陕西科技大学食品与生物工程学院的薛海燕、操 歌和陕西科技大学轻工科学与工程学院的贺宝元等人采用不同的功率超声处理牛乳α-CN和β-CN，并结合蛋白结构的变化，综合分析超声处理对CN结构和抗原性影响的相互关系。研究旨在探究利用超声处理改变CN致敏性的现实意义，为降低致敏蛋白的抗原性提供新思路。
1、CN分子质量分析结果
在150～650 W的超声功率内，α-CN电泳条带所出现的位置与对照组比较无明显变化，说明在实验条件下，不同的超声功率处理对α-CN的分子质量无明显影响。β-CN的电泳条带在150～500 W的超声功率范围内无明显变化，但在650 W时其灰度明显降低，却未出现新条带，这可能是由于超声引起的空化效应和局部高温过于剧烈时，CN部分亚基发生了降解，蛋白质分子间的氢键和二硫键等相互作用形成分子质量大的聚合体，无法进入凝胶中所致。
2、CN羰基含量变化
当超声功率增加至650 W时，α-CN和β-CN的羰基含量分别增加了12%和15%。说明超声处理在一定程度上会使得α-CN和β-CN被氧化，且随着超声功率的增加，被氧化程度也随之增加。这是因为α-CN和β-CN含有较多的无规卷曲结构，该类蛋白的结构特点是疏松无序，超声的空化效应会产生局部高温，会导致蛋白中的还原性氨基酸等被氧化形成羰基。
3、自由巯基含量变化
α-CN和β-CN在超声条件到达500 W时的自由巯基含量较对照组分别降低了22.3%和23.8%，但在650 W时，α-CN和β-CN的自由巯基含量比对照组分别下降了16.9%和16.7%，比500 W时略有回升。这是由于超声功率在小于500 W时，自由巯基暴露速率低于其被氧化的速率，因此总含量减少；而功率达到650 W时，超声效应过于剧烈导致蛋白结构更加无序松散，二硫键更易遭到破坏，此时产生自由巯基的速率大于其被氧化的速率，最终导致α-CN和β-CN自由巯基含量回升。
4、二级结构相对含量的变化
近60%的二级结构是以α-螺旋、β-折叠的形式存在，这些都是蛋白的弹性结构；β-转角相对含量是反映蛋白结构松散性的指标之一；无规卷曲对蛋白构象有着重要作用。在α-CN和β-CN二级结构中，α-螺旋和无规卷曲相对含量最高，分别为36%～39%和30%～32%，β-转角相对含量约为16%～19%，而β-折叠相对含量最少，约为14%～17%。从表中显着性分析可看出，α-CN和β-CN的α-螺旋结构经超声处理后与对照组相比显着性减少，这是由于超声波空穴作用产生的局部高温使得螺旋结构部分展开或断裂；β-转角相对含量随着超声功率的增加总体呈现出显着性增长趋势。
5、CN的疏水性变化
经过不同超声功率处理后，α-CN的最大荧光强度在超声功率小于500 W时显着增强，结合二级结构的变化，说明当二级结构中的α-螺旋结构向无规卷曲结构转变时，分子结构变得松散，包埋在内部的疏水性区域外翻到蛋白分子表面，与疏水性探针ANS结合，使荧光强度增强，此时表面疏水性增加；在功率为650 W时略有降低，这是由于随着超声波处理强度进一步增大，局部高温和剧烈的空化效应使蛋白分子内部的电荷分布发生改变，导致α-CN的内部基团相互靠近交联，且结合β-折叠的增多可知此时蛋白结构再次发生折叠，使分子表面的疏水性氨基酸重新掩埋到分子内部无法与荧光探针结合。
6、CN抗原性的变化
α-CN的抗原性总体大于β-CN的抗原性，两种蛋白随着在0～500 W时均呈现上升趋势，在功率为500 W时，抗原性分别上升了41.1%和71.7%。在功率达到650 W时，α-CN和β-CN抗原性有所下降，但仍高于对照组的抗原性。
讨 论
综上所述，经过超声处理后的α-CN和β-CN均发生了一定程度的氧化；蛋白二级结构发生了尤为复杂的变化，最终使得蛋白质构象发生改变，导致CN疏水性变强，且原本紧密的弹性结构变得空洞化、片层化；无序松散的蛋白结构造成抗原表位发生一定程度的暴露或包埋，导致其抗原性发生改变。随超声功率增大，两种CN抗原性先增大后略减小，与疏水性的变化一致，与β-折叠结构相对含量呈现负相关，与无规卷曲结构相对含量呈正相关。但CN的结构十分复杂，蛋白致敏性结果并非单因素所致。因此，超声处理是否会引起致敏性的改变，还需进一步结合模拟肠胃消化及采用对牛乳过敏患者的血清（含IgE）进行ELISA实验过敏原检测等深入探讨。
