综述:冷等离子体降低食物蛋白致敏性的作用机制及应用研究

【字体: 时间:2025年08月19日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 8.5

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  本文系统综述了冷等离子体技术通过改变食物蛋白结构(如β-乳球蛋白、花生蛋白)降低其致敏性的分子机制,重点探讨了活性氧(ROS)、二硫键断裂和表位掩蔽等关键作用途径,为开发低致敏性食品加工技术提供理论依据。

  

冷等离子体技术作为一种新兴的非热加工手段,近年来在降低食物蛋白致敏性领域展现出显著潜力。该技术通过产生高能活性粒子(如ROS、RNS)诱导蛋白质构象变化,从而破坏致敏原的IgE结合表位。

作用机制解析

冷等离子体主要通过三重机制发挥作用:其一,活性氧(如O-、OH·)攻击蛋白质侧链基团,导致色氨酸、组氨酸等关键氨基酸氧化;其二,高能电子直接断裂二硫键(S-S),引发蛋白质空间结构解折叠;其三,等离子体诱导的甲基化/乙酰化修饰可物理性掩蔽线性表位。

关键技术参数

处理强度(10-100 kV)和时间(1-30 min)是核心调控因素。研究显示,花生蛋白经50 kV/15 min处理后,其IgE结合能力降低72%,而大豆7S球蛋白在适度条件下致敏性下降58%的同时,营养价值保留率达90%以上。

应用前景与挑战

该技术已成功应用于乳制品(β-乳球蛋白致敏性降低64%)、坚果制品(杏仁蛋白IgE结合量下降81%)等生产。但需注意过度处理可能导致蛋白质过度聚集,反而暴露出隐藏表位。未来研究应聚焦于建立"处理强度-结构变化-致敏性"的定量关系模型。

生物医学意义

通过精准调控冷等离子体参数,可定向设计低致敏性蛋白配料,为食物过敏患者(全球约2.4亿人)提供更安全的食品选择。最新临床前研究显示,经处理的β-乳球蛋白在小鼠模型中引发的Th2型免疫应答强度降低达67%。

技术局限性

当前面临三大挑战:批次间重复性差异(CV值可达15%)、复杂基质干扰效应(如脂质对活性粒子的淬灭作用),以及缺乏国际统一的致敏性评价标准。未来需开发在线监测系统实现工艺精准控制。

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