食品界

Abstract

本文综述了发酵食品对过敏反应（AR）的影响和作用，特别是牛乳，植物和肉类食品。许多不同的发酵食品组都有AR缓解和加重的证据。通过发酵食品对AR的积极结果可能与食物过敏原的微生物水解、改善肠道微生物群的稳健性以及调节促进T辅助细胞1（Th1）和Th2细胞之间的平衡有关。与肉基或富含蛋白质的发酵食品相比，植物性、富含非蛋白质的发酵食品的研究往往显示出更有利的结果。使用特定的和已知的发酵剂培养物有助于缓解AR，如许多酸奶、Kefir开菲尔或Dahi达希产品。充足的发酵时间也很重要，通过食用新鲜奶酪来减少AR的效果并不理想。然而，通过发酵某些肉类食品，或使用特定的发酵微生物，形成新的过敏原，是有可能的。因此，在预防或消除摄入这些食物中的AR时，必须考虑到发酵剂和食物基质的结合。这项综述可能有助于消费者在食用发酵食品时做出明智的决定。

Introduction

发酵食品是由调节环境中微生物活动而产生的物理化学改变的食物。通过发酵，一些食品在原始（未发酵）状态下无法达到的促健康特性得到了改善。发酵食品的有益特性包括营养生物利用度、安全性、感官质量和营养，并减少有害物质的产生，如抗营养素和毒素。近年来，发酵食品越来越受欢迎，例如，康普茶的需求增加，康普茶是一种接种细菌和酵母生物被膜，称为SCOBY（细菌与酵母菌的共生培养）的发酵茶。这种生物活性造成康普茶具有改善抗菌、抗氧化、抗炎、抗癌和抗糖尿病特性，这些特性通常在未发酵的茶中不存在。食用发酵食品已被证明可以带来各种健康益处。

发酵食品通过益生菌或发酵微生物作用的一个关键的健康益处方面是它们减少和/或抑制过敏反应（AR）的能力。AR被定义为一个人的免疫系统从体内清除过敏原的不良机制。过敏原通常由蛋白质组成，是惰性的，但被免疫系统识别为抗原或“入侵者”。这种识别导致T细胞亚型1和2型（Th1/Th2转换）的失衡，导致B细胞释放Th2-pro白细胞介素（IL）、趋化因子和抗体，如IgE抗体。这些化合物通过刺激其他免疫细胞（如肥大细胞和其他粒细胞）来加剧AR，这些细胞完全“攻击”过敏原，并导致AR症状（如皮炎、鼻炎、哮喘、湿疹）出现。发酵食品中的益生菌通过微生物-肠道-脑轴信号与免疫调节有关，因此推测食用这类食物可以缓解AR，可能是通过免疫调节和改善屏障功能。

然而，在某些情况下，摄入某些发酵食物，特别是那些来自动物的食物，可能会加重AR。这种并发症可能是由于微生物在食物发酵过程中产生新的过敏原（通过蛋白水解酶产生新的表原）或微生物本身存在的成分。并非所有的发酵食品都有利于消除AR。本综述将集中于3个主要的食品类别，即牛乳、植物基和动物基（特别是肉类）发酵食品。评估显示，3个类别的发酵食品具有不同的AR结果（图1）。

图1 基于不同发酵食品类型的AR

牛乳基发酵产品及其与AR的关系

发酵乳

过敏研究中最重要的一类食物是牛乳和牛乳基产品。某些牛乳化合物（如酪蛋白、β-乳球蛋白、α-乳球蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白）是过敏原，是免疫系统发生反应过度的信号。一些对牛乳的AR（如腹泻、腹胀、恶心、腹部绞痛）可能与乳糖不耐受引起的反应相混淆。以往的研究表明，发酵奶制品具有不同程度的AR（表1）。

表1 不同发酵牛乳在AR中的作用

摄入添加了益生菌和/或益生元的发酵牛乳已被证明可以通过调节肠道微生物群和免疫系统来改善人类婴儿的过敏状况，这一结果也在体内可见，在卵清蛋白（OVA）诱导的小鼠模型中，摄入益生菌发酵牛乳后，AR症状减轻。牛乳发酵产生生物活性物质能有效对抗牛乳过敏性反应的化合物。这些化合物，主要以“加密”肽的形式，是通过LAB蛋白水解系统裂解乳蛋白和乳清而产生的。

尽管在牛乳中添加乳酸菌对抗AR有好处，但有研究表明即使不添加益生菌，发酵乳通过微生物作用在减轻AR方面仍优于普通乳。据报道，即使微生物不再活跃（例如通过热失活）或仅存在代谢物（例如外多糖）时也能预防AR。

奶酪

与发酵牛乳类似，对奶酪消费和AR的研究也显示出不同的结果。某些类型的奶酪并没有减少牛乳的过敏原。加热后的奶酪在一定程度上显示出减少的AR，但仍然保留了奶酪的致敏性。有趣的是，食用不同类型奶酪的受试者能更好地预防这些AR症状。

奶酪的另一个与AR减少有关的值得注意的方面是奶酪成熟。据报道，与新鲜奶酪相比，奶酪的老化可以减少成人和儿童的过敏原。在食用之前，奶酪发酵的时间越长，发酵微生物就能生长并水解奶酪中潜在的过敏原。

酸奶

在21世纪初，酸奶被证明可以通过降低IgE、Th2相关介质的产生和调节免疫反应来减轻过敏症状。除了耐受性非常好（即不太可能引起AR）外，酸奶还被证明可以减少现有的AR，如CMA和胃肠道（GI）症状，并抑制过敏原的渗透，消除虾原肌球蛋白诱导的肠黏膜紊乱，防止婴儿期AD和食物致敏的发展，以及减少过敏性结膜炎。由于使用适当的发酵剂可以很容易地控制酸奶的生产，因此这比有时采用自发发酵的奶酪生产具有优势。

少数乳制品

与奶酪和酸奶相比，有关“少数”乳制品（如Dadih、Dahi和Kefir）的研究有限。然而，有证据表明，这些产品具有与酸奶相似的益处，例如调节Th1/Th2和调节性T细胞（Tregs）免疫反应的能力，降低血清IgE，影响肠道微生物群成分和调节AR关键途径的表达。微生物物种的多样性，可用于食品发酵以改善健康。

植物性发酵食品

来自植物来源的过敏原通常包括（但不限于）花生、树坚果、大豆、小麦、大米和水果。已知来自植物的大量发酵食物会导致不同程度的AR（表2）。

表2 以往关于植物性发酵食品AR的文献总结

大豆是被研究最多的类型，这可能是因为它在亚洲的流行。像许多其他发酵食品组一样，关于发酵对大豆过敏性的影响的报道各不相同。大豆发酵或其衍生物与某些LAB菌株（如L. brevis CICC 23474, Lactobacillus spp. CICC 23470和 L. helveticus）有效降解过敏的蛋白质。特别是L. brevis CICC 23474和Lactobacillus spp. CICC 23470能够在体外减少β-伴大豆球蛋白（Gly m 5）和大豆球蛋白（Gly m 6）的酸性亚单位的免疫反应性。

此外，真菌少孢根霉和线虫放线菌的发酵，通过大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和其他几种抗营养成分的水解，显示的免疫反应性降低。而某些真菌物种（如米根霉和酿酒酵母）在缓解大豆分离蛋白AR方面未能产生类似积极作用。

虽然发酵大豆通常与抗AR的有利结果有关，但日本的一种美食纳豆却没有那么明显不错的效果。孕妇摄入纳豆的好处是降低其后代的湿疹发病率。然而，对其过敏的日本人食用纳豆可能导致迟发性过敏反应和过敏标志物的增加。

一些报告强调了食用酱油的风险，如不同年龄的患者出现唇部刺激。受试者的组胺和血清IgE变化不大，可能源自酱油发酵的某些新物质引发过敏症。有研究称通过酱油发酵可降低大豆的致敏性，但证据仍然不完全是结论性的。

泡菜的食用与AR和AR相关因素的减少有关。这些效果是通过调节免疫系统和增强肠道和微生物群功能来实现的。从泡菜中分离出的乳酸菌，如粪肠球菌FC-K和植物乳杆菌，已被证明通过促进Th1免疫反应和抑制B细胞活化来减轻IgE的产生。德国酸菜和AR之间的关系尚未得到广泛研究，与酸菜消费相关的AR可能是由于在酸菜生产过程中产生了大量的生物胺，包括酪氨酸和组胺。需要更多的研究来证实这一假设。

酸面包（即以乳酸菌或野生酵母为基础的发酵小麦）可能对肠易激综合症患者有益。研究表明，随着小麦发酵的进行，过敏原标志物（α-淀粉酶/胰蛋白酶抑制剂（面筋）和FODMAPs）降低。

以肉类为主的发酵食品

以海产品为主的食物，包括鱼类和贝类，是导致AR的重要蛋白质来源之一。鱼类发酵过程中使用的某些微生物（比如L. plantarum和S. cerevisiae）或其产物（例如鱼油）可以通过改变过敏原结构、抑制免疫细胞（例如辅助性T细胞）的活性和增加Tregs的数量来显著改善炎症反应。虽然在发酵的海产品中观察到积极的结果，但也有海产品发酵加重AR的例子。有研究证明了韩国发酵海鲜aekjeot（鱼露）和jeotgal（鱼酱）之间的联系，生物胺（组胺和酪胺）增加了这种不良反应。

与海产品相比，红肉（牛、羊、羊等）对AR的贡献更高。目前几乎没有证据表明通过发酵可以减少和消除肉类的过敏性。更多的研究倾向于报告通过发酵/加工肉类消费导致的AR加重。一些发酵和加工的肉类也可能含有植物产品（如小麦蛋白），这可能部分导致AR。一些发酵肉类生产将利用LAB乳酸菌作为发酵剂，这已被证明可以缓解AR。

Conclusion

基于以上，可以得出以下结论和建议：

大量研究表明，食用富含碳水化合物的植物发酵食品往往会导致AR的有利降低。相比之下，食用富含发酵蛋白质（包括植物性）的食品，如牛乳、大豆和动物产品及其对AR的影响在很大程度上取决于食品类型和发酵微生物。发酵食品对AR影响的差异可归因于几个因素，包括最初在食品中发现的潜在过敏原的数量和类型、发酵微生物水解或改变过敏蛋白结构的能力，以及微生物发酵作用形成新过敏原的可能性。
虽然关于乳基发酵食品（例如奶酪、酸奶）生产的文献已经比较广泛，但大多数研究并没有明确负责发酵的具体微生物。因此，不同研究之间的比较往往仅限于消费此类食品的影响，而没有扩展到讨论在驱动这些影响中起主要作用的微生物群落。了解发酵剂培养微生物的特性、丰度和相关功能有助于未来研究的可重复性，这是开发有效的发酵剂培养和益生菌的关键。
许多基于发酵食品的研究主要集中在利用乳酸菌作为主要发酵微生物。虽然利用该菌群已经取得了一定的效果，但还需要进一步探索酵母和真菌的发酵作用以及由此产生的缓解AR的能力。在许多豆类和发酵饮料中，真菌作为重要的发酵剂，并且已知产生有益物质、蛋白酶和免疫调节特性，这些特性仍然是AR研究中的重要主题。
需要更多的研究来确定来自非洲、东南亚和中东等较小区域的发酵食品的影响。这些地区发酵食品的多样性可能有助于新的发现和进一步了解发酵微生物的特性和功能，以及发酵食品如何减少人类群体中的AR。

Roles of fermented plant-, dairy- and meat-based foods in the modulation of allergic responses

Muhamad Hafiz Abd Rahim^a,*, Nur Hazlin Hazrin-Chong^b, Hanis Hazeera Harith^c, Wan Abd Al Qadr Imad Wan-Mohtar^d, Rashidah Sukor^a,e

^a Faculty of Food Science and Technology, Universiti Putra Malaysia, 43400 Serdang, Selangor, Malaysia

^b Department of Biological Sciences and Biotechnology, Faculty of Science and Technology, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia

^cFaculty of Medicine and Health Sciences, Universiti Putra Malaysia, 43400 Serdang, Selangor, Malaysia

^dFunctional Omics and Bioprocess Development Laboratory, Institute of Biological Sciences, Faculty of Science, Universiti Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia

^eLaboratory of Food Safety and Food Integrity, Institute of Tropical Agriculture and Food Security, Universiti Putra Malaysia, 43400 Serdang, Selangor, Malaysia

*Corresponding author.

Abstract

This review attempts to delineate the effects and roles of fermented foods on allergic responses (AR), specifically from milk, plant, and meat sources. Evidence for AR alleviation and aggravation were noted for many different fermented food groups. Positive outcomes on AR through fermented foods could be linked to microbial hydrolysis of food allergens, improvement in gut microbiota robustness, and modulation of the immune system that promotes a balance between T helper 1 (Th1) and Th2 cells. Studies on plant-based, non-protein rich fermented foods tend to show more favourable results compared to those on meat-based or protein-rich group. The usage of specific and known starter cultures are helpful in alleviating AR, as in the case for many yogurt, Kefir or Dahi products. Sufficient fermentation time was also deemed important, exemplified in studies that showed inefficient AR reduction through consumption of fresh cheese. However, formation of new allergens through fermentation of certain meat-based foods, or by using specific fermenting microbes (e.g. Penicillium sp.), is possible. Thus, combination of starter cultures and food substrates must be considered in preventing or eliminating AR from intake of these foods. This review may aid consumers to make informed decision during the consumption of fermented food.

Reference:

RAHIM M H A, HAZRIN-CHONG N H, HARITH H H, et al. Roles of fermented plant-, dairy- and meat-based foods in the modulation of allergic responses[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(3): 691-701. DOI:10.1016/j.fshw.2022.09.002.