食品过敏原检测技术及应对措施

摘 要：食品过敏原检测技术的发展及其管理措施对保障公共健康具有重要意义。本文通过综合评估免疫学方法、分子生物学技术、生物传感器技术以及新兴技术的特点，揭示了各自在食品过敏原中的应用潜力，并从预防措施、应急响应与法规遵从、法规与政策分析方面探讨了食品过敏原的应对措施。

关键词：食品过敏原；检测技术；应对措施

Food Allergen Detection Technology and Countermeasures

Abstract： The development and management measures of food allergen detection technology are of great significance for safeguarding public health. This article comprehensively evaluates the characteristics of immunological methods， molecular biology technologies， biosensor technologies， and emerging technologies to reveal their potential applications in food allergens. It also explores the response measures for food allergens from the perspectives of preventive measures， emergency response and regulatory compliance， and regulatory and policy analysis.

Keywords： food allergens; detection technology; countermeasures

食品过敏是一种免疫系统对食品成分（通常是蛋白质）的过度反应，表现为从轻微不适到严重的生命威胁性反应。食品过敏的临床表现多样，包括皮肤瘙痒、喉咙肿胀、呼吸困难以及在极端情况下的过敏性休克。据估计，全球有数百万人受到食品过敏的影响，尤其在儿童中更为常见，这不仅对患者本身构成生命威胁，而且给医疗系统带来了严重的负担。食品过敏原的种类繁多，但有一些特定的食品过敏原在日常生活中普遍存在，如牛奶、鸡蛋、花生、坚果、鱼类、贝类、小麦和大豆。由于这些过敏原普遍存在于各种食品中，故对这些特定过敏原进行识别与管理尤为关键，对于预防过敏反应和保护消费者安全至关重要。

1 食品过敏原检测技术

1.1 免疫学检测方法

免疫学检测方法主要依赖于抗体与抗原之间的特异性结合来识别和量化食品中的过敏原。酶联免疫吸附实验[1]（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）使用酶来识别食品样本中特定的过敏原蛋白质，这种方法非常灵敏，能够检测到非常微小的过敏原含量。在进行ELISA检测时，需要将样本中的蛋白质提取出来固定在一个预处理的微孔板上，然后添加特异性抗体进行结合，这些抗体与特定的酶结合，当添加适当的底物时，酶会催化底物产生可检测的信号，如颜色变化，其强度与样品中过敏原的含量成正比。免疫印迹法（Western Blot）也是一种重要的免疫学检测技术，用于验证食品样本中存在的特定蛋白质。在进行免疫印迹测定过程中，样本通过凝胶电泳按蛋白质分子量的大小分离，然后将分离的蛋白转移到膜上，并用特异性抗体探测[2]。通过标记的二级抗体和显色或发光系统，可以直观地在膜上看到蛋白条带，从而确认样本中是否存在特定的过敏原蛋白。这些免疫学方法的发展为食品过敏原检测提供了强大的工具，但也存在一些局限性。例如，ELISA方法虽然灵敏度高，但在处理复杂食品样品时可能会受到其他蛋白质的干扰，影响结果的准确性。ELISA和Western Blot方法要求每一种过敏原都要有特定的纯化抗体，这可能会限制这些技术的应用范围和灵活性。这些技术的精确度、可靠性和经济效益确保了它们在全球食品过敏原检测市场中的广泛应用，并且随着新技术的发展和旧技术的改进，免疫学检测方法将继续在食品安全和公共健康保护中发挥关键作用[3]。

1.2 分子生物学方法

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种在体外特异性扩增靶DNA序列的技术。在食品过敏原检测中，PCR技术被用来特定地放大含有过敏原信息的DNA序列，从而验证食品成分的存在[4]。PCR不仅对检测微量的过敏原极为灵敏，而且能够在处理经过高度加工的食品样本时展现出其独特的优势，因为DNA相较于蛋白质更能抵抗加工过程中的破坏。实时荧光定量PCR（Realtime Fluorescence Quantitative PCR，qPCR）技术进一步提升了传统PCR的应用范围，通过实时监测扩增过程中的荧光信号，使得过敏原的定量成为可能。这种技术不仅可以检测食品中是否含有特定的过敏原，还能检测出含量，为食品标签的准确性和食品安全监管提供科学依据。通过专门设计的探针和荧光标记，qPCR在食品检测中实现了对特定DNA序列的高度特异性识别，极大地提升了食品过敏原检测的准确性和效率[5]。高通量测序技术可以对食品样品中的全部遗传信息进行快速分析，不仅能检测出已知的过敏原，还能识别出新的或不常见的过敏原[6]。这些分子生物学方法的应用显著提高了食品过敏原检测的能力，不仅提升了检测的速度和精度，还增强了对复杂食品成分的了解。这些方法的应用还助力于全球食品贸易中过敏原的监管，使得食品标签更加透明和可靠，保护具有食品过敏体质的消费者免受未标识过敏原的潜在危害。

1.3 生物传感器

生物传感器主要通过特定的生物分子识别机制来工作，如抗体-抗原反应、酶反应或DNA杂交。这些生物分子被固定在传感器的表面，当它们与目标过敏原相结合时，会触发一系列生化反应，从而产生电信号、光信号或其他形式的可检测信号，这些信号随后被传感器转换成数字读数，实现过敏原的快速定量分析。生物传感器技术实现了现场快速检测，大大缩短了检测时间并降低了检测成本[7]。表面等离子体共振技术是生物传感器中的一项核心技术，它利用金属表面等离子体的性质来监测表面分子间的相互作用。在食品过敏原检测中，表面等离子体共振技术能够实时监测抗体和过敏原之间的结合过程，不需要标记，即可提供关于分子间相互作用的详细信息。这种技术的应用，使得检测过程快速且高度精确，能够在几分钟内完成。纳米技术在生物传感器中的应用也是一个重要的发展方向。由于纳米颗粒、纳米管和纳米片等纳米材料有独特的物理和化学性质，如高比表面积与体积比，使得它们成为更好的生物识别元件载体。这些纳米结构可以提升生物传感器的灵敏度和稳定性，使得即使是极低浓度的过敏原也能被有效检测。例如，使用金纳米颗粒增强的免疫传感器可以通过光学信号放大检测到过敏原，从而实现超低限的检测。电化学生物传感器通过电化学信号变化来检测与生物识别元件相结合的过敏原。这些传感器通常具有较低的成本和操作简便性，非常适合现场测试和个人使用。电化学生物传感器通过测量电流、电压或电阻的变化来检测过敏原，这使得它们能够在没有复杂实验室设备的情况下快速提供检测结果。

1.4 新兴技术

CRISPR/Cas系统是基于Cas酶对信号报告探针的非特异性切割。当存在靶标时，Cas蛋白根据核糖核酸（Ribonucleic Acid，RNA）的引导，特异性地识别并与靶标DNA/RNA结合配对，可实现高度特异性的基因检测。这一过程激活了Cas蛋白的非特异性切割活性，通过切割单链信号报告探针导致指示信号发生变化，根据信号的强度变化可以指示待测物的浓度，即使是痕量目标物也能被CRISPR系统高效识别和检测。CRISPR捕获探针和信号报告探针，可根据检测物进行高度定制化的检测，实现更具针对性的检测方案，能够满足各类食品样品的检测需求[8]。

综上，免疫学方法，如ELISA和Western Blot，以其高度的特异性和成熟的技术基础被广泛应用于食品过敏原检测。这些方法通常依赖于抗体与过敏原之间的结合，能够提供定性和定量的分析结果。免疫学检测方法的局限性在于可能受到样本矩阵效应的干扰，特别是在处理高度加工的食品时，抗原的结构可能被改变，影响抗体的结合效率。抗体的生产和纯化要求高，导致成本较高。分子生物学技术，特别是PCR和基因测序，提供了一种检测食品中DNA的方法，这对于那些在加工过程中蛋白质可能被破坏的食品尤为重要。这些技术的优点在于它们的高灵敏度和能够检测到微量的过敏原[9]。分子生物学技术通常需要专业的实验室设备和技术人员操作，这限制了它们的应用范围，特别是在条件有限的情况下。这类技术的成本相对较高，尤其是在进行大规模筛查时。生物传感器技术提供了快速、灵敏的检测手段，适合现场检测应用。这些技术的主要优势在于它们可以实时提供检测结果，非常适合需要快速响应的情况。生物传感器还具有便携性和易用性，使得非专业人员也能进行检测。生物传感器的灵敏度和特异性受传感器设计和制造质量的影响，且对于不同类型的过敏原需要开发特定的生物识别元件。新兴技术，如基于CRISPR的检测系统，正在展现出前所未有的潜力，尤其是在提高检测的特异性和降低成本方面。这些技术还处于相对早期的研究和开发阶段，但已显示出改变食品过敏原检测领域的潜力。例如，CRISPR技术的应用可以实现高度特异的基因编辑，这使得它在检测特定序列方面具有极高的精确度[10]。

2 食品过敏原的应对措施

2.1 预防措施

食品生产和处理环节是管理过敏原的重要环节。①严格的原材料控制政策。确保所购买的食材和添加剂都经过详细的过敏原标识和管理。通过对供应链的严格控制，可在源头上防止未声明的过敏原进入生产场所。②将食品生产设施设计成易清洁和消毒的结构，以防止设备内部和表面的过敏原残留引起交叉污染。③在生产过程中制订和实施专门的过敏原管理计划，包括对生产线进行适当的隔离或在生产不同产品前彻底进行清洗，以消除交叉污染的风险[11]。例如，某国际食品公司通过在生产线上安装物理隔断，并调整生产顺序，有效减少了交叉污染的风险，确保了产品的安全性。④食品标签的准确性和透明性。食品生产商必须确保所有产品的标签上清楚地列出可能引起过敏的成分。标签管理不仅包括正确标示已知成分，还包括警示可能的交叉污染，如通过标注“可能含有”或“在包含X的设备上生产”等字样。⑤企业应及时更新其产品成分的信息系统，以确保所有信息的实时性和准确性。⑥员工培训。食品处理和制备人员应参加有关食品过敏原识别、处理和预防交叉污染的全面培训。这种培训应涵盖从基本的食品安全实践到具体的过敏原管理策略，确保每位员工都能认识到其在防止食品过敏原污染中的角色和责任。

2.2 应急响应与法规遵从

①应急响应计划的核心在于能迅速有效地识别过敏原污染的事件，并采取适当的措施降低对消费者健康的影响。应急响应计划主要包括确保所有员工都能识别过敏原污染的迹象，并了解在检测到潜在过敏原污染时的应急行动指南。一旦识别到过敏原污染，相关人员需迅速隔离受污染的产品，防止其进入食品供应链。企业需要与食品安全监管机构合作，及时报告事件，并按照指导方针处理受污染的产品，包括召回已经进入市场的产品[12]。②在法规遵从方面，食品生产企业必须严格遵守国家和国际上关于食品安全和过敏原标签的法律法规。这通常包括确保所有产品标签准确无误地声明所有成分及其可能存在的过敏原信息。企业应及时根据更新的食品安全法规，更新其操作和标签，以符合法规的最新要求。许多国家和地区都设有专门的食品安全监管机构，负责制定和执行过敏原管理的规定，食品生产企业需要与这些机构保持密切的联系，确保其生产始终符合监管要求。培训和教育也是法规遵从的重要方面。食品企业应定期对员工进行食品安全和过敏原管理的培训，确保每位员工都了解相关的法律法规及公司政策，以及在工作中如何实施这些政策。这种持续的教育有助于提高员工的法规意识，并在日常操作中减少违规行为的风险[13]。