供理論參考。

1動物性食品過敏原及其致敏機制

1.1牛奶過敏及其致敏機制。牛奶及其分餾成分，由于其獨特的營養和生物學特性而被廣泛應用于作為功能和技術試劑的配制食品中。牛奶蛋白是最好且最廣泛表征的食品蛋白質體系之一，不僅包含均衡水平的必需氨基酸，而且還具有重要且有益的生物化學和生物功能，與消化率和免疫系統調節相關[4]。由此，牛奶成為嬰幼兒除母乳外最主要且最重要的食品來源。牛乳蛋白過敏癥（CMPA）是嬰幼兒時期最早出現也是最普遍的食品過敏性疾病，在國內外均受到廣泛關注，被很多國家認定為公共衛生事件。CMPA除了會引發患兒肌膚、胃腸道、呼吸道及神經系統過敏癥狀外，癥狀嚴重時還會導致全身過敏性休克甚至有生命危險。據調查，中國的嬰幼兒CMPA的發病率為2.0%~7.5%[5]，一般隨著年齡的增長，CMPA會自動消失。CMPA致敏機制有IgE型、非IgE型和混合型。IgE型是指食物中未被消化的過敏原，刺激免疫B細胞產生的IgE抗體和肥大細胞特異性結合導致的過敏反應，再次接觸相同過敏原會更加快速地引發嚴重的過敏癥狀[6]。非IgE型是由T細胞、相關促炎介質及體液免疫共同介導的免疫過程，一般引發腸道消化系統病癥[7]?；乇苤委熓穷A防和治療嬰幼兒牛奶過敏的首選措施，臨床使用的回避措施主要有氨基酸配方、深度水解配方、部分水解蛋白配方和豆奶配方4種配方奶[8-9]。游離氨基酸配方奶粉/深度水解配方奶粉的慣序診療方法用于牛奶蛋白過敏的患兒，可以有效減緩牛奶致敏蛋白質導致的過敏癥狀，同時能為患兒的生長發育提供充足的營養素和能量物質[10]。1.2雞蛋過敏原及其致敏機制。雞蛋含有豐富的營養素，是蛋白質和脂類的最佳來源之一。然而，雞蛋會引發較為嚴重的致敏反應，尤其是對嬰幼兒和兒童。大量調查顯示，雞蛋作為八大主要過敏原食物之一，是僅次于牛乳的第二大食品致敏原。國外流行病學調查表明，有2.5%成年人和6%~8%兒童對某些食物過敏，其中雞蛋導致的過敏癥狀占兒童食品過敏的35%，占成人食物過敏的12%[11]。臨床治療記錄顯示，大約有2/3因雞蛋過敏的兒童在5~6歲時過敏癥狀會有所減輕甚至消失，但仍有1/3兒童的過敏癥狀會持續出現[12]。食物中的致敏原大多是蛋白質，且多是糖蛋白，雞蛋中含有豐富的蛋白質，研究證實雞蛋中至少含有23種糖蛋白。雞蛋中的過敏原大都存在于蛋清中，包括卵清蛋白（Ovalbumin）、卵類黏蛋白（Ovomucoid）、卵轉鐵蛋白（Ovotransferrin）、溶菌酶（Lysozyme）以及卵黏蛋白（Ovomucin），除溶菌酶外均是糖蛋白[13]。雞蛋致敏主要是由IgE介導的速發型超敏反應，具有發生快且消退快的特征，會引發生理紊亂，但不會損傷組織細胞，有顯著的個體差異與遺傳傾向。雞蛋過敏的致敏機制[14]大致為：過敏原誘導原特異性Th0細胞分化為效應Th2細胞，導致B細胞分化成抗體分泌漿細胞產生過敏原特異性IgE，特異性IgE與存在于肥大細胞或嗜堿性粒細胞表面的高親和力Fc受體（FcεRI）結合。當已經發生過敏的機體再次接觸同種過敏原時，IgE受體的交聯形成脫顆粒。繼而引發生物活性介質的釋放，以及各種花生四烯酸衍生的炎癥介質的合成，最終導致雞蛋過敏臨床癥狀（包括特應性皮炎、蕁麻疹、血管瘤等）。拒絕食用任何含雞蛋的食物是避免雞蛋過敏帶來的食品安全問題最有效的方法，但幾乎難以實現。1.3水產品過敏及其致敏機制。2018年，中國水產品年總產量為6469萬t，水產養殖總量與水產貿易總額在世界穩居榜首。水產品在日常消費中占據有很重要的地位，因其含有多種蛋白質和不飽和脂肪，且肉質鮮美而被人們喜愛。同時，水產品作為一種食物致敏原，也會引起食品過敏反應。與其他食物引起的過敏性疾病不同，水產品過敏有明顯的個體差異，不同人對同一種水產品過敏的癥狀持續時間都有差異。據國外流行病學報道，在美國有超過690萬人對水產品過敏，約占總人口數的2.3%。八大食物過敏原來源食物中，魚類和甲殼類均屬于水產品。近幾年，愈來愈多種類的水產品致敏原不斷地被發現，按種類大致可分為魚類、甲殼類動物及軟體動物3大類。水產品食物中的小清蛋白（Parvalbumin）、精氨酸激酶（ArginineKinase）、膠原蛋白（Collagen）等被認為是主要致敏原物質，引起的過敏反應可導致患者出現急性蕁麻疹導致皮膚紅腫、哮喘、鼻炎、過敏性腸胃炎等過敏性癥狀，嚴重者還伴隨休克，甚至有生命危險[15]。魚與甲殼類過敏機制與雞蛋過敏類似，主要是由IgE介導的I型超敏反應，同樣是包括變應原致敏激活時期與效應時期兩個階段。過敏原初次暴露有腸道黏膜APC呈遞，激活幼稚CD4+T細胞分化成輔助T細胞，其中的TH2細胞分泌細胞因子IL-4、IL-5和IL-13等，刺激誘導B細胞轉換并產生特異性IgE，與肥大細胞及嗜堿性粒細胞表面的受體FcεRI結合，機體開始免疫應答而處于致敏狀態。當相同過敏原再次暴露時，FcεRI與IgE-過敏原復合物交聯，迅速引發肥大細胞和嗜堿性粒細胞脫顆粒，釋放組胺、白三烯等大量過敏性炎性介質，進而引發IgE介導的Ⅰ型超敏反應[16]。1.4肉及肉制品過敏。肉是日常生活中最常見的優質蛋白之一，營養學上按外觀顏色將肉分為白肉和紅肉。紅肉是指尚未烹調但肉色呈紅色的一類，如牛、羊、豬、袋鼠、鯨等動物的肉，而白肉則包含有禽肉、魚肉等。相比于前述3種類型的食物過敏原，肉類制品所導致的過敏反應極少。2003年，中國發現一名23歲的年輕男子因食用豬肉水餃，被診斷為食物過敏反應。據2009年的報道，在美國及歐洲部分國家，有人在食用紅肉后6h之內發生多次嚴重的過敏癥狀，然而，此類過敏反應也可以由蜱蟲叮咬引起。紅肉過敏（RMA）的特征是在攝入含有抗原α-半乳糖（α-Gal）的哺乳動物肉后3~6h出現蕁麻疹，血管神經性水腫，胃腸道癥狀或過敏反應[17]。原因是紅肉中的α-半乳糖是在乳糜微粒（CM）與極低密度脂蛋白（VLDL）被消化以后開始釋放，這一過程一般需要數個小時[18]。因而RMA發作大多適逢深夜，使得不少患者因不被及時發現而引發致死性過敏性休克而死亡[19]。RMA尚未有根治之法，最普遍使用且有效的方法為避免食用紅肉及臟器。經過加工而獲得的肉制品，不僅含有蛋白質、脂肪和水，還含有多種其他成分。通常包括鹽、磷酸鹽、植物蛋白（大豆、小麥粉）和動物蛋白（牛奶蛋白、血漿）、增稠劑（明膠、淀粉、糊精、果膠、纖維素）、膳食纖維、轉谷氨酰胺酶、香料等。為增強肉制品的功能特性、營養價值或風味而有目的地添加食品添加劑，這些添加劑中的一種或多種成分可能引起食物過敏反應[20]。由于肉制品中不僅有肉其本身，故而其可能為食物過敏原的食物多種多樣，包括各類谷物、牛奶、雞蛋和香料等。Besler等[21]指出，芹菜（Apiumgraveolens）因其獨特的口味而添加到肉、內臟或即食肉類菜肴中。但它含有可能引起急性過敏反應的物質，如Bet-v-1-同源Apig1、profilin（Apig4）、Apig5。芥末是另一種經常添加入的香料，可以增強肉制品的味道，但芥末中的過敏原具有熱穩定性和抗酶性。據估計，7%的食物過敏可能是由芥末引起。這種過敏的發生在法國特別高，可能是由于長期的高芥末消費需求[22]。

2動物性食品過敏的控制措施

食物過敏作為一個普遍但又難以攻克的問題，一直困擾著消費者和生產企業。目前還沒有可以完全治愈食物過敏的方法。因而，管理食物過敏便尤為重要。近年來的科技研究成果與實際實踐表明，食物中的過敏原可以從致敏原致敏性的抑制或消除、食品標簽管理、致敏原檢測技術及食品過敏治療等方面著手控制。2.1食品標簽管理。日本作為全球第一個建立強制性食物過敏標識體系，同時加以立法保護的國家，已形成健全的食品致敏原標簽管理體系[23]。國際上均認可對食品致敏原進行標識管理，為了最大力度保護食品過敏群體，部分發達國家專門出臺法律，強制要求所有食物包裝袋上要明確標識出食物致敏原，包括澳大利亞、新西蘭、歐盟、美國、加拿大、韓國等。2004年，中國香港在的第85號法規公告中指出，強制要求標注預包裝食品中過敏原成分。致敏原包括FAO公布的8種常見致敏原與濃度超過10%的亞硫酸鹽，規定標簽文字可使用中文或英文或中英文兼用。2011年，中華人民共和國衛生部頒布首部對食物過敏原提出要求的法規《食品標簽通用標準》，在全國范圍內施行。與香港不同的是，標準并沒有強制要求所有食品需要標注過敏原。倘若將標準中所涉及過敏原食品的一種或多種用作配料時，須在配料表中使用易辨識的名稱，或在配料表鄰近位置加以標志[24]。對于強制性食物過敏標志，中國尚未建立起完善的制度體系，現行的GB7718—2011《食品安全國家標準預包裝食品標簽通則》中規定“致敏物質”為推薦標注內容。2.2動物性食品過敏原的檢測。體內診斷技術在皮膚試驗（SPT）和雙盲安慰劑對照食物激發試驗（DBPCFC）等試驗體系中應用[21]。體外檢測技術有基于蛋白質和基于核酸2種方法，通過檢測過敏患者的血液或可替代的體液，因過敏原不直接用于人體，而具有比體內檢測技術更高的安全性，且影響檢測結果的因素更少?；诘鞍踪|的檢測技術，建立在電泳法、色譜法和免疫學方法的基礎上，雜交電泳試驗、免疫印跡、酶聯免疫吸附試驗（ELISA），它們均屬于免疫學方法。ELISA是目前檢測食物過敏原應用范圍最廣的分析方法，具有特異性高、費用低、敏感性強、操作簡便、結果快捷等優點，可以達到比較精準的定量檢測目的。免疫印跡（Immunoblotting）是一種將高分辨率凝膠電泳與免疫化學分析技術完美結合的雜交技術，該法能不破壞分離得到的多肽生物學活性，是致敏原鑒定的主要技術之一。而基于核酸的檢測技術，主要包括有PCR和熒光PCR，這2種技術被廣泛使用于食物過敏原檢測。相比蛋白質，核酸具有更高的穩定性，不會因為過敏原本身的降解而影響檢測結果。除此之外，基于蛋白芯片、基因芯片等技術開發的生物傳感器微生物傳感器、DNA傳感器、酶傳感器和可視膜生物傳感器等，可高通量、快速準確地檢測到致敏原，能同時檢測同一樣品中的多種成分，并且檢測樣本所需劑量小[25]，是過敏原檢測技術的發展趨勢。國外利用此方法檢測食物中過敏原較多，如Bremer等[26]用生物傳感器檢測橄欖油中的致敏性成分榛子蛋白，檢測限為0.08μg/g。此外，借助建立的動物模型來評價食物中的過敏原強弱的手段也很常見，盡管動物模型對過敏原的反應與人類存在一定差異，但其仍具有不可比擬的參考價值。2.3動物性食品過敏原致敏性的抑制和消除。不同的加工方法會導致食品中過敏原蛋白的一級結構甚至三級結構發生異變，從而降低蛋白的致敏性?？梢酝ㄟ^物理、化學或生物方法，對食品進行處理，通過改變食品中過敏原的結構，從而降低或消除其致敏性?；诂F有研究結果，致敏蛋白的致敏性還不能通過生產加工完全消除，在不考慮加工成本條件下，多種加工方式復合使用可以最大程度地降低食物的致敏性。常用的物理處理包括熱處理、超聲處理、超高壓處理等。熱處理是一種有利于提高微生物安全性，消除毒素，改善食物的品質的傳統加工方法。食物中過敏原成分的結構在熱處理后趨于改變，這解釋為什么熱處理可以使變應原性最小化[27]。馬濤等[28]研究結果表明超聲處理可使三文魚得致敏蛋白質小清蛋白的構象發生改變從而降低其致敏性。謝丹丹等[29]利用超高壓技術對蝦進行處理，發現能減弱蝦的致敏性。超高壓處理的脫敏效果最優，但對水產品中蛋白質結構破壞程度也最大。另外一些非熱加工技術包括輻照，微波處理、高壓脈沖電場等均顯示出有希望減少雞蛋過敏反應且不損害產品的營養質量和安全性的結果[30]。常用的化學處理法是化學修飾改性，包括致敏蛋白質的糖基化、磷酸化、酰基化等。化學修飾改性是在食品加工中常用的另一種脫敏處理工藝。如糖基化反應通過屏蔽IgE結合表位來改變蛋白的過敏性，其中最常見的是美拉德反應，Usui等[31]研究美拉德反應對大豆蛋白特性的影響，大豆蛋白與殼聚糖在干熱條件下進行美拉德反應，極大降低大豆蛋白的致敏性。常用的生物法包括酶解法和微生物發酵法等。酶解法通過損壞蛋白質的線性表位，進而損壞蛋白質的構象表位，是一種能極大程度減小過敏原致敏性的加工方式[32]。酶解法與微生物發酵法是常用的生物處理方法，不僅能夠降低食品中的有害成分，還能夠改善食品的一些特性，在開發低致敏性或無致敏性大豆及豆制品方面顯示出巨大的應用潛力[33]。另有研究發現，生物技術法生產的重組蛋白及突變型重組蛋白，可使雞蛋的致敏性有目的且有效地降低。如Rupa等[34]利用用基因重組技術表達卵類黏蛋白，獲得低致敏性的重組蛋白，可使得已過敏的Balb/c小鼠脫離過敏。2.4動物性食品過敏的治療。過敏患者多次或長期低劑量攝入致敏物，可使其免疫系統逐漸適應致敏原的刺激、不再對過敏原產生過激的免疫反應，從而實現對食物過敏原的脫敏治療。攝入的途徑包括口服、舌下和表皮注射等。其中，口服是最有效的，然而，口服免疫療法的全身反應和胃腸道癥狀的風險最高。因此，與食品口服免疫療法的治療益處相比，治療期間的致敏風險需謹慎評估，特別是對嬰兒和兒童過敏患者[35]。另一種新的脫敏技術是通過DNA疫苗暴露過敏原。溶酶體相關膜蛋白（LAMP）的DNA質粒疫苗是用于編碼LAMP-1與過敏原序列的新型疫苗。在小鼠模型中，編碼日本紅柏中發現的主要過敏原的CryJ1和CryJ2-LAMP誘導了強烈的TH1型免疫反應。由AstellasPharma，Inc（日本東京）開發的一種用于治療花生過敏的DNA-LAMP疫苗ASP0892，也可用于治療由日本紅柏引起的變態反應[36]。

3結語與展望

因接觸或攝入食物導致的過敏反應尚未有根治的方法，最有效控制食物過敏的方法是完全避免過敏原。近年來由于動物性食物過敏而導致的過敏性疾病越來越多地困擾人民的健康生活，不斷研究與探索過敏原導致過敏反應的機理，加快發展食物過敏成分檢測與分析技術，加強對相關過敏食物的控制管理，均有利于管理和控制食物過敏所帶來的食品安全風險。另外，強制性食品標簽管理方法，各種脫敏技術的研發與建立，新型生物芯片技術的開發與利用，均有利于幫助食物過敏患者遠離過敏反應帶來的危害。隨著科學技術的進步，減少甚至清除食物過敏反應帶來的食品安全問題指日可待。

作者:肖靜 鄒萍萍 田琳 張苗 王金秋 肖宇 單位:成都大學農業農村部雜糧加工重點實驗室