Detection of Undeclared Wheat Allergen in Processed Food using ELISA and Synthesis of a Possible Marker Peptide for LC/MS/MS

Abstract

Food allergy is an immunological adverse reaction to foods or food additives. Currently, the only way to manage food allergies is to avoid foods containing allergens. So, it is important to supervise the food allergen labeling. There is, however, a possibility of unrevealed ingredients causing food allergy. Allergic consumers may be facing danger to allergic reactions because food allergy labeling might not be dependable. This study was performed to find undeclared wheat protein presenting in food products. Selection of food products was based on possible presence of undeclared wheat and food groups from Korean Food Standards Code. Neogen, Morinaga and R-Biopharm ELISA kits were used for detecting undeclared wheat protein in food products from local market. Total 97 commercial processed food products were investigated. Among those products, 23 products showed presence of undeclared wheat which was 23.7% of the total food products. Undeclared wheat protein was found in Confectionaries (33.3%) , Cocoa Products or Chocolates (44.4%) , Rice Jellies (100%) , Fish meat Products (100%) , Noodles (33.3%) , Soybean Milk Products (50%) , Other Infant foods (100%) , Soy Sauces or Pastes (37.5%) , Composite seasonings (50%) , Starches (33.3%) and Convenience Foods (20%) groups. Especially, most of undeclared wheat were found in six items in Confectionaries , four items in Cocoa Products or Chocolates and three items in Soy Sauces or Pastes . Food samples with undeclared wheat could be analyzed with LC/MS/MS to confirm presence of wheat in them. Synthesis of possible marker peptide was performed to be used for confirmation of presence of wheat protein in food products. Marker peptide QPQQPFPQPQQPFPWQP of ω-gliadin was selected to be synthesized. It was confirmed that the mass of the peptide was 2075.3 and the purity was 95.947%.;밀은 일반적으로 동양에서 보조식량으로 쓰이지만 서양에서는 식품의 주 원료이다. 쌀, 옥수수와 함께 세계의 3대 식량 작물이며, 제면·제빵·제과·공업용 뿐만 아니라 간장과 된장 등의 원료로써 널리 사용되고 있다. 하지만 밀은 식품 알레르기 유발 원재료 중 하나로 알레르기성 임상증상을 유발하는 물질이다. 본 연구는 국내 가공식품의 식품 알레르기 표시 실태를 조사하고 국내 가공식품 중 밀 알레르기 미표시 제품을 모니터링 한 후 효소면역분석법인 ELISA를 이용하여 확인하였다. 또한 LC/MS/MS 검출법을 이용하여 ELISA 실험 결과를 재검증 하기 위해 밀의 marker peptide를 합성하고 합성된 펩타이드의 순도와 질량을 측정하였다. 연구에 활용된 상업적 ELISA kit는 Neogen, Morinaga, R-biopahrm 사의 밀 알레르겐 키트를 사용하였으며 반복실험을 하였다. 밀 알레르기 미표시 국내 가공식품 중 밀 알레르기 혼입 가능성이 존재하는 품목에 대해서 연구를 진행하였다. 국내 가공식품 선정 방법으로는 식품공전의 식품별 기준 및 규격을 참고하였으며, 실험 대상으로는 교차오염, 비의도적 혼입, 식품 알레르기 표시 미흡 등으로 인해 밀 혼입가능성이 있는 제품을 선택하였다. 국내 가공식품 97품목을 대상으로 실험을 진행한 결과, 23개 품목에서 밀 단백질이 검출되었으며, 이는 23.7%에 해당된다. 미표시 밀 단백질이 발견된 식품군으로는 과자류, 코코아가공품류 또는 초콜릿류, 엿류, 어육가공품, 면류, 두유류, 기타 영ㆍ유아식, 장류, 복합조미식품, 전분류, 즉석섭취ㆍ편의식품류에서 검출되었다. 특히, 과자류, 코코아가공품류 또는 초콜릿류, 장류에서 다량 발견되었다. 실험에 사용된 3사 kit의 결과는 다소 상이하였으며, 이는 LC/MS/MS 방법을 통하여 재검증하는 것이 필요하다. LC/MS/MS의 표지 단백질로는 밀의 주요 알레르겐 중 하나인 ω-gliadin 으로 선정하였으며 ω-gliadin 의 amino acid sequence는 QPQQPFPQPQQPFPWQP 이다. 표지 단백질 QPQQPFPQPQQPFPWQP의 순도는 95.947%이며 분자량은 2075.3이다. LC/MS/MS 방법을 이용한 확인을 통하여 ELISA의 한계를 극복할 수 있으며, 밀 알레르겐 표지 단백질을 활용하여 국내 가공식품 중 밀 알레르겐 확정검출에 활용할 수 있다.