《Food Bioscience》:New insight into the inflammatory mechanisms of lychee pulp proteins: Influence of cultivar variation and
Lactiplantibacillus plantarum ICNP1 fermentation
编辑推荐:
摘要荔枝(Litchi chinensis Sonn.)的食用常与传统观念中的"上火"(热性)相关联,其特征为类似炎症的症状,但其原因尚不明确。尽管高糖含量已得到广泛讨论,但荔枝果肉蛋白(LPPs)的作用、品种差异,以及益生菌发酵和热灭菌等加工方式的影响,仍缺乏充分研究。本研
摘要
荔枝(Litchi chinensis Sonn.)的食用常与传统观念中的"上火"(热性)相关联,其特征为类似炎症的症状,但其原因尚不明确。尽管高糖含量已得到广泛讨论,但荔枝果肉蛋白(LPPs)的作用、品种差异,以及益生菌发酵和热灭菌等加工方式的影响,仍缺乏充分研究。本研究从八个主要品种中提取并富集了水溶性LPPs。基于蛋白免疫原性,选择了炎症潜力存在显著差异的品种,并利用蛋白质组学鉴定了与该差异相关的蛋白特征。此外,将高炎症潜力品种用Lactiplantibacillus plantarum ICNP1(L. plantarum ICNP1)进行发酵,并以巴氏杀菌作为对照。测试浓度范围内,LPPs未显示出明显细胞毒性,但不同品种诱导的炎症介质水平存在显著差异,形成明确的高、中、低响应模式。蛋白质组学分析将这些组别区分开,并鉴定出九个与炎症反应相关的候选蛋白,以钙调蛋白(A0A1S5VZG7)为核心,包括类甜蛋白(TLPs)和脂氧合酶(LOX)。与巴氏杀菌相比,L. plantarum ICNP1发酵显著减弱了巨噬细胞的炎症反应,使NO(57.48%)、IL-1β(61.77%)、IL-6(57.57%)和TNF-α(39.09%)的分泌量显著降低。这些结果表明,单纯的热处理不足以消除高反应性品种的炎症潜力。发酵后蛋白变化与候选靶蛋白的降解增强相一致,且其丰度(尤其是TLPs和LOX)与炎症输出呈相关。
引言
荔枝(Litchi chinensis Sonn.)因其独特风味和营养价值而广受推崇。中国年产量超过200万吨,占全球产量的50%以上(Jin等人,2023)。然而,食用荔枝常与中国传统观念中的"上火"相关联,其特征表现为咽喉疼痛和口腔溃疡等症状。普遍认为这涉及类炎症反应,从而限制了其摄入量(Zhao等人,2025)。
荔枝相关"上火"的成因尚不清楚,目前存在两大主要争论方向。一方关注荔枝的高总糖含量(15%–20%,主要为果糖和葡萄糖)(Gao等人,2024;Zou等人,2023)。另一方强调植物来源蛋白的潜在作用。具体而言,Wang等人鉴定出荔枝中的14-3-3样蛋白GF14 λ、GF14 ω和GF14 υ是最可能与炎症反应相关的候选蛋白,因为它们在RAW 264.7小鼠巨噬细胞系中提高了白细胞介素-1β(IL-1β)、iNOS和COX-2的蛋白水平(Wang等人,2017)。糖和蛋白均被牵涉到这一过程中。然而,外源性大分子蛋白的免疫原潜力研究仍远远不足,而这些蛋白可作为模式识别受体的配体(Vabret等人,2022)。因此,本研究旨在通过聚焦"上火"背后的蛋白相关机制来弥补这一空白。
事实上,许多食品蛋白已被证实可与肠道相关淋巴组织及全身免疫系统相互作用,从而调节炎症通路(Cokdinleyen等人,2024;Sicherer & Sampson,2018)。因此,需要对荔枝果肉蛋白的促炎潜力进行系统研究。食品引发的生理反应(如荔枝相关的"上火")具有复杂性,需要整合食品化学、免疫学和微生物学的跨学科方法(Lou等人,2025)。
类甜蛋白(TLPs)是植物PR-5家族的重要成员,在植物界广泛分布(Mi等人,2025;Müller等人,2023;Wang等人,2019)。近期研究进一步将TLPs与非特异性炎症反应联系起来。在荔枝中,TLPs已被鉴定为与"上火"相关的关键因素。实验证据显示,TLPs可激活NF-κB和MAPK信号通路,使TNF-α增加60.43%、IL-1β增加74.86%、IL-6增加120.18%。同时,它们可破坏肠道微生物组和肠道屏障功能,从而触发全身性炎症反应(Wang等人,2022)。这些发现为植物来源的TLPs可致炎症提供了直接证据。然而,不同荔枝品种蛋白的炎症潜力尚未得到系统比较。因此,阐明品种特异性的促炎活性差异将填补一项重要知识空白,并为筛选低炎症潜力品种提供依据。
由于TLPs结构高度保守,含有八个二硫键,表现出强热稳定性、耐酸性和耐蛋白酶性,使其能够耐受胃肠消化,成为重要的食品来源过敏原(Falconer等人,2010;Feng等人,2024)。因此,常规的工业热处理不足以使其变性或消除其构象表位,使完整的免疫原性蛋白得以与免疫细胞相互作用。这凸显了对靶向酶解或微生物生物加工策略(如益生菌发酵)的迫切需求,这些策略能够蛋白水解切割这些刚性结构,从而缓解其炎症潜力。
益生菌发酵作为一种成熟的生物加工策略,通过降解蛋白为肽类和氨基酸来改变食品基质及其生物学特性,从而赋予发酵食品多样的健康益处和复杂的作用机制,在全球范围内受到广泛关注(Obayomi & Edo,2025)。已有研究表明,发酵可有效改变食品蛋白的组成与功能(Hill等人,2014;Marco等人,2017;Sanlier等人,2019;Ter等,2024)。例如,乳酸菌发酵可降低牛奶的致敏性和苦味,同时提高其抗氧化活性和风味(Jiang等人,2024)。在榛子中,SDS-PAGE分析证实乳酸菌发酵降解了蛋白,降低了致敏性,并提高了总酚含量和抗氧化活性(Erem等,2026)。基于这些发现,值得注意的是,Lactiplantibacillus plantarum作为肠道发酵和食品发酵中的重要微生物,具有高效的蛋白水解系统,可能有助于降低食品蛋白的炎症效应。然而,益生菌发酵是否能降低荔枝果肉蛋白的促炎活性及其潜在机制,仍有待阐明。
本研究旨在:(1)系统评估并比较八个主要商业荔枝品种果肉蛋白的促炎潜力;(2)利用比较蛋白质组学鉴定与所观察到的炎症差异相关的关键候选蛋白;(3)阐明益生菌发酵如何降低炎症活性,并特别关注这些靶蛋白的降解情况。
节选片段
荔枝果肉蛋白的提取与纯化
新鲜荔枝果实购自茂名市好心佳丽食品有限公司(中国广东省)。果实于-20°C保存至使用前。为消除糖类的干扰,采用改良丙酮沉淀法(Baghalabadi & Doucette,2020)从八个荔枝品种(糯米糍、黑叶、桂味、怀枝、妃子笑、吉尾荔、白蜡和白糖罂,表1)的新鲜果肉中提取水溶性蛋白。简要而言,将去核果肉剥皮后……
不同荔枝品种LPPs的炎症潜力存在显著差异
为了区分不同品种荔枝蛋白的炎症能力,我们使用RAW 264.7细胞进行了TNF-α、NO、IL-6和IL-1β的胞外检测(Wang等人,2022)。CCK-8结果表明,八个品种在10.0 ng/mL浓度下均无细胞毒性,各组细胞活力均保持在90%以上(图1A)。这确保了所观察到的与品种相关的炎症介质诱导差异不会受到干扰……
结论
本研究从果实蛋白免疫原性的角度,为荔枝相关的"上火"现象提供了更具可检验性的分子解释。不同品种的LPPs在RAW 264.7巨噬细胞中诱导的NO、TNF-α、IL-6和IL-1β分泌水平存在显著差异,且品种排序在这些炎症指标间保持一致,提示该炎症样反应存在明确的品种依赖性模式。在此基础上,蛋白质组学分析……
CRediT作者贡献声明
唐锦文:验证、软件、数据整理。萧璐:初稿撰写、方法论、形式化分析。李欣:审稿与编辑、可视化、调查研究。楼文勇:调查研究、资金获取、构思。茅雅:可视化、方法论、形式化分析。余远山:资源、资金获取、构思
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
我们感谢广东省重点研发计划(编号:2023B0202030002)、中国博士后科学基金(2025M782991)以及广州市科技计划项目(编号2023B01J2004)提供的资金支持。
萧璐|唐锦文|茅雅|余远山|李欣|楼文勇