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小麦蛋白过敏原性及改性技术研究进展。当前研究聚焦于如何通过酶解、物理处理（如超声）或基因编辑技术降低小麦蛋白的致敏性同时保留其延展性和弹性等关键功能特性。无麸质食品虽能缓解症状，但存在营养失衡和成本过高等问题，而改性小麦蛋白制品可兼顾安全性与功能性。需解决的核心挑战是协同多种改性手段实现致敏性最大减损与功能特性最优保留的平衡。

　　

刘乐琦|杨浩|张琪|陈曦|王月辉|沈倩|丁文平

教育部重点实验室——主要粮油深度加工实验室，武汉理工大学食品科学与工程学院，中国湖北省武汉市430048

摘要

麸质是一种存在于小麦、大麦和黑麦等谷物中的储存蛋白，被视为高质量的植物蛋白资源。由于其营养价值和功能性，麸质在食品工业中被广泛使用，但它引起的胃肠道不良反应引发了人们的担忧。目前，无麸质饮食是主要的解决方案，但这种饮食方式存在营养不平衡、成本高昂和口感不佳等缺点。因此，研究方向正从无麸质食品转向改良麸质蛋白食品。然而，现有的麸质改良技术仍面临许多限制，例如无法完全降低其致敏性，以及对其结构和功能特性的损害。本文综述了与麸质相关的疾病及其相应的食品解决方案，阐明了麸质相关疾病的危害、无麸质食品的缺点以及改良麸质的应用前景。同时，也指出了改良麸质研究中的空白之处：如何有效降低麸质的致敏性同时最大限度地保留其关键功能特性（如粘弹性）。最后，本文提出了通过结合多种方法来最大程度保留功能特性的潜力，为开发低致敏性、营养价值和口感优异的麸质蛋白食品提供了理论基础。

引言

小麦是全球最重要的谷物之一，其中含有麸质蛋白，这对小麦制品的加工至关重要[1]。除了作为优质的膳食蛋白来源外，麸质还因其独特的功能性而在食品工业中得到广泛应用[2]。麸质的粘弹性、延展性和持气能力等特性由其蛋白质组成、分子结构和相互作用机制决定。麸质在烘焙食品、植物基食品（如植物肉制品、乳制品替代品和动物蛋白替代品）、肉制品（作为粘合剂和口感增强剂）以及面条产品中都有广泛应用[2],[3]。最近关于麸质蛋白的研究集中在优化其功能特性上，如乳化能力、溶解度和热稳定性，以扩大其应用范围[4]。例如，通过乳酰化[5]、蛋白酶修饰（碱性蛋白酶）[6]或pH循环[7]可以显著提高麸质的溶解度，而超声波处理或脱酰胺[8],[9]可以显著改善其油脂和水分保持能力。

随着麸质在食品工业中使用的增加，它引起的不良反应也受到了越来越多的关注[10]。与其他膳食蛋白相比，小麦麸质具有消化抗性，会导致许多过敏反应[11]。一般来说，大豆蛋白中的抗营养因子（如胰蛋白酶抑制剂和植酸）也会导致人体胃肠道功能障碍[12],[13]。这些不良反应可以通过大豆蛋白的发酵处理和酶解得到有效缓解[14],[15],[16]。某些动物蛋白（如牛奶蛋白）的不良反应主要与过敏机制（免疫球蛋白E介导的即时型或非免疫球蛋白E介导的迟发型反应）、特定成分（如A1 β-酪蛋白）以及个体消化能力的差异有关[17]。由于功能性和营养方面的限制，大米蛋白在食品加工中的应用受到限制。然而，其低致敏性使其成为无麸质配方中替代小麦粉的理想选择[18]。与麸质相关的疾病主要分为三种类型：乳糜泻（CD）、小麦过敏（WA）和非乳糜泻麸质敏感（NCGS）[10]。乳糜泻是一种与遗传因素（HLA-DQ2/DQ8）高度相关的自身免疫性疾病，会导致肠道炎症、吸收不良和小肠绒毛萎缩。由麸质引起的小麦过敏主要是免疫球蛋白E（Ig-E）介导的，症状包括腹痛、腹泻和呕吐[19]。非乳糜泻麸质敏感目前缺乏特异性生物标志物，定义为排除乳糜泻和小麦过敏后，摄入麸质后出现的胃肠道或肠外症状[20]。现有研究表明，NCGS的免疫机制主要涉及非特异性免疫系统的低度激活，这种反应发生在没有特异性抗体或肠道绒毛萎缩的情况下[21],[22]。此外，肠道微生物群失调和遗传因素也与NCGS有关[21],[23]。目前全球约有8.4%的人口患有与麸质相关的疾病，过去二十年的发病率增加了两到五倍[24]。唯一的治疗方法是采用无麸质饮食，这导致了对无麸质食品的市场需求急剧增加。然而，无麸质食品存在营养不足和生活质量下降等显著局限性[25]。关于NCGS的研究空白意味着潜在的NCGS患者也可能遭受胃肠道不适[26]。长期依赖无麸质食品对麸质敏感者来说是一种具有挑战性的生活方式，因为这些食品存在营养不平衡和成本过高的问题。因此，迫切需要深入研究麸质改良技术，以开发改良后的麸质食品。

针对这些不良反应，有不同的缓解方法，具体取决于其严重程度。对于症状严重的患者，严格遵循无麸质饮食是缓解症状的有效方法[10]。因此，优化无麸质食品的配方对于改善口感、味道和营养成分至关重要。然而，症状较轻的患者不一定需要遵循无麸质饮食。因此，可以通过食用经过特殊处理的含麸质食品或补充消化酶来缓解不良反应[27]。目前，降低含麸质食品致敏性的主要策略包括酶法修饰、物理修饰、微生物发酵、化学改性和基因编辑技术的应用[24],[28]。近年来，关于无麸质食品的麸质研究不断增加（见图1）。

麸质广泛存在于小麦制品中，这使得完全避免摄入麸质变得困难。其中，更严重的症状包括乳糜泻（CD）、小麦过敏（WA）和非乳糜泻麸质敏感（NCGS），而许多轻微症状常被误认为是普通消化不良。由于缺乏NCGS的特异性生物标志物，许多持续有症状的人未能得到诊断，这不仅降低了生活质量，还带来了长期健康风险[10]。图2a显示，过去十年中麸质研究的热点从结构转向了功能；图2b展示了过去十年的主要研究热点及其相互关系。这些发现表明，基于麸质的功能性和健康性的研究正受到关注。因此，研究麸质对人类胃肠道的不良反应及其缓解方法具有重要意义。本文主要概述了由麸质引起的不良胃肠道反应的发病机制和改良方法，强调了改良麸质的重要性和紧迫性。最后，探讨了利用额外改良技术降低麸质蛋白致敏性的可能性。

部分摘要

麸质的组成

麸质主要来源于小麦、大麦和黑麦，是谷物中的重要储存蛋白。小麦麸质由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成，这对麸质网络的形成至关重要。在大麦中，麦醇溶蛋白是麸质的主要成分，其结构类似于小麦麦醇溶蛋白[29]。黑麦中的麸质含有较少的麦谷蛋白，导致麸质网络的强度显著不足[30]。来自不同来源的麸质在食品中有不同的应用

与麸质相关的疾病

尽管麸质在小麦制品中至关重要，但关于其对人类胃肠道不良影响的研究相对较少。表1总结了麸质对消化能力的主要不良影响及其相应的胃肠道症状，其中肠道通透性的增加与其他不良影响密切相关。乳糜泻和小麦过敏引起的不良反应更为严重，而与非乳糜泻麸质敏感相关的不良反应通常较轻。

无麸质食品

无麸质饮食是治疗与麸质相关疾病的主要方法，需要严格避免摄入含麸质的谷物，如小麦、大麦和黑麦[45]。通常用天然无麸质的谷物（如大米、玉米、荞麦和小米）来替代含麸质的主食。然而，这种饮食可能导致营养不平衡，从而引发B族维生素、铁、镁和膳食纤维等营养素的缺乏，可能引发消化问题。

改良

虽然无麸质食品为麸质不耐受者提供了安全的选择，但这本质上是一种回避策略，而非根本解决方案。同时，长期依赖无麸质食品的轻度症状患者也会面临一些不良反应。因此，研究重点转向通过直接改良麸质蛋白来降低其致敏性，同时保留其核心功能特性。

营养比较

改良麸质是一个有前景的研究方向。目前，无麸质食品在工业生产中的使用远比改良麸质蛋白广泛，因为去除麸质蛋白在工业上更为可行。尽管无麸质食品适合许多过敏人群，但在营养成分和消化方面与传统产品存在差异。

结论与未来方向

本文综述了与麸质相关的疾病及其解决方案（无麸质食品和改良麸质蛋白），对这两种方法进行了总结分析。尽管无麸质食品目前在全球市场上需求旺盛，但它们仍面临高成本和不便的问题。对于症状较轻的患者，严格遵循无麸质饮食可能会对健康和生活质量产生负面影响。因此，改良麸质是一种具有长期潜力的食品解决方案。

作者贡献声明

刘乐琦：撰写——初稿、方法论、数据分析、概念构思。杨浩：撰写——初稿、方法论、数据分析。张琪：撰写——审稿与编辑、方法论、数据分析。陈曦：撰写——审稿与编辑、方法论、研究。王月辉：撰写——审稿与编辑、方法论、研究。沈倩：撰写——审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。丁文平：撰写——审稿与编辑、监督

利益冲突声明

作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

本工作得到了中央科技发展指导专项计划（食品绿色加工技术和智能设备创新平台建设）（项目编号2022BGE247）、湖北省教育厅科研项目（项目编号B2024062）以及武汉理工大学博士启动项目（项目编号2025RZ011）的支持。