本文系Food Science and Human Wellness原创编译，欢迎分享，转载请授权。
Introduction
食品过敏是主要由免疫球蛋白E（IgE）介导的I型超敏反应，可引起水肿、荨麻疹、腹泻、哮喘等症状，严重时会引起休克甚至死亡。食物基质包括脂质、碳水化合物和蛋白质等，日常生活中使用烹饪、烘焙和其它加工方法来处理食物基质，处理食物基质可能影响致敏原的活性，从而影响食品过敏反应。美拉德反应是目前食品加工常见方法之一，它不仅对食物的风味、品质和营养产生影响，而且可降低其致敏性。致敏原表位是诱导过敏反应的基础，美拉德反应通过修饰表位上特定氨基酸来降低致敏原的致敏性。目前褶牡蛎食物基质美拉德反应加工影响致敏原表位及活性的研究未见报道，为此，集美大学海洋食品与生物工程学院于晨晨研究生、刘光明教授等通过紫外光谱和傅里叶变换红外光谱分析褶牡蛎食物基质美拉德反应产物的结构变化，采用免疫印迹法分析褶牡蛎食物基质反应产物的IgG/IgE结合活性和消化稳定性，利用质谱分析美拉德反应产物的氨基酸修饰变化情况。
Results and Discussion
美拉德反应条件优化
以未处理的褶牡蛎食物基质为对照组，命名为AFM；与还原糖发生美拉德反应的褶牡蛎为实验组，命名为AFM-MRPs。当褶牡蛎与Xyl反应时，AFM-MRPs中IgE结合活性降低。当Xyl浓度约为2%时，AFM-MRPs中IgE结合活性最低；当处理时间达到10 min时，MRPs的IgE结合活性最弱；随着美拉德反应时间的延长，IgE结合活性的比值没有明显变化。因此，优化后的美拉德反应条件是褶牡蛎食物基质与2% Xyl在100°C下加热10 min（图1）。
图1 褶牡蛎食物基质美拉德反应条件的优化
美拉德反应产物的IgE结合活性分析
对AFM-MRPs的IgE结合活性的定量分析显示，与AFM相比，AFM-MRPs的IgE结合活性显著降低（图2）。
图2 AFM和AFM-MRPs的免疫结合活性分析
美拉德反应影响AFM的二级和三级结构结构分析
与AFM相比，AFM-MRPs的特征吸收峰为1636.47 cm−1，在1700～1600 cm−1左右出现了轻微的蓝移；α-螺旋含量降低了（24.64±1.46）%；β-折叠、β-转角和无规卷曲含量增加了（16.25±2.28）%、（5.53±1.96）%和（3.52±1.33）%；AFM-MRPs的三级结构在225 nm左右出现了一个新的吸收峰，AFM-MRPs的特征吸收峰在294 nm波长处显著增加，说明AFM-MRPs主要由美拉德反应的早期产物组成（图3）。
图3 美拉德反应对AFM结构的影响
美拉德反应影响AFM的消化稳定性分析
经胃蛋白酶消化后，AFM在35～45 kDa处仍有较强的条带，并与血清中的IgE具有较强的结合能力；用兔抗褶牡蛎TM多克隆抗体作为免疫印迹分析的一抗，显示该条带可与TM多克隆抗体结合；AFM中TM在60 min消化后仍具有较强的免疫结合能力；经过胃蛋白酶消化后，AFM-MRPs中TM条带逐渐减弱，表明美拉德反应降低了AFM的胃蛋白酶消化稳定性；胰蛋白酶消化结果与胃蛋白酶消化结果相似，经胰蛋白酶消化后，AFM-MRPs的IgE/IgG结合活性明显降低；对于AFM-MRPs更容易消化的可能原因是，美拉德反应破坏蛋白质结构导致消化位点的暴露，并进一步加速水解酶裂解蛋白质；有趣的是，消化后AFM-MRPs的IgG结合活性强于IgE结合活性；结果表明美拉德反应显著降低了AFM的消化稳定性（图4）。
图4 美拉德反应对AFM体外消化稳定性的影响
美拉德反应影响氨基酸位点的分析定位
AFM和AFM-MRPs的糖基化位点的类型包括二甲基、甲基和C5H10O5；质谱分析显示，AFM有12个氨基酸被修饰，其中有10个氨基酸（K12、K15、N17、R21、R90、R101、R140、R167、K189、K205）位于TM的IgE线性表位上（表1）。
表1 美拉德反应修饰位点的鉴定
美拉德反应修饰氨基酸与其它TMs的比对
牡蛎、虾、蟹、扇贝的TM氨基酸序列具有较高同源性；在AFM-MRPs的TM表位上有80%氨基酸被美拉德反应修饰；AFM-MRPs中的修饰氨基酸N17在其它物种中没有发现，这可能是褶牡蛎食物基质与纯化TM不同的地方；AFM含有的修饰氨基酸比其它TM少，可能是因为AFM含有脂质、碳水化合物、其它蛋白质等影响因素；此外，AFM与木糖反应的80%以上修饰氨基酸在表位上，表位是引起致敏原过敏反应的重要因素，这可能是AFM免疫结合活性降低的重要原因（图5）。
图5 美拉德反应修饰位点的鉴定和其它物种TM的比对
Conclusion
在以往研究基础上，采用美拉德反应对褶牡蛎食物基质进行处理，结果表明，美拉德反应影响了褶牡蛎食物基质的结构和消化稳定性，修饰了表位上的特定氨基酸，进而降低了褶牡蛎食物基质的免疫结合活性，研究结果可望为低过敏性牡蛎产品的加工生产提供新思路。
第一作者
于晨晨，女，农业硕士，主要研究方向水产品加工与安全。参与国家重点研发计划蓝色粮仓项目，申请发明专利1项，发表SCI收录论文1篇。
通信作者
刘光明，男，教授，主要研究方向水产品加工与安全。主持完成国家自然科学基金项目在内的各类课题15项，以第一完成人获得国家授权发明专利16件、出版著作6部、发表学术论文309篇。
Maillard reaction affecting immunobinding activity and digestibility of tropomyosin in Alectryonella plicatula food matrix
Chenchen Yua, Xinrong Hea, Nairu Jia, Shuai Kanga, Dongxiao Lia, Huilin Zhanga, Yang Yanga, Dong Laib, Qingmei Liua, Guangming Liua,*
a College of Ocean Food and Biological Engineering, Xiamen Key Laboratory of Marine Functional Food, Fujian Provincial Engineering Technology Research Center of Marine Functional Food, Jimei University, Xiamen 361021, China
b The Second Affi liated Hospital of Xiamen Medical College, Xiamen 361021, China
*Corresponding author.
Abstract
In recent years, the allergy rate of oysters has surged, and daily food processing methods make it hard to reduce heat resistance and digestive allergy such as tropomyosin (TM). In this study, the Maillard reaction with xylose significantly reduced the IgE binding capacity of Alectryonella plicatula food matrix (AFM), that reduced by (77.81 ± 2.68)%. The study found the Maillard reaction changes the structure of the AFM, in which the content of α-helix decreased by (24.64 ± 1.46)%. Structural transformation further explains why the Maillard reaction alters the immunobinding activity of AFM. In addition, the Maillard reaction reduces the digestive stability of the AFM and makes TM in the A. plicatula food matrix Maillard reaction products (AFM-MRPs) more easily digested. Based on the above research, 10 amino acids on the 7 IgE epitopes of TM were modified. This result indicates that the Maillard reaction reduces the immunobinding activity of the AFM by changing the structure and modifying the amino acids on the epitope.
Reference:
YU C C, HE X R, JI N R, et al. Maillard reaction affecting immunobinding activity and digestibility of tropomyosin in Alectryonella plicatula food matrix[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(5): 2959-2969. DOI:10.26599/FSHW.2022.9250239.
本文编译内容由作者提供
编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇
封面图片来源：图虫创意
为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。
长按或微信扫码进行注册
会议招商招展
联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）
