Método de alta sensibilidad para la detección de gluten hidrolizado en muestras de cerveza mediante inmunoensayos de flujo lateral

Verónica Segura, Miguel Ángel Siglez, Ángela Ruiz-Carnicer, Izaskun Martín-Cabrejas, María van der Hofstadt, Encarnación Mellado, Isabel Comino y Carolina Sousa.


El gluten es un conjunto complejo de proteínas de almacenamiento presentes en el endospermo del trigo, el centeno, la cebada, la avena y sus derivados. Comprende dos fracciones de proteínas: las prolaminas monoméricas (específicamente, gliadina en el trigo, hordeína en la cebada, secalina en el centeno y avenina en avena) y las glutelinas poliméricas. El consumo de estas proteínas provoca reacciones adversas en personas que padecen trastornos relacionados con el gluten como son la alergia al trigo, la sensibilidad al gluten no celíaca (NCGS), la dermatitis herpetiforme, la ataxia por gluten o la enfermedad celíaca (EC). De entre ellas destaca la EC que es un proceso sistémico que produce una enteropatía crónica del intestino delgado, y se desarrolla mediante una respuesta inmunológica inadecuada frente gluten en individuos predispuestos genéticamente. Dado que el único tratamiento disponible para esta patología es una dieta estricta sin gluten (DSG), es esencial el desarrollo de métodos analíticos que puedan detectar y cuantificar de manera precisa y fiable el contenido de estas proteínas en los alimentos.

La cerveza es una bebida alcohólica universalmente popular que se ha consumido en todo el mundo durante milenios. Tradicionalmente está compuesta por cuatro ingredientes: cebada malteada, agua, lúpulo y levadura. Sin embargo, la seguridad de las cervezas derivadas de granos que contienen gluten, especialmente trigo y cebada, ha sido una preocupación considerable para los pacientes celíacos. La cantidad de gluten depende de las diversas etapas del proceso de elaboración, es decir, del malteado, macerado, filtrado, clarificación, fermentación y otros tratamientos de acabado como la filtración. En la cerveza, las proteínas del gluten se encuentran hidrolizadas y son los péptidos derivados de estas proteínas los que están presentes.

El Codex Alimentarius y la FDA (Food Drug and Administration, EE. UU.) recomiendan que la cuantificación del gluten en los alimentos se base en métodos sensibles y específicos con un límite de detección ≤ 20 ppm. Sin embargo, la Gluten Free Certification Organization (GFCO) y la Celiac Support Association (CSA) requieren límites más bajos, ≤10 y ≤5 ppm de gluten, respectivamente. El ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) es el método estándar para la detección y cuantificación del gluten. Actualmente, los métodos disponibles están desarrollados para detectar el gluten intacto, pero muestran limitaciones a la hora de cuantificar el gluten hidrolizado presente en determinados alimentos y bebidas como son las cervezas. Por lo tanto, la seguridad de las cervezas con bajo contenido en gluten para las personas con EC sigue siendo controvertido. Esto supone un riesgo importante para los pacientes celíacos porque la inmunogenicidad real podría subestimarse o incluso no detectarse.

En el trabajo desarrollado en la Facultad de Farmacia, de la Universidad de Sevilla, dirigido por la Dra. Sousa se ha desarrollado un método altamente sensible, específico y fácil basado en inmunoensayo de flujo lateral que detecta de forma rápida y fiable los péptidos del gluten en cervezas etiquetadas como sin gluten, o con bajo contenido en gluten, con un límite de detección (LOD) de 0,5 ppm. Para ello, se han analizado 107 cervezas, de las cuales el 6,5% (7/107) mostraron niveles superiores a 20 ppm de gluten y el 29% (31/107) niveles superiores al LOD. A pesar de su etiquetado, estas cervezas contenían péptidos del gluten que puede causar síntomas y/o daño intestinal en pacientes con EC. En conclusión, nuestros resultados demuestran que, aunque las diferentes normativas permiten que los productos contengan menos de 20 ppm de gluten para ser consumidos por los celíacos, algunos de ellos siguen conteniendo péptidos del gluten que puede ser dañino para el colectivo celíaco. En consecuencia, recomendamos reducir el límite de etiquetado sin gluten de las cervezas en función de la disponibilidad de métodos sensibles como el descrito en este estudio.

Bibliografía:

• Cao, W.; Baumert, J.L.; Downs, M.L. Compositional and immunogenic evaluation of fractionated wheat beers using mass spectrometry. Food Chem. 2020, 333, 127379.

• Diaz-Amigo, C.; Popping, B. Accuracy of ELISA detection methods for gluten andreference materials: A realistic assessment. J. Agric. Food Chem. 2013, 61, 5681–5688.

• Fiedler, K.L.; Panda, R.; Croley, T.R. Analysis of gluten in a wheat-gluten-incurred sorghumbeer brewed in the food additives & contaminants: PART A 1161 presence of proline endopeptidase by LC/MS/MS. Anal. Chem. 2018, 90, 2111–2118.

• García-Molina, M.D.; Giménez, M.J.; Sánchez-Le.n, S.; Barro, F. Gluten Free Wheat: Are We There? Nutrients 2019, 11, 487.

• Koerner, T.B.; Cleroux, C.; Poirier, C.; Cantin, I.; La Vieille, S.; Hayward, S.; Dubois, S. Gluten contamination of naturally gluten-free flours and starches used by Canadians with celiac disease. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess 2013, 30(12), 2017-21.

• Lebwohl, B.; Rubio-Tapia, A. Epidemiology, presentation, and diagnosis of celiac disease. Gastroenterology 2021, 160, 63–75.

• Lebwohl, B.; Sanders, D.S.; Green, P.H.R. Coeliac disease. Lancet 2018, 391, 70–81.

• Murray, J.A.; Frey, M.R.; Oliva-Hemker, M. Celiac Disease. Gastroenterology 2018, 154,2005–2008.

• Picariello, G.; Mamone, G.; CuFgnano, A.; Fontana, A.; Zurlo, L.; Addeo, F.; Ferranti, P. Proteomics, peptidomics, and immunogenic potential of wheat beer (Weissbier). J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 3579–3586.

• Segura, V.; Siglez, M…; Ruiz-Carnicer, ..; Martín-Cabrejas, I.; van der Hofstadt, M.; Mellado, E.; Comino, I.; Sousa, C. A Highly Sensitive Method for the Detection of Hydrolyzed Gluten in Beer Samples Using LFIA. Foods 2022, 12(1), 160.

• Smeets, P.A.M.; de Graaf, C. Brain responses to anticipation and consumption of beerwith and without alcohol. Chem. Senses 2019, 44, 51–60.

• Taylor, S.L.; Baumert, J.L. Worldwide food allergy labeling and detection of allergens inprocessed foods. Chem. Immunol. Allergy 2015, 101, 227–234.

• Watson, H.; Decloedt, A.; Vanderpuven, D.; Van Landschoot, A. Variation in glutenprotein and peptide concentrations in Belgian barley malt beers. J. Inst. Brew 2018, 124, 148–157.

• Watson, H.; Vanderpuven, D.; Van Landschoot, A.; Decloedt, A. Applicability of different brewhouse technologies and gluten minimization treatments for the production of gluten-free (barley) malt beers: Pilot-to industrial-scale. J. Food Eng. 2019, 245, 33–42.

• Zhang, J.; Portela, S.B.; Horrell, J.B.; Leung, A.; Weitmann, D.R.; Artiuch, J.B.; Wilson,S.M.; Cipriani, M.; Slakey, L.K.; Burt, A.M.; et al. An integrated, accurate, rapid, and economical handheld consumer gluten detector. Food Chem. 2019, 275, 446–456.

Foto de Timothy Dykes en Unsplash