Research Progress of Allergen Detection in Aquatic Products

doi:10.7503/cjcu20240073

Abstract

Abstract:

Food allergy is an abnormal reaction of the body’s immune system to certain foods. It is a health problem that has gained widespread attention around the world. Food allergies commonly occur as a result of the immune system’s response to specific foods， often mediated by immunoglobulin E or immune cells. Allergens play a key role in triggering these reactions， underscoring the importance of detecting and identifying allergens to maintain food safety. As an important source of protein， aquatic products are an indispensable part of people’s daily diet， the detection of allergens in aquatic products is highly necessary. This review briefly describes the research progress of allergen detection in aquatic products such as fish and shellfish in recent years， and summarizes common allergens， detection methods and technologies， as well as challenges in current research and future development trends. At present， the detection methods for common food allergens currently face challenges， including limitations associated with low detection efficiency， reduced accuracy and high overall costs. These constraints underscore the need for ongoing research and innovation in this area to address these shortcomings. Combining different technical methods to establish efficient， accurate and low-cost allergen detection methods is still an important aspect in the development of this research field.

Key words: Aquatic products, Food allergy, Allergen, Detection, Research progress

CLC Number:

O657

TrendMD:

ZUO Chunqian, XU Ruirui, BI Hongyan. Research Progress of Allergen Detection in Aquatic Products[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(11): 20240073.

Figures/Tables 4

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Commonly consumed aquatic product	Major allergen	Commonly consumed aquatic product	Major allergen
Fish	Parvalbumin（PV）	Crab	Tropomyosin（TM）
	Collagen⁃I		Arginine kinase（AK）
	Enolase		Sarcoplasmic calcium⁃binding protein（SCP）
	Aldolase		Triose phosphate isomerase
	Aldehyde phosphate dehydrogenase（APDH）		Filament protein C
Shrimp	Tropomyosin（TM）	Scallops	Tropomyosin（TM）
	Arginine kinase（AK）	Oysters	Tropomyosin（TM）
	Myosin light chain（MLC）		Arginine kinase（AK）
	Sarcoplasmic calcium⁃binding protein（SCP）		Sarcoplasmic calcium⁃binding
	Pyruvate kinase		protein（SCP）
	Hemocyanin	Conch	Tropomyosin（TM）
			Paramyosin（PM）

Commonly consumed aquatic product	Major allergen	Commonly consumed aquatic product	Major allergen
Fish	Parvalbumin（PV）	Crab	Tropomyosin（TM）
	Collagen⁃I		Arginine kinase（AK）
	Enolase		Sarcoplasmic calcium⁃binding protein（SCP）
	Aldolase		Triose phosphate isomerase
	Aldehyde phosphate dehydrogenase（APDH）		Filament protein C
Shrimp	Tropomyosin（TM）	Scallops	Tropomyosin（TM）
	Arginine kinase（AK）	Oysters	Tropomyosin（TM）
	Myosin light chain（MLC）		Arginine kinase（AK）
	Sarcoplasmic calcium⁃binding protein（SCP）		Sarcoplasmic calcium⁃binding
	Pyruvate kinase		protein（SCP）
	Hemocyanin	Conch	Tropomyosin（TM）
			Paramyosin（PM）

Technique	Advantage	Disadvantage	LOD
DNA⁃based methods	High accuracy and sensitivity， possibility to achieve on⁃site detection， multiplicity	Sensitivity and specificity depend significantly on DNA fragments of target allergenic foods， indirect detection	Shrimp allergen tropomyosin 3.2 pg（DNA）^［21］ Crustaceans 1 pg（DNA） or 10 mg/kg^［19］
ELISA	High sensibility， commercialization， validation test	Matrix interference， ensitive to some processing condition， relatively low efficiency	Raw mollusk 0.1—0.5^［29］ Thermal processing mollusk 0.1 mg/kg^［29］ Fish allergen 0.5 ng/mL^［30］
Immunological methods	High specificity， high sensitivity， simple operation， low cost	Interference by antigen⁃antibody binding reactions， difficulty in antibody preparation， cross⁃reactivity	Fish parvalbumin 2 ng/mL^［37］ Ovalbumin 0.05 μg/mL^［41］ Protomyosin 0.5 μg/mL^［41］ sarcoplasmic calcium⁃binding protein 0.05 μg/mL^［41］
Biosensor	Quick response， high⁃throughput， portability， avoidance of cross⁃contamination	Slow response， extrinsic biological interfe-rence， high cost	Tropomyosin 1.8 μg/mL^［44］ Protomyosin 77 ng/mL^［46］
Mass Spectroscopy	Multiplex detection， high accuracy and reproducibility， no cross⁃reactivity problems	Requirements for specialized personnel	—
Multi technology integration	High sensitivity， high efficiency	High cost， high technical requirements for operation	—

Technique	Advantage	Disadvantage	LOD
DNA⁃based methods	High accuracy and sensitivity， possibility to achieve on⁃site detection， multiplicity	Sensitivity and specificity depend significantly on DNA fragments of target allergenic foods， indirect detection	Shrimp allergen tropomyosin 3.2 pg（DNA）^［21］ Crustaceans 1 pg（DNA） or 10 mg/kg^［19］
ELISA	High sensibility， commercialization， validation test	Matrix interference， ensitive to some processing condition， relatively low efficiency	Raw mollusk 0.1—0.5^［29］ Thermal processing mollusk 0.1 mg/kg^［29］ Fish allergen 0.5 ng/mL^［30］
Immunological methods	High specificity， high sensitivity， simple operation， low cost	Interference by antigen⁃antibody binding reactions， difficulty in antibody preparation， cross⁃reactivity	Fish parvalbumin 2 ng/mL^［37］ Ovalbumin 0.05 μg/mL^［41］ Protomyosin 0.5 μg/mL^［41］ sarcoplasmic calcium⁃binding protein 0.05 μg/mL^［41］
Biosensor	Quick response， high⁃throughput， portability， avoidance of cross⁃contamination	Slow response， extrinsic biological interfe-rence， high cost	Tropomyosin 1.8 μg/mL^［44］ Protomyosin 77 ng/mL^［46］
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Multi technology integration	High sensitivity， high efficiency	High cost， high technical requirements for operation	—

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