李 璽,田 陽，唐 杰，薛文通

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)

酵母菌和植物乳桿菌發(fā)酵對小麥過敏原性的影響

李 璽,田 陽，唐 杰，薛文通*

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)

本文主要是探究酸面團(tuán)中酵母菌、植物乳桿菌發(fā)酵過程中,面團(tuán)的變化規(guī)律及其與小麥過敏原性的相互關(guān)系,其中主要包括蛋白含量、pH、可滴定酸度(TTA)、疏水性和二硫鍵的變化對小麥過敏原性的影響。研究發(fā)現(xiàn),通過差異顯著性分析,發(fā)酵過程中小麥蛋白含量及水溶性蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的分布幾乎沒有變化。二硫鍵的含量下降,疏水性增加,破壞面筋結(jié)構(gòu),改變了過敏原性,過敏原性最高時,比未發(fā)酵樣品高30%左右。

小麥蛋白,發(fā)酵,過敏原性,面筋結(jié)構(gòu)

作為三大谷物之一的小麥在世界各地廣泛種植,然而小麥也是8種主要食物過敏原之一,可導(dǎo)致嚴(yán)重的小麥過敏反應(yīng)。小麥致敏比較復(fù)雜,不同種類的小麥蛋白都有可能致敏[1],其致敏性、發(fā)病機(jī)制及臨床癥狀均不相同。根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查,近年來過敏癥發(fā)病率呈逐年上升的趨勢,其中小麥過敏人群也逐漸受到重視。

目前,降低小麥致敏性的加工包括熱加工和非熱加工處理兩大類。其中,熱加工處理有高壓滅菌和烘焙處理,非熱加工處理包括靜態(tài)超高壓、脈沖紫外光、酶法改性、梯度拋光、酸解以及γ輻射處理[2],但經(jīng)此類加工后的產(chǎn)品具有口感差,營養(yǎng)不足、價格昂貴等缺點(diǎn)。若通過控制加工過程,控制小麥致敏性,就能明顯的改善此類問題。饅頭、餅等作為中國的傳統(tǒng)主食常被人們食用,發(fā)酵作為其常見的加工步驟之一也常被人研究,Joanna[3]等人發(fā)現(xiàn)酵母發(fā)酵使致敏性增加;同時劉長虹等人在深度發(fā)酵過程中面團(tuán)面筋蛋白的變化的研究中也發(fā)現(xiàn),酵母發(fā)酵使面團(tuán)面筋含量和面筋指數(shù)隨著發(fā)酵時間的增加均明顯下降;面筋蛋白中二硫鍵含量呈先下降后穩(wěn)定的趨勢[4];但兩者之間的關(guān)系并沒有被闡明。

同時,乳酸菌可通過水解小麥和黑麥蛋白降低過敏反應(yīng)的作用已被發(fā)現(xiàn)[5]。且乳酸菌菌株對小麥蛋白的降解能力分為兩類:水溶性蛋白(水解分子量在103和22 ku的之間的13個多肽)和麥醇溶蛋白(分子量在39到24 ku)[6]。Cagno RD[7]等人用消化乳桿菌、短乳桿菌、舊金山乳桿菌和希氏乳桿菌發(fā)酵混合面粉24 h后,麥醇溶蛋白被完全水解且制作的面包可以被乳糜瀉患者食用。

我國小麥致敏率較國外低,可能與我國小麥品種和傳統(tǒng)發(fā)酵菌群有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),我國傳統(tǒng)面食發(fā)酵劑主要含有短乳桿菌(Lactobacillusbrevis)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)和舊金山乳桿菌(Lactobacillussanfranciscensis)在內(nèi)的乳酸菌8種;酵母菌4種,其中優(yōu)勢菌為釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)[8]。

探究我國傳統(tǒng)發(fā)酵劑中菌種發(fā)酵對小麥蛋白致敏性的影響,有利于開發(fā)低致敏性小麥制品以供小麥過敏人群,特別是乳糜瀉患者食用;并且探究小麥發(fā)酵過程中,結(jié)構(gòu)和致敏性的關(guān)系有利于從加工過程中控制小麥致敏性。由于傳統(tǒng)發(fā)酵劑體系復(fù)雜,且植物乳桿菌在發(fā)酵中應(yīng)用比較廣泛。因此本文選擇了酵母菌和植物乳桿菌,探究其對小麥蛋白及其過敏原性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

面粉 山東玉杰面粉有限公司;安琪高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司;植物乳酸菌 蘇州北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)有限公司;兔子血清 實(shí)驗(yàn)室自制;1-苯氨基萘-8-磺酸、5,5′-二硫代雙(2-硝基苯甲酸) Sigma公司;羊抗兔IgG 生工生物工程股份有限公司;ProteinRuler II、Blue Plus II ProteinRuler(低分子量標(biāo)準(zhǔn)蛋白) 北京全式金生物技術(shù)有限公司。

DYY-7C型電泳儀 北京市六一儀器廠;凝膠成像系統(tǒng) 上海勤翔科學(xué)儀器有限公司;TC紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;Multiskan FC酶標(biāo)儀 塞默飛世爾儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌種的計(jì)數(shù)和觀察 用分析天平準(zhǔn)確稱取0.5 g(精確到0.0001 g)酵母加入到99 mL無菌水中,用無菌移液管準(zhǔn)確吸取上清液1 mL,10倍梯度稀釋法到10-9,分別取10-6、10-7、10-8、10-9濃度梯度稀釋,取稀釋液各0.1 mL,分別涂布于麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基平板(含0.5 g/L氯霉素),每個梯度做3個平行,于28 ℃倒置培養(yǎng)36 h,進(jìn)行計(jì)數(shù),肉眼觀察菌落形態(tài)。

按照王金水等[9]的方法,在無菌條件下取植物乳酸菌于液體培養(yǎng)基30 ℃培養(yǎng)16 h,以2%的接種量轉(zhuǎn)接到75 mL的MRS液體培養(yǎng)基中,30 ℃培養(yǎng)8 h后取50 mL培養(yǎng)基3000 r/min離心并用50 mL 0.9%生理鹽水懸浮洗滌,梯度稀釋后,用MRS固體培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h,并計(jì)數(shù)。

1.2.2 發(fā)酵面團(tuán)的制備 稱取500 g小麥粉,倒入和面機(jī),加入250 mL含有菌體的水,保證其中活菌體含量為10-8,和面10 min,發(fā)酵溫度37 ℃,發(fā)酵濕度85%,前2 h每隔1 h取樣,之后每隔2 h時間取樣,樣品均分為兩部分,一部分放入-80 ℃冷凍24 h,利用冷凍干燥機(jī)凍干,另一部分測量其pH和總酸度(TTA)。

1.2.3 pH和可滴定酸度(TTA)的測定 每2 h從發(fā)酵箱中取出10 g面團(tuán)樣品,放入燒杯中,加90 mL蒸餾水,攪拌使之溶解均勻后測pH。并用0.1 mol/L NaOH滴定至pH為8.6,記錄所消耗的0.1 mol/L NaOH的體積即為TTA值[10]。

1.2.4 小麥蛋白的提取 小麥蛋白提取參考Mttsuguakagawa等人[11]的方法,取冷凍干燥后的面團(tuán),磨粉,過60目篩,樣品以1∶6(m∶v)的比例加入乙醚,振蕩1 h,離心,風(fēng)干。取一定量的脫脂面團(tuán)加入有7 mol/L尿素的76 mmol/L Tris-HCl(pH=8.6)緩沖液,在4 ℃振蕩1 h,13000 r/min的條件下,離心20 min,上清液即為總蛋白。

將0.5 g小麥粉中加入10 mL 0.5 mol/L NaCl溶液,在4 ℃下,振蕩1 h,13000 r/min的條件下,離心15 min,上清液即為水溶性蛋白,重復(fù)提取水溶性蛋白3次。在上述離心沉淀中加入10 mL 70%乙醇,在上述相同條件下,振蕩,離心,上清液即為醇溶蛋白,重復(fù)提取醇溶蛋白實(shí)驗(yàn)3次。最后上述離心沉淀中加入10 mL 0.1 mol/L Tris-HCl(pH=8.6,4 mol/L尿素),在上述相同條件下振蕩,離心,既得谷蛋白,重復(fù)提取谷蛋白實(shí)驗(yàn)3次。

1.2.5 粗蛋白含量測量 考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定蛋白質(zhì)含量[12]。

1.2.6 SDS-PAGE凝膠電泳 所用條件為分離膠濃度10%,濃縮膠濃度4%,進(jìn)行垂直電泳,分離膠電壓110 V,濃縮膠電壓80 V,樣品溶液先稀釋為相同的濃度,在與等體積上樣緩沖液混合,沸水浴加熱5 min后,加入小麥蛋白提取液樣品10 μL;電泳后的分離膠用考馬斯亮藍(lán)R-250染色顯現(xiàn)蛋白帶,以低分子量標(biāo)準(zhǔn)蛋白做標(biāo)準(zhǔn),用GELPRO凝膠成像系統(tǒng)分析其相對含量。

1.2.7 表面疏水性(HO)測定 表面疏水性用1-苯氨基萘-8-磺酸(ANS)作為熒光探針進(jìn)行測定[13]。稱取一定量小麥粉,溶于0.01 mol·L-1,pH8.0的磷酸緩沖液中,振蕩1 h,然后離心,用考馬斯亮藍(lán)法測定上清液中的蛋白濃度。用緩沖液稀釋蛋白濃度在0.02～1 mg·mL-1之間。取不同濃度的稀釋樣品4 mL,加入20 μL的ANS溶液。立即在380 nm的激發(fā)波長和470 nm的發(fā)射波長下測定樣品的熒光強(qiáng)度,以熒光強(qiáng)度對蛋白質(zhì)濃度作曲線,曲線初始階段的斜率即為蛋白質(zhì)分子的表面疏水性指數(shù)。

1.2.8 SH/SS含量測定 根據(jù)陳萬義等人[14]的方法測定游離巰基和總巰基基團(tuán)含量，利用游離巰基、總巰基和二硫鍵的關(guān)系計(jì)算二硫鍵含量。

游離巰基含量測定：稱取0.20 g冷凍干燥面團(tuán)，加入3 mL緩沖液A(8 mol/L尿素,3 mmol/L EDTA,1% SDS和0.2 mol/L Tris-HCl(pH8.0)),在室溫下, 先劇烈振蕩30 s,接著繼續(xù)緩慢振蕩1 h,再往其中加入0.3 mL緩沖液B(10 mmol/L DTNB , 80 mmol/L Tris-HCl(pH8.0),在室溫下繼續(xù)振蕩1 h,平衡后,13000 r/min離心15 min,上清液在412 nm處測吸收值。

總巰基含量的測定：稱取0.20 g冷凍干燥的面團(tuán)，加入3 mL緩沖液C(8 mol/L尿素,3 mmol/L EDTA ,1% SDS,0.1 mol/L Na2SO3,0.5 mmol/L NTSB2-和0.2 mol/L Tris-HCl(pH9.5)) ,在室溫下,先劇烈振蕩30 s,接著繼續(xù)緩慢振蕩1 h,13000 r/min離心15 min,吸取0.1 mL上清液,再往其中加入0.9 mL緩沖液D(8 mol/L尿素,3 mmol/L EDTA,1% SDS,0.1 mol/L Na2SO3,0.2 mol/L Tris-HCl(pH8.0)混合均勻后在412 nm處測光吸收值。

計(jì)算公式為A=εbc，式中：A為吸光度值；ε(摩爾消光系數(shù))=13600 m·cm-1；b為比色皿的厚度；c為所需的巰基含量。SS=(TS-SH)/2，式中：SS為二硫鍵的含量；TS為總巰基的含量；SH為游離巰基的含量。

1.2.9 酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)測定過敏原性變化 利用雙抗體夾心法進(jìn)行檢測[15]。用CBS包被液稀釋提取的小麥蛋白溶液,加入酶標(biāo)板,每孔100 μL,4 ℃冰箱內(nèi)靜置過夜。第二天取出酶標(biāo)板,先在室溫下放置半小時,使其恢復(fù)至室溫,用TBST洗滌5次,拍干,除去殘留液體和氣泡。隨后每孔加入150 μL脫脂奶粉封閉液,對多余的結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行封閉,37 ℃溫箱溫育。1.5 h后,洗滌,拍干。加入一定稀釋度的抗小麥蛋白兔血清,同時設(shè)置TBST空白對照,每孔100 μL,37 ℃溫箱溫育1.5 h,使抗原抗體反應(yīng),洗滌拍干。用TBST緩沖液稀釋羊抗兔HRP-IgG,每孔100 μL加入酶標(biāo)板,37 ℃溫箱溫育1 h,洗滌拍干。將配置好的TMB顯色液加入酶標(biāo)板,每孔50 μL,37 ℃溫箱避光溫育15 min。顯色完成后,取出酶標(biāo)板,每孔迅速加入50 μL硫酸終止液,終止顯色反應(yīng)。使用酶標(biāo)儀測定各孔在波長為450 nm處OD值。

1.2.10 統(tǒng)計(jì)分析 文中的數(shù)據(jù)都是經(jīng)過三次平行實(shí)驗(yàn)計(jì)算得出的平均值,使用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物乳桿菌和酵母菌發(fā)酵蛋白含量差異

0.5 g的酵母菌粉末中大約含有3×108個酵母菌,0.1 mL植物乳酸菌溶液中含有約2×106個植物乳桿菌。酵母菌和植物乳桿菌均為白色菌落。由圖1可知,通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,以相同數(shù)量級的菌液發(fā)酵,不同發(fā)酵時間的條件下,酵母菌和植物乳桿菌分別發(fā)酵后蛋白含量差異的F值分別為0.18和0.58,小于Fcrit=3.50,因此發(fā)酵過程中小麥蛋白的濃度幾乎無變化,由此可知酵母菌和植物乳桿菌發(fā)酵都不能利用小麥蛋白質(zhì)。這與王金水[9]等人在酸面團(tuán)發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)分解及多肽形成的變化規(guī)律中的研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌能夠明顯降低蛋白含量不同,可能是由于從面團(tuán)中分離的植物乳桿菌不同,這也印證了Ilona Stenfansha[6]等人的結(jié)果,不同植物乳桿菌降解能力不同。

圖1 植物乳桿菌、酵母菌發(fā)酵蛋白含量的差異Fig.1 Difference of protein content fermented by Lactobacillus and yeast

2.2 pH和TTA變化

由圖2可知,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,酵母菌的pH在前2 h緩慢下降,隨后幾乎保持不變。然而植物乳桿菌一直呈下降趨勢,在6～8 h下降最快。在此期間乳酸大量生成。同時隨著發(fā)酵的進(jìn)行,酵母菌發(fā)酵面團(tuán)的可滴定酸度緩慢增加,而植物乳桿菌發(fā)酵面團(tuán)的可滴定酸度顯著上升,且在4到10 h時,上升的最快。酵母菌發(fā)酵過程中,pH呈現(xiàn)略微下降趨勢,同時總滴定酸增加,這種情況表明酵母菌持續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生過量CO2,致pH下降,酸度增加。這與王金水[16]等人在植物乳酸菌M616對發(fā)酵酸面團(tuán)發(fā)酵特性的影響的研究中得出的結(jié)果相同。

圖2 酵母菌和植物乳桿菌發(fā)酵過程中pH和TTA的變化Fig.2 Changes in pH and TTA with Lactobacillus and yeast fermentation

2.3 發(fā)酵過程中蛋白組分的變化

小麥蛋白質(zhì)主要可以分為水溶性蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白三種類型。由圖3可以發(fā)現(xiàn)水溶性蛋白分子量主要為12 ku左右,醇溶蛋白分子量在30～60 ku之間,而谷蛋白主要是分子量在大于80 ku的高分子量谷蛋白(HMW-GS)和分子量在30～60 ku之間的低分子量谷蛋白(LMW-GS)。由圖4A和圖4B可知,植物乳桿菌和酵母菌發(fā)酵對小麥蛋白分布幾乎沒有影響,由此說明在微生物發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)并沒有被降解,沒有條帶消失,也沒有新的條帶產(chǎn)生。

圖3 面粉分步提取蛋白電泳圖Fig.3 SDS-PAGE of step extract wheat proteins注:A:Marker B:水溶性蛋白C:醇溶蛋白D:谷蛋白。

圖4 酵母菌(A)和植物乳桿菌(B)發(fā)酵后小麥蛋白總提取電泳圖Fig.4 Total wheat protein extraction after yeast(A) and Lactobacillu(B) fermentation respectively

2.4 疏水性變化

疏水相互作用、靜電作用、氫鍵、范德華力等分子內(nèi)的弱相互作用對于維系食源性過敏原三級及以上的蛋白結(jié)構(gòu)及其過敏原性具有十分重要的作用,其中2013年Gromiha[17]等研究發(fā)現(xiàn)在弱相互作用中,維系包括過敏原等的耐熱性蛋白穩(wěn)定的主要作用力是疏水相互作用。表面疏水度是表征蛋白質(zhì)表面疏水相互作用的一個定量指標(biāo)。從圖5中可以看出,小麥蛋白經(jīng)發(fā)酵后,其表面疏水度提高,但在后期,植物乳桿菌發(fā)酵增加的速度比酵母菌快,在4～10 h時顯著上升。而酵母菌隨著時間延長,增加速度逐漸減慢。

圖5 植物乳桿菌和酵母菌發(fā)酵對小麥蛋白疏水性的影響Fig.5 Influence on wheat protein hydrophobicity when Lactobacillus and yeast fermentation

發(fā)酵過程主要是對由醇溶蛋白和谷蛋白形成的面筋結(jié)構(gòu)造成影響,在面筋形成過程中,醇溶蛋白與麥谷蛋白相互作用,醇溶蛋白進(jìn)入谷蛋白之中,谷蛋白起著拉動和包裹的作用,在面筋蛋白的外側(cè),而醇溶蛋白則相對在內(nèi)側(cè)[18]。就蛋白本身而言,醇溶蛋白是單體蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)間主要通過氫鍵和疏水作用相互反應(yīng),小麥谷蛋白由許多具有鏈內(nèi)二硫鍵的蛋白質(zhì)亞基通過非共價鍵連接成分子,再通過分子間二硫鍵形成聚集體[1]。因此發(fā)酵過程中,植物乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,導(dǎo)致pH降低,可使谷蛋白表面可解離的殘基發(fā)生變化,從而導(dǎo)致蛋白的疏水性發(fā)生變化,影響其致敏性。而酵母菌初期發(fā)酵,由于CO2的拉伸作用,可導(dǎo)致面筋蛋白結(jié)構(gòu)改變,疏水基團(tuán)暴露,而使疏水性顯著增加。

2.5 二硫鍵變化

二硫鍵是肽鏈上2個半胱氨酸殘基的巰基基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)形成的共價鍵,分為鏈內(nèi)二硫鍵和鏈間二硫鍵。與氨基酸的氨基氮原子之間形成的穩(wěn)定共價鍵不同,二硫鍵容易被還原而斷裂,斷裂后可再次氧化重新形成二硫鍵,因而是可以動態(tài)變化的化學(xué)鍵。二硫鍵是參與一級結(jié)構(gòu)也是形成高級結(jié)構(gòu)的重要化學(xué)鍵,對蛋白質(zhì)折疊和高級結(jié)構(gòu)的形成與維持十分重要[19]。因此二硫鍵發(fā)生變化可能產(chǎn)生新的致敏表位,也有可能使原有的致敏表位破壞或者IgE結(jié)合能力降低。

隨著面團(tuán)發(fā)酵的進(jìn)行,小麥蛋白中的二硫鍵含量呈現(xiàn)下降趨勢,在發(fā)酵后期下降的比較緩慢(見圖6)。這與劉長虹等人的研究結(jié)果相同[3],由以上分析可知,二硫鍵對蛋白質(zhì)構(gòu)象的穩(wěn)定性起到了很重要的作用,面團(tuán)在酵母菌發(fā)酵初期產(chǎn)生大量的CO2,拉伸作用使麥谷蛋白大聚體可以通過巰基與二硫鍵之間的轉(zhuǎn)化過程發(fā)生重聚和解聚[20],從而對二硫鍵產(chǎn)生影響。同時,酵母菌和植物乳桿菌在面團(tuán)發(fā)酵初期快速生長,其代謝過程會產(chǎn)生酶,分解面筋結(jié)構(gòu),隨著蛋白酶的含量增加,活性增強(qiáng),嚴(yán)重破壞了面團(tuán)的面筋結(jié)構(gòu),而使二硫鍵的含量發(fā)生變化。然而在發(fā)酵后期,酵母菌繁殖,產(chǎn)生大量酒精。酒精過量又會抑制蛋白酶的活性,使得面筋中的二硫鍵含量漸漸趨于穩(wěn)定。此外,當(dāng)乳酸菌發(fā)酵過程中分泌大量乳酸,使面團(tuán)的pH降低,可以導(dǎo)致大分子之間化學(xué)鍵的連接作用減弱,造成面筋中-S-S-還原為游離的-SH,二硫鍵含量減少,最后達(dá)到平衡。

圖6 酵母菌和植物乳桿菌發(fā)酵二硫鍵的含量變化Fig.6 Changes of disulfide bondwhen yeast and Lactobacillus fermentation

2.6 小麥蛋白致敏性的變化

由圖7可知,發(fā)酵過程中,酵母菌發(fā)酵的過敏原性始終高于植物乳桿菌發(fā)酵的過敏原性,這可能與和面的過程有關(guān)。酵母菌發(fā)酵時,過敏原性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,且在2 h時,處于最高(到原來的30%左右)。Mameri等人[21]通過還原和烷基化醇溶蛋白,發(fā)現(xiàn)二硫鍵對醇溶蛋白IgE結(jié)合反應(yīng)起著重要的作用。發(fā)酵初期,由于發(fā)酵過程中產(chǎn)生了CO2,產(chǎn)生膨脹壓力使面筋延展,面筋不斷發(fā)生結(jié)合和切斷,二硫鍵含量降低,導(dǎo)致面筋蛋白的結(jié)構(gòu)改變,蛋白的一些內(nèi)部的基團(tuán)暴露在外,從而使抗原結(jié)合位點(diǎn)增加,或使蛋白抗原結(jié)合位點(diǎn)的活性增加。Di Cagno和Greco等人研究發(fā)現(xiàn)酵母菌等真菌蛋白酶水解面筋結(jié)構(gòu),能夠降低腸道通透性、細(xì)胞因子表達(dá)和醇溶蛋白抗體水平[22-23]。而在酵母菌發(fā)酵后期,過敏原性逐漸降低,可能是由于在微生物的大量生長繁殖,代謝過程中產(chǎn)生大量的活性酶,破壞面筋結(jié)構(gòu),研究也發(fā)現(xiàn)正是由于這種破壞會造成發(fā)酵面團(tuán)出現(xiàn)輕微塌陷[24]。同時,面團(tuán)在發(fā)酵的過程中產(chǎn)生酒精,醇溶蛋白可溶于60%～70%的酒精中,從而導(dǎo)致面筋蛋白溶解,而改變致敏性。

圖7 酵母菌和植物乳桿菌發(fā)酵對小麥致敏性的影響Fig.7 Influence on wheat allergenicitywhen yeast and Lactobacillus fermentation

植物乳桿菌發(fā)酵在前6 h,致敏性幾乎無變化,大于6 h后,過敏原性緩慢增加。這可能是由于發(fā)酵過程中產(chǎn)生了大量的乳酸,pH下降,面筋結(jié)構(gòu)表面谷蛋白疏水性增加,從而與IgE結(jié)合能力增強(qiáng)導(dǎo)致的。同時研究也發(fā)現(xiàn),低pH環(huán)境能夠促使谷蛋白非酶脫酰胺而增加免疫原性[25],并且面團(tuán)pH降低能夠促使達(dá)到蛋白酶的最高活性水平,增強(qiáng)蛋白酶的分解作用[26-28]。最后可以得出,植物乳桿菌發(fā)酵時,二硫鍵向游離巰基的轉(zhuǎn)化對小麥過敏原性幾乎沒有影響。

3 結(jié)論

在植物乳桿菌和酵母菌發(fā)酵過程中,蛋白質(zhì)的含量和組分均沒有變化。酵母菌發(fā)酵初期,由于產(chǎn)生大量的CO2,改變了面筋蛋白的交聯(lián)結(jié)構(gòu),使二硫鍵含量降低,從而增強(qiáng)了其過敏原性;發(fā)酵后期主要通過蛋白酶的分解作用以及大量的酒精對醇溶蛋白的溶解作用,從而破壞了小麥面筋結(jié)構(gòu),降低小麥過敏原性。植物乳桿菌主要是通過發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,降低面團(tuán)的pH,改變小麥蛋白表面疏水性,從而使小麥蛋白過敏原性升高。因此在實(shí)際生活中,無論是用即發(fā)干酵母或老面發(fā)酵,其中酵母菌的代謝作用對小麥過敏原性都有較強(qiáng)的影響。

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The influence of fermentation on wheat allergy by yeast andLactobacillus

LI Xi,TIAN Yang,TANG Jie,XUE Wen-tong*

(College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)

The article is to study the change rule of paste and the correlation of paste and wheat allergenicity in the fermentation process by the sourdough yeast,andLactobacillus,which mainly included the effect of the changes of protein content,pH,TTA,hydrophobicity and disulfide bond on wheat allergy. The result showed that the content and composition(Water-soluble protein,gliadin and glutelin)of wheat protein were almost unchanged in the process of fermentation with significance test. Yeast andLactobacillusfermentation could reduce pH and damage gluten structure to change the wheat allergy by decreasing the disulfide bonds and increasing the hydrophobicity of gluten structure. The highest sensitization when fermentation was 30% higher than unfermented one.

wheat protein;fermentation;allergenicity;gluten structure

2016-08-12

李璽(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：糧食油脂植物蛋白工程，E-mail：18810526757@163.com。

*通訊作者:薛文通(1962-)，男，博士，教授，研究方向：蛋白質(zhì)工程，E-mail：xwt@cau.edu.cn。

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31471614)；國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303070-01)。

TS201.3

B

1002-0306(2017)02-0235-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.02.037