《Food Chemistry》：Effect of sourdough fermentation of wheat flours on quantities and pro-inflammatory bioactivities of amylase/trypsin-inhibitors
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下载：下载高分辨率图片（175KB）下载：下载完整尺寸图片引言小麦是人类营养中重要的主食，能为人体提供能量、碳水化合物、膳食纤维、蛋白质、维生素和矿物质（Shewry, 2009; Wieser等，2023）。然而，食用小麦制品也可能引发与小麦相关的疾病，包括乳糜泻、小麦过敏以及
引言
小麦是人类营养中重要的主食，能为人体提供能量、碳水化合物、膳食纤维、蛋白质、维生素和矿物质（Shewry, 2009; Wieser等，2023）。然而，食用小麦制品也可能引发与小麦相关的疾病，包括乳糜泻、小麦过敏以及非乳糜泻性小麦敏感症，这些疾病共同影响多达15%的小麦食用人群（Catassi等，2017）。非乳糜泻性小麦敏感症是指对（非麸质）小麦蛋白的炎症反应，这类反应最近被定义为一种由小麦引发的2型过敏，可通过诊断用共聚焦激光内镜检测到肠道屏障功能异常（Fritscher-Ravens等，2014；Fritscher-Ravens等，2019；Gjini等，2023），同时也是肠易激综合征的重要诱因，还被称为ATI（小麦淀粉酶/胰蛋白酶抑制剂）敏感症。2型过敏会导致肠道症状出现延迟，而ATI则能激活存在于肠道黏膜的单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞表面的Toll样受体4复合体（Junker等，2012）。ATI是一类共17种结构相关的非麸质小麦蛋白，它们对用于制作小麦面粉食品的胃肠道肽酶及高温具有很强的耐受性。重要的是，摄入小麦或纯化的ATI会在多种炎症、代谢、退行性以及自身免疫性疾病的小鼠模型中引发肠道及肠道外炎症（Bellinghausen等，2019；Caminero等，2019；Junker等，2012；Pickert等，2020；Zevallos等，2017；Zevallos等，2019；Zevallos等，2023）。这些研究结果也在针对家族性地中海热、溃疡性结肠炎、原发性硬化性胆管炎、多发性硬化症以及与脂肪性肝病相关的代谢功能障碍患者的对照临床研究中得到了证实（Armandi等，2024；Carroccio等，2020；Engel等，2023；Liwinski等，2023）。含有120–154个氨基酸的ATI存在多种亚型，如单聚体、二聚体和四聚体，其中四聚体属于氯仿-甲醇可溶性ATI（Altenbach等，2011）。ATI 0.19和0.53通常为二聚体，而单聚体ATI则属于0.28亚型。小麦ATI的二级结构以五种分子内二硫键为主，这使其具有很高的稳定性，同时还包含大量α螺旋和β桶状结构。ATI不仅在抗虫方面发挥作用，可能还与小麦的成熟过程有关（Ryan, 1990）。除了近期发现的激活TLR4的特性外，ATI CM3、CM16和0.28还被确认为贝克哮喘的吸入性过敏原（Sanchez-Monge等，1992；Tundo等，2018）。
酸面团发酵能够改善面包的口感、风味和品质，延长保质期，增加面包体积，并提升其质地和营养价值。给大鼠食用酸面团面包可改善其葡萄糖和胰岛素调节功能、矿物质吸收能力以及血脂状况（Gil-Cardoso等，2021）。与添加面包酵母的普通面团发酵工艺不同，酸面团发酵能够降解CM3ATI（Huang等，2020），通过高效液相色谱法检测显示，其总ATI含量可降低多达41%（Boakye等，2022）。不过，这些方法无法证明ATI的二级结构以及其激活TLR4的生物活性是否发生了变化。相比之下，通过西方印迹法检测完整ATI蛋白的消失情况虽更为可靠，但仍不足以作为免疫原性丧失的准确指标。在本研究中，我们比较了使用不同小麦粉进行的多种酸面团发酵工艺在降低ATI引发的TLR4激活生物活性方面的效果，并通过包括针对不同ATI亚型的西方印迹法在内的客观检测手段，对ATI的降解程度进行了严谨评估。
章节摘要
结果
本研究使用了斯佩尔特小麦、二粒小麦以及普通面包小麦等多种小麦品种，通过发酵剂培养制备了八种不同的酸面团以及一种通过化学方法酸化的对照组（表S1）。通过质谱法（LC-MS/MS）和西方印迹法（WB）检测了小麦粉发酵后特定ATI的含量，并将其与能激活TLR4的ATI生物活性进行了关联分析。同时，还通过定性和半定量方法分析了面包的总体蛋白质组成
讨论
由于具有健康益处、复杂的风味以及天然的加工方式，酸面团发酵越来越受到重视。不同的乳酸菌菌株以及发酵条件会影响酸面团的风味，黑麦发酵产生的挥发性物质往往比小麦发酵更浓郁（Ravyts & De Vuyst, 2011）。酵母和乳酸菌的混合发酵剂能够提升酸面团面包的质量、口感以及保质期（Xu等，2019）。发酵时间也会影响酸面团中的微生物群组成，
小麦粉的酸面团发酵
本研究使用了斯佩尔特小麦、二粒小麦以及现代普通小麦等多种小麦品种，通过发酵剂B?cker Reinzuchtsauerteig starter（BRS）（图3A和图4）以及Mail?nder “Le Chef” starter（ML）（图3A和图4）进行了酸面团发酵。B?cker Reinzuchtsauerteig是一种在恒定条件下培育的天然酸面团，其中含有乳酸菌和酵母的混合物。而Le Chef在相关菌株的数量上则与前者有所不同
结论
酸面团发酵显著降低了ATI的生物活性，同时还促进了麦醇溶蛋白和谷蛋白的部分降解，使得面团中的白蛋白/球蛋白比例上升。虽然质谱法显示总ATI含量保持稳定，但 SDS-PAGE尤其是西方印迹法分析却发现了ATI的蛋白水解片段化现象，尤其是在现代小麦中，CM3和CM2四聚体ATI的含量有所下降。这种降解现象与面团的酸化程度存在关联。此外，酸面团发酵还能减少ATI引发的促炎反应
CRediT作者贡献说明
Manjusha Neerukonda：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，方法学，正式分析，数据整理，概念构建。Sabrina Geisslitz：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，方法学，正式分析，数据整理，概念构建。Sarah J?stl：写作——审阅与编辑，正式分析，数据整理。Rebecca Lingenfelder：正式分析，数据整理。Sibylle Neufang：正式分析，数据
资金支持
DS获得了德国研究基金会（DFG）的合作研究中心项目资助，包括SFB TR128项目A08（多发性硬化症中的ATI研究）以及SFB TR355/1项目B08（乳糜泻中的Treg细胞研究）；同时还获得了Schu 646/17–1、Schu 646/20–1/2和Schu 646/24–1等奖项资助，这些奖项用于ATI的特征研究，以及研究ATI在过敏和心血管疾病中的作用。KS和DS则获得了德国工业联合会通过德国研究基金会推出的促进工业集体研究计划（IGF）对该研究的支持
利益冲突声明
作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关联。
致谢
作者感谢KIT的Ruben Spohrer在技术支持方面提供的出色帮助。
Manjusha Neerukonda|Sabrina Geisslitz|Sarah J?stl|Rebecca Lingenfelder|Sibylle Neufang|Sandra Koch|Klajdi Begaj|Ernesto Bockamp|Markus J?rg Brandt|Katharina Anne Scherf|Detlef Schuppan
