食物过敏原蛋白检测技术研究进展

食物过敏原引发的公共健康问题越来越受到关注。联合国粮食与农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations）公布的 8 种常见过敏食物分别为牛奶、鸡蛋、鱼、甲壳类、花生、大豆、核果类及小麦，约占食物致敏原的 90%以上。据资料显示，在全世界约有5%~8%的儿童和 2%~3%的成人患有食物过敏疾病。

目前，治疗食物过敏症最有效最直接的方法就是避免食用含有过敏原的食物，这就要求生产商在食品标签上正确标示出导致过敏的成分，以免消费者因不知情而误食引起过敏。各国特别是西方发达国家制定了各种法令或条款对食品过敏原以及食品标签作出规定，国际食品法典委员会、美国、欧盟、日本、澳大利亚、新西兰及其他国家对过敏原标签都有要求。

随着贸易全球化的发展、不同地域间食物的相互流通以及深加工技术的广泛应用，过敏人群接触食物中过敏原的种类日益增多，因此开发高通量、高灵敏度以及快速的食品过敏原检测方法势在必行。

目前，国内外开发了多种食物过敏原检测技术，常见的有酶联免疫吸附技术、免疫印迹技术、质谱技术、生物传感器技术等，这些检测技术对于食物过敏的预防和控制具有重要的现实意义，取得了显著的应用效果。

1、基于蛋白质的食物过敏原检测技术

食物过敏原在食物中含量极少，多以蛋白质为主。免疫检测技术是目前检测食物中过敏原蛋白的重要手段，其工作原理基于抗原抗体发生的特异性结合，其中包括免疫吸附技术、免疫印迹技术、生物传感器技术等。

在食物过敏原检测方面，酶联免疫吸附技（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA） 应用最广泛。该法是基于酶标记抗体与抗原或特异性蛋白结合，通过显色反应程度进行定性定量检测。实践证明 ELISA 技术操作简便，试剂方便易得，标准化自动化程度高，目前 ELISA试剂盒已成为一种商业化的产品。

常用的ELISA 技术主要有竞争 ELISA 技术和夹心ELISA技术，均具有特异性高、敏感性强、实用性强等优点。研究发现，ELISA 检测的灵敏度与选用抗体的性质有关，选用亲和力高的单克隆抗体有助于提高检测灵敏度。

在传统ELISA 基础上还发展出了荧光酶联免疫分析技术（Fluorometric enzyme immunoassay，FEIA）。基于荧光酶联免疫分析原理建立的 ImmunoCAP 系统已获得国际临床实验室标准委员会的确认，被公认是体外诊断过敏性疾病的标准，它能准确量化特异性IgE。

除具备操作简单、易标准化、特异性高、灵敏度高等优点外，ELISA 技术仍具有一定的局限性，如部分商业化的 ELISA 试剂盒难以准确检测痕量蛋白；受食物基质、实验操作、交叉反应等因素影响易出现假阳性结果。

免疫印迹技术（Immunoblotting test，IBT），又称为蛋白质印迹技术 （Western blotting），综合了高分辨率凝胶电泳与固相免疫分析，分析容量大、敏感度高、特异性强，但分析时间较长。该法是先利用凝胶电泳将样品中抗原蛋白分离并转移到固定化基质膜上，再通过放射物质或者酶标记的抗体对膜进行检测和分析。

免疫印迹技术广泛应用于食物过敏原的鉴定与半定量分析。近年来，双向免疫印迹法与质谱联用的组合已经成为鉴定各种食物中潜在过敏原的有力工具。

生物传感器技术是近几年研究的热点，具有检测快速、灵敏度高、微型化、低成本等优点。检测食物过敏原最常用的是免疫传感器，它将分子识别元件与样品发生特异性反应产生的物理、化学信号转化为可以检测的光、电信号。根据测定原理可分为表面等离子共振（Surface plasmon resonance，SPR） 传感器、场效应（Field effect transistor，FET） 生物传感器、电化学免疫传感器等。

近几年，SPR传感器因其优越的检测性能成为目前的一个研究热点，并已成功应用于食物过敏原检测领域。目前，生物传感器因其快速性、微型化等优点逐渐应用于过敏原检测，并具有较好的检测灵敏度。但由于对样品预处理的高要求，一定程度上限制了生物传感器简便的应用与商业化的可能性。研制新型的纳米材料并将其应用于生物传感器，实现样品的快速优化处理，得到更好的性能，是目前研究的趋势。

2、质谱检测技术

质谱技术（Mass spectrometry，MS） 发展迅速，已成为检测食物过敏原的新趋势，与高效分离纯化技术如液相色谱（Liquid chromatography，LC）、毛细管电泳（Capillary electrophoresis，CE） 等相结合，具备了灵敏度高、准确性好、分离与鉴定同时进行等优点。

液相色谱－质谱联用法在鉴定过敏原蛋白及其亚型方面具有重要意义，在复杂食品中过敏原的识别方面受到越来越多的关注，能同时对多种过敏原蛋白进行高通量的检测，弥补了ELISA 技术的不足。

如坚果和花生是常见的过敏原，并且坚果类过敏现象随儿童年龄增长而消失的可能性较小，有学者利用液相色谱—四极杆—飞行时间串联质谱（LC-QTOF-MS/MS） 识别了坚果的特异性肽组，建立可在一次分析中筛选和定量检测 11 种坚果和花生过敏原的方法，灵敏度可达到亚 ppm 级，特异性强。

质谱法对样品要求较高，处理费时，针对这一问题，有学者对样品采用基于超声波辅助溶剂萃取和快速尺寸排阻色谱的两步处理法，结合固相萃取（Solid-phase extraction，SPE） 与反相液相串联质谱（ LC-MS /MS），建立了一种快速、灵敏的质谱选择反应监测方法（LC-SRM），能有效简化分析工作流程。该方法可对人工污染的无过敏原饼干基质中的五种过敏原（鸡蛋、牛奶、大豆、榛子和花生） 同时进行分析，所分析的过敏原均能得到较低的检测限。

3、基于核酸的食物过敏原检测技术

基于蛋白质的检测方法虽然直接，但是易受食品基质的影响，造成检测误差。基于核酸的检测方法是间接检测分析，检测过敏原蛋白或其他基因的DNA，目前主要用于一些含量很低或者成分复杂食品中过敏原的检测。

聚合酶链式反应技术（Polymerase chain reation，PCR） 是一种在体外模拟体内 DNA 复制的核酸扩增技术，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。由于其简便易行、灵敏度高等特点，已逐渐成为一种标准化的检测方法。

环介导等温扩增技术（Loop-mediated isothermal amplification，LAMP） 是一门新兴的基因扩增技术，其采用特异识别靶序列上 6 个位点的 4 条引物和一种具有链置换活性的 DNA 聚合酶，在等温条件下进行核酸扩增。因其操作简单、产物易检测，反应时间短，故LAMP 在食品微生物检测、转基因成分检测、过敏原成分检测等方面被广泛应用。

与传统变温核酸扩增技术相比，LAMP 技术无需昂贵的实验室设备，如热循环仪，其反应结果可直接通过肉眼观察是否具有白色焦磷酸镁沉淀从而进行判断，或通过添加羟基酚蓝、钙黄绿素等荧光染料实现显色观察，适于快速检测和现场检测，在食品检测领域具有广阔的应用前景。

参考资料：

[1]彭斓兰,朱永智,李靖,桑丽雅,王元凤,魏新林.食物过敏原酶联免疫检测技术研究进展[J].食品工业,2022,43（03）:213-217.

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[3]王雅清,倪皓洁,李华韬,潘童,杨仁迪,傅玲琳,王彦波.食物过敏原检测技术研究进展[J].食品工业科技,2019,40（13）:264-270.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2019.13.044.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究