Az élelmiszerallergének mérésének lehetőségei ma - kihívások, megoldások, a fejlesztés irányai = Possibilities of allergen analysis at present - challenges, solutions and directions of development

Az élelmiszerekkel szemben jelentkező túlérzékenységi reakciók (allergia, intolerancia) a népesség egyre növekvő hányadát érintik. Ezen betegségek egyetlen hatékony kezelési módja az érzékenyítő komponensek étrendből történő teljes elhagyása. Az EU jelenleg 14 olyan allergén komponenst tart számon, melyek jelölése kötelező az élelmiszerek csomagolásán. A szabályozás betartásához megfelelő technológiára és ennek támogatására érvényesített (validált) analitikai módszerekre van szükség. Napjainkban az allergének mérésére az immunanalitikai módszerek (ELISA, LFD) a legelterjedtebbek. Ezen módszerek fejlesztése és validálása több nehézségbe ütközik. A reakciót kiváltó fehérjék összetétele nem minden esetben ismert, valamint nem állnak rendelkezésre sem referencia-anyagok, sem referenciamódszerek. Em ellett a feldolgozási folyamat hatásait is meg kell ismerni és figyelembe kell venni. A problémamegoldás egyik iránya allergén fehérjét deklarált mennyiségben tartalmazó feldolgozott élelmiszermátrix fejlesztése, mely kutatásaink egyik fő célja. Siker esetén a mintamátrix referencia-anyagként is használható, melynek segítségével lehetőség nyílik a feldolgozási folyamat hatásainak vizsgálatára, valamint a kereskedelmi forgalomban kapható ELISA tesztek összehasonlító elemzésére is. Hypersensitivity reactions (allergy and intolerance) triggered by certain food proteins affect an increasing rate of population. The only effective treatm ent of these illnesses is the total avoidance of the problem atic proteins from p atien t’s diet. At the m om ent the labelling regulations of E uropean Union defines 14 foodstuffs or com ponents which are responsible for the highest number of these cases. In order to comply the regulation, right technological solutions and validated analytical methods are needed. At present, the most commonly used methods in allergen analysis are immune-analytical based ELISA or LFD kits. The development and validation of these methods cause many challenges. The compositions of allergenic proteins are not welldefined, furthermore neither reference materials nor reference methods exist. Finally the effects of food processing steps on the allergenic proteins and the results of the analytical methods are not described well. One direction towards overtaking the problems is the developm ent of incurred real food matrices which contains dedicated amount of allergenic protein, which was the main goal of this work. These model matrices can be used as incurred reference material (IRM) and opened the door to investigate the influence of food processing. Reference material also give the opportunity to make a comparative study of ELISA kits and other analytical methods

The behavior of hypersensitivitycausing proteins during food processing

Since the components causing hypersensitivity reactions (allergies, celiac disease) are usually proteins, therefore, learning about their potential changes is important from the food safety point of view. If the proteins undergo various structural modifications during processing, their determination in foods could be problematic. Nevertheless, the fact that these altered proteins cannot be detected using analytical methods does not necessarily mean that they cannot cause adverse reactions in the human body. Answering the questions that arise in connection with this topic requires the cooperation of patients, clinicians and analysts as well. Foods intended for final consumption undergo several processing steps while going from raw material to final product. Each process that alters the structure of proteins is also expected to have an effect on their binding to antibodies. Food processing procedures cause a number of physical, chemical and biochemical changes that can affect the allergenic properties of a protein. Depending on the properties of the protein, the type, length and intensity of the processing operation, or the matrix, the allergenic effect of a protein can be increased, decreased, or left unchanged by processing. ELISA tests, which are currently used in routine methods, employ various antibodies, so the epitopes targeted in the immune responses can also be different. The various epitopes can undergo different modifications during food processing, therefore, their affinity to the antibody can also change, which can affect the results provided by the method. This phenomenon calls attention to the fact that the accuracy of commercially available methods is questionable, and so both the improvement and harmonization of immunoanalytical methods is necessary

A túlérzékenységi reakciókat kiváltó fehérjék viselkedése élelmiszerfeldolgozási folyamatok során

Mivel a túlérzékenységi reakciókat (allergia, cöliákia) kiváltó komponensek általában fehérjék, ezért ezek estleges változásainak megismerése élelmiszerbiztonsági szempontból fontos téma. Amennyiben a fehérjék a feldolgozás során különböző szerkezeti módosulásokon esnek át, az élelmiszerekből történő meghatározásuk akadályokba ütközhet. Ha a módosult fehérjék a rendelkezésre álló analitikai módszerekkel különböző eredményt adnak, nem feltétlenül jelenti azt, hogy a szervezetben is eltérően viselkednek. E témával kapcsolatosan felmerülő kérdések megválaszolása a betegek, a klinikusok és az analitikusok együttműködését igényli. A végső fogyasztásra szánt élelmiszerek számos feldolgozási folyamaton esnek át a nyersanyagtól a végtermékig. Minden olyan hatás, amely megváltoztatja a fehérjék szerkezetét, várhatóan befolyásolja azok ellenanyagokhoz történő kötődését is. Az élelmiszer-feldolgozási folyamatok számos olyan fizikai, kémiai és biokémiai változást okoznak, amelyek hatással lehetnek egy fehérje allergén tulajdonságaira. A feldolgozás növelheti, csökkentheti vagy változatlanul hagyhatja a fehérjék allergén hatását a fehérje tulajdonságaitól, a feldolgozási művelet típusától, időtartamától és intenzitásától, illetve a mátrixtól függően. A jelenleg rutin módszerként használt ELISA tesztek eltérő antitesteket alkalmazhatnak, így az immunreakciókban megcélzott epitópok is különbözőek lehetnek. A különböző epitópok pedig más-más módosulásokon eshetnek át az élelmiszerek feldolgozása során, ezért az antitesthez való affinitásuk is változhat, ami hatással van a módszer által szolgáltatott eredményekre. Ez arra a tényre hívja fel a figyelmet, hogy a kereskedelmi forgalomban kapható tesztek alkalmazása során részben eltérő eredményeket kaphatunk, tehát az immunanalitikai módszerek fejlesztése és harmonizálása egyaránt szükségszerű

Lentil (Lens culinaris Medik.) Flour Varieties as Promising New Ingredients for Gluten-Free Cookies

Monotony in a gluten-free (GF) diet can be a challenge because of a limited choice of acceptable cereal sources. This study investigates the potential of five types of differently coloured lentils in the development of GF cookies using rice flour as a reference. Raw materials (lentil flours) and cookies were characterised in terms of physicochemical parameters (e.g., crude protein content, total phenolics and flavonoids, antioxidant properties, colour, pH); additionally, geometry, baking loss and texture profile were determined for the cookies. A sensory acceptance test was also conducted to find out consumer preferences regarding rice versus different lentil cookies. Results showed that lentil cookies were superior to rice control in terms of higher crude protein (12.1–14.8 vs. 3.8 g/100 g), phenolic (136.5–342.3 vs. 61.5 mg gallic acid equivalents/100 g) and flavonoid (23.8–75.9 vs. 13.1 mg catechin equivalents/100 g) content and antioxidant capacity (0.60–1.81 vs. 0.35 mmol trolox equivalents/100 g), as well as lower hydroxymethyl-furfural content (<1 vs. 26.2 mg/kg). Consumers preferred lentil cookies to rice ones (overall liking: 6.1–7.0 vs. 5.6, significant differences for red and brown lentils), liking especially their taste (6.3–7.0 vs. 5.5). Depending on the target parameter, whether physicochemical or sensory, these lentil flours can be promising raw materials for GF bakery products

Classics in a new perspective: gluten as a special food safety and analytical challenge

In the last couple of decades, the nutritional role and perception of gluten became controversial. In one hand, gluten proteins play a central role in determining the baking quality of wheat and other cereals. On the other hand, hypersensitivity reactions triggered by gluten in susceptible individuals have become subjects of growing interest. Of these gluten-related disorders, with an estimated global prevalence of 1%, the most important one is celiac disease (CD), which is an autoimmune disorder accompanied by villous atrophy. CD can manifest in a wide range of symptoms, its only treatment option is a lifelong gluten-free (GF) diet. To support compliance to this diet, current EU legislation maximizes the gluten-content of products sold with a GF label in 20 mg/kg. It necessitates accurate quantification of gluten in this low concentration range. The method-of-choice for this purpose is the immunoanalytical-based ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). However, validation of different ELISA methods and the comparability of their results and, consequently, the reliability of the data they provide is problematic. The major goal of this paper is to introduce the analytical and protein chemistry issues behind this problem and the efforts to improve the conditions of the methodology. We are also including the special role of oats in the GF diet in an attempt to provide the widest possible overview of the food safety and analytical challenges represented by gluten

Klasszikus témák új megvilágításban: a glutén mint speciális élelmiszerbiztonsági és analitikai kihívás

A glutén, vagy sikér fehérjék táplálkozás-élettani szerepe és megítélése az utóbbi évtizedekben kettőssé vált. A glutén fehérjék egyrészt központi szerepet töltenek be a búza és más gabonák sütőipari minőségének kialakításában. Másrészt azonban egyre inkább előtérbe kerülnek olyan túlérzékenységi reakciók, melyeket szintén a glutén fehérjék váltanak ki az arra érzékeny populációban. A glutén által okozott rendellenességek közül 1% körüli globális előfordulásával az egyik legjelentősebb a lisztérzékenység, vagy más néven cöliákia, mely a vékonybél bolyhainak sorvadásával járó autoimmun betegség. A tünetek széles skáláját okozhatja, jelenleg egyetlen ismert kezelési módja az élethosszig tartó gluténmentes diéta. A diéta betartásának elősegítésére a jelenleg érvényes EU szabályozás 20 mg/kg-ban maximalizálja a gluténmentesként értékesíthető termékek gluténtartalmát. Ez pedig szükségessé teszi a glutén mennyiségének minél pontosabb meghatározását ebben az alacsony koncentráció-tartományban. A meghatározás rutinmódszere az immunanalitikai elven működő ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). A különböző ELISA módszerek validálása és eredményeik összehasonlíthatósága, vagyis az általuk szolgáltatott adatok megbízhatósága azonban problémát jelent. Cikkünk fő célkitűzése az ennek hátterében álló analitikai és fehérjekémiai kérdések, valamint a módszertan feltételrendszerének javítását célzó törekvések bemutatása. Emellett kitérünk a zab gluténmentes diétában betöltött különleges szerepére is, így kísérelve meg minél szélesebb körben rálátást nyújtani a glutén által képviselt élelmiszerbiztonsági és analitikai kihívásokra

Development of Protein- and Fiber-Enriched, Sugar-Free Lentil Cookies: Impact of Whey Protein, Inulin, and Xylitol on Physical, Textural, and Sensory Characteristics

Gluten-free (GF) diets often become nutritionally imbalanced, being low in proteins and fibers and high in sugars. Preparing GF foods with improved nutritional value is therefore a key challenge. This study investigates the impact of different combinations of whey protein (11.9%), inulin (6.0%) as dietary fiber, and xylitol (27.9%) as a sweetener used in the enrichment of green- and red-lentil-based gluten-free cookies. The cookies were characterized in terms of baking loss, geometric parameters, color, texture, and sensory profile. The results showed that these functional ingredients had different impacts on the lentil cookies made of different (green/red) lentils, especially regarding the effect of fiber and xylitol on the volume (green lentil cookies enriched with fiber: 16.5 cm3, sweetened with xylitol: 10.9 cm3 vs. 21.2 cm3 for control; red lentil cookies enriched with fiber: 21.9 cm3, sweetened with xylitol: 21.1 cm3 vs. 21.8 cm3 for control) and color (e.g., b* for green lentil cookies enriched with fiber: 13.13, sweetened with xylitol: 8.15 vs. 16.24 for control; b* for red lentil cookies enriched with fiber: 26.09, sweetened with xylitol: 32.29 vs. 28.17 for control). Regarding the textural attributes, the same tendencies were observed for both lentil products, i.e., softer cookies were obtained upon xylitol and whey protein addition, while hardness increased upon inulin enrichment. Stickiness was differently influenced by the functional ingredients in the case of green and red lentil cookies, but all the xylitol-containing cookies were less crumbly than the controls. The interactions of the functional ingredients were revealed in terms of all the properties investigated. Sensory analysis showed that the addition of whey protein resulted in less intensive “lentil” and “baked” aromas (mostly for red lentil cookies), and replacement of sugar by xylitol resulted in crumblier and less hard and crunchier products. The application of different functional ingredients in the enrichment of lentil-based gluten-free cookies revealed several interactions. These findings could serve as a starting point for future research and development of functional GF products