Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
LỜI MỞ ĐẦU
Các cây họ Đậu như đậu nành, đậu phộng, đậu xanh, đậu đỏ với hàm lượng
protein, lipid, các khoáng chất và vitamin cao chính là nguồn cung cấp dinh dưỡng
quan trọng cho con người. Do đó ta không ngạc nhiên khi những sản phẩm thực phẩm
đi từ các cây họ đậu ngày càng được sản xuất và sử dụng phổ biến.
Tuy nhiên, một số cá thể đặc biệt lại có phản ứng dị ứng đối với một số chất
trong các cây họ đậu và hiện nay tỉ người mắc bệnh dị ứng ngày càng gia tăng. Chính
vì vậy các nhà nghiên cứu rất quan tâm đến việc nghiên cứu các chất gây dị ứng có
nguồn gốc từ cây họ đậu và đã đạt được những thành tựu nhất định.
Nhiệm vụ của đồ án “Tổng quan tài liệu về các chất gây dị ứng có nguồn gốc
từ các cây họ Đậu và phương pháp xác định các chất này trong thực phẩm” là tìm hiểu
về bản chất, cấu tạo, tính chất của các chất gây dị ứng từ cây họ đậu mà đặc biệt là
đậu phộng và đậu nành; các phương pháp để xác định cũng như phương pháp để giảm
hay loại bỏ các chất này trong thực phẩm.
Em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Kim Hạnh đã hướng dẫn và giúp đỡ để
em hoàn thành đồ án này.
1
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Chương 1
KHÁI QUÁT VỀ DỊ ỨNG THỰC PHẨM
1.1. Khái niệm dị ứng thực phẩm
Dị ứng thực phẩm nghĩa là cơ thể có một phản ứng miễn dịch khác thường đối
với một loại thực phẩm nào đó mà đa số người khác không gặp phải. Dị ứng thực
phẩm chỉ xảy ra ở một số cá thể nhất định, đặc biệt thường xảy ra ở trẻ em. Trên thế
giới, trẻ em bị dị ứng thực phẩm chiếm 4-8% còn ở người trưởng thành là 2-3% [1,2].
1.2. Các thực phẩm có thể gây dị ứng
Theo FAO các nhóm thực phẩm chính liên quan đến 90% trường hợp dị ứng
thực phẩm bao gồm : các cây họ Đậu (đậu phộng, đậu nành, đậu xanh, đậu trắng…),
các loạt quả hạch (hạnh nhân, hạt dẻ ), hạt mè, lúa mì, cá và hải sản vỏ cứng, sữa,
trứng [1,7].
1.2.1. Cây họ Đậu
Cây họ đậu có tên khoa học là Leguminosae (hay Fabaceae sensu lato) gồm
một số loài cây quan trọng bậc nhất trong cung cấp thực phẩm cho con người, chẳng
hạn các loại đậu, đỗ, đậu phộng, đậu nành, đậu lăng [3].
Tuy nhiên ngoài giá trị dinh dưỡng cao, một số loại đậu mà chủ yếu là đậu
phộng và đậu nành có khả năng gây dị ứng đối với một số cá thể [3].
Ở đậu phộng, Ara h1và Ara h 2 là hai chất gây dị ứng chủ yếu. Ngòai ra còn có
Ara h 3, Ara h 4, Ara h 5, Ara h 6, Ara h 7, Ara h 8 [1].
Ở đậu nành, các chất gây dị ứng gồm Gly m Bd 28K, Gly m Bd 30K và Gly m
Bd 60K [1].
2
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
a) b)
c) d)
Hình 1.1: Các loại đậu
a) đậu phộng, b) đậu trắng, c) đậu xanh, d) đậu nành
1.2.2 Các loại quả hạch
Trên thế giới khoảng 1,1% dân số dị ứng với các sản phẩm từ các loại quả hạch
như hạnh nhân, hạt dẻ, hạt điều, quả óc chó [1].
Ở Châu Âu quả phỉ (hazelnut) là loại gây dị ứng chủ yếu trong nhóm các loại
quả hạch, còn ở Châu Mỹ đứng đầu là quả óc chó, kế đến là hạt điều, hạnh nhân và
quả hồ đào pecan.Chất gây dị ứng trong quả phỉ gồm Cor a1, Cor a2, Cor a3, Cor a4;
còn trong hạt dẻ là Cas 1, Cas 2, Cas 3, Cas 4, Cas 5 [1].
a) b) c)
Hình 1.2: Các loại quả hạch
a) hạt dẻ, b) hạt phỉ, c) hạt điều
3
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
1.2.3 Sữa bò
Hình 1.3: Sữa bò
Sữa bò là loại thực phẩm gây dị úng phổ biến. Theo một nghiên cứu cho thấy
người bị dị ứng sữa bò chiếm khoảng 2% ở Úc, 1,9% ở Phần Lan, 3,2% ở Pháp; 3,9%
ở Đức, 4% ở Nhật và 1,4% ở Mỹ.[1].Đặc biệt dị ứng sữa bò thường xảy ra ở 2-3% trẻ
sơ sinh. Tuy nhiên khỏang 85-90% trẻ sẽ mất đi những triệu chứng dị ứng với sữa khi
lớn lên [1,4].
Hàm lượng protein trong sữa bò khỏang 30-35g/l gồm hai nhóm là casein
(chiếm 80%) và whey (chiếm 20%). Cả hai nhóm này đều chứa các các chất có khả
năng gây dị ứng. Trong đó, casein (Bos d 8) chính là chất gây dị ứng chủ yếu trong
sữa bò. Ngoài ra nhóm whey protein có các chất gây dị ứng như lactalbumin (Bos d 4)
và lactoglobulin (Bos d 5). Nhiểu cuộc nghiên cứu cho thấy rằng chỉ với một lượng
nhỏ, sữa bò có thể gây ra những triệu chứng dị ứng nghiêm trọng [1,4].
Vì sự tương đồng trong cấu trúc các protein của casein và whey protein giữa
sữa bò với sữa dê và sữa cừu, những người dị ứng với sữa bò thường không thể dung
nạp các sản phẩm từ sữa dê và sữa cừu [1,4].
1.2.4 Trứng
Hình 1.4: Trứng
Khoảng 3,2% dân số Úc và 2,8% dân số Đức bị dị ứng với trứng và sản phẩm
từ trứng. Hiện tượng này cũng thường gặp ở trẻ sơ sinh.Theo nghiên cứu của Taylor
4
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
năm 1999, liều lượng có thể gây dị ứng được cho rằng nằm trong vùng từ 0,13mg
(toàn trứng sống) đến 200mg (toàn trứng chiên) [1].
Trong lòng trắng trứng có 5 chất gây dị ứng là Ovomucoid (Gal d 1),
Ovalbumin (Gal d 2), Ovotransferrin (Gal d 3), Lysozyme (Gal d 4). Đây là những
chất gây dị ứng chủ yếu [1,4,5].
Trong lòng đỏ trứng cũng có chất gây dị ứng nhưng chỉ chiếm thiểu số, đó là
α-livitin (Gal d 5) [1].
1.2.5 Cá
Chất gây dị ứng chủ yếu trong cá là các protein thuộc nhóm parvalbumin. Các
chất này thường gặp ở cá tuyết, cá hồi, cá thu, cá trích, cá bơn. Ở cá tuyết ngươi ta
thấy có chất Gad c1, ở cá hồi là Sal s1 [1].
Với tính chất bền nhiệt, các chất gây dị ứng trong cá không thể loại bỏ khi chế biến
nhiệt [1].
a) b)
Hình 1.4: Cá
a) cá tuyết b) cá hồi
1.2.6 Hải sản
Trypomyosin, một loại protein cơ khá bền nhiệt, là chất gây dị ứng thường
thấy ở các loài hải sản như tôm, cua, mực, bào ngư.
a) b) c)
Hình 1.5: Các loại hải sản
a) Tôm, b) Cua, c) Bào ngư
5
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
1.2.7 Lúa mì
Hạt lúa mì có chứa bốn loại protein là albumin, globulin, gliadin (prolamin) và
glutenin (glutelin). Trong đó gliadin và glutelin là hai protein thường gây dị ứng
.Theo nghiên cứu của Battais về huyết thanh từ những người dị ứng hạt lúa mì là thì
hơn 60% là do α/β gliadin, 55% đối với γ- gliadin và glutenin phân tử lượng thấp,
48% do ω-gliadin và 26% do các glutenin cao phân tử [1].
Đặc biệt dị ứng với gliadin trong hạt lúa mì có thể dẫn tới bệnh tạng phù nghiêm
trọng [1,3].
1.3. Nguyên nhân gây dị ứng
Khi ăn các loại thực phẩm gây dị ứng, cơ thể tạo ra kháng thể đặc biệt
Immunoglobine E (IgE) để chống lại chất protein lạ có trong thực phẩm đó (chất gây
dị ứng). Phản ứng miễn dịch này sẽ làm phóng thích ra chất histamine và những hóa
chất bảo vệ khác. Những hóa chất này gây ra hững phản ứng kích hoạt có thể ảnh
hưởng tới hệ hô hấp, hệ tiêu hóa, da và hệ tim mạch. Đây chính là phản ứn miễn dịch
thể dịch [4,5].
1.3.1 Khái niệm phản ứng miễn dịch thể dịch
Miễn dịch thể dịch là cơ chế miễn dịch đặc hiệu biểu hiện bằng sự sản sinh ra
kháng thể có khả năng tương tác đặc hiệu với các chất lạ của cơ thể phá hủy hoặc vô
hiệu hóa chúng. Những kháng thể này được sản sinh từ lympho B [4].
1.3.2 Các yếu tố tham gia vào phản ứng miễn dịch
1.3.2.1 Kháng nguyên
Trong phản ứng miễn dịch do dị ứng thì chất gây dị ứng có vai trò như là một
kháng nguyên.
a) Khái niệm kháng nguyên:
Các yếu tố lạ xuất hiện trong cơ thể động vật có khả năng gây đáp ứng miễn
dịch được gọi là kháng nguyên [4].
b) Tính chất của các kháng nguyên
− Tính đặc hiệu
Tính đặc hiệu của một kháng nguyên là đặc tính mà kháng nguyên ấy chỉ có
khả năng kết hợp đặc hiệu với kháng thể tương ứng (trong trường hợp đáp ứng miễn
dịch dịch thể) và có khả năng kết hợp đặc hiệu với các thụ thể bề mặt các lympho T
(trong trường hợp miễn dịch tế bào) [4].
Tính đặc hiệu của kháng nguyên không phải do toàn bộ cấu trúc của cả phân tử
kháng nguyên quyết định mà do “nhóm quyết định” (epitope) của kháng nguyên
quyết định, đó là những đoạn nhỏ hoặc một bộ phận nhỏ nằm trên bề mặt phân tử
6
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
kháng nguyên quyết định. Nhóm quyết định kháng nguyên không những quyết định
tính đặc hiệu sinh kháng thể tương ứng, mà còn là vị trí để kháng thể đó, hoặc lympho
bào mẫn cảm có thể gắn với kháng nguyên một cách đặc hiệu [4].
Nếu kháng nguyên chỉ có một nhóm quyết định thì sẽ kích thích cơ thể sinh ra
một loại kháng thể tương ứng và kháng nguyên đó chỉ kết hợp đặc hiệu và duy nhất
với loại kháng thể đó mà thôi [4].
Nếu kháng nguyên có nhiều nhóm quyết định thì sẽ có nhiều kháng thể tương
ứng được sinh ra, nhưng nhóm quyết định nào thì kết hợp đặc hiệu với kháng thể
tương ứng của nhóm đó [4].
Có bao nhiêu nhóm quyết định kháng nguyên thì có bấy nhiêu loại kháng thể
và kết hợp đặc hiệu độc lập với nhau[4].
− Tính lạ (nonself)
Những chất càng lạ với cơ thể túc chủ càng có tính kháng nguyên mạnh, tính
kháng nguyên càng mạnh khi các loài càng xa nhau về nguồn gốc tổ tiên [4].
− Trọng lượng phân tử đủ lớn
Những chất có phân tử lượng càng lớn và cấu trúc càng phức tạp thì tính sinh
miễn dịch càng cao, thông thường phải có phân tử lượng từ 10 kDa, tuy nhiên cũng có
trường hợp ngoại lệ như dextran, gelatin có phân tử lượng lớn nhưng không có tính
kháng nguyên, trái lại insulin phân tử lượng chỉ có 6000, glucagon phân tử lượng
3800 lại có tính kháng nguyên cao [4].
− Cấu trúc phân tử phức tạp
Những chất có bản chất là protein phức tạp hoặc cấu tạo từ polysaccharide thì
có tính sinh miễn dịch cao vì dễ bị đại thực bào nuốt và xử lý, còn những chất có bản
chất là lipid, acid nucleic thì tính sinh miễn dịch yếu hoặc không có, những chất này
muốn trở thành kháng nguyên phải được gắn với một "protein mang" có chứa các acid
amin mạch vòng như tyrozin, tryptophan hoặc các acid amin mạch vòng khác [4].
1.3.2.2 Kháng thể
a) Khái niệm
Globulin miễn dịch hay kháng thể (Immuglobulin - Ig)là các protein có trong
huyết thanh hoặc dịch sinh học của cơ thể (nước tiểu, sữa ) có khả năng liên kết đặc
hiệu với kháng nguyên đã kích thích sinh ra nó. Kháng thể theo định nghĩa trên đây
được gọi là kháng thể miễn dịch hay kháng thể đặc hiệu. Những kháng thể có sẵn từ
trước khi có sự tiếp xúc với kháng nguyên được gọi là kháng thể tự nhiên hay kháng
thể không đặc hiệu. Ở đây chúng ta chỉ xem xét kháng thể đặc hiệu [4].
7
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Bản chất của kháng thể là protein, nên các tác nhân hóa, lý như acid, kiềm
nhiệt độ đều có thể phá hủy kháng thể. Hoạt tính của kháng thể phụ thuộc vào pH của
môi trường và nhiều yếu tố khác. Amone sulfat, natri sulfat, cồn ở 5°C có thể làm kết
tủa kháng thể nhưng không làm mất tính chất của chúng. Do đó người ta lợi dụng tính
chất này để tinh sạch kháng thể [4].
Hai đặc tính sinh học quan trọng của kháng thể là khả năng phản ứng đặc hiệu
với kháng nguyên và khả năng biểu hiện như một kháng nguyên, tức là kích thích sinh
kháng thể chống laị chính nó. Kháng thể chống lại kháng thể gọi là kháng kháng thể.
Khi kết hợp với kháng nguyên kháng thể có xu hướng ức chế hoặc tiêu diệt kháng
nguyên .Đặc biệt hoạt tính của kháng thể là không vĩnh viễn [4].
b) Cấu trúc và chức năng của phân tử kháng thể
Cấu trúc của phân tử kháng thể được hình thành từ hai loại chuỗi polypeptide
là chuỗi nặng (ký hiệu: H=Heavy chain) có khối lượng phân tử từ 53-59 kDa và chuỗi
nhẹ (ký hiệu: L=Light chain) có khối lượng phân tử 22-26 kDa. Cả bốn chuỗi được
gắn với nhau bằng cầu disunfid (S-S). Trung tâm hoạt động là phần liên kiết với
kháng nguyên nằm ở vùng tận cùng N của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ có cấu trúc chỉ
khoảng 8-10
amino acid [4,22].
Các phân tử Ig có đặc tính hoạt động miễn dịch theo hai chức năng:
- Có khả năng liên kết với kháng nguyên ít nhất ở hai vị trí tiếp nhận đối với kháng
nguyên nhờ sự biến đổi kỳ diệu của phần tận cùng NH2 trên phân tử kháng thể.
- Phần tận cùng COOH của phân tử kháng thể có khả năng thực hiện một số lớn các
hoạt động sinh học dưới ảnh hưởng của sự liên kết với thụ thể trên bề mặt của tế bào.
Tất cả các kháng thể đều có cùng một cấu trúc phân tử nhưng khác nhau ở mức độ
của vùng liên kết với kháng nguyên [4.22].
Nhìn chung phân tử kháng thể được chia làm hai phần: phần Fab là phần liên
kết với kháng nguyên, phần Fc là phần dễ kết tinh phản ứng với các tế bào của hệ
thống miễn dịch qua thụ thể của các tế bào. Dùng enzyme papain hay pepsin có thể
cắt kháng thể thành hai mảnh Fab và Fc, hoặc F(ab’)2 tương ứng 4,22[].
8
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Hình 1.6: cấu trúc của kháng thể [ 4].
c) Phân loại kháng thể
Theo cấu trúc và chức năng miễn dịch người ta chia thành 5 loại kháng thể
là IgG, IgM, IgA, IgD, IgE
− Đặc điểm của IgG:
IgG chiếm 80% tổng số Ig trong huyết thanh. Đây là Ig duy nhất truyền từ mẹ
sang con, do vậy IgG là Ig đầu tiên có trong cơ thể. Ở người , IgG có khoảng
14mg/1ml serum [5,16].
IgG gồm có 4 phân lớp là IgG 1, IgG2, IgG 3, IgG 4.Nó có thể thực hiện các
chức năng như trung hòa các độc tố sinh hóa học; hoạt hóa các bổ thể, thực bào và tế
bào vi khuẩn. Phản ứng điển hình của IgG là ngưng kết vi khuẩn và trung hòa virus
[5,16].
− Đặc điểm của IgM:
IgM chiếm 8% Ig trong serum, không truyển từ mẹ sang con nhưng được hình
thành vào các tháng cuối của thai nhi [5].
IgM gồm 2 phân lớp là IgM 1 và IgM 2. Nó được tổng hợp rất nhanh (hơn cả
IgG) và có hoạt tính kháng nguyên và hoạt hóa bổ thể rất nhanh và mạnh [5].
− Đặc điểm của IgA
IgA có 2 dạng là Ig A trong huyết thanh (trong máu) và IgA tiết (trong sữa,
nước tiểu, dịch xoang…). Đây là loại kháng thể yếu, đời sống của nó rất ngắn (không
quá 6 ngày) [5].
IgA có 2 phân lớp IgA 1 và IgA 2. Chức năng của nó là tham gia kháng
nguyên nhóm máu [5].
− Đặc điểm của IgD:
9
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
IgD có nồng độ thấp nhất trong máu, rất mẫn cảm với các protease do vậy luôn
có xu hướng tự phân giải. Chức năng hiện nay chưa được biết hết [5].
− Đặc điểm của IgE
IgE có nồng độ rất thấp trong serum nhưng tăng rất nhanh khi nhiễm trùng hay dị
ứng. Do đó nó có có vai trò chủ yếu trong dị ứng , nhiểm kí sinh trùng, các chất độc
sinh học [5].
Theo số kháng nguyên kết hợp được ta có 2 loại là kháng thể đơn dòng và
kháng thể đa dòng
Kháng thể đơn dòng (Monoclonal antibody = Mab) là do duy nhất một epitope
kích thích sinh ra và chỉ kết hợp duy nhất với epitope đó [5].
Kháng thể đa dòng (polyclonal antibody = Pab) là kháng thể do nhiều epitope
kháng nguyên kích thích sinh ra, do vậy chúng có khả năng kết hợp với nhiều epitope
trong phản ứng kết hợp kháng nguyên - kháng thể [5].
1.3.2.3 Đại thực bào
Đại thực bào có mặt ở mọi khu vực tiếp giáp với bên ngoài: phổi, gan, hạch.
Người ta cũng thấy chúng ở trong lách, trong máu (tế bào mono), trong thanh mạc,
não. Đại thực bào trong máu có tên là monocyte, chiếm 5 % tổng số bạch cầu. Đại
thực bào trưởng thành có mặt trong các cơ quan, tổ chức với các tên gọi khác nhau.
Đại thực bào là loại tế bào to có những hình thái khác nhau tại những nơi khác nhau.
Chúng có thể di chuyển hoặc cố định tại mô [9].
Đại thực bào giữ một vai trò trung tâm trong đáp ứng miễn dịch. Chúng vừa
tham gia vào đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu ban đầu vừa tham gia vào đáp ứng
miễn dịch đặc hiệu. Trong đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu đại thực bào làm nhiệm
vụ bắt giữ và tiêu diệt các vật lạ, còn trong đáp ứng miễn dịch đặc hiệu, chúng gây
cảm ứng các đáp ứng qua vai trò trình diện kháng nguyên cho tế bào T, đồng thời
tham gia vào pha hiệu ứng của đáp ứng qua vai trò tiêu diệt tế bào u và vi sinh vật.
Chúng còn có những chức năng điều hòa đáp ứng miễn dịch [9].
1.3.2.4 Phức hòa hợp mô MHC II
Phức hợp hoà hợp mô chủ yếu MHC (Major Histocompability complex) có vai
trò quan trọng trong trình diện kháng nguyên và đáp ứng miễn dịch. Protein MHC làm
nhiệm vụ như là nơi trung chuyển phân tử [10].
Các kháng nguyên hoàn toàn không thể nào trình diện ở dạng nguyên thủy,
trực tiếp với tế bào B và đặc biệt là cho tế bào T, các kháng nguyên hoàn toàn ấy phải
được tế bào trình diện kháng nguyên (antigen presenting cells-APC) xử lý nghĩa là
10
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
chuyển các protein có cấu trúc phức tạp thành các đoạn peptid đủ nhỏ, thẳng, phù hợp
với kích thước các rãnh gắn peptide của các phân tử MHC của chính tế bào APC đó
[10].
Các kháng nguyên lạ được tổng hợp từ bên ngoài các được các APC thực bào,
thủy phân một phần và các đoạn peptide tách từ kháng nguyên ban đầu thường được
gắn với các phân tử MHC lớp II. Phức hệ này xuyên qua màng sinh chất và di chuyển
dần ra mặt tế bào. Tế bào T thông qua TCR của mình sẽ gắn với MHC, sau đó nhận
diện được kháng nguyên lạ vì chúng đã gắn với MHC. Các kháng nguyên lạ không
gắn được vào MHC thì không được tế bào T nhận diện [10].
1.3.2.5. Tế bào lympho
Tế bào lympho có phân bố rất rộng: chúng được thấy cả ở trong tủy xương,
tuyến ức, lách, hạch lympho, máu và trong toàn bộ cơ thể chúng chiếm khoảng 1%
tổng trọng lượng [4,5].
a) Tế bào lymphô T
Nguồn gốc và sự trưởng thành
Nhóm tế bào lympho trưởng thành dưới sự kiểm soát của tuyến ức được gọi là
tế bào phụ thuộc tuyến ức hay tế bào T [4].
Giai đoạn trưởng thành trong tuyến ức là một sự thay đổi cơ bản về mặt chức
năng của tế bào lymphô T: chính tại đó sẽ xuất hiện các dấu ấn khác nhau. Trong thời
gian chúng lưu lại tuyến ức, tế bào lympho tiếp thu một sự huấn luyện miễn dịch gồm
có khả năng nhận biết kháng nguyên và khả năng phân biệt kháng nguyên của mình
với kháng nguyên lạ (không phải kháng nguyên của mình) [4,16].
Phân loại lympho T
Dựa vào chức năng điều hòa miễn dịch , người ta có thể chia lympho T thành
các loại như sau:
Lympho T hỗ trợ ( Th=T helper có CD4+) còn có tên là lympho T khuyếch đại
(Ta,amplifier T lymphocyte ) có nhiệm vụ hoạt hóa và thúc đẩy hoạt động của các
lympho T khác thông qua việc tiết ra Interleukin-2 [25].
Lympho T gây quá mẫn muộn, TDTH (Delayed Type Hypersensitivity T cell) có
nhiệm vụ tiết lymphokin hoạt hóa đại thực bào và bạch cầu khác dẫn đến biểu hiện
quá mẫn muộn [25].
Lympho T điều hòa ngược, ký hiệu TFR (Feedback regulator T lymphocyte) hay
còn gọi là lympho T cảm ứng ức chế (Suppressor inducer T lymphocyte) có tác
dụng hoạt hóa lympho T ức chế [25].
11
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Lympho T ức chế (Ts=T suppressor có CD8+) có nhiệm vụ điều hòa đáp ứng miễn
dịch, ức chế hoạt động của các loại lympho bào khác [25].
Lympho T độc (CTL=cytotoxic lymphocyte=TC), có nhiệm vụ tấn công trực tiếp
các tế bào có kháng nguyên lạ trên bề mặt, chẳng hạn tế bào mang virus (Đáp ứng
miễn dịch qua trung gian tế bào) [25].
Trong phản ứng miễn dịch do dị ứng Lympho T có vai trò hỗ trợ giúp hoạt hóa tế bào
lympho B.
b) Tế bào lympho B
Tế bào lympho B chiếm khoảng 5-15% số tế bào lympho tuần hoàn trong máu
và được xác định bằng sự hiện diện của Ig màng mà chúng tổng hợp. Chức năng chủ
yếu của tế bào này chính là sản xuất kháng thể [25].
Tế bào B có thể được hoạt hóa bởi các kháng nguyên không phụ thuộc tuyến
ức hoặc bởi sự kết hợp kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức qua các yếu tố hoà tan
(cytokine) từ tế bào lymphô T tiết ra [25].
c) Tế bào mast
Tế bào mast được thấy trong vành trong của các mạch máu nhỏ trong toàn cơ thể,
nhiều nhất là tại các nơi tiếp xúc với bên ngoài, như da, lỗ mũi, phổi, ruột, bộ máy sinh sản
[33].
Nhiệm vụ của tế bào mast là tiết ra chất heparin có trách nhiệm làm cho máu
không đông, tiết ra chất histamin làm nở mạch máu gia tăng thấm thấu, và các loại
hóa chất xúc tác tạo dị ứng [33].
Loại dị ứng tùy thuộc vào các hóa chất xúc tác với tế bào ở nơi nào trong cơ
thể tiết ra như: Nếu tế bào mast ở mũi tiết ra thì bị nghẹt mũi, sổ mũi , nếu ở phổi thì
bị xuyễn, ho, ở da thì bị ngứa, nổi mề đai, lở vẩy chóc, ở ruột bị tiêu chảy, ở đầu bị
nhức đầu. v.v [33].
1.3.3 Cơ chế của phản ứng miễn dịch khi chất gây dị ứng xâm nhập vào cơ thể:
Chất gây dị ứng có thể xâm nhập vào cơ thể bằng cách thông qua da, đường
tiêu hóa hay đường hô hấp. Với những cá thể dị ứng với một chất nào đó thì kể từ lúc
đó phản ứng dị ứng bắt đầu diễn ra. Cơ chế phản ứng này là cơ chế của phản ứng
miễn dịch thông qua thể dịch, bao gồm ba giai đoạn là giai đoạn nhận diện kháng
nguyên, giai đoạn cảm ứng, giai đoạn hiệu ứng [27].
12
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Hình 1.7: Cơ chế của phản ứng miễn dịch do dị ứng [27]
1.3.3.1. Giai đoạn nhận diện kháng nguyên (antigen presenting stage)
Trước tiên các kháng nguyên protein lạ (chất gây dị ứng) ở ngoài môi trường
sẽ được đưa vào trong các tế bào trình diện kháng nguyên (antigen preseting cell –
APC) bằng cách thực bào. Khi đó kháng nguyên bị phân hủy thành những đoạn
peptide nhỏ còn khả năng sinh miễn dịch nhưng vẫn giữ nguyên cấu trúc peptide ban
đầu. Tiếp theo, các peptide gắn vào các phân tử MHC lớp II bên trong các APC. Các
phức hợp peptid-phân tử MHC vừa được hình thành sẽ di chuyển lên bề mặt tế bào
APC. Tế bào T có cơ quan thụ cảm TCR nhận biết đặc hiệu tinh tế các phức hợp
peptide-MHC này [27,40].
13
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Hình 1.8: Giai đoạn nhận diện kháng nguyên
1.3.3.2. Giai đoạn cảm ứng (Sensitisation stage) gồm hoạt hóa, tương tác và ghi
nhớ
Qua sự hỗ trợ của các tế bào trợ giúp T (T helper 2- Th2) các tế bào B sẽ được
kích thích và sản xuất ra kháng thể đặc hiệu. Trong quá trình này các cytokin được
giải phóng. Những cytokin hoạt động như yếu tố hoạt hóa hay tăng trưởng đối với tế
bào B giúp cho đáp ứng được khuếch đại [27,40].
Đáp ứng miễn dịch lần đầu có thời gian tiệm phát dài, cường độ đáp ứng kém
và thời gian duy trì đáp ứng ngắn. Có một số tế bào lympho B và T đã được mẫn cảm
sẽ trở thành tế bào trí nhớ, nếu tiếp xúc lại với kháng nguyên đã gây mẫn cảm các lần
sau, sẽ tạo ra đáp ững miễn dịch lần 2 hay thứ phát [27,40].
Trong đáp ứng thứ phát và các lần sau đó, các tế bào trí nhớ sẽ phát triển rất
nhanh và mạnh, tạo thành một dòng tế bào chuyên sản xuất ra kháng thể đặc hiệu. Vì
thế mà đáp ứng thứ phát có thời gian tiềm tàng ngắn hơn, cường độ đáp ứng mạnh
hơn và thời gian duy trì đáp ứng dài hơn [27,40].
1.3.3.3. Giai đoạn hiệu ứng (Challenge stage)
Là giai đoạn các tế bào lympho đã được mẫn cảm sản xuất ra kháng thể và
kháng thể này sẽ gắn lên bề mặt của các tế bào mast (mast cell) và bạch cầu ái kiềm
(basophil). Khi kháng nguyên (chất gây dị ứng) kết hợp với kháng thể sẽ kích thích
các tế bào này giải phóng ra histamin (được hình thành do decarboxyl hóa histidine)
và một số chất trung gian như prostaglandins, leukotrienes (do sự chuyển hóa
phospholipid của màng tế bào). Các chất này tác động lên hệ thần kinh và gây ra các
triệu chứng dị ứng [27,40].
14
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Một số triệu chứng thường gặp ở người bị dị ứng thực phẩm:
1• Da: nổi mề đay, sưng (gồm cả cổ họng, lưỡi, môi hoặc mắt), ngứa, nóng, đỏ, nổi
những vết đỏ, da tái hoặc có màu xanh [17].
2• Hô hấp: thở khò khè, khó thở, ho, đổi giọng, nghẹt cổ họng hoặc tức ngực; dị
ứng thực phẩm kéo dài có thể gây ra bệnh hen suyễn [17].
3• Bao tử: ói mửa, buồn nôn, đau bụng dưới hoặc tiêu chảy [17].
4• Triệu chứng khác: mạch yếu, bất tỉnh, cảm thấy yếu ớt, khó nuốt, xổ mũi và mắt
ngứa và ra ngước mắt, nhảy mũi, hồi hộp hoặc nhức đầu [17].
Nếu một người bị dị ứng thực phẩm nghiêm trọng, điều này có thể gây ra một
phản ứng đe dọa tới tính mạng được gọi là sốc phản vệ. Sốc phản vệ tác động tới toàn
bộ cơ thể, thường trong vòng vài phút sau khi ăn loại thực phẩm đó. Điều trị ngay lập
tức bằng cách tiêm adrenalin có thể cứu được tính mạng. Những người có nguy cơ bị
sốc phản vệ nên luôn mang theo thuốc để dùng khi khẩn cấp [17].
15
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Chương 2
ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC CHẤT GÂY DỊ ỨNG
TRONG ĐẬU PHỘNG
Hình 2.1: Hạt đậu phộng
2.1. Giới thiệu về đậu phộng
Đậu phộng (hay còn gọi là lạc), danh pháp khoa học là Arachis hypogaea, có
nguồn gốc từ Nam Mỹ và hiện nay phát triển phổ biến ở một số nước có khí hậu nhiệt
đới [1].
Đậu phộng không chỉ là cây thực phẩm mà còn là cây lấy dầu quan trọng chỉ
đứng sau đậu nành và bông (theo FAO, 1990). Hiện nay trên thế giới có khoảng 42
triệu m
2
trồng đậu phộng. Ấn Độ, Trung Quốc và Mỹ dẫn đầu về sản lượng trong 25
năm qua chiếm khỏang 70% sản lượng của toàn thế giới [1].
2.2. Thành phần hóa học của hạt đậu phộng
Trong hạt đậu phộng có nhiều chất dinh dưỡng, khoáng và vitamin ( đặc biệt là
vitamin B1) cần thiết cho cơ thể. Với hàm lượng lipid cao, đậu phộng được xem là
cây lấy dầu quan trọng. Bã đậu phộng sau khi được dùng trong sản xuất dầu còn tận
dụng làm thức ăn cho gia súc. Dưới đây là các bảng thành phần hóa học trong 100g
đậu phộng nguyên liệu, đậu phộng rang và đậu phộng luộc [14].
16
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Bảng 2.1: Thành phần hóa học trong 100 g đậu phộng [36].
Thành phần Hàm lượng
Đậu phộng
nguyên liệu
Đậu phộng
rang
Đậu phộng luộc
Nước 9-13 g 1,8 g 44,6 g
Protein 25 – 36 g 23,2 g 16,8 g
Lipid 36 – 54 g 51 g 8,3 g
Carbohydrate 6 – 25 g 21,7 g 26,3 g
Chất xơ 1,2 – 4,3 g 3,2 g 6,1 g
Tro 1,8 – 3,1 g 2.4 g 4 g
Ca 49 mg 42 mg 45 mg
P 409 mg 354 mg 260 mg
Fe 3,8 mg - 5,1 mg
Carotene
15 µg
- -
Thiamine 0,79 mg 0,45 mg 0,44 mg
Riboflavin 15,5 mg 0,11 mg 0,16 mg
Niacin 1 mg 15,3 mg 1,4 mg
2.2.1 Protein :
Trong đậu phộng protein chiếm từ khoảng 25-36%. Cũng như các loại hạt khác
protein chủ yếu trong đậu phộng là protein dự trữ gồm 2 loại 2 loại là globulin và
albumin (nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho hạt khi nảy mầm. Ngoài ra protein trong
hạt đậu phộng còn có profilin và một số enzyme [37].
2.2.3.1. Đặc điểm của globulin
Globulin chiếm khoảng 90% tổng protein dự trữ trong hạt. Đây là loại protein
tan trong nước muối. Ở trạng thái tự nhiên, globulin thường tồn tại ở dạng oligomer
[1].
Globulin chứa nhiều acid amin ariginine, glutamine (hay glutamate) và
asparagine ( hay aspartate) nên có hàm lượng nitơ rất cao. Chính vì vậy đây là nguồn
cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho hạt trong quá trình nảy mầm. Tuy nhiên
hàm lượng các acid amin chứa lưu huỳnh lại rất thấp [1,4,47 ].
17
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Dựa vào hệ số lắng (Svedberg), người ta chia globulin thành hai nhóm chính là
vicilin (7S) và legumin (11S).
a) Vicilin
Vicilin là protein thuộc nhóm 7S globulin với khối lượng phân tử của các tiểu
phần khỏang 40-80kDa. Điểm đặc biệt trong thành phần của vicilin là không có
cystein. Vì vậy nó không chứa liên kết S-S [1].
Chất gây dị ứng trong đậu phộng thuộc nhóm này là Ara h 1.
b)Legumin
Legumin thuộc nhóm 11S globulin, gồm 6 tiểu phần (subunit) được sắp xếp
thành cấu trúc vòng hở. Phân tứ lượng của nó khỏang 360 Kda [1].
Các chất gây dị ứng trong đậu phộng thuộc nhóm này là Ara h 3 và Ara h 4
(đậu phộng) [1].
2.2.3.2 Đặc điểm của albumin
Albumin chiếm khoảng 10% tổng protein dự trữ trong hạt. Đây là loại protein
tan trong nước. Khác với globulin do chứa nhiều cystein nên hàm lượng lưu hùynh
cao [1].
Các chất gây dị ứng trong hạt đậu phộng thuộc nhóm này gồm Ara h 2, Ara h
6, Ara h 7 [1].
Bảng 2.4: Thành phần acid amin trong hạt đậu phộng [50]
Acid amin Hàm lượng so với
tổng các acid
amin(%)
Aspartic 11.36
Threonine 2.51
Serine 5.01
Glutamic 17.95
Proline 3.92
Glycine 5.75
Alanine 4.13
Valine 3.8
Methionine 0.9
18
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Isoleucine 3.29
Leucine 6.59
Tyrosine 3.98
Phenylalanine 5.17
Lysine 3.89
Histidine 2.78
Ariginine 10.65
Tryptophan 0.96
Cystein 1.62
2.2.2 Lipid
Chất béo chiếm khoảng 30-50% trọng lượng của hạt đậu tươi. Chất béo có trong
hạt đậu phộng gồm thành phần chủ yếu là triacylglycerol. Ngoài ra còn có một lượng
nhỏ acid béo tự do, monoacylglycerol, diacylglycerol, sterol…Acid béo chủ yếu trong
đậu phộng là oleic và linoleic [52]
Bảng 2.5: Thành phần các triacylglycerol (TAG) trong hạt đậu phộng [52]
Số C tương
đương của TAG
Loại TAG Hàm lượng so với
lipid tổng (%)
40 LLLn 2.3
42 LLL 6.4
44 OLL, PLL 24.7
46 OOL 30.2
48 POL, PPL, SLL, OOO 19.4
50 SOO, PSO 6.9
52 AOO 4.8
Chú thích: Ln = linolenic, L = linoleic, O = oleic, P = palmitic, S = stearic, A =
arachic
19
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Bảng 2.6: Thành phần các acid béo tự do trong hạt đậu phộng [52]
Acid béo Hàm lượng so với
tổng acid béo (%)
Palmitic 8 – 14
Stearic 2 – 4
Oleic 36 – 37
Linoleic 14 – 43
Linolenic Vết
2.2.3. Carbohydrate
Chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt đậu phộng. Trong đó có chứa các đường
đơn như (glucose, fructose, manose, galactose), đường đôi khử và không khử
(raffinose, stachlose), tinh bột [51].
2.3. Giới thiệu về dị ứng đậu phộng
Theo một nghiên cứu ở Mỹ hiện nay số người dị ứng đậu phộng ở Mĩ chiếm
1.1 % dân số và có từ 50 tới 100 người tử vong mỗi năm vì dị ứng quá mạnh với loại
thực phẩm này [1]. Từ trước tới nay, đậu phộng vẫn là một trong những thực phẩm
"nguy hiểm" nhất. Ở bệnh nhân luôn xuất hiện các triệu chứng từ nổi mề đay nhẹ cho
đến gây nguy hiểm đến tính mạng dù họ mới chỉ ăn một lượng nhỏ (khoảng 0,1mg
cũng có thể gây ra triệu chứng dị ứng – Taylor 2002). Thậm chí ngay cả việc hôn một
người bình thường vừa ăn đậu phộng cũng khiến họ bị sốc. [ 1,3]
Dị ứng đậu phộng đặc biệt thường xảy ra ở trẻ em và vẫn tồn tại khi lớn lên
Bảng 2.7 : Tỷ lệ các triệu chứng dị ứng đậu phộng xảy ra từ một cuộc khảo sát ở
Pháp [ 23]
Triệu chứng Tỷ lệ
Viêm da 40%
Nổi mề đay 37%
Hen suyễn 14%
Sốc 6%
Tác động đến hệ tiêu hóa 1.4%
20
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Một số thực phẩm có nguyên liệu là đậu phộng mà người mắc bệnh dị ứng cần
tránh [47 ]:
Đậu phộng luộc/ rang
Bơ đậu phộng
Dầu đậu phộng chưa qua tinh luyện
Bánh biscuit, cookie, cracker
Kem đậu phộng
Kẹo chocolate đậu phộng
Các món chay
Bột ngũ cốc ăn sáng
Nước sốt
Súp
Nhà sản xuất nên ghi rõ trong nhãn hiệu của mình có hay không sử dụng
nguyên liệu là đậu phộng dù chỉ ở dạng vết.
2.4. Đặc điểm các chất gây dị ứng trong đậu phộng
Các chất gây dị ứng có thể chia làm hai nhóm là nhóm chủ yếu và nhóm thứ
yếu. Chất gây dị ứng chủ yếu là những nhóm có thể được nhận ra bởi kháng thể đặc
hiệu của hơn 70% bệnh nhân dị ứng. Thông thường, nhóm chủ yếu thụôc nhóm
protein chiếm đa số trong thực phẩm. Điều này cho thấy việc sử dụng một protein
thực phẩm nào đó với liều lượng cao có khả năng làm gia tăng nguy cơ dị ứng. Điều
này có thể thấy ở hai protein gây dị ứng chủ yếu ở đậu phộng là ara h1 và ara h 2. Hai
protein này cũng chiếm đa số trong protein tổng của đậu phộng. Các chất gây dị ứng
thứ yếu khác từ ara h3 đến ara h8. [39 ]
Bảng 2.8: Các chất gây dị ứng trong đậu phộng [ 39]
Chất dị
ứng
Phân tử
lượng
pI Chức năng sinh học Họ protein Tỉ lệ nhận
biết bởi IgE
(%)
Ara h1 63.5 4.55 Protein dự trữ trong hạt Vicilin 90
Ara h2 17 5,2 Protein dự trữ trong hạt Conglutin 90
Ara h3 57 5,5 Protein dự trữ trong hạt Glycinin 50
Ara h4 61 5,5 Protein dự trữ trong hạt Glycinin 50
Ara h5 14 4,6 Protein liên kết với actin Profilin 13
Ara h6 14.5 5,2 Protein dự trữ trong hạt Conglutin 38
Ara h7 15.8 5,6 Protein dự trữ trong hạt Conglutin 43
Ara h8 16.9 5,03 Chưa biết Chưa biết Chưa biết
21
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
2.4.1. Ara h 1:
Ara h 1 chiếm 20% protein tổng trong đậu phộng, là một glycoprotein thuộc
nhóm vicilin (7S globulin). Theo Burks (1991) Ara h1 là protein gây dị ứng chủ yếu
trong hạt đậu phộng. Chất này được nhận ra bởi kháng thể IgE của hơn 90% bệnh
nhân dị ứng hạt đậu phộng [1,39,43].
2.4.1.1. Vai trò của Ara h1:
Đây chính là nhóm protein dự trữ trong hạt có vai trò quan trọng trong việc
cung cấp nguồn N cho sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây.
2.4.1.2. Cấu trúc Ara h 1
Bằng phương pháp điện di 2 chiều người ta xác định được phân tử lượng Ara
h1 khoảng 63,5 kD với một chuỗi gồm 626 acid amin và pH đẳng điện của nó là 4,55
[1 ].
Ara h 1 có 23 epitope , trong đó có 4 epitope có thể kết hợp đặc hiệu với kháng
thể. Đó là các epitope 1, 3, 4, 17. [1] Hiện nay chuỗi acid amin của các epitope cũng
đã được xác định. Điều ngạc nhiên là sự thay thế bất kì một acid amin nào trong các
epiotpe cũng có thể làm cho nó mất khả năng liên kết được với IgE. Hơn nữa, đầu kỵ
nước định vị ở trung tâm các epitope được xem là điểm then chốt trong việc gắn với
IgE. Tương tác kỵ nước cũng góp phần làm bền vững cấu trúc của Ara h 1. Các
epitope trên cấu trúc bậc 3 của Ara h 1 được chia thành hai vùng chính. Điều này mâu
thuẫn với giả thiết trước đây khi cho rằng các epitope được phân bó dọc theo chiều
dài của phân tử [1,45].
22
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Bảng 2.9: Chuỗi acid amin của 23 epitope - Ara h 1 [38 ]
Bằng kỹ thuật mô phỏng tính tương đồng (homology modeling), cấu trúc bậc 3
của Ara h 1 đã được thiết lập. Đây là phương pháp xây dựng cấu trúc của một protein
dựa trên cấu trúc của một protein khác tương đồng với nó. Trong trường hợp tìm được
mẫu tương đồng cao (>30% trong cơ sở dữ liệu protein thì phương pháp cho kết quả
với độ tin cậy rất cao Hiện nay có nhiều phần mềm hỗ trợ trực tuyến cho phương
pháp mô phỏng tương đồng như: SWISS-MODELLER, 3D-Jigsaw homology hoặc
What-IF …[33].
Phương pháp này có đặc điểm như sau:
23
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Trước hết nó sẽ tìm kiếm những trình tự tương tự trong ngân hàng dữ liệu của
protein. Nếu có sự tương đồng thì sẽ tạo sắp giống cột trình tự.
Sau đó khung của cấu trúc mẫu sẽ được làm thành mô hình thô cho protein
mục tiêu. Đồng thời tại những vùng mà chứa những quãng trống nó sẽ tạo ra một
đọan thay thế tương ứng.
Để tối ưu hóa cấu trúc đạt được, người ta sử dụng những hàm tối thiểu năng
lượng [33].
Hình 2.2: Nguyên tắc mô phỏng cấu trúc của kỹ thuật homology model
Áp dụng phương pháp trên, David S. Shin đã mô phỏng cấu trúc của Ara h 1
đã dựa trên cấu trúc của phaseolin - một loại protein dự trữ trong các cây họ đậu. Kết
quả trong hình cho thấy tổng thể cấu trúc bậc 3 của Ara h 1 và vị trí các epiotpe từ 10
đến 22 của nó. Ara h 1có cấu trúc gồm 31% chuỗi xoắn (α-helix), 36% dạng phiến β
(β-sheet) và 33% không có dạng đặc biệt. Ở vùng cuối của phân tử có các chuỗi xoắn
α- helix, mỗi chuỗi có khoảng 3 vòng xoắn. Epitope 12 nằm trên đầu N của chuỗi
xoắn α-helix trong khi epitope 20 và 21 thì nằm trên đầu C của chuỗi xoắn α-helix.
Epitope 14, 15 và 18 là các epitope đầu tiên trên chuỗi β nằm ở bề mặt phía trong của
vùng cònepitope 16, 17, 19 và 22 thì nằm ở bề mặt phía ngoài [37,38].
24
Đồ án Công nghệ thực phẩm GVHD: Cô Vũ Thị Kim Hạnh
Hình 2.3: Kết quả mô phỏng cấu trúc Ara h 1 theo phaseolin [37]
A) Kết quả so sánh trình tự acid amin của Ara h 1 và phaseolin
Hàng trên: Chuỗi acid amin của Ara h 1
Hàng dưới: chuỗi acid amin của phaseolin
B) Cấu trúc Ara h 1 được mô phỏng trên máy tính
25