Bezpieczeństwo żywności
Wydajne testowanie glutenu
Szacuje się, że alergie pokarmowe dotykają 250 milionów konsumentów na całym świecie, z czego ponad 17 milionów w samej Europie. Szacuje się, że ponad 3% dorosłych i do 6% dzieci ma alergie pokarmowe. Chociaż większość alergii pokarmowych powoduje stosunkowo łagodne i niewielkie objawy, niektóre z nich mogą powodować poważne reakcje, a nawet zagrażać życiu. Dlatego też, gdy dochodzi do naruszenia bezpieczeństwa żywności z powodu niewłaściwego obchodzenia się ze składnikami wrażliwymi na alergeny, cierpi na tym cały przemysł przetwórstwa spożywczego.
Podczas gdy Stany Zjednoczone koncentrują się na "Wielkiej Dziewiątce" alergenów (pszenica (gluten), skorupiaki, jaja, ryby, orzeszki ziemne, mleko, orzechy z drzew orzechowych, soja i sezam), Europa rozszerzyła tę listę do 14 alergenów, w tym tych z USA oraz selera, musztardy, dwutlenku siarki/siarczynów, łubinu i mięczaków. Zarówno USA, jak i UE dostarczyły wytyczne dotyczące etykietowania alergenów pokarmowych. Niemniej jednak, niezadeklarowane alergeny nadal stanowią poważny problem. Zmusiło to firmy spożywcze do wdrożenia nie tylko Dobrych Praktyk Produkcyjnych (GMP), ale także procesów zapewniających ochronę przed kontaktem krzyżowym alergenów podczas produkcji. Należy dołożyć wszelkich starań, aby w widoczny sposób zidentyfikować alergeny i odizolować je na każdym etapie procesu, od surowców i sprzętu po inne produkty spożywcze przechowywane i/lub przetwarzane w tym samym zakładzie.
W odniesieniu do jednego z głównych alergenów, glutenu, wykrywanie stało się jeszcze bardziej złożone. Gluten jest definiowany jako złożona mieszanina, składająca się z setek powiązanych, ale odrębnych białek, głównie prolamin i glutelin, i można go znaleźć w pszenicy, jęczmieniu, życie, niektórych odmianach owsa i ich krzyżówkach. To głównie prolaminy, po strawieniu do peptydów, wywołują reakcje immunologiczne związane z nadwrażliwością na gluten, w tym celiakię. Najsilniejsza reakcja immunologiczna dotyczy fragmentu prolaminy, fragmentu alfa2-gliadyny, określanego jako 33-mer lub G12. Fragment ten jest wysoce odporny na rozkład przez enzymy trawienne, co czyni go użytecznym jako marker analityczny w produktach spożywczych.
Ponieważ jedynym skutecznym sposobem leczenia celiakii jest obecnie dieta bezglutenowa, stanowi to wyzwanie dla przemysłu spożywczego, ponieważ gluten jest powszechnie obecny w wielu produktach spożywczych i dodatkach. Ponadto produkty bezglutenowe mogą zawierać wykrywalne poziomy glutenu z powodu zanieczyszczenia krzyżowego podczas mielenia, przechowywania i/lub produkcji. Co więcej, wykrywanie glutenu w żywności jest trudne ze względu na różnorodność matryc żywnościowych, poziomy lub modyfikacje białek oraz ogromną liczbę sekwencji immunogennych o różnej potencjalnej immunogenności. Dlatego niezbędne jest posiadanie dokładnych, szybkich metod testowych do wykrywania glutenu we wszystkich rodzajach żywności.
Historycznie, test ELISA był zalecaną metodą wykrywania glutenu w żywności i dostępnych jest wiele komercyjnych zestawów testowych. Jednak różne zestawy testowe dają różne wyniki ze względu na unikalną specyficzność stosowanych przeciwciał oraz różne metody ekstrakcji i materiały do kalibracji testu. Ponadto testy ELISA mogą okazać się kosztowne i czasochłonne. Urządzenia z przepływem bocznym mogą oferować podobne wyniki, ale ponownie zależą od specyficzności przeciwciał do wykrywania określonych antygenów glutenu. Chociaż opracowano wiele przeciwciał, tylko kilka z nich trafiło do testów komercyjnych.
Jedno przeciwciało, przeciwciało Skerritta, zostało wyhodowane przeciwko gliadynie pszenicy i rozpoznaje gluteninę o wysokiej masie cząsteczkowej i omega-gliadyny, dzięki czemu może być stosowane do wykrywania glutenu w przetworzonej żywności. Jednak oznaczenie ilościowe opiera się na poziomach omega-gliadyny, które różnią się w zależności od różnych zbóż.
Drugie przeciwciało, R5, zostało wyhodowane przeciwko żytu, ale wykazuje reaktywność krzyżową z gliadyną pszenicy. Wykrywa również białka soi i łubinu, które nie są szkodliwe, co prowadzi do fałszywie dodatnich wyników, które następnie wymagają dodatkowych testów w celu potwierdzenia obecności lub braku glutenu.
Najlepszym przeciwciałem jest przeciwciało G12, które rozpoznaje 33-mer białka gliadyny w glutenie. Rozpoznaje ono określoną sekwencję aminokwasów występującą w pszenicy i wykrywa podobne peptydy występujące w jęczmieniu, życie i niektórych odmianach owsa. Dlatego też jest ukierunkowany na konkretny fragment, który wywołuje reakcję autoimmunologiczną występującą u pacjentów z celiakią. Nie wchodzi również w reakcje krzyżowe z soją, kukurydzą lub ryżem, dzięki czemu nadaje się do pomiaru glutenu w produktach zawierających te składniki.
Najlepiej byłoby, gdyby komercyjne zestawy do wykrywania glutenu wykorzystywały przeciwciało G12 i zawierały wszystkie niezbędne odczynniki/składniki do badania żywności i powierzchni żywności na obecność glutenu. Wyniki powinny być również uzyskiwane łatwo i szybko, aby można było szybko wstrzymać przetwarzanie żywności w celu jej oczyszczenia lub wypuścić produkt jako "bezglutenowy". Jednym z takich zestawów jest GlutenTox® Pro, szybki test do precyzyjnego wykrywania glutenu. Może wykryć do 5 ppm glutenu w pszenicy, jęczmieniu, życie i niektórych rzadkich odmianach owsa w ciągu 20 minut, znacznie poniżej poziomów określonych w przepisach. Dostarczany jako "laboratorium w pudełku", został zaprojektowany tak, aby zawierał wszystko, co potrzebne do przeprowadzenia testów. Ponadto posiada certyfikat AOAC PTM dla wielu matryc spożywczych i powierzchni środowiskowych.
W przypadku innych alergenów niezbędna jest również wysoka czułość oraz szybkie i niezawodne wykrywanie. Jednym z komercyjnych produktów, który spełnia te wymagania są pałeczki AlerTox®. Mogą one wykrywać alergeny w surowcach, produktach końcowych i na powierzchniach roboczych. Patyczki AlerTox zapewniają dokładne wyniki w ciągu 10 minut bez potrzeby stosowania specjalnego sprzętu. Poziomy wykrywania wahają się od 1 do 20 ppm, w zależności od alergenu. W połączeniu z AllerSnap®, producenci żywności mogą mieć pewność, że czyszczenie usunęło resztki białka, w tym potencjalne alergeny.
Inne zestawy muszą zostać przetestowane, aby sprawdzić, czy spełniają rygorystyczne wymagania dotyczące testowania alergenów przez producentów żywności, w tym niskie poziomy wykrywania i brak reaktywności krzyżowej z niealergenami. W międzyczasie producenci żywności muszą być odpowiedzialni za zapewnienie, że ich produkty są wyraźnie oznakowane i wolne od alergenów zgodnie z deklaracją na etykiecie żywności. Istotne jest, aby korzystali oni z najbardziej czułych, specyficznych systemów testów immunochemicznych dostępnych obecnie - w przypadku glutenu testy powinny opierać się na wykrywaniu przeciwciał G12 - w przypadku innych alergenów niezbędna jest czułość i specyficzność w połączeniu z łatwością użycia.
Referencje
"Rozpoznawanie frakcji gliadyny i gluteniny w czterech komercyjnych testach na gluten". Allred, LK i Ritter, BW. J AOAC Int. 2010 styczeń-luty;93(1):190-6.
"Immunogenne peptydy glutenu jako standard do oceny potencjalnie szkodliwej zawartości prolamin w żywności i próbkach ludzkich." Cebolla A, Moreno M de L, Coto L, and Sousa C. Nutrients. 2018 Dec; 10(12):1927-42.
"Czułe wykrywanie frakcji zbóż toksycznych dla pacjentów z celiakią przy użyciu przeciwciał monoklonalnych przeciwko głównemu immunogennemu peptydowi pszenicy". Morón B, Cebolla A, Manyani H, Alvarez-Maqueda M, Megías M, Thomas Mdel C, López MC, and Sousa C. Am J Clin Nutr 2008 Feb;87(2):405-14.
