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致乳糜泻小麦麸质检测方法研究进展
朱晓燕1，2，3，袁娟丽1，2，陈红兵1，2，高金燕1，4，*
(1.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌 330047;
2.南昌大学中德联合研究院，江西南昌 330047;
3.南昌大学环境与化学工程学院，江西南昌 330047;
4.南昌大学生命科学与食品工程学院，江西南昌 330047)
摘 要:乳糜泻是因遗传易感者对麸质不耐受而引发的肠道疾病，该病是终生的且极少量麸质的摄入就会导致患病。
因此，对食物中麸质的检测和定量显得尤为重要。目前，用于检测麸质的方法主要有 ELISA法、免疫印迹法、质谱法和
PCR法。本文将详细叙述这四种方法在检测麸质上的应用及其优缺点。其中，ELISA 法在麸质的快速检测上使用较
多;免疫印迹法检测结果稳定直观，但定量精确度不高;质谱法准确度非常高，但费时费力，且依赖贵重设备;PCR 法在
检测食物基质复杂、麸质含量低的食品上具有优势。
关键词:乳糜泻，小麦麸质，食品检测
Detection methods for wheat gluten related
to celiac disease:a review
ZHU Xiao－yan1，2，3，YUAN Juan－ li1，2，CHEN Hong－bing1，2，GAO Jin－yan1，4，*
(1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China;
2.Sino－German Joint Research Institute，Nanchang University，Nanchang 330047，China;
3.School of Environmental and Chemical Engineering，Nanchang University，Nanchang 330047，China;
4.School of Life Sciences and Food Engineering，Nanchang University，Nanchang 330047，China)
Abstract:Celiac disease(CD)is an enteropathy of the small intestine triggered by the ingestion of gluten in
genetically susceptible individuals. CD is a lifelong disease and a very small amount of gluten can trigger it.
Therefore，it is particularly important for detection and quantification of gluten in food.At present，the main methods
used in the detection of gluten include ELISA，western blot，mass spectrometry and PCR.This article had discussed
the advantages and disadvantages of these four methods.Among them，ELISA was the most used one in the rapid
detection of gluten.Western blot could present direct results，while the quantitative accuracy was not high.Mass
spectrometry was accurate，while it was a laborious and costly worked and dependent on expensive facility.PCR
was a good choice for the detection of food with complex matrices and low prolamin contents.
Key words:celiac disease;wheat gluten;food detection
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2012)23－0419－05
收稿日期:2012－08－24 * 通讯联系人
作者简介:朱晓燕(1986－) ，女，硕士研究生，研究方向:生物加工工程。
基金项目:江西省国际合作项目(2011BDH80026，2012BDH80019) ; 国
家科技支撑计划项目(2011BAK10B03，2012BAK17B02) ;
南昌大学食品科学与技术国家重点实验室项目(SKLF－MB
－201002，SKLF－TS－201109)。
小麦是世界上一种主要的经济作物，富含淀粉、
蛋白质、脂肪、矿物质等，具有较高的营养价值，在日
常饮食中深受人们的喜爱。但同时，小麦也是一种
严重的食物过敏原，可以引发多种过敏性疾病，如哮
喘、运动激发过敏症、荨麻疹以及乳糜泻等［1－2］。其
中，乳糜泻是遗传易感者因摄入麸质( 主要是小麦及
其相似谷物的储藏蛋白) 而引发的慢性小肠炎症疾
病。该病过去被认为是种少见病，且有地域差异，以
欧洲，尤其北欧多见，在西方国家的发病率为
0.5% ～2%［3－5］，我国近年来也报道了多例乳糜泻病
例［6－7］。由于人们对乳糜泻认识的不够，许多患者可
能会被误诊为普通肠道疾病。但近年来随着对该病
发病机制认识的提高和诊断措施的不断完善，发现
乳糜泻的患病率较以前明显增高，且在亚洲国家的
发病率也呈上升趋势［8］。乳糜泻临床特征主要是肠
粘膜绒毛萎缩，从而导致营养吸收不良、腹泻、生长
迟缓、贫血、骨质疏松等。目前，无麸质饮食是乳糜
泻唯一可靠的治疗方式。我国是小麦消费大国，小
麦食品在日常生活中扮演着重要的角色。但这对乳
糜泻患者却是一个极大的威胁，因为极少量的麸质
就会导致患病，这将严重影响患者的生活质量。而
且由于食物配料的多样化，食物的组成变得十分复
杂，除了食品组分中标出的人为加入的麸质成分外，
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.23.068
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食品中其它组分以及各种食品在公用设备使用过程
中产生的交叉污染都有可能给乳糜泻患者带来危
害。因此，小麦、小麦类制品及其它食物中致乳糜泻
小麦麸质的检测显得尤为重要。
1 小麦中致乳糜泻蛋白
小麦麸质(gluten) 已明确为小麦中致乳糜泻的
蛋白，主要包括麦醇溶蛋白(gliadins) 和麦谷蛋白
(glutenins) ，二者大约占小麦仁储藏蛋白的80%，富
含脯氨酸、谷氨酰胺和半胱氨酸残基［9］。其中，半胱
氨酸残基对面团的形成和功能起着重要作用，它主
要在蛋白间形成分子间二硫键，产生蛋白网状结构，
从而对面团的粘弹性产生重要的影响。
麦醇溶蛋白为单肽链，分子量较小，为 30 ～
75ku［10］，通过分子内二硫键、氢键和疏水作用形成球
状结构( 如图1) ，无分子间二硫键，它赋予面筋延展
性，是影响小麦面筋烘烤品质的重要因素，主要包含
α /β－、γ－、ω－型［11］。其中 α /β－、γ－型醇溶蛋白分子
量在 30～45ku 之间，富含半胱氨酸;ω 型醇溶蛋白分
子量在 45～75ku之间，但半胱氨酸含量较低［12］。
麦谷蛋白( 如图1) 则是一类非均质的大分子聚
合体，包含高分子量蛋白亚基(HMW:80～130ku) 和
低分子量蛋白亚基(LMW:10～70ku)［9］。其中 HMW
亚基又可分为 x 型和 y 型亚基，LMW 亚基可分为
B－，C－和D－型亚基［13］。麦谷蛋白的氨基酸组成多
为极性氨基酸，容易发生聚集作用，主要赋予面团弹
性并决定面团的强度。
图 1 麦醇溶蛋白和麦谷蛋白［14］
Fig.1 Schematic image of gliadins and glutenins
小麦麸质是乳糜泻发生的必要条件，研究发现
在麸质蛋白上存在许多特异性 T 细胞刺激性表位，
特别是 α /β、γ－醇溶蛋白，HMW－和 LMW－麦谷蛋白
上也存在这些表位［15］。这些特定的表位肽段在肠道
粘膜固有层被抗原递呈细胞表面的 HLA－DQ2( 或
HLA－DQ8) 受体识别，然后被呈递给CD4 + T 细胞，
从而导致细胞因子的产生，最终导致发病［16］。另外，
麸质蛋白富含脯氨酸，这种独特的结构特性使得麸
质蛋白不容易被胃肠道消化酶完全降解，而生成一
些较大的肽段( 如长度为33 个碱基的肽段)。这些
麸质蛋白免疫显性肽可能在肠道内长时间存在，加
大了触发 T细胞反应的机率。
2 小麦麸质检测方法
目前乳糜泻尚无特效疗法，所以患者严格避免
食用含有麸质成分的食物是最佳选择。然而，小麦
消费已经遍布世界各地，已跻身于三大消费谷物之
一。除了制作烘焙食品和意大利面外，麸质还被当
做食品添加剂广泛应用于食品工业中，且麸质也被
用来制造个人护理用品、营养品和药品。另外，传统
的无麸质产品和不含小麦的产品在生产、加工以及
包装过程中，还可能受到交叉污染。显而易见，谷物
及谷物片段在食品加工行业中无处不在。此外，最
近一项临床实验证实腹腔能够承受的麸质水平是摄
入量每天不超过 50mg的麸质蛋白［17］，但目前麸质的
最低激发剂量未见报道［18］。食品法典委员会(Codex
Alimentarius Commission，CAC) 规定无麸质食品的麸
质含量不超过 20mg /kg［19］。由此可见，食品中麸质
含量的准确检测，以及无麸质食品标签的制定，对于
乳糜泻患者的健康和安全饮食极为重要。迄今为
止，用于麸质含量检测的方法主要包括 ELISA 法，免
疫印迹法，质谱法，以及 PCR法。
2.1 酶联免疫吸附(ELISA)法
目前，市场上用于麸质定性和定量的方法主要
是 ELISA 法，该法灵敏性高、特异性强、快速、费用
低。用于检测麸质的 ELISA 商业试剂盒有多种，这
些试剂盒主要采用双抗夹心法，检出限范围为
2～10mg /kg［20］。但大多数试剂盒主要是基于 Skerritt
抗体［21］和 R5 抗体［22］。Skerritt抗体主要是针对ω－醇
溶蛋白，R5 抗体则针对广泛存在于 α /β－、γ－、ω－醇
溶蛋白上的表位，包括 QQPFP、QQQFP、LQPFP、
QLPFP等。有研究表明，Skerritt 抗体对麦谷蛋白的
亲和力较麦醇溶蛋白高［20，22］，R5 抗体对麦醇溶蛋白
的亲和力较麦谷蛋白要高［22－23］。但很遗憾，这种亲和
力差异对麸质定量的影响在商业检测试剂盒中尚未
见报道。
目前，食品法典委员会(CAC) 认可的检测麸质
含量的方法是基于 R5 抗体的夹心 ELISA 法［24］。该
法既可以检测天然的麸质蛋白也可以检测加工过的
麸质蛋白。但夹心 ELISA 法也具有局限性，它在检
测过程中需要待检抗原含有两个或两个以上可被 R5
单抗识别的表位。通常，对于许多水解食物，在加工
过程中，蛋白被打断成碎片，最后可能只剩下一个毒
性表位，在这种情况下，麸质蛋白仍能导致乳糜泻的
发生，但却不易被检测出。2011 年，应食品法典委员
会的要求，Mena 等［25］开发出了基于 R5 抗体的竞争
抑制性 ELISA，该法可以很好的解决上述问题，其检
出限和定量限分别为 0.72mg /kg 和 2.44mg /kg 的麦
醇溶蛋白。
当然，除了商业试剂盒外，还有许多实验室的方
法用于检测麸质［26－28］。这些方法主要是麸质蛋白的
提取方法和使用的抗体不同，如 Morón 等［26］采用基
于 33 个 碱 基 肽 (LQLQPFPQPQLPYPQPQLP
YPQPQLPYPQPQPF) 的单抗进行夹心和竞争ELISA，
其检出限分别为 1mg /kg和 0.5mg /kg的麦醇溶蛋白。
秦倩茹等［28］建立了检测小麦醇溶蛋白的定量夹心
ELISA法，采用的抗体为兔抗醇溶蛋白抗体，定量检
出限为 7.81mg /kg。此外，还有基于 α－、γ－醇溶蛋白
肽的单抗和 PN3(LGQQQPFPPQQPYPQPQPF) 单抗等
等，但这些方法均没有得到食品法典委员会的认可。
421
迄今为止，现有的检测麸质的 ELISA 方法仍存
在缺陷。主要体现在以下几个方面:a.重复性不够
高:ELISA 法容易受到板包被、加样、洗板、反应温度
和时间等许多因素影响，因而造成重复性差;b.易受
抗体的影响:由于各种抗体的特异性不同，其检测结
果易出现假阳性和假阴性，甚至出现交叉反应;c.检
测对象的局限性:目前ELISA 商业试剂盒使用的 R5
抗体和 Skerritt抗体检测的都是麦醇溶蛋白，而引发
乳糜泻的 T 细胞表位不仅存在于麦醇溶蛋白上，麦
谷蛋白上也含有。理论而言，这两种单抗用于检测
致乳糜泻毒性麸质的准确性不如抗 T 细胞表位的抗
体，但这种差异目前并没有得到很好的比较研究。
ELISA方法使用的抗体比较关键，其结果的准确
性关系到乳糜泻患者的安全健康饮食。现存的各种
检测抗体，包括食品法典委员会认可的 R5 单抗，都
存在着许多争议。目前，并没有统一的用于检测麸
质的抗体，因此，急需开发出一种能够准确定量出致
乳糜泻毒性麸质的抗体。
2.2 免疫印迹法
根据定量免疫印迹的原理，也可以检测出产品
中麸质的含量［29－30］。该法主要是结合 SDS－PAGE 电
泳和免疫印迹。在后期的印迹过程中，也是采用基
于麸质的各种特异性抗体。如，Van den Broeck 等［30］
人开发出了基于 T 细胞表位的单克隆抗体 Glia－α9
和 Glia－α20，并应用于免疫印迹检测毒性表位。
由于免疫印迹技术的局限性，如在转膜过程中，
蛋白质转印的好坏受多种因素的影响，且需根据印
迹的强弱来确定麸质的量。因此，该法在麸质蛋白
定量的精确性上还有待提高。目前，该法在筛查低
致乳糜泻毒性小麦及其他低乳糜泻毒性谷物品种方
面的应用比较多。采用此法，可以较直观地比较出
各品种麸质蛋白的种类与含量的差异，也可通过印
迹的结果鉴定各单抗的特异性程度。
2.3 质谱法
基质辅助激光解吸 /电离飞行时间质谱(MALDI
－TOF－MS) 是第一个使用非免疫技术来检测面粉和
食物样本中麸质含量的方法［31］，可以检测面粉、淀粉
类食物中的小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、黑麦醇溶蛋
白以及燕麦谷蛋白。与其它方法相比，该法同样需要
样品前处理，但在整个检测过程中不需要使用抗体，而
是直接根据质谱模式图定量出醇溶蛋白(25～40ku)。
该法对于加工或非加工的麦类食品都适用，其检测
线性范围 4～100mg /kg［31］。但是，MALDI－TOF－MS 法
不能很好的检测出非致乳糜泻毒性谷物玉米、大米中
含有的麦醇溶蛋白，因为大米、玉米本身含有大量的醇
溶蛋白，会干扰麦醇溶蛋白质谱信号。为了解决这个
问题，Hernando等［32］开发出了两步法提取出小麦醇溶
蛋白，并结合 MALDI－TOF－MS 法检测以玉米、大米为
基质的食品中麦醇溶蛋白的含量(30～45ku) ，该法的
检测线性范围为 100～400mg /kg。
由于质谱法用于检测麸质含量低于 20～25mg /kg
的样本时，效果不好，因而不适用于低麸质水平的食
物样本的检测。为了克服 MS 检测麸质的缺陷，
Sealey－Voyksner等［33］建立了一种液相色谱串联质谱
(LC－MS) 的方法。液质联用法是一种高效的分析技
术，将色谱对复杂样品的高分离能力，与质谱具有高
选择性、高灵敏度的优点结合起来，可以从复杂的食
物基质中检测出目标蛋白，在谷类蛋白研究方面得
到了很好的应用。该法主要对各种常见市售麸质类
食品和无麸质食品中与麸质密切相关的六个致敏肽
(LQPQNPSQQQPQEQVPL、 TQQPQQPFPQQPQQPFPQ、
VPVPQLQPQNPSQQQPQEQVPL、RPQQPYPQPQPQY、
QPQQPFPQTQQPQQPFPQ 和 PQQSPF) 进行检测，其
检测线性范围为 0.01～100mg /kg，检出限和定量限分
别为 1～30μg /kg和 10～100μg /kg。液质联用相比于
单一的质谱法，对于低麸质含量的食品检测具有较
好的效果。
质谱分析具有灵敏度高、样品用量少、分析速度
快、分离和鉴定同时进行、质量精度高且结果可靠等
优点，因而被广泛运用于化学、化工、医药、材料、生
命科学等各个领域。但是，与免疫学检测方法相比，
质谱法依赖贵重设备，费用较高、费时费力，不适用
于食品行业的现场快速、大量检测。随着科学技术
的发展，质谱法有望突破这些障碍，而广泛的运用于
食品行业麸质蛋白的检测中。
2.4 聚合酶链式反应(PCR法)
继质谱法后，又出现了另一种非免疫学方法—
PCR法，并结合琼脂糖凝胶电泳来检测麸质蛋白的
基因［34－35］。这种方法主要是通过体外扩增食品中的
目标 DNA序列，然后确定其是否含有麸质蛋白。
Debnath等［34］开发出的 PCR 法主要用于定性检
测麦谷蛋白，通过基因扩增，获得麦谷蛋白 135bp 基
因片段的 PCR 产物，阳性样品通过扩增可以呈现
135bp的基因片段。该法的检出限为 21.5pg DNA。
而柯燕娜等［35］建立了一种常规 PCR 法，用于检测各
种原料和加工食品中的小麦麸质。该法针对小麦的
ω－醇溶蛋白设计了一对扩增片段大小为 185bp 的引
物，检出限为 10ng。但是，常规 PCR法的缺陷是不能
定量出麸质含量，而且它检测的只是单一的麦谷蛋
白或麦醇溶蛋白的 DNA，具有很大的局限性。
值得欣慰的是，随着荧光定量 PCR(Q－PCR) 的
介入，该方法被成功地应用于检测食品中小麦麸质
的 DNA含量。Mujico等［36］开发出了一种 Q－PCR 系
统用于检测小麦麸质蛋白的 DNA，其定量限为 20pg
DNA，并将此法与 R5 ELISA 法进行比较。结果发
现，除了水解和深加工的食品外，对于其它食品，不
仅麸质含量高于 1.5mg /kg(R5 ELISA 试剂盒定量
限) 的食物样本，而且麸质含量低于1.5mg /kg的食物
样本，Q－PCR都可以检测出阳性信号，表明其敏感性
优于 R5 ELISA法，是检测食品中是否存在麸质的一
种有效的非免疫学方法。
无论是常规 PCR还是 Q－PCR，其在检测食物基
质复杂、麸质含量低的食品上都具有优势。但是麸
质成分复杂，表达该蛋白的基因也相应多种多样，以
上两种方法每次只能检测某单一蛋白的 DNA，且引
物的设计和选择比较关键，易出现假阳性或假阴性
422
扩增。同时，即使是 Q－PCR 也只能定量出 DNA 的
含量，并不能直接获得食物中麸质蛋白的准确含量。
3 结语
乳糜泻是一种与小麦消费密切相关的食物过敏
疾病，其发病率随着小麦消费量的增加呈上升趋势。
麸质蛋白的准确检测对于低麸质和无麸质产品标签
的制定至关重要。同时，也与食品安全控制、标示、
安全预警等密切相关。各种检测麸质蛋白的技术除
可以保障乳糜泻患者安全消费外，还可运用于其它
食物过敏原的检测，是保障食品安全的支撑技术。
现有的各种检测技术还存在许多缺陷，随着对乳糜
泻发病机制以及麸质蛋白更进一步的了解，更为准
确、安全、经济、快速、适用性广、高灵敏性的检测技
术将会应运而生。
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795－801.
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偏差均较低，说明方法的重现性较高，且各方法之间
置信区间均包括 0，故 3 种处理方法的差异不显著
(p ＜ 0.05)。
表 1 三种方法测定结果的差异性比较
Table 1 Comparison of difference between
the results of three methods
处理 平均值 标准差
处理 1 0.6637 0.3370
处理 2 0.5191 0.2669
处理 3 0.6081 0.2958
MSE = 0.0831 t = 2.5736 p值 = 0.05
比较组 均值差 95%置信区间
1 ＜－ ＞ 2 0.1420 － 0.2126～0.4870
1 ＜－ ＞ 3 0.0669 － 0.2852～0.4143
2 ＜－ ＞ 3 － 0.0755 － 0.4225～0.2771
注:处理1 为单一 pH 法; 处理2 为 pH 示差法; 处理3 为差
减法。
3 结论
3.1 用分光光度法测定干红葡萄酒中的花色苷含
量，最大吸收波长为 521nm。
3.2 在 pH示差法测定中，选择 pH1.0、pH4.5 和室温
下平衡 100min为其测定的条件。
3.3 单一 pH法、pH示差法和差减法测定溶液的吸
光度与花色苷浓度的线性关系良好，相关系数 R 分
别为 0.9988、0.9977 和 0.9984。
3.4 通过 Bonferroni检验表明三种方法的测定结果
没有显著性差异(p ＜ 0.05) ，均可用于干红葡萄酒中
总花色苷含量的测定。
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