Taiwan International Association for Cereal Science and Technology

國際穀類暨技術學會|R.O.C.(Taiwan)

International Association for Cereal Science and Technology - R.O.C.

【文獻導讀】麩質檢測技術比較:探討三明治型與競爭型方法之適用性

三明治法與競爭法ELISA的操作步驟與差異(圖/黃閔裕)

撰稿人:黃閔裕 / 臺灣穀物產業發展協會秘書處助理

前言:

2020年,美國與歐盟針對「發酵與水解食品(如大麥啤酒)」能否標示為無麩質,出現顯著的法規分歧。其核心爭議主要圍繞在當麩質經過發酵被分解後,是否有具備科學效力的方法能準確測量其殘留量?因此,科學家利用抗體極具專一性的特質,開發出「酵素結合免疫吸附分析法(ELISA)」,來捕捉並定量食品中的麩質含量,並在醇溶蛋白工作小組(The Prolamin Working Group, PWG)的推動下,成為麩質風險管理與法規制定的重要標準。

ELISA技術,根據麩質在加工過程中的破壞程度,可分為「三明治法」與「競爭法」,兩者方法所適用的產品及原理機制皆有所差異。因此,本文將深入探討目前用於檢測食品麩質含量的分析方法,並著重方法的差異、優缺點及分析方法。

酵素免疫分析法之方法差異:

由於麩質會與人體內的抗體結合,進而觸發後續一連串免疫反應,因此抗體的選擇便成為麩質分析的重要因素之一。目前,麩質分析中最常使用的抗體為R5單株抗體,並已廣泛應用於常規食品檢測中。其發展出的兩種分析模式,對於不同食品類型呈現出不同的適用性:

三明治酵素免疫分析法(Sandwich ELISA)

  • 優勢特色: 該方法已被國際食品法典委員會(Codex Alimentarius)認可為第一型(Type 1)方法,是測定食品中「完整麩質」的標準。
  • 限制與缺點: 三明治法的實驗設計並不適用於檢測含有「部分水解麩質」的產品(如啤酒),無法在發酵食品中發揮準確的檢測作用。
  • 分析方法:
    1. 首先,科學家會先在微孔盤底部塗上帶有麩質專一性的抗體,當加入帶有麩質的樣品後,這些抗體就會抓住麩質。
    2. 緊接著再加入第二種帶有酵素的抗體,從上方再次鎖定麩質並捕捉,形成一個「抗體─麩質─抗體」的三明治結構。
    3. 為了確認麩質含量,會再加入受質使酵素產生反應,此時溶液便會產生顏色變化(通常為藍色)。
    4. 最後,再加入停止液終止酵素反應並改變顏色(通常為黃色)。此時顏色變化越深則表示麩質含量越高。

競爭型酵素免疫分析法(Competitive ELISA)

  1. 優勢特色: 可用於測定含有部分水解麩質的發酵食品,該方法目前已被認可為官方分析方法,具有高度的準確性、精確度與特異性。
  2. 限制與爭議: 該方法可能會有遺漏較小胜肽片段的風險,且缺乏能涵蓋所有食品加工中各式發酵方法的標準品。針對不同產品的適用性以及方法的標準化,目前仍是該麩質分析技術的難題之一。
  3. 分析方法:
    1. 整體方法與三明治法相似但略有不同。
    2. 微孔盤底部塗上的是純麩質,當加入樣品與帶有酵素的抗體後,樣品中游離的麩質碎片會與原本在底部的麩質搶奪抗體。
    3. 樣品中的麩質越多,則多數的抗體會被樣品給「奪走」,導致能被截留在微孔盤底部的抗體變少。
    4. 此時,加入受質及停止液並使酵素產生反應的顏色邏輯會與三明治法恰好相反,當顏色越深則代表盤底搶到的抗體越多,也就反向證明樣品中的麩質濃度越低。

替代分析方法:液相層析串聯質譜法(LC-MS/MS)

除了酵素免疫分析法,液相層析串聯質譜法(LC-MS/MS)也已成為目前檢測發酵食品中麩質含量的替代技術之一。

  • 優勢特色: 能有效檢測與量化啤酒中的麩質碎片,甚至能夠偵測到飛莫耳濃度的胜肽含量。
  • 限制與缺點:該方法缺乏臨床評估,難以確認微量殘量對乳糜瀉患者的風險。此外,相關設備昂貴且需要相關技術人員操作,對食品廠商的可行性較低。

結論:

綜上所述,食品加工過程(尤其是發酵與水解)會顯著改變麩質結構,導致單一檢測方法無法一體適用於所有食品。因此,為確保「無麩質」標示的準確性並保障乳糜瀉患者的飲食安全,產業界與檢驗機構必須依據產品特性與加工方式,精準選擇最適切的分析技術。展望未來,如何克服競爭型 ELISA 缺乏通用標準品的技術瓶頸,並透過 LC-MS/MS 累積更完善的臨床驗證數據,將是進一步提升檢測公信力、全面保障消費者健康的核心關鍵。

文獻來源:

Scherf, K. A., Catassi, C., Chirdo, F. G., Ciclitira, P. J., Feighery, C. F., Gianfrani, C., … & Koehler, P. (2021). Statement of the prolamin working group on the determination of gluten in fermented foods containing partially hydrolyzed gluten. Frontiers in nutrition7, 626712. https://doi.org/10.3389/fnut.2020.626712

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