Munich, Germany
July 13, 2018
Strawberries and tomatoes are among the most widely consumed fruits and vegetables worldwide. However, many people are allergic to them, especially if they have been diagnosed with birch pollen allergy. A team from the Technical University of Munich (TUM) has investigated which strawberry or tomato varieties contain fewer allergens than others and to what extent cultivation or preparation methods are involved.
The incidence of food allergies has increased in recent decades: It affects three to four percent of the adult population and five percent of children. Tomatoes (Solanum lycopersicum) and strawberries (Fragaria x ananassa) can cause allergic reactions due to the presence of various allergenic proteins. Of particular note are proteins that resemble the primary allergen in birch pollen and due to this similarity can lead to birch pollen-associated food allergy. About 1.5 percent of the population in Northern Europe and up to 16 percent in Italy are affected by tomato allergies. And around 30 percent of those who are allergic to birch pollen also report allergenic reactions to strawberry fruits.
Symptoms of an immunological reaction to strawberries or tomatoes can affect the skin (urticaria or dermatitis), irritate mucous membranes and trigger a runny nose, and can also lead to abdominal pain. Food allergy sufferers develop symptoms after eating fresh fruit or vegetables, while processed products are often tolerated.
Previous studies have found that there are several proteins in both strawberries and tomatoes, which can cause allergic reactions. The aim of the two recently published studies under the direction of Prof. Dr. Wilfried Schwab from the Chair of Biotechnology of Natural Products was to quantify an important allergenic protein in the various strawberry and tomato varieties. In order to analyze a broad spectrum, varieties were selected in both cases, which differed in size, shape, and color.
Furthermore, the influence of organic and conventional cultivation conditions as well as various processing methods ranging from sun-drying and oven-drying to freeze-drying of the fruits, were investigated. It was assumed that the concentration of the allergenic protein varies with the color of the ripe fruit, the state of growth, and the processing method.
The specific variety makes all the difference
Twenty-three different-colored tomato varieties and 20 strawberry varieties of different sizes and shapes were examined to analyze the genetic factor for the expression of the allergenic protein in the fruits.
The concentration of the allergen in both types of fruit varied greatly between varieties. In addition, the heat sensitivity of the proteins could be confirmed: If the fruits were exposed to heat during the drying process, their allergy potential was lower. However, the influence of cultivation conditions (conventional and ecological) on the allergy content was minor.
Consequently, the proteins investigated in the studies (Sola l 4.02 in tomatoes and Fra a 1 protein in strawberries) may in future serve as markers for the cultivation of hypoallergenic tomato and strawberry varieties.
Publications:
Kurze, Elisabeth, Lo Scalzo, Roberto, Campanelli, Gabriele; Schwab, Wilfried: Effect of tomato variety, cultivation, climate and processing on Sola l 4, an allergen from Solanum lycopersicum, PLOS ONE 2018. DOI: 10.1371/journal.pone.0197971.
Kurze, Elisabeth; Kock, Vanessa; Lo Scalzo, Roberto; Olbricht, Klaus and Schwab, Wilfried: Effect of the strawberry genotype, cultivation and processing on the Fra a 1 allergen content, Nutrients 2018 10, 857. DOI: 10.3390/nu10070857..
Allergiepotential von Erdbeeren und Tomaten hängt von der Sorte ab
Sie zählen weltweit zu den meistverzehrten Frucht- und Gemüsesorten: Erdbeeren und Tomaten. Viele Menschen reagieren jedoch allergisch auf sie, vor allem bei einer zugleich diagnostizierten Birkenpollenallergie. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) hat untersucht, welche Erdbeer- oder Tomatensorten weniger Allergene enthalten als andere und inwieweit Anbau- oder Zubereitungsmethoden mitspielen.
Das Auftreten von Nahrungsmittelallergien hat in den vergangenen Jahrzehnten zugenommen: Es betrifft drei bis vier Prozent der erwachsenen Bevölkerung und fünf Prozent der Kinder. Tomaten (Solanum lycopersicum) und Erdbeeren (Fragaria x ananassa) können allergische Reaktionen hervorrufen, die auf das Vorhandensein verschiedener allergener Proteine zurückzuführen sind.
Allen voran Proteine, die dem Hauptallergen aus Birkenpollen ähneln, und aufgrund dieser Ähnlichkeit zu einer Birkenpollen-assoziierten Nahrungsmittelallergie führen können. Etwa 1,5 Prozent der Bevölkerung in Nordeuropa und bis zu 16 Prozent in Italien sind von einer Tomatenallergie betroffen. Und rund 30 Prozent derjenigen, die eine Birkenpollenallergie haben, berichten auch von allergenen Reaktionen auf Erdbeerfrüchte.
Symptome einer immunologischen Reaktion auf Erdbeeren oder Tomaten können die Haut betreffen (Urtikaria oder Dermatitis), die Schleimhäute reizen und Schnupfen auslösen als auch zu Bauchschmerzen führen. Nahrungsmittelallergiker entwickeln Symptome nach dem Verzehr von frischem Obst oder Gemüse, während verarbeitete Produkte oftmals toleriert werden.
In früheren Studien wurde festgestellt, dass es mehrere Proteine sowohl in Erdbeeren als auch in Tomaten gibt, die allergische Reaktionen auslösen können. Ziel der zwei gerade veröffentlichten Studien unter der Leitung von Prof. Dr. Wilfried Schwab vom Lehrstuhl für die Biotechnologie der Naturstoffe war es, ein wichtiges Allergie auslösendes Protein in den verschiedenen Erdbeer- und Tomatensorten zu quantifizieren.
Um ein breites Spektrum zu analysieren, wurden in beiden Fällen Sorten gewählt, die sich in Größe, Form und Farbe unterscheiden. Weiterhin wurde der Einfluss der biologischen und konventionellen Anbaubedingungen als auch verschiedene Verarbeitungsmethoden von der Sonnen- über die Ofen- bis zur Gefriertrocknung der Früchte untersucht. Es wurde angenommen, dass der Gehalt des Allergie-auslösenden Proteins mit der Farbe der reifen Früchte, dem Wachstumszustand und der Verarbeitungsmethode variiert.
Die jeweilige Sorte macht den Unterschied
Dreiundzwanzig verschieden farbige Tomatensorten und 20 Erdbeersorten unterschiedlicher Größe und Form wurden untersucht, um den genetischen Faktor auf die Expression des Allergie-auslösenden Proteins in den Früchten zu analysieren.
Der Gehalt des Allergens in beiden Fruchtarten schwankte stark zwischen den Sorten. Außerdem konnte die Hitzeempfindlichkeit der Proteine bestätigt werden: Wenn die Früchte während des Trocknungsprozesses Hitze ausgesetzt wurden, war ihr Allergiepotential niedriger. Der Einfluss der Anbaubedingungen (konventionell und ökologisch) auf den Allergiegehalt war hingegen gering.
Folglich können die in den Studien untersuchten Proteine (Sola l 4.02 bei den Tomaten und Fra a 1-Protein bei den Erdbeeren) künftig Marker für die Züchtung von hypoallergenen Tomaten- und Erdbeersorten sein.
Publikationen:
Kurze, Elisabeth, Lo Scalzo, Roberto, Campanelli, Gabriele; Schwab, Wilfried: Effect of tomato variety, cultivation, climate and processing on Sola l 4, an allergen from Solanum lycopersicum, PLOS ONE 2018. DOI: 10.1371/journal.pone.0197971.
Kurze, Elisabeth; Kock, Vanessa; Lo Scalzo, Roberto; Olbricht, Klaus and Schwab, Wilfried: Effect of the strawberry genotype, cultivation and processing on the Fra a 1 allergen content, Nutrients 2018 10, 857. DOI: 10.3390/nu10070857.
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