牛乳营养丰富、成分复杂，不仅是一种优质的蛋白质来源，还是婴幼儿配方奶粉、炼乳、烘焙制品的重要原料。牛乳过敏的发病率在世界范围内迅速增加，成为食物过敏人群中的隐形杀手，被列为重要的食品安全问题。糖基化修饰是食品加工中一种常见的方法，在改善食品口感和功能特性方面发挥了重要作用。糖基化也是一种较为有效的消减牛乳致敏性的化学方法，它的反应机理、反应条件和降敏能力已经成为各界关注的热点。

　　南昌大学 食品科学与资源挖掘全国重点实验室的陈欣彤、邱毓、李欣*等人介绍乳品工业中常见的糖基化反应及其利弊和糖基化后乳蛋白致敏性的变化规律，总结了避免糖基化反应产生负面影响的方法，为糖基化改性在牛乳过敏及乳品加工的研究、开发和应用方面提供参考。

　　如表1所示，牛乳过敏的免疫学机制通常可以分为免疫球蛋白（Ig）E介导、非IgE介导、IgE和非IgE混合介导3种，其中60%的牛乳过敏是IgE介导的，主要表现为皮肤症状、呼吸系统症状、胃肠道症状和心血管症状，如、呼吸困难、腹痛腹泻和低 血压等。另一方面，IgG、IgM、免疫复合物乃至T细胞都可以诱发非IgE介导的迟发性过敏反应，通常表现为进食后数小时或数天后发生各类消化道症状，如食物蛋白诱导的小肠结肠炎综合征，也可以累及皮肤或呼吸道，而针对IgE的相关检测呈阴性。 牛乳过敏还可能是IgE和非IgE混合介导引发的过敏反应，主要症状包括特应性皮炎、变应性嗜酸性食管炎和嗜酸性胃肠炎，其特征是胃肠道有弥漫或局限性嗜酸粒细胞浸润，常同时伴有周围血的嗜酸粒细胞增多 症。这些过敏反应极大地影响了婴幼儿的营养状况与生长发育。然而，有研究发现70% IgE介导的牛乳过敏患者可以耐受深度烘焙的乳制品，这可能与致敏原蛋白与共存的食物组分在高温加工中的高级结构改变相关。

　　牛乳中已鉴定出约25 种致敏原蛋白，其中β-乳球蛋白（β-LG）是最主要的过敏原蛋白。部分蛋白如α-s1-酪蛋白、α-乳白蛋白（α-LA）也是诱发机体产生过敏反应的主要过敏原蛋白。在母乳中，乳清蛋白占主导地位，而牛乳中的主要蛋白为不易消化的酪蛋白，若婴幼儿配方奶粉中酪蛋白比例过高，则可能导致婴幼儿食欲下降和消化不良等症状。

　　食物中蛋白质的糖基化反应基于美拉德反应的第一阶段，也就是Amadori重排过程，是由蛋白质侧链的自由氨基与还原糖类中的末端羰基发生的非酶促化学反应，此反应用于构建稳定的糖胺或酮胺，并生成不挥发且有特殊香味的共价复合物。糖基化反应中间产物较多，终产物结构复杂。齐军茹等建立了通过美拉德反应制备蛋白-多糖复合物的反应路线所示，早期糖基化反应是糖分子与赖氨酸或羟赖氨酸的ε-氨基可逆地形成N-葡萄糖基胺的过程；中期为多糖的还原性末端与蛋白质的ε-氨基酸之间的Amadori型连接，即席夫碱上电荷与双键重排形成糖-蛋白质酮胺结合物，得到比较稳定的糖-蛋白产物；末期为醛类和胺类在低温下聚合生成高分子的类黑精（类黑素），以及一系列美拉德反应的中间体还原酮、醛类及挥发性杂环化合物。糖基化反应速率受时间、含水量、水分活度、温度、反应物活性、pH值和食品中的金属离子的影响，其中含水量直接影响反应速率，通常水分质量分数为30%～75%时易发生反应，当水分活度为0.60～0.85时，反应速率最高，同时，反应速率也随着pH值的增加和温度的升高而增加。

　　在优化制备糖基化产物过程时，需要保证反应的速率以保证加工效率，而为使产品获得最佳的加工性，又需满足适宜的反应进程。例如通过糖基化提高蛋白质的乳化性时，需满足适宜的反应进程以保证足够的接枝度（DG），使得糖与蛋白质有效键合，但DG过大时，蛋白质反应基团全部用于与多糖键合，产物会因过于亲水而失去界面活性。用不同种类和分子质量的糖类修饰后的致敏原蛋白，其致敏性和抗体结合能力均有不同程度的改变。晚期的糖基化反应还 会生成糖基化终末产物（AGEs），如羧甲基赖氨酸、羧乙基赖氨酸、吡咯素等，这些AGEs可以与IgE或效应细胞受体结合，激活肥大细胞诱发过敏，而食品基质的组成、底物的含量、pH值、加工方式以及抗氧化剂等都会影响AGEs生成。

　　糖基化反应作为一种复杂的化学反应，易受各种因素影响，故较难控制反应进程，而在乳制品加工领域，需要适当的糖基化反应以提升产品的加工性能，又需要避免过度的糖基化反应造成的食物过敏等食品安全问题。因此需要深入系统地研究糖基化反应，优化不同过敏原的反应条件，从而降低蛋白质的致敏性质。目前常见的评价过敏原蛋白致敏性的方法是通过液相色谱或试剂盒分析AGEs的组成，或利用竞争性酶联免疫吸附测定法检测糖基化蛋白与晚期糖基化终末产物特异性受体（RAGE）的结合能力。通过这两种方法可以检测乳制品中潜在的过敏表位、有害化学成分和致敏原对信号通路及免疫系统的激活程度，间接或直接评价过敏原蛋白的致敏性。

　　糖基化是乳制品加工中常见的化学反应。通过糖基化反应对牛乳蛋白进行改性的方法主要包括干热处理、湿热处理、处理、脉冲电场处理等。

　　干热糖基化作为一种传统的方法已被广泛用于制备蛋白质-碳水化合物接枝聚合物，具体方法是将一定比例的蛋白质和碳水化合物的混合体系冻干，并在受控温度和相对湿度下保持数小时至数周。Martinez-Alvarenga等研究表明，干热糖基化制备条件以温度最为重要，其次分别为相对湿度、时间、反应物物质的量比，而Cermeño等发现，蛋白质水解程度和蛋白质-碳水化合物比例是决定反应的主导因素。

　　由于冷冻干燥成本高、热处理时间长，且温度和湿度要求可控，在很大程度上阻碍了工业规模的商业化应用。所以为了缩短干燥时间，大部分工业生产会选择喷雾干燥，即通过对流方式使原料被雾化成细小的液滴，在热空气流或惰性气体（如氮气）中暴露一小段时间形成干粉，再进一步利用高温环境进行糖基化反应。

　　湿热处理作为干热处理的替代方法可以缩短加热时长，并省略之前的冷冻干燥步骤。该方法基于蛋白质和多糖在水溶液中的紧密接触，然后在受控温度下加热混合物。这种方法的缺点是蛋白质在水溶液中加热更易变性和聚合，且运输成本更高，但就溶解性、乳化性和发泡能力等功能性质而言，湿法加热比干热制备的糖基化产物更具有优势。在一项乳清蛋白与菊粉糖基化研究中，湿热处理后的乳清蛋白Zeta电位低于干热反应，说明湿热处理能更好地屏蔽蛋白质表面电荷，防止蛋白质聚沉，且湿热处理中，乳清蛋白抗氧化性与pH值和温度呈正相关。

　　可以通过高频率（超过16 kHz）的声波产生能量和局部高压，并在不均匀的压缩和膨胀中形成气穴。若能量未达到气泡中的汽相，溶液将快速冷凝，凝聚的分子相互碰撞，产生冲击波和高压区域。超声处理过程中可以控制的影响因素包括超声功率（频率、强度）、时间、周期和温度。与传统方法相比，处理的最大优势是无需额外加热，但可能会相应地增加棕色或异味化合物的产生。

　　微波辐照是利用电离能处理不同食品的过程，通常频率范围为300 MHz～300 GHz。由于微波加工能够保持加工产品的营养价值，提高蛋白质的消化率，在食品行业被广泛用于干燥、烹饪和保存。辐射电磁波产生的热量可诱发糖基化反应，且反应过程中样品不易失活。然而，微波辐照处理不适用于液体体系，若样品含水量丰富，微波波场分布可能会存在死角，造成体系不同位置的反应程度不同，并进一步导致营养损失。与传统方法相比，微波处理后的蛋白乳化、发泡性能及消化率也显著提升。由此可见，微波加热对糖基化产物功能性质的改善更有效，有进一步探索其功能性及工艺稳定性的必要。

　　糖基化改性除了以上几种主要的处理方法，还可以利用脉冲电场、静电纺丝、高压处理和挤压等方式处理样品。脉冲电场技术利用电压增加碳骨架的内能，削弱—OH基团之间的氢键，此方法利于多糖链的解聚分解和蛋白质的展开，它的优势在于反应时间更短（毫秒级）、处理更均匀且发热较少，但其只能应用于电导率低、黏度相对较低的液基样品；而静电纺丝法通过施加高压电场在液滴之间产生排斥力，降低聚合物溶液的表面张力并快速蒸发溶剂，其结合物产率高，干燥时间短，气流铺助静电纺丝装置如图2所示。高压技术通过加压使蛋白结构展开和变化，促进糖基化反应，缩短所需的时间，降低所需温度，使食品的营养价值、色泽、风味和质地得到更好的保护。高压处理通常分为3种方法：高压高温、高静水压和动态高压微流态化加工，其中，高压高温方法由于使用了热源，可以独立地制备糖基化产物，而高静水压和动态高压微流态化通常被用作糖基化反应的预处理方法，能提升糖基化反应的效率和效果。

　　综上所述，为了控制糖基化反应，有必要应用不同技术和反应动力学进行额外的研究，其中重要的一点是要防止糖基化反应进入终反应阶段，因为这会导致有害化合物和杂质的产生。牛乳蛋白普遍在70～80 ℃下发生热变性，为有目的地改善乳制品的加工特性和控制其致敏性，并有效地保 留产品的营养与风味，最适合运用、微波辐照或静电纺丝进行糖基化（表2）。其中微波辐照设备相对简单，易于控制反应进程，对营养物质的保留效果更好，更适用于鲜奶、婴幼儿配方奶粉等产品。目前大部分研究依然普遍采用干法糖基化降低食品蛋白的致敏性，通过在较低温度下反应、透析，得到褐变少且纯度高的产物；而小部分研究正在探究糖基化和微波铺助加热糖基化等更高效节能且活性成分损失小的糖基化方法，但由于反应设备或技术不成熟等问题，两者都还未实现大规模量产。故在大部分食品工业生产中，依然普遍运用设备简单、技术成熟且反应速率相对较快的湿法糖基化。

　　适当的糖基化可以显著改善乳制品的风味和溶解性、热稳定性、乳化性等功能特性，还可以提高某些蛋白质的抗氧化性。在糖基化反应过程。