乳及乳制品是FAO/WHO认定的导致人类食物过敏的八大类食品之一。据报道约2～8%的婴幼儿对牛乳过敏,儿童的发生率为0.3～7.5%,成年人为1～2%。而β-乳球蛋白是牛乳中主要过敏原之一,研究表明82%的牛乳过敏患者对β-乳球蛋白过敏。牛乳β-乳球蛋白极易受到外界影响发生聚合,例如温度、时间、pH、金属离子等因素。经这些因素诱导后,β-乳球蛋白的结构发生改变,其致敏性必然也随之变化。由于金属离子在新鲜牛乳中的含量极其丰富,如Ca²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺。因此,本研究重点探索Ca²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺和Cu²⁺诱导对β-乳球蛋白聚合物的结构及致敏性的影响。本研究主要内容包括:①金属离子诱导β-乳球蛋白形成聚合物的条件;②金属离子诱导β-乳球蛋白聚合物的理化性质和空间结构的分析;③金属离子诱导β-乳球蛋白不同聚合体的制备和结构分析;④铜离子诱导β-乳球蛋白二聚体的体内致敏性评估。主要研究方法、结果与结论如下:（1）利用凝胶层析柱和阴离子交换层析柱两步法分离纯化牛乳β-乳球蛋白,制备出的纯度高达95%以上。同时,优化出Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺诱导β-乳球蛋白聚合的最佳条件是β-乳球蛋白与金属离子的摩尔比为1:1,β-乳球蛋白浓度为 5 mg/mL。（2）利用反相高效液相、差示热量扫描仪、傅里叶变换红外光谱以及荧光光谱对Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺诱导β-乳球蛋白形成聚合物的理化性质分析。结果表明,Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺诱导形成的二聚体由二硫键聚合而成,而Cu²⁺诱导形成的二聚体则是由二硫键和非二硫键聚合形成。同时,四种离子能保护β-乳球蛋白的二级结构不受热处理的影响,但却破坏了 β-乳球蛋白的三级结构。其中,Cu²⁺诱导的聚合物在形成过程中,有共价键的形成;而Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺诱导形成的过程中,疏水键的形成占主导作用。（3）利用Native-PAGE切胶回收法可以分离出β-乳球蛋白二聚体、三聚体、四聚体和高聚物。同时研究发现,Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺对不同聚合体空间结构的影响各不相同:Mg²⁺诱导聚合体形成过程中,对肽链间氢键的形成有显著影响;而Cu²⁺诱导形成的二聚体和四聚体空间结构趋于纤维状;Ca²⁺诱导形成的低聚体表面暴露出更多疏水性基团,且形成的中间产物三聚体、四聚体易趋于形成高聚物;而Zn²⁺诱导形成的高聚物表面暴露出较多的疏水性基团。（4）采用Sephadex G-75凝胶层析方法成功制备了高纯度的铜离子诱导的β-乳球蛋白二聚体,纯度可达到94.9%。（5）通过Balb/c小鼠动物实验评估致敏性,结果发现β-乳球蛋白聚合物和β-乳球蛋白二聚体致敏的小鼠血清中IgG、IgGi特异性抗体和mMCP-1的水平明显高于β-乳球蛋白致敏的小鼠;同时,β-乳球蛋白聚合物和β-乳球蛋白二聚体致敏小鼠的脾细胞分泌的细胞因子IL-4、IL-5、IL-13和血浆中组胺水平下降;而β-乳球蛋白二聚体致敏小鼠的脾细胞分泌的细胞因子IFN-Y水平升高。以上检测指标表明,β-乳球蛋白聚合物和β-乳球蛋白二聚体致敏性强于天然的β-乳球蛋白,即铜离子诱导β-乳球蛋白的致敏性增强。