冷等离子体处理降低花生蛋白致敏性及改善功能特性的机制研究

为解决花生过敏这一全球性公共卫生问题，研究人员开展冷等离子体(CP)处理对花生蛋白(PP)免疫原性、结构及功能特性影响的研究。通过25分钟CP处理使PP免疫反应性降低69%，同时改善其消化性和起泡性能(从152%提升至213%)。该研究为开发低致敏性花生制品提供了新思路，发表于《Journal of Future Foods》。

　　

花生作为全球重要过敏原，其引发的IgE介导过敏反应可导致从皮肤荨麻疹到致命性过敏性休克等严重后果。美国1岁儿童花生过敏率从2001年1.7%激增至2017年5.2%，欧洲也呈现相似趋势。传统热加工技术虽能降低过敏原性，但可能改变食品感官特性；而非热加工技术如高压处理(HPP)和辐照等效果不稳定或需辅助处理。冷等离子体(CP)作为一种新兴非热加工技术，通过产生活性氧(ROS)、活性氮(RNS)等活性粒子诱导蛋白质氧化修饰，在保持食品风味的同时有望解决这一难题。

中国研究人员系统探究了介质阻挡放电(DBD)等离子体处理对花生粗提蛋白的影响。研究发现25分钟CP处理使PP免疫反应性降低69%，消化率显著提升。处理过程中NO₂^-浓度激增至对照组的125.81倍，导致蛋白质羰基含量从4.01增至4.56 nmol/mg，总巯基(SH)含量下降47.4%。结构分析显示α-螺旋减少2.32%，β-折叠增加4.12%，三级结构中色氨酸(Trp)荧光猝灭且疏水基团暴露。这些结构变化使空气-水界面吸附能力增强，起泡性能提升40%。

关键技术包括：采用120 kV/50 Hz DBD等离子体系统处理PP溶液；通过H₂O₂和NO₂^-检测试剂盒测定长寿命活性物质；圆二色谱(CD)分析二级结构；紫外/荧光光谱表征三级结构变化；体外模拟胃肠消化评估蛋白消化稳定性；BCA法测定溶解度；ELISA/WB检测免疫反应性。

3.1 化学性质变化
CP处理显著增加NO₂^-浓度至79.01 mmol/mg，pH仅轻微下降。羰基含量增加表明蛋白氧化程度加深，SH基氧化形成非二硫键硫化合物。

3.2 免疫原性降低
SDS-PAGE显示CP25组70 kDa(Ara h 1)和27 kDa(Ara h 3)条带强度减弱，出现11-13 kDa新片段。间接ELISA证实IgG结合能力下降69%，抑制ELISA显示相似趋势。

3.3 消化特性改善
胃肠消化实验显示CP25组蛋白完全水解，游离氨基含量降低。60分钟肠消化后对照组残留25 kDa以下条带，而CP25组几乎完全消化。

3.4 结构特征改变
粒径从223.97 nm增至505.77 nm，SEM显示表面粗糙度增加。CD分析表明α-螺旋减少伴随β-折叠增加，紫外吸收增强反映芳香族氨基酸暴露。固有荧光强度下降73.4%，外源荧光显示疏水性提升33.8倍。

3.5 功能特性变化
溶解度从82.51%降至55.10%，但起泡能力从152%提升至213%。短期处理(5分钟)可提高氨基酸含量，但过度处理导致营养损失。

该研究阐明CP通过氧化修饰改变PP构象，破坏致敏表位的结构基础。25分钟处理在保持营养前提下实现最佳减敏效果，同时赋予更优功能特性。这为开发低致敏花生食品提供理论依据，但需注意过度处理对蛋白质功能性和营养价值的负面影响。未来应优化CP参数以平衡减敏效果与品质保持，并深入探究不同活性物质的具体作用机制。