被动与主动过滤技术降低共享煎炸油中麸质交叉接触风险的研究及其在食品安全中的应用

为应对共享煎炸油中麸质蛋白残留导致的交叉污染问题，本研究系统评估了被动过滤（金属筛网/滤纸）与主动过滤（添加助滤剂）对麸质的去除效率。结果显示：被动过滤可去除80%以上麸质，而优化后的主动过滤（0.5%助滤剂浓度+30 min混合+0.15 mm筛网）去除率超99.7%。该研究为食品工业控制过敏原交叉接触提供了关键技术支撑。

　　

在食品加工领域，深油炸技术通过高温处理赋予食品酥脆质地和独特风味，广泛应用于餐饮业和食品工业。然而，重复使用煎炸油会导致油脂降解，产生游离脂肪酸、极性化合物等有害物质，同时引发更隐蔽的安全风险——食物蛋白残留导致的过敏原交叉接触。研究表明，当含麸质食品（如裹粉虾）在共享油锅中煎炸时，麸质蛋白会迁移至油中，后续再用于烹制无麸质食品时可能造成污染，甚至超过美国食品药品监督管理局（FDA）规定的无麸质标签阈值（20 μg gluten/g食品）。这种交叉接触对麸质过敏或乳糜泻患者构成严重健康威胁。

目前食品企业通常采用视觉观察（色泽、泡沫等）或化学指标（总极性物质<24-30%）判断油品质量，但缺乏针对蛋白残留的有效控制手段。虽然专用炸锅可避免交叉接触，但需要额外设备且无法解决油脂化学降解问题。过滤作为经济高效的油品处理方式，被广泛用于延长煎炸油使用寿命，但其对蛋白类过敏原的去除效果尚未系统评估。为此，美国食品药品监督管理局人类食品计划应用微生物与技术办公室的研究团队在《Journal of Food Protection》发表论文，系统研究了被动过滤与主动过滤技术对煎炸油中麸质蛋白的去除效能。

研究人员采用多种技术方法开展研究：首先通过模拟体系（加标麸质油和实际煎炸裹粉虾油）评估不同孔径金属筛网（25 μm-2 mm）和纤维素滤纸（11-25 μm）的被动过滤效果；其次利用响应面法（RSM）优化主动过滤参数（助滤剂浓度、混合时间、筛网孔径），并以二硅藻土（Celite 535）和珍珠岩（Harborlite 900）为代表确定最佳条件；最后比较六种助滤剂（包括二硅藻土基、珍珠岩基和合成硅酸镁材料）在优化条件下的性能。麸质定量采用两种商业ELISA试剂盒（R-Biopharm和Morinaga），并通过还原电泳和Western blot验证蛋白去除情况。所有实验均独立重复三次，数据采用Minitab和GraphPad Prism进行统计分析。

材料与方法

研究采用Sigma-Aldrich分离小麦麸质（蛋白含量76%）和市售裹粉虾（含小麦粉）作为污染源， soybean oil作为煎炸介质。被动过滤使用Gilson系列金属筛和Whatman滤纸；主动过滤涉及六种助滤剂（Cynergy 200HS、Celite 535、CynerSorb 200C、Celkate T-21、Harborlite 900和Celite Standard Super-Cel），其物化特性如表1所示。蛋白提取采用丙酮-己烷脱脂后磷酸盐缓冲液（含6 M尿素和2% β-巯基乙醇）萃取，ELISA检测时通过转换因子将麸质等效浓度标准化。

结果

被动过滤对油中麸质去除的效果

研究发现被动过滤能有效降低油中麸质含量，且去除效率与过滤器孔径负相关。对于加标麸质油（1,000 μg/g），经2 mm筛网过滤后残留率约70%，而25 μm筛网可使残留率降至2.8%。滤纸效果更佳：20-25 μm孔径滤纸（Grade 4）使麸质含量低于R-Biopharm ELISA定量限（LOQ_R=5 μg/g），11 μm滤纸（Grade 1）则使Morinaga ELISA无法检出（LOQ_M=0.25 μg/g）。实际煎炸裹粉虾油（10批次后）的结果更为显著：2 mm筛网即可去除89%以上麸质，0.15 mm筛网使麸质低于检测限。电泳和Western blot分析证实，大孔径筛网（≥75 μm）过滤后仍可检测到完整麸质蛋白条带（10-130 kDa），而小孔径过滤仅见模糊条带或无免疫反应信号。

Celite 535优化

通过响应面法确定Celite 535（二硅藻土）最佳参数为：浓度0.5%、混合时间17.5 min、筛网孔径0.15 mm。回归模型调整R²达90.7%，显示筛网孔径对麸质去除的影响大于助滤剂浓度（P<0.05），混合时间无显著影响。三维响应面表明残留麸质随浓度增加先降后升，0.5%为最优值。

Harborlite 900优化

珍珠岩基助滤剂Harborlite 900的优化条件为：浓度0.5%、混合时间30 min、筛网孔径0.15 mm。模型调整R²达97.4%，所有变量（浓度、时间、孔径）均显著（P<0.05）。较长混合时间（30 min）可增强吸附效率，但浓度超过0.5%后因吸附饱和或聚集效应导致效率下降。

主动后处理对油中麸质去除的效果

在优化条件下（0.5%助滤剂+30 min混合+0.15 mm筛网）处理实际煎炸油时，主动过滤表现出卓越性能：单独筛网过滤使麸质降至1.4 μg/g（去除率98.3%），而添加助滤剂后进一步降低79-100%。六种助滤剂性能差异显著：Cynergy 200HS、CynerSorb 200C和合成硅酸镁Celkate T-21使麸质低于ELISA检测限；珍珠岩基Harborlite 900和二硅藻土基Celite 535、Celite Standard Super-Cel效果稍逊（残留约300 μg/g）。性能差异与助滤剂物化特性相关：CynerSorb 200C（二硅藻土+硅胶）因多孔结构和低渗透性（0.2 darcy）具有最强吸附能力；Celkate T-21的大比表面积（180 m²/g）和表面硅醇基提供丰富吸附位点；珍珠岩因较大孔径（37.4 μm）和髙渗透性（1.9 darcy）效率较低。

讨论与结论

本研究首次系统验证过滤技术对煎炸油中麸质交叉接触的 mitigation 作用。被动过滤通过物理截留去除颗粒态蛋白，效率取决于孔径大小；主动过滤则借助助滤剂的吸附和捕获作用实现超高效去除（>99.7%）。最佳工艺参数（0.5%助滤剂浓度+30 min混合+0.15 mm筛网）普适于多种助滤剂，其中合成硅酸镁和二硅藻土基材料表现优异。该策略经济实用（助滤剂成本<10美元/kg），可整合至现有油炸设备中，为食品企业控制过敏原提供关键技术支撑。未来需在商业化生产条件下验证其长期稳定性，并评估对油炸食品感官品质的影响。综上所述，优化过滤工艺能显著降低共享煎炸油的麸质交叉接触风险，提升食品安全性。