《Trends in Food Science & Technology》：Plant polyphenolic-induced structural modulation of β-lactoglobulin: A strategy for reducing cow's milk allergenicity and state of the art characterizing tools
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β-LG是牛奶主要過敏原，植物多酚通過改變其結構或覆蓋IgE表位降低過敏原性，系統綜述2015-2026年相關研究，為開發低敏乳制品提供理論支持。
作者：楊欣、舒國偉、Jens Brockmeyer、李晨
單位：陜西師范大學食品工程與營養科學學院，中國西安，710119
摘要
背景
牛奶占全球牛奶產量的80%以上，但仍然是導致食物過敏的主要原因，其中β-乳球蛋白（β-LG）被認為是主要的過敏原成分。β-LG的免疫原性可引發過敏反應，從輕微不適到敏感個體的嚴重過敏反應不等。最近的研究表明，植物多酚可以通過分子相互作用調節β-LG的結構構象，從而改變其免疫反應性。這種對β-LG的化學修飾為減少過敏反應的脫敏療法帶來了希望，預計實際應用將有助于提升乳制品行業的這一策略。
研究范圍與方法
本綜述涵蓋了廣泛的時間范圍內的文獻，重點關注過去十年（2015-2026年）發表的研究。它重點介紹了β-LG結構和過敏機制的最新進展，以及多酚對β-LG的修飾作用。此外，還討論了先進的分析技術、相關因素以及β-LG消化過程的變化。特別強調了這種方法在乳制品行業中潛在應用的新見解。
主要發現與結論
多酚降低β-LG過敏性的機制主要涉及覆蓋IgE表位和改變β-LG構象。這是首次系統分析多酚如何減弱β-LG致敏性的研究。該研究系統探討了結合物中活性結合位點和分子相互作用的作用，以及β-LG復合物的分析工具和消化變化。通過合理設計β-LG與多酚形成的結合物，可以實現對低過敏性食品的開發，這對提高食品安全具有重要意義。
引言
過去幾十年里，全球牛奶產量穩步增長。牛奶是高質量蛋白質、鈣、維生素和其他營養素的重要來源，主要以液態形式、奶酪、黃油和酸奶的形式消費。然而，牛奶蛋白過敏（CMPA）是最常見的食物過敏之一，主要影響嬰兒和幼兒。雖然大多數受影響的人在學齡前會自然擺脫這種狀況，但在某些情況下，癥狀可能會持續到成年（Kurpiewska等人，2019年）。
CMPA的臨床癥狀分為快速發作型和緩慢發作型。快速發作型是由IgE介導的，攝入后一小時內立即出現，癥狀包括蕁麻疹、瘙癢、皮疹、嘔吐、腹瀉、喘息、咳嗽、面部、嘴唇或舌頭腫脹，在嚴重情況下還會出現過敏性休克（Rizzi & Gangemi，2024年）。緩慢發作型是非IgE介導的，癥狀會在數小時或數天后出現。延遲出現的癥狀如濕疹、腸絞痛或體重增長不良也可能與牛奶過敏有關。表1展示了IgE介導和非IgE介導的β-LG相關過敏性的比較。由于缺乏精確的診斷標準，很難準確檢測CMPA的患病率。更嚴重的是，“過敏”、“不耐受”和“過敏反應”這些術語經常被互換使用，這可能導致臨床診斷和食品安全評估的誤解。CMPA主要針對牛奶中的特定蛋白質，包括酪蛋白（α-s1、α-s2、β和κ-酪蛋白）和乳清蛋白（α-乳白蛋白和β-乳球蛋白）。目前，預防CMPA的主要方法是避免攝入牛奶及其制品（Costa等人，2020年）。然而，這可能導致營養攝入不足，尤其是對嬰兒和兒童而言（Dorofeeva等人，2021年）。
β-乳球蛋白（β-LG）是牛奶中的主要過敏原，大約82%的牛奶過敏患者對其過敏（Xu、Hao等人，2019年）。降低β-LG的過敏性已成為研究人員和牛奶過敏患者關注的重點。過去幾十年中，改良后的β-LG已被納入脫敏方案以減輕過敏反應，同時越來越多的可行策略被記錄下來，探索其在乳制品行業的應用潛力。近年來，由于多酚具有廣泛的生物活性，因此受到了越來越多的關注。多酚廣泛存在于植物性食品中，具有調節血壓、抗氧化、抗菌、抗炎等多種生理功能（Fraga等人，2019年）。大量研究表明，多酚可以與蛋白質相互作用，改變其結構和功能（Ozdal等人，2013年），從而可能影響其過敏性。因此，研究食物來源的多酚對β-LG過敏性的影響具有重要的理論和實踐意義。
近年來，關于植物多酚降低β-LG過敏性的文獻越來越多。然而，現有的研究缺乏系統性的組織框架，分散且不夠系統。本綜述綜合了廣泛時間范圍內的文獻，重點關注過去十年（2015-2026年）發表的研究，以捕捉最新的進展。我們特別強調了這種方法在乳制品行業中潛在應用的新見解。
β-LG的研究
β-LG是一種屬于脂質轉運蛋白家族的球狀蛋白質，由162個氨基酸組成，分子量為18.3 kDa，等電點為5.2（圖1a）。β-LG的結構由九個β鏈和一個α螺旋組成，大多數疏水殘基位于內部（Chanphai等人，2018年）。目前已鑒定出至少11種β-LG的基因變異體，其中A型和B型最為常見，它們在氨基酸位置64處（Asp/Gly）有所不同。
IgE介導的過敏機制
在胃腸道中，β-LG由于其β桶狀核心和高度穩定的折疊構象，通常對消化酶具有很高的抵抗力。未消化的β-LG可以穿過腸屏障，進入腸道相關淋巴組織，被免疫系統識別為抗原并最終引發過敏反應（圖2）。β-LG表面暴露的構象表位（如β桶上的環區）是觸發免疫反應的關鍵部位。
通過多酚修飾降低β-LG的過敏性
結構改變或表位可及性的降低是IgE結合能力變化的基礎。β-LG的IgE結合活性主要與其線性表位相關，而構象表位在過敏原識別中起次要作用。目前，降低β-LG過敏性的主要方法包括物理方法（熱處理、超聲處理、高壓和電場）、化學方法（糖基化和多酚修飾）等。
關于植物多酚降低β-LG過敏性的科學趨勢
通過搜索各種在線數據庫，截至2026年共找到了1400篇相關文獻。作者首先根據標題和摘要篩選出與食物過敏性相關的文章，去除重復項后，約有395篇研究專注于通過植物多酚修飾降低食物蛋白的過敏性，其中只有29篇研究專門探討了通過植物多酚減輕β-LG過敏性的方法。
表征技術的最新進展
多酚與β-LG之間的相互作用復雜多樣。目前，多種先進的分析方法在解析β-LG和多酚結合的機制和結構特性方面發揮了重要作用。圖4展示了最近使用的和預期的表征技術，包括光譜學、熱力學方法、生物信息學工具、電泳方法等。
影響β-LG與多酚相互作用的因素
β-LG與多酚之間的相互作用具有復雜性和多樣性。如圖5所示，我們總結了相關因素，并將其分為對優化和確定適宜相互作用條件重要的分子性質和環境條件。
分子因素主要指酚類結構、β-LG構象及其比例（圖5）。已知分子量（MW）、羥基的數量和位置、芳香環等對相互作用至關重要。
β-LG-酚類結合物的消化變化
最近的研究表明，耐消化性并非食物過敏原的必要特征（Gasparini等人，2022年；Jia等人，2022年）。值得注意的是，消化后的β-LG片段的IgE結合能力保留了完整蛋白質87.7%的免疫原性，顯示出相當甚至更高的免疫原潛力。為了有效結合抗體，過敏分子需要至少兩個空間上不同的IgE表位，每個表位至少包含15個氨基酸序列。
挑戰與未來展望
多酚降低β-LG過敏性的機制涉及多種途徑，包括覆蓋IgE表位、改變蛋白質構象、調節免疫信號通路（Gil等人，2024年；Ma等人，2024年；Sun等人，2023年）。然而，這些機制在不同過敏原和多酚類型中的普遍性仍需驗證。因此，這些多酚化合物的廣泛應用受到一些限制。
楊欣和李晨：概念構思、撰寫與編輯、初稿撰寫、驗證、方法學設計、研究實施、數據分析。Jens Brockmeyer：審稿和科學建議。舒國偉：概念構思、審稿與編輯。
作者聲明沒有利益沖突。
本研究得到了亞歷山大·馮·洪堡基金會研究員獎學金（3.5-CHN-1240032-HFST-E）、國家自然科學基金（32572721）、陜西省重點研發計劃（2025CY-JJQ-209）、西安市科技項目（2025JH-NJSYB-0005）以及陜西省創新創業“科學家+工程師”團隊建設項目（2024QCY-KXJ-080）的支持。
