食品过敏原的常见检测技术和安全管理措施研究进展

发布日期：2019-07-14 12:51:50 来源：互联网

摘要

    食品过敏原导致特定体质的消费人群发生过敏反应属于相对安全性事件，而过敏反应的前提是机体与食品致敏成分的预先接触和前接触。因此，切断具有过敏体质的消费者与食品过敏原的接触是防止因食物过敏引起食品安全问题的关键手段之一。本文主要综述了近年来针对食品过敏原的常见检测技术和安全管理措施研究进展，并展望了这两方面未来的发展趋势，为今后的深入研究提供了一定的参考依据。

关键词：食品过敏原、常见检测技术、安全管理措施、食品安全。

    随着科学发展观以人为本思想的提出，近年来越来越多的食品安全问题得到了广大人民的关注，其中包括三鹿奶粉和苏丹红等重大食品安全事件。食品安全主要分为绝对安全性和相对安全性两方面，一种食品是否安全，不仅取决于原料来源、加工方式和环境、食用数量和方式等与食品绝对安全性有关的因素，还取决于影响相对安全性的因素如消费者的身体状况[1]。根据划分范畴，自然而然，食品因含有一些致敏性成分而导致某些特定的消费人群产生过敏反应则属于食品相对安全性问题[2]。

    据相关资料统计，国外大约有1~2%的成年人和5~7%的儿童对食品有过敏症状[3]，食物过敏是指人体对摄入食物中抗原物质产生的由免疫介导的一种不良反应，导致机体生理生理功能紊乱和组织损伤[4]，局部反应主要体现在引发消化系统病症（如呕吐、腹泻）、呼吸病症（如哮喘、鼻炎）、循环系统病症（如水肿、低血压）和皮肤病症（如荨麻疹、湿疹），严重的话会出现过敏性休克，甚至危及生命[5-6]。一般来说，95%的食品过敏原的本质是蛋白质或糖蛋白，相对分子质量在10000~70000，引起90%过敏反应则有八大类食物，其中包括牛奶、鸡蛋、花生、小麦、甲壳类、豆类、坚果类和鱼类食品[7]。由于食物过敏反应的前提则是机体与食品过敏原的预先接触及前接触，只有当再次接触同种过敏原时，才可诱导已经处于致敏状态的机体产生变态反应[8]。因此，切断具有过敏体质的消费者与食品过敏原的接触是防止因食物过敏引起食品安全问题的关键手段之一。而降低与食品过敏原接触的风险需要从两方面综合考虑，一方面是利用特定技术对食品中的致敏成分进行检测，另一方面则是针对过敏原采取合理的安全管理措施。

    本文将食物过敏原近年来的常见检测技术和安全管理措施进行了相关综述，以期为进一步的研究和应用提供一定的理论参考和依据。

    1、食品过敏原的常见检测技术

    1.1    免疫学检测技术

    之前提到95%的食品过敏原属于蛋白质，因此专门针对蛋白检测的免疫学相关技术是检测食品中蛋白类过敏原的重要手段。其中免疫学检测包括免疫吸附技术、免疫层析技术、免疫传感器技术、免疫扩散技术以及免疫印迹等技术。

    免疫吸附技术主要包括酶联免疫吸附技术和放射/酶联吸附抑制实验。酶联免疫技术是将抗原抗体免疫反应的特异性和酶的高效催化反应有机结合起来的一种检测技术，其原理是被酶标记的抗体与食品过敏原发生反应作用于底物后，其显色深浅能够反映待测样品中过敏原的含量[9]。该技术特异性强，灵敏度高，操作简单，易于推广，但也存在制备抗体困难，不适用于低分子量和不稳定的过敏原检测，存在结构类似物的交叉反应和对试剂选择性高导致无法进行多残留检测等不足[10]。而放射/酶联吸附抑制实验则是使待测食品中的过敏原与固相载体上的抗原竞争结合特定人群血清中的IgE，之后再加入一种抗IgE的同位素或酶标记抗体，反应完成后通过添加可改变颜色或者能发光的底物用于检测结合IgE的抗体，最终推测出食品中过敏原的浓度[11]。尽管它是科研人员使用最广泛和最灵敏的方法，在生海鲜、大豆、花生油和坚果类食物过敏原检测中已有应用[12]，然而由于检测过程中的人血清难以标准化以及商业化的食品过敏原在固相载体上与IgE的结合能力不尽相同，限制了该方法的推广[13]。

    免疫层析技术检测食品中的过敏原的原理是将特异的抗体固定在硝酸纤维素膜的某一取代，当样品浸入干燥膜一端，通过毛细管作用沿膜向前移动到有抗体的区域时，过敏原能与其发生特异性结合，之后若使用免疫胶体金或免疫酶染色则可使该区域呈色实现免疫诊断[14]。目前该技术在花生蛋白类过敏原和榛子过敏原上具有一定应用[15]，具有检测阈值低和高特异性的优点，但作为定性或半定量技术来说，还有待进一步发展。免疫传感器技术则是将传感技术和特异性免疫反应相结合对食品中的过敏原进行检测，具体是通过对识别原件表面的特异性抗原抗体反应实时监测，将检测结果通过传感器转换为精密数字输出，不仅具有快速简便，便于收集和整理数据的优点，而且损伤和污染样品的可能性小，推广性强[16]。

    免疫扩散技术是免疫学中最常用的检测手段，一般来说，单向琼脂扩散可用于定量分析，双向琼脂扩散用于定性分析。目前为了提高扩散速度和灵敏度，通常结合电泳共同检测食品过敏原，基本原理是以半固体的琼脂凝胶作为介质，将食品中可溶性的过敏原溶于凝胶中，在通电条件下进行琼脂扩散后与特定抗体结合后发生沉淀[17]。具体包括对流免疫电泳和火箭电泳等技术，其中后者的灵敏度较高，在鸡蛋、牛奶、意大利面食和荞麦等食品中均有应用[18]。对于免疫印迹来说，也被称为酶联免疫电转移印斑法，是将高分辨率的凝胶电泳和免疫化学分析相结合的一种杂交技术，经过凝胶电泳分离的蛋白类食品过敏原被转移到固相载体上（通常是硝酸纤维素膜），先与对应抗体发生免疫反应，反应产物再与酶或同位素标记的第二抗体结合，经过底物显色或放射自显影后即可对样品中的过敏原进行检测，具有经济性和灵敏度高的特点[19]。

    1.2    聚合链式反应检测技术

    当复杂的食品体系中不存在过敏原相关蛋白或含量极低时，可以通过聚合链式反应（PCR）来检测相对热稳定性和耐压性高的致敏成分基因含量从而推断出是否存在食品过敏原。PCR是以少量DNA分子为模板，经过变性-退火-延伸多次循环，接近指数扩增产生大量目标DNA分子的体外模拟体内DNA复制的一种核酸扩增技术[20]。近年来对于食品过敏原检测的一个新靶标则是特殊蛋白的cDNA，，扩增产物可在琼脂糖电泳上因分子量大小不同而实现分离[21]。该技术操作简单，稳定性好，检测迅速，已经在小麦，烤榛实、转基因玉米和转基因大豆等食品的过敏原检测工作中有一定应用[22-23]，不足之处则是观察结果时需要借助多种仪器，容易造成污染和出现假阳性结果。而基于PCR技术上发展起来的实时荧光定量PCR则可通过向反应体系中添加荧光染料或荧光标记物与扩增产物结合发光，观察荧光信号的累积从而可实现实时监测的目的[24]。该技术在羽扇豆、荞麦和甲壳类食品过敏原的检测已有相关报道[25-27]，与一般PCR技术相比不仅重复性好，定量准确，实现了由定性到定量检测的飞跃，而且大大退款了食品过敏原DNA检测方法的应用范畴。

    1.3   质谱技术

    由于免疫学技术通常属于半定量检测且PCR技术检测的对象是DNA，因此对于食品过敏原的抗原决定簇通常研究不深入，因而质谱技术可以作为两者的有益补充。质谱技术主要针对分子间的非共价键反应，不仅可以定量测定食品致敏成分，而且还能对抗原表位进行定位[28]。最常用的分析方法有两种，分别是bottom-up和top-down，前者是将提纯后的食品过敏原蛋白酶解为多肽，利用液相色谱-质谱联用技术和生物信息检索分析多肽序列和修饰位点；后者则是直接将过敏原蛋白引入质谱后通过碎片裂解技术和生物信息检索推断多肽序列和修饰位点[29]。尽管质谱分析样品前处理复杂，但样品用量少，分离和鉴定同时进行，依然在牛奶、大豆、巧克力、玉米片、果仁和米制脆皮等食品中具有广泛应用[30]。

    1.4   生物共振技术

    利用生物共振技术对食品中的过敏原进行检测的理论基础是物质波理论，具体来说就是生物系统中存在极其微弱的共振信号，这些特定信号是由物质极微细共振表现出来的，可用于疾病的诊断和治疗。过敏作为一种生物物理信息现象，会在体内产生过敏印痕，而每种过敏印痕信号是此种过敏原唯一的生物共振模式，因此利用外在物质波形与体内物质波形相互共振可实现过敏印痕的准确探测[31]。该方法由德国发明，近年来在临床检测上应用较多，不仅克服了点刺、抽血等检测方法费时和低准确性的缺点，还能实现安全无创伤检测，特别适用于儿童患者[32]。

    2 、食品过敏原的安全管理措施

    根据食品过敏原的特点，一般采取安全控制的管理模式，可以从在生产、流通和消费三个途径来降低食品过敏原带来的风险[33]。在生产方面，体现在食品加工过程中多个环节对食品过敏原的控制。首先对于采购的原料来说，需要进行是否存在食品过敏原的相关评估，食品制造商必须清楚自己产品配方中的所有原材料成分以及可能含有的过敏成分，这对后期消费途径产品标识的说明具有至关重要的影响。其次是生产排序，一般来说，食品企业需要按照生产计划避免在生产含有过敏原的产品后再生产不含过敏原食品的情况，最好将含有过敏原的产品安排到每次生产的最后，这样可以明显降低交叉污染的风险。之后是换产问题，在生产不含过敏原的食品之前，需要对生产线进行严格清洁、冲洗和检验工作，除去可能残留的过敏原物质。最后则是关注加工环境与产品开发，对于加工环境来说，需要有专用的隔离措施，根据HACCP管理体系严格控制卫生条件，避免因环境导致的食品质量问题[34]；而对于产品开发来说，由于在加工过程中消灭食品过敏原的不经济和不实际，低敏和抗敏食品将越来越受消费者的青睐。其中，低敏食品可以在加工过程中通过物化或生化手段降解致敏成分和采用育种及基因工程技术培育低敏原料生产得到，食品的抗敏性则可通过添加抑制过敏因子实现[35-36]。

    食品中的过敏原既可以是食品固有的致敏成分，也可以是在流通过程中被污染从而携带的外来过敏原，比如花粉、微生物和寄生虫等。因此，在流通过程中控制外来过敏原同样十分必要。流通主要有运输、贮存和销售环节构成，三个环节不仅需要检查环境的密封性、卫生状况、气味和虫害等，还有要注意做好与非同类产品的隔离措施[37]。食品最终面向的还是市场，因此消费领域的控制是降低过敏原引起食品安全事件最有效的手段，分别可以从加强食品标识管理、建立食品过敏原数据库和完善产品追溯与回收系统、紧急事故处理体系三个方面达到要求。加强标识管理保证了消费者的知情权从而能够充分避免因误食导致的过敏事件，标识要具体到成分含量、形式及来源等多个方面[2]。建立食品过敏原数据库目前主要针对转基因食品，根据观察导入的基因所表达的蛋白产物是否造成过敏从而决定是否将该氨基酸序列列入过敏原数据库，研究阶段成熟后将是相当值得推广的一项技术[38]。尽管负面事件是我们不希望看到的，但在实际生活中却不可完全避免，所以需要对产品追溯与回收系统、紧急事故处理体系进行完善，促使企业对由于食品过敏原造成的安全事件采取积极的处理方式，保障消费者权益的同时也将事件对企业品牌可能带来的信任危机降到最低。

    3 、展望

    食品安全涉及到每个人的切身利益，因此在越来越受到社会各界的关注。随着现代社会食品工业的发展，包括工业食品、新资源食品和转基因食品在内的多种新食品的出现，这些食品带来过敏的风险可能性也变得越来越大[37]。针对这种情况，从保护消费者安全和健康的人本角度出发，加强对食品中过敏原的检测和安全管理变得尤为重要。一方面，对于检测来说，能够弥补现有技术不足的高灵敏度和精准性，低检测阈值和样品量需求的快速检测新技术被迫切需要；另一方面，食品致敏成分安全管理的基础工作仍需加强，与此同时，还必须制定更加具体的管理条例与企业生产要求，进一步完善整个食品过敏原管理体系，尽可能排除“从农田到餐桌”过程中的多种风险因素，将相对安全性最高的食品呈现在消费者面前，逐渐提高食品企业在消费人群中的信誉，形成稳固的品牌效应。

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编辑：foodnews