典型加工工艺对芝麻主要过敏原结构与致敏性变化机理研究

Food allergy is a global concern in food safety and public health in recent years. With the application of new food processing technology and the emergence of new resource food, more and more sensitizing substances have attracted wide attention. At the same time, with the rapid development of science and technology, the research on the identification, structure, sensitization and desensitization mechanism of allergen has been advancing in depth. In this study, the main allergen proteins of sesame seeds, such as Sesame, 7s albumin, 11s globulin, were used as the research objects, and the high resolution mass spectrometry (HRMS) and bioinformatics software were used. A new type of surface plasmon resonance sensor was used to analyze the changes of allergen sensitizing activity and protein structure, such as depolymerization, crosslinking or cleavage. The changes of epitopes, structures and allergenicity of main allergen proteins in sesame seeds were systematically studied, the kinetic reaction between antibodies and antigens was discussed, and the relationship between allergen structure and sensitizing activity was elucidated. It provides a theoretical basis for the elimination or reduction of food allergen sensitivities by different processes or methods, and also for the implementation of allergen labeling.

食物过敏是近年来全球食品安全和公共卫生关注的热点。随着食品加工新技术的应用和新资源食品的大量出现，越来越多的致敏物质引起了广泛关注。与此同时，对过敏原的鉴定、结构、致敏和脱敏机制等的研究也随着科学技术的快速发展不断向纵深推进。本研究以近年新兴关注的芝麻为研究对象，针对其主要过敏原蛋白（2S白蛋白和11S球蛋白），采用高分辨质谱等技术及生物信息学软件、新型表面等离子共振传感器等检测技术，分析芝麻过敏原蛋白致敏活性及蛋白结构解聚、交联或裂解等变化情况，系统研究芝麻主要过敏原蛋白在不同加工方式处理后表位、结构及过敏原性的变化规律，探讨抗体与抗原的动力学反应，阐明过敏原结构与致敏活性间的关系和变化机理，为采用不同工艺或方法消除或降低食品过敏原的致敏性提供理论基础，也为过敏原标签标识的实施提供理论依据。

芝麻是常见的过敏原之一，能够引发患者全身性的过敏反应，甚至可能休克或死亡。在全世界范围内引起了广泛关注。食品在各生产环节都有可能被芝麻过敏原污染（无意污染），目前消费者对于过敏食物的预防主要来自于明确的标签标识。准确、可靠的芝麻过敏原检测方法显得尤为重要。明确芝麻过敏原蛋白IgE结合表位等生物信息，揭示芝麻主要过敏原蛋白在加工中的变化规律，可以为深入了解芝麻过敏原进而为芝麻过敏原的精准检测和诊断提供参考。项目工作总结如下：.建立了针对12条芝麻特征肽段的液相色谱-质谱联用多反应监测技术方法，可以用于芝麻过敏原蛋白的多重检测。开发了基于同位素内标肽段的LC-MS/MS-MRM定量分析方法，可同时对7种芝麻过敏原蛋白进行绝对定量的方法，方法具有较好的灵敏度、重复性和线性拟合度 (R2>0.99)。.利用生物信息学软件及服务器DNAStar、SOPMA和BepiPred-1.0三种方法结合蛋白质特性和二级结构预测分析了7种的B细胞线性表位，利用SWISS-MODEL进行同源建模并预测了三级结构，并对预测结构的稳定性进行评估，提高了预测的准确性，预测到B细胞线性表位整个氨基酸序列中分布均匀，并且共计20条肽段与同家族已知的过敏原线性表位上存在着部分区域氨基酸序列高度相似的情况，有极大可能性是芝麻过敏原的线性表位，表明预测结果较为准确。.考察了芝麻的典型加工方式焙烤处理芝麻蛋白的结构以及致敏性影响。发现焙烤的过程中，最为稳定的是Ses i 1，能够耐受180℃的高温，最不稳定的是Ses i 4和Ses i 7，180℃时蛋白降解严重，其余几种过敏原蛋白在一定程度上耐受高温，呈现部分的降解。烘烤处理120、150℃度对芝麻蛋白二级结构影响较小，180℃影响较大。综上所述，项目建立了芝麻过敏原蛋白的定性、定量的LC-MS/MS-MRM分析方法，实现了芝麻过敏原蛋白同源建模及B细胞线性抗原表位预测，考察了焙烤过程对芝麻过敏原蛋白的结构及致敏性影响。项目成果发表文章5篇，其中SCI文章2篇，EI文章3篇；申请国家发明专利2件；培养研究生4名，完成了预期目标。