การทดสอบกลูเตนอย่างมีประสิทธิภาพ

โรคภูมิแพ้อาหารส่งผลกระทบต่อผู้บริโภคประมาณ 250 ล้านคนทั่วโลก โดยมีมากกว่า 17 ล้านคนในยุโรปเพียงประเทศเดียว คาดว่าผู้ใหญ่มากกว่า 3% และเด็กถึง 6% มีโรคภูมิแพ้อาหาร แม้ว่าโรคภูมิแพ้อาหารส่วนใหญ่จะทำให้เกิดอาการที่ค่อนข้างอ่อนและเล็กน้อย แต่บางชนิดอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงและอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ ดังนั้น เมื่อเกิดปัญหาด้านความปลอดภัยของอาหารเนื่องจากการจัดการส่วนผสมที่ไวต่อสารก่อภูมิแพ้อย่างไม่ถูกต้อง อุตสาหกรรมการผลิตอาหารทั้งหมดจะได้รับผลกระทบ

ในขณะที่สหรัฐอเมริกาเน้นที่ "Big Nine" สารก่อภูมิแพ้ (ข้าวสาลี (กลูเตน), หอยเปลือกแข็ง, ไข่, ปลา, ถั่วลิสง, นม, ถั่วเปลือกแข็ง, ถั่วเหลือง และงา) ยุโรปได้ขยายรายการนี้ให้ครอบคลุมถึง 14 สารก่อภูมิแพ้ รวมถึงสารในสหรัฐอเมริกาและเพิ่มขึ้นอีก ได้แก่ ขึ้นฉ่าย, มัสตาร์ด, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์/ซัลไฟต์, ลูพิน และหอยทั้งสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรปได้จัดทำเอกสารแนวทางสำหรับการระบุสารก่อภูมิแพ้ในอาหาร อย่างไรก็ตาม สารก่อภูมิแพ้ที่ไม่ได้ระบุยังคงเป็นปัญหาที่ร้ายแรง สิ่งนี้ได้บังคับให้บริษัทอาหารต้องดำเนินการไม่เพียงแค่การปฏิบัติตามหลักเกณฑ์วิธีการที่ดีในการผลิต (GMPs) แต่ยังรวมถึงกระบวนการในการ EnSURE การป้องกันการสัมผัสข้ามของสารก่อภูมิแพ้ในระหว่างการผลิต ต้องพยายามอย่างเต็มที่ในการระบุสารก่อภูมิแพ้ให้เห็นได้ชัดเจนและแยกออกจากกันในทุกขั้นตอนของกระบวนการ ตั้งแต่ส่วนผสมดิบและอุปกรณ์ ไปจนถึงอาหารอื่น ๆ ที่เก็บและ/หรือแปรรูปในสถานที่เดียวกัน

เมื่อกล่าวถึงสารก่อภูมิแพ้หลักชนิดหนึ่ง คือ กลูเตน การตรวจหาได้กลายเป็นเรื่องที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น กลูเตนถูกกำหนดให้เป็นสารผสมที่ซับซ้อน ประกอบด้วยโปรตีนหลายร้อยชนิดที่มีความเกี่ยวข้องแต่แตกต่างกัน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรลาไมน์และกลูเทลลิน และสามารถพบได้ในข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าวไรย์ ข้าวโอ๊ตบางชนิด และพันธุ์ผสมของพืชเหล่านี้ กลูเตนส่วนใหญ่เป็นโปรลาไมน์ เมื่อถูกย่อยเป็นเพปไทด์ จะกระตุ้นปฏิกิริยาภูมิแพ้ต่อกลูเตน ซึ่งรวมถึงโรคเซลิแอคการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งที่สุดคือต่อโปรลาไมน์แฟรกเมนต์ ซึ่งเป็นอัลฟา2-กลิอาดินแฟรกเมนต์ ที่เรียกว่า 33-เมอร์ หรือ G12 แฟรกเมนต์นี้มีคุณสมบัติทนต่อการย่อยสลายโดยเอนไซม์ย่อยอาหารได้ดีมาก ทำให้มีประโยชน์ในการใช้เป็นเครื่องหมายวิเคราะห์ในผลิตภัณฑ์อาหาร

Image

เนื่องจากวิธีการรักษาโรคเซリアกที่มีประสิทธิภาพในปัจจุบันคือการรับประทานอาหารที่ไม่มีกลูเตน (gluten-free) เท่านั้น จึงก่อให้เกิดความท้าทายต่ออุตสาหกรรมอาหาร เนื่องจากกลูเตนมักพบได้ในผลิตภัณฑ์อาหารและสารเติมแต่งต่าง ๆนอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากกลูเตนอาจมีปริมาณกลูเตนที่สามารถตรวจพบได้เนื่องจากการปนเปื้อนข้ามระหว่างกระบวนการโม่ การเก็บรักษา และ/หรือการผลิต เพื่อเพิ่มความซับซ้อน การตรวจหาสารกลูเตนในอาหารเป็นเรื่องท้าทายเนื่องจากความหลากหลายของเมทริกซ์อาหาร ระดับโปรตีนหรือการดัดแปลง และจำนวนลำดับโปรตีนที่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ซึ่งมีความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่แตกต่างกัน ดังนั้น การมีวิธีการทดสอบที่แม่นยำและรวดเร็วสำหรับการตรวจหาสารกลูเตนในอาหารทุกประเภทจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

ในอดีต ELISA เป็นวิธีที่ได้รับการแนะนำสำหรับการตรวจหา gluten ในอาหาร และมีชุดทดสอบเชิงพาณิชย์หลายชนิดที่สามารถหาซื้อได้ อย่างไรก็ตาม ชุดทดสอบต่าง ๆ ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันเนื่องจากความเฉพาะตัวที่ไม่เหมือนกันของแอนติบอดีที่ใช้ และวิธีการสกัดที่แตกต่างกัน รวมถึงวัสดุที่ใช้ในการปรับค่ามาตรฐานของชุดทดสอบ นอกจากนี้ การทดสอบ ELISA อาจมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานานอุปกรณ์ตรวจแบบไหลข้างสามารถให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันได้ แต่ยังคงขึ้นอยู่กับความจำเพาะของแอนติบอดีในการตรวจจับแอนติเจนกลูเตนเฉพาะ แม้ว่าจะมีการพัฒนาแอนติบอดีจำนวนมาก แต่มีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ได้รับการนำมาใช้ในชุดทดสอบเชิงพาณิชย์

แอนติบอดีชนิดหนึ่ง คือ แอนติบอดีสเคอร์ริต ถูกสร้างขึ้นเพื่อต่อต้านกลิอาดินในข้าวสาลี และสามารถจดจำกลูเตนินที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและโอเมก้า-กลิอาดินได้ ดังนั้นจึงสามารถใช้ในการตรวจหาการปนเปื้อนของกลูเตนในอาหารแปรรูปได้ อย่างไรก็ตาม การวัดปริมาณจะอ้างอิงจากระดับของโอเมก้า-กลิอาดิน ซึ่งมีความแตกต่างกันในธัญพืชแต่ละชนิด

แอนติบอดีตัวที่สอง R5 ถูกสร้างขึ้นเพื่อต่อต้านข้าวไรย์ แต่แสดงปฏิกิริยาข้ามกับกลิอะดินในข้าวสาลี นอกจากนี้ยังตรวจพบโปรตีนจากถั่วเหลืองและลูพินซึ่งไม่เป็นอันตราย ทำให้เกิดผลบวกปลอม ซึ่งจำเป็นต้องมีการทดสอบเพิ่มเติมเพื่อยืนยันการมีอยู่หรือไม่มีของกลูเตน

ตัวเลือกแอนติบอดีที่ดีที่สุดคือแอนติบอดี G12 ซึ่งสามารถจดจำส่วนประกอบ 33-mer ของโปรตีนกลิอาดินในกลูเตนได้ มันสามารถจดจำลำดับกรดอะมิโนเฉพาะที่พบในข้าวสาลี และตรวจจับเพปไทด์ที่คล้ายกันซึ่งพบในข้าวบาร์เลย์ ข้าวไรย์ และข้าวโอ๊ตบางสายพันธุ์ดังนั้น จึงมุ่งเป้าไปที่ชิ้นส่วนเฉพาะที่กระตุ้นปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันทำลายตนเองที่พบในผู้ป่วยโรคเซลิแอค นอกจากนี้ยังไม่เกิดปฏิกิริยาข้ามกับถั่วเหลือง ข้าวโพด หรือข้าว ทำให้เหมาะสำหรับการวัดปริมาณกลูเตนในผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมเหล่านี้

Image

ในอุดมคติ ชุดทดสอบเชิงพาณิชย์สำหรับการตรวจหา gluten ควรใช้แอนติบอดี G12 เป็นส่วนประกอบหลัก และควรมีสารละลายหรือส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการทดสอบอาหารและผิวสัมผัสของอาหารเพื่อตรวจหาการมีอยู่ของ gluten ผลการทดสอบควรได้มาอย่างง่ายและรวดเร็ว ทำให้สามารถหยุดการผลิตอาหารได้ทันทีเพื่อทำความสะอาด หรือปล่อยสินค้าเป็น "ปราศจาก gluten" ได้ชุดทดสอบดังกล่าวคือ GlutenTox^®Pro ชุดทดสอบแบบรวดเร็วสำหรับการตรวจจับกลูเตนอย่างแม่นยำ สามารถตรวจจับกลูเตนได้ต่ำถึง 5 ppm ในข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าวไรย์ และข้าวโอ๊ตบางสายพันธุ์ที่หายากภายใน 20 นาที ซึ่งต่ำกว่ามาตรฐานที่กฎหมายกำหนดมาก ชุดทดสอบนี้มาในรูปแบบ "ห้องปฏิบัติการในกล่อง" ออกแบบมาให้บรรจุทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ นอกจากนี้ยังได้รับการรับรอง AOAC PTM สำหรับหลายประเภทของอาหารและพื้นผิวสิ่งแวดล้อม

สำหรับสารก่อภูมิแพ้ชนิดอื่น ๆ การตรวจจับที่มีความไวสูงและรวดเร็วเชื่อถือได้ก็มีความสำคัญเช่นกันผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์หนึ่งที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้คือ AlerTox^®Sticks สามารถตรวจจับสารก่อภูมิแพ้ในวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป และบนพื้นผิวการทำงานได้ AlerTox Sticks ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำภายใน 10 นาที โดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ ระดับการตรวจจับอยู่ระหว่าง 1 - 20 ppm ขึ้นอยู่กับสารก่อภูมิแพ้ เมื่อใช้ร่วมกับ AllerSnap^® ผู้ผลิตอาหารสามารถมั่นใจได้ว่าการทำความสะอาดได้ขจัดโปรตีนตกค้าง รวมถึงสารก่อภูมิแพ้ที่อาจเกิดขึ้นได้

ชุดทดสอบอื่น ๆ ต้องได้รับการทดสอบเพื่อตรวจสอบว่าตรงตามข้อกำหนดการทดสอบสารก่อภูมิแพ้ของผู้ผลิตอาหารที่เข้มงวด รวมถึงระดับการตรวจจับที่ต่ำและไม่มีความไวต่อสารที่ไม่ก่อให้เกิดภูมิแพ้ในระหว่างนี้ ผู้ผลิตอาหารต้องรับผิดชอบในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ของตนมีการติดฉลากอย่างชัดเจนและปราศจากสารก่อภูมิแพ้ตามที่ระบุไว้บนฉลากอาหาร เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่พวกเขาต้องใช้ระบบการทดสอบทางภูมิคุ้มกันที่มีความไวและจำเพาะที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน—ในกรณีของกลูเตน การทดสอบควรอ้างอิงจากการตรวจจับแอนติบอดี G12—ในกรณีของสารก่อภูมิแพ้อื่นๆ ความไวและความจำเพาะ ควบคู่กับความสะดวกในการใช้งาน เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

เอกสารอ้างอิง

"การรับรู้ส่วนประกอบกลิอาดินและกลูเตนินในชุดทดสอบกลูเตนเชิงพาณิชย์สี่ชนิด" ออลเรด, LK และ ริตเตอร์, BW. J AOAC Int. ม.ค.-ก.พ. 2010;93(1):190-6.

"เปปไทด์ภูมิคุ้มกันกลูเตนเป็นมาตรฐานสำหรับการประเมินปริมาณโปรลาไมน์ที่อาจเป็นอันตรายในอาหารและตัวอย่างมนุษย์" Cebolla A, Moreno M de L, Coto L, และ Sousa C. Nutrients. 2018 Dec; 10(12):1927-42.

"การตรวจจับอย่างละเอียดของเศษส่วนธัญพืชที่เป็นพิษต่อผู้ป่วยโรคเซลิแอคโดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนอลต่อเพปไทด์หลักที่ก่อภูมิแพ้ในข้าวสาลี" Morón B, Cebolla A, Manyani H, Alvarez-Maqueda M, Megías M, Thomas Mdel C, López MC, และ Sousa C. Am J Clin Nutr 2008 ก.พ.;87(2):405-14.