第11届食品科学国际年会—会场二十∣专题报告6：食物过敏、食品生物工程
2023-08-10作者：来源：责任编辑：食品界
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主持人
东南大学公共卫生学院 副院长
东南大学公共卫生学院 副院长
“健康中国2030规划”、“十四五规划”等国家重大战略中均高度重视食品安全问题。食品过敏属于重大的食品安全问题之一，严重影响人体健康。联合国粮农组织(FAO)报告指出，全球有3%-10%的人口对食物过敏。随着环境和人们饮食变化，以及抗生素药物的使用等因素影响，近年来食物过敏人群数量快速递增。90%以上的食物过敏是由牛奶、鸡蛋、花生、海鲜、芝麻、坚果等八大过敏原引起。在医学领域，食物过敏尚无有效的治疗方法，只能严格控制饮食。轻度的食物过敏表现为皮肤黏膜的炎症如嘴唇周围充血、皮疹等。重度的会引起呼吸困难、休克甚至死亡。在食品科学领域，研究报道水浴加热加工可以有效地改善某些食物的致敏性。然而传统的热加工耗时耗能，且长时间高温会破坏食品中的营养物质。因此更多用于降低食物过敏的新型食品技术的研究有待开展。该研究概述了食物过敏的现状和改善食物致敏性遇到的技术挑战，以及新型的食品技术在食品脱敏领域的应用和未来的发展趋势。该研究的开展将提高食品脱敏相关理论的研究水平，为低致敏或脱敏产品的研发提供理论依据，有利于食品脱敏产业的发展，为易过敏人群的健康安全提供有力的保障。报告二
抗食物过敏药物先导化合物BTL的发现及其初步成药性评价
国家自然资源部第三海洋研究所
食物过敏绝大部分是由食物蛋白质引起并由免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）介导的I型超敏反应。据统计，全世界约5%的成年人及8%的婴幼儿存在不同程度的食物过敏，尤其是近些年，环境日益恶化，其发生率持续上升，已成为21世纪人类公共健康的一大威胁。 基于自然资源部第三海洋研究所构建的中国海洋微生物菌株保藏管理中心（MCCC），是国际上最大的海洋菌株库。经活性导向分离，我们从一株深海真菌中发现一个体内外对食物过敏效果很好的先导化合物BTL-I，该化合物为IgE/FcγRIIB双靶点拮抗剂。在10 mg/kg剂量下对大鼠小鼠的多种模型上均表现出显著的抗食物过敏活性，且其安全性极好，小鼠的最大耐受量为7.5 g/kg。目前已经基本完成药学、药效学、毒理学、药代动力学等非GLP临床前成药性研究，具备极高的成药性。
浙江工商大学食品与生物工程学院 党委书记、副院长
在过去几十年间，食物过敏的发病率急剧上升，环境因素特别是饮食因素被认为是导致食物过敏风险升高的重要因素。流行病学调查发现，膳食晚期糖基化终末产物（advanced glycation end-products，AGEs）的摄入与食物过敏的发病率存在潜在关联，但不同形式的AGEs在食物过敏进程中的作用及其致敏途径差异尚未得到解析。为了探讨不同类型AGEs对模式食物过敏原—卵清蛋白（ovalbumin，OVA）致敏进程的影响，制备了不同类型的AGEs，其中OVA-特异性AGEs采用甲基乙二醛诱导OVA发生糖基化反应制备，OVA-非特异性AGEs为加热后的小鼠饲料；通过BABL/c小鼠致敏模型分析不同类型AGEs影响食物过敏的表型及其致敏途径差异。指标包括临床表型、特异性抗体滴度、免疫细胞亚群、肠道屏障功能和肠道菌群组成等。在小鼠致敏模型中，两种类型的膳食AGEs均可诱导血清OVA-特异性抗体水平的升高，并表现出严重的过敏表型。与OVA致敏组相比，不同类型AGEs均可诱导小鼠产生更强烈的Th2型免疫应答和RAGE基因表达上调。同时，喂食AGEs也显著降低了小鼠肠道紧密连接蛋白的表达量，并影响了致敏小鼠的肠道菌群丰富度和结构，总体上，非特异性AGEs对肠道稳态的影响更为显著。 以上结果表明，不同类型膳食AGEs通过差异途径影响OVA的致敏模式：OVA-特异性AGEs倾向于诱导Th2免疫应答，OVA-非特异性AGEs偏向于诱导RAGE上调和破坏肠道稳态。本研究可为膳食AGEs影响过食物过敏的研究提供理论依据，并为膳食干预和治疗食物过敏提供了新思路。报告四
植物乳杆菌KFY02对早期头孢曲松暴露小鼠的肠道菌群和β-乳球蛋白过敏的调节作用
重庆第二师范学院儿童营养与健康发展协同创新中心 主任
在生命早期使用抗生素，可能引发宿主的肠道菌群失调和增加过敏性疾病、炎症性肠病的发生率，危害婴幼儿健康。本研究探索生命早期抗生素应用对肠道菌群的影响，使用我国自然发酵酸乳中分离植物乳杆菌KFY02来干预早期抗生素暴露后建立的β-乳球蛋白过敏小鼠模型，从而探索植物乳杆菌KFY02对小鼠肠道免疫耐受建立及缓解过敏的分子机制。实验结果显示植物乳杆菌 KFY02 对生命早期头孢曲松诱导的小鼠肠道菌群多样性下降、小鼠肠道微生物厚壁菌门丰度增加，拟杆菌门丰度减少；Muribaculaceae等有益菌丰度减少、脱硫弧菌等有害菌丰度增加的肠道菌群紊乱现象有积极调节作用，使肠道微生物构成趋向正常。早期头孢曲松暴露小鼠的β-乳球蛋白致敏模型中，早期由头孢曲松引发的肠道菌群紊乱会推进后期肠道屏障的破坏。早期头孢曲松暴露小鼠致敏之后显示出比单纯致敏小鼠更为严重的过敏表现、更高的血清免疫球蛋白E（IgE）水平和更低的肠道分泌型免疫球蛋白A（sIgA）水平。植物乳杆菌KFY02还可以维护 Th1/Th2/Treg/Th17 细胞平衡、调节短链脂肪酸、吲哚乙酸和二酰基甘油等代谢产物来实现缓解早期头孢曲松暴露后的β-乳球蛋白过敏。因此，植物乳杆菌KFY02在调节肠道菌群和缓解食物过敏中具有良好的作用，是一株潜在的益生菌。报告五
仿生化底物通道型酶分子机器体系构建及制备稀少糖的研究
南京工业大学食品与轻工学院
在活细胞中，酶催化过程的多样性使得代谢过程正常进行，而细胞内的物质转化通常涉及到多种或多个酶的协同催化过程，底物通道化是生物体为操纵多酶体系的主要策略之一，与之对应的为生物体进化形成多酶复合体系统。为了解决现有合成体系中稀少糖合成的技术路线以及效率问题，采用新型、高效的方法催化合成稀少糖，我们利用CsgA基因编码淀粉样蛋白可分泌到大肠杆菌细胞表面高度聚合定向组装成纤维生物膜的特点，建立了以大肠杆菌为底盘微生物基于多基因共表达和体外模块化结合的精确固定化方法，实现在细胞表面展示功能化纤维网络催化域并为β-淀粉酶提供固定化载体的新策略。并采用定量刚果红染色分析、SDS-PAGE、FE-SEM对纤维生物膜进行了一系列表征。本研究借助重叠延伸PCR手段将多肽标签SpyTag连接在CsgA基因的碳端进行融合，并在各基因前端适当组装SD序列通过启动子和RBS等调控元件实现与糖酶的共表达；以及借助重叠延伸PCR手段将多肽标签SpyCatcher连接在β淀粉酶基因碳端进行融合组装获得重组质粒，构建产重组淀粉酶的工程菌。利用多肽标签SpyTag-SpyCatcher能特异性共价结合的特性精准化固定重组β淀粉酶，并将全细胞催化和固定化技术相结合，最终使胞外胞内两步催化连续进行，从而构建双酶催化的模式细胞工厂，相关技术在海藻糖、塔格糖、低聚果糖等稀少糖的多酶级联催化体系中得到推广应用。报告六
复杂食品多糖的生物转化—from inside to outside
中国农业科学院农产品加工研究所食品生物制造创新团队 团队首席
“绿色制造”和“营养制造”是实现可持续发展和精准营养的必经之路，也是我国的重大战略需求。植物源农产品及加工共产物中存在多种难消化降解多糖，如木聚糖、果胶等。但由于其结构复杂在生理及加工过程中均难以被有效利用，成为行业里一重大难题。为实现木聚糖等复杂食品多糖在体内和体外两个层面的高效酶解与转化，团队深入研究了其在人类肠道中的转化机制和及其体外梯次化酶解与转化。为复杂多糖的生物转化、新酶筛选及应用提供了全新视角，为功能强化食品开发、木聚糖等的绿色高值化利用奠定了理论基础。报告七
海洋微生物来源的多糖降解酶的挖掘、表征、改造与应用
南京工业大学食品与轻工学院
本项目利用酶工程、生物分离工程等现代生物化工技术，以获得的高活性海藻多糖水解酶为工具对我省丰富的海洋藻类资源进行高值化利用和应用推广，筛选获得了40余种具有高活性的海洋多糖降解酶制剂,结合南京工业大学的膜分离技术优势平台，建立了酶耦合膜分离反应体系对褐藻胶、卡拉胶等海藻多糖进行降解反应,并通过优化酶与底物配比、酶解反应条件等因素,实现聚合度可控的降解工艺,建立连续高效制备海藻功能寡糖的工艺体系。同时积极开展了海洋功能寡糖在水产养殖、果蔬保鲜等农业与水产养殖领域的应用，并与相关企业合作（山东明月海藻集团、山东省五洲丰农业科技有限公司、江苏帅丰集团等），开发了“海心花”系列新型海藻类肥料，系统研究了卡拉胶寡糖对于淡水经济鱼类（异育银鲫）的促生长作用和免疫促进活性，以及对草莓的保鲜作用机制，为推进绿色农业发展，促进水产品与农产品的质量安全提升和开展健康养殖示范区域建设提供了良好的研究基础和技术支持。
盐城工学院教务处 处长
阿魏酰低聚糖（Feruloyl Oligosaccharides, FOs）由于其分子结构同时包含阿魏酸和低聚糖，且具备较高的生理活性逐渐引起研究者的注意。本报告综述了本团队通过酶法、发酵法、酸解法和生物合成法制备FOs的流程、工艺和结构鉴定；并介绍了FOs在面制品、鱼糜凝胶和鱼类保鲜的应用。结果表明：FOs分子中存在阿魏酸和碳水化合物结构，其聚合度在4-12之间，不同制备方法获得的FOs具有不同的聚合度和阿魏酸含量。FOs在揉面阶段破坏了面团结构，使面团品质降低，导致馒头和饼干质构和口感下降；FOs在焙烤阶段抑制了饼干褐变反应，降低了饼干风味和有害成分生成；几种FOs包埋体都能改善FOs对面制品品质的破坏作用。游离和包埋FOs能够显著促进小鼠糖脂代谢和益生菌作用，包埋能够促进FOs的生理活性。在鱼糜凝胶应用中米糠 FOs 能够改善淡水鱼糜凝胶的理化特性，提高鱼糜凝胶的持水性、破断力、硬度、咀嚼性等。FOs 能够影响鱼糜凝胶二级结构的峰强度和峰宽度，促进α-螺旋向β-结构和随机线圈的转变，促进蛋白质凝胶网络的结合，改善鱼糜凝胶肌原纤维聚集体结构。FOs涂层可以减缓鱼肉蛋白质分解成氨类物质和脂质的氧化。本报告结果可为FOs在食品工业中的应用提供指导。
徐州工程学院食品与生物工程学院
本课题组通过在江苏省徐州市动物养殖场、屠宰场、腐木等特定地面环境、湖泊和河流、上海浦东近海滩涂，联合上海海洋大学彩虹号深海科学考察，采集深海水样，联合上海海洋大学车载船舶压载水检测实验室压舱水检测富集深海极限微生物，分离微生物。经分离鉴定和大量培养，收集菌体萃取小分子成分，采用硅胶、 葡聚糖凝胶LH-20（Sephadex LH-20）、MCI凝胶（Middle Chromatogram Isolated Gel）、制备型液相色谱(preparative liquid chromatography，pre-HPLC)进行分离纯化，初步获得一淡黄色油状组分，具有高度的水溶性和脂溶性，-80℃条件下仍可流动。该组分在各活性检测过程中，5%浓度条件下即显示出具有较好的凝血酶抑制活性和α-葡萄糖苷酶抑制活性，对超氧阴离子有较强的清除能力，对铁氰化钾均有较强的还原能力，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌均有较好抑菌性，但对酵母菌和黑曲霉这两种真菌则无抑菌性。超高效液相色谱串联质谱（Ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，UPL-MS）检测结果显示，阳离子流模式共检测出95种化合物，主要为羧酸衍生物、羟基酸衍生物、脂肪酰类、嘌呤核苷类、咪唑嘧啶类、肉桂醛及其衍生物和酚类化合物的含量相对较高。阴离子流模式共检测出50种化合物，主要为羧酸衍生物、羟基酸衍生物和有机氧化合物。各成分分子量均在500以下，主要在190-440范围内。
江苏省农业科学院农产品加工研究所
S-雌马酚是大豆苷或大豆苷元的肠道菌群代谢产物，具有比前体大豆苷元更强的抗氧化、抗癌、神经保护和抑制骨质疏松等生理功能。目前，S-雌马酚的生物合成以大豆苷元为底物，不仅成本高昂，而且底物提取易带来环境问题。豆制品加工副产物-黄浆水不仅含有丰富的营养物质满足微生物生长需求，而且含有大量的大豆苷和大豆苷元。本研究以黄浆水为原料，首先赋予大肠杆菌大豆苷转运和脱糖基能力以及蔗糖、水苏糖和棉子糖等碳源利用能力，然后整合以大豆苷元为前体的S-雌马酚合成途径，构建了以黄浆水为原料的S-雌马酚生物合成工程大肠杆菌，S-雌马酚的产量达91.5 mg/L，黄浆水中大豆苷/大豆苷元向S-雌马酚的转化率达到96%，开辟S-雌马酚获取新途径。报告十一
植物乳杆菌发酵对大豆蛋白致敏性及致敏原表位胃肠道消化暴露行为的影响研究
南京农业大学食品科技学院
大豆（Glycine max）是我国传统的优质植物蛋白来源。然而，大豆被联合国粮农组织与世界卫生组织列为“八大”食物致敏原之一。大豆过敏引发过敏性皮炎、胃部不适、肠道损伤，甚至表现较严重的致敏性休克乃至危及生命。因此，对大豆致敏原采取有效的加工方式进行处理是提升大豆蛋白品质的重要问题。微生物发酵是一种极具潜力大豆蛋白的降敏方法之一。本研究从不同来源的植物乳杆菌中筛选得到一株降敏效果较好的植物乳杆菌B1-6，并从大豆蛋白一级及高级结构变构及蛋白重排角度对植物乳杆菌B1-6发酵降敏大豆蛋白机理进行探讨。在此基础上，利用动态仿生模拟胃肠道消化系统，探究胃肠道消化对植物乳杆菌发酵大豆蛋白的消化特性与致敏性变化规律，利用消化组学与免疫信息学分析具有不同结构特征的植物乳杆菌发酵大豆蛋白胃肠道消化产物的肽段序列变化与表位降解规律。本研究为进一步加深乳酸菌发酵对大豆蛋白致敏性的影响及机制提供了有益参考。
科爱出版
随着我国科研水平的不断提升，每年英文期刊的中国论文数量都保持着世界领先的增幅，这对于国内作者来说，不仅带来了机遇，更带来了挑战。本次讲座将简述学术出版的背景，流程和规范，以此帮助国内作者更有效率地发表论文。
中国农业科学院养蜂研究所资源昆虫国家重点实验室
食物过敏已成为威胁人类健康与食物安全的一个全球性问题。蜂花粉是由蜜蜂采集植物花粉并经自身唾液酶加工而形成的一种特色农产品，富含200多种营养物质和生物活性成分，被用作天然膳食补充剂。然而，由于蜂花粉来源于植物花粉，蛋白含量很高，其过敏原成分对易感人群有潜在致敏风险，制约了蜂花粉产品的进一步开发与利用。为解决蜂花粉致敏性这一产业共性难题，我们围绕蜂花粉过敏原鉴别以及降敏机制展开了一系列研究。利用质谱法结合免疫学和分子生物学手段，首次在油菜蜂花粉中鉴定出5种未知过敏原。针对这些过敏原，开发了一系列蜂花粉降敏新方法，并解析了相关降敏机制。复合酶解法是我们开发的一种新型有效的降敏方法：采用果胶酶和纤维素酶联合处理蜂花粉进行破壁，促使孢内营养物质连同过敏原一起释放，再通过木瓜蛋白酶处理过敏原进行酶促降解，破坏过敏原线性表位降敏的同时又提升了蜂花粉的生物利用度。另一项新型降敏方法是微生物发酵法：采用酵母菌、乳酸菌发酵蜂花粉，可提升蜂花粉中寡肽、氨基酸、植物多酚类等营养活性成分的含量并显著降低其致敏性。以上研究不仅有利于开发出低致敏性蜂花粉产品，更为蜂花粉的安全评价和广泛应用提供理论基础和技术支撑。
