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三氯蔗糖的安全性研究进展

2011-08-15吴慧明徐丽红王建清

食品工业科技 2011年11期
关键词:三氯蔗糖毒性

张 玉,吴慧明,徐丽红,王 伟,王建清

(1.浙江省农业科学院农产品质量标准研究所,浙江杭州 310021; 2.浙江大学农药与环境毒理研究所,浙江杭州 310029)

三氯蔗糖的安全性研究进展

张 玉1,吴慧明2,徐丽红1,王 伟1,王建清1

(1.浙江省农业科学院农产品质量标准研究所,浙江杭州 310021; 2.浙江大学农药与环境毒理研究所,浙江杭州 310029)

三氯蔗糖是一种非营养合成甜味剂,目前已广泛应用于饮料、食品、医药等行业,为评价其使用的安全性,国内外相关学者对其急性和慢性毒性、致癌性、生殖毒性等方面进行了大量研究,就三氯蔗糖在体内的吸收代谢、毒性以及国内外批准使用情况等方面进行了综述。

三氯蔗糖,甜味剂,安全

三氯蔗糖是一种非营养性合成甜味剂,其稳定性好,甜味纯正,而且无热量,是肥胖症和糖尿病患者的理想甜味剂。目前已广泛应用于饮料、食品、医药等行业,但作为化学合成甜味剂,三氯蔗糖的安全性也不断受到人们关注,本文对近年来关于三氯蔗糖安全性的研究做一简单的综述。

1 三氯蔗糖的概况

三氯蔗糖的化学名为4,1',6'-三氯-4,1',6'-三脱氧半乳型蔗糖,分子式为C12H19Cl3O8,相对分子质量397.63。纯品呈白色或近白色结晶性粉末状,极易溶于水、乙醇和甲醇。甜度是蔗糖的600倍,甜味特性与蔗糖十分类似,没有任何苦后味[1]。

2 代谢

动物实验表明,三氯蔗糖经口进入体内后,大部分以三氯蔗糖原样的形式直接从粪便中排出,小部分残留通过尿液排出[2-4]。三氯蔗糖在人体内的代谢与动物体相似,人体口服1mg/kg的三氯蔗糖后,其中78.3%的三氯蔗糖通过粪便直接排出,14.5%通过尿液排出,在尿液中的主要存在形式是三氯蔗糖以及少量的三氯蔗糖葡萄糖苷酸。口服三氯蔗糖后2h左右(1~3h),血浆中的三氯蔗糖达最高值,其血浆半衰期为13h[5-6]。

3 毒性

3.1 急性毒性

啮齿动物急性经口急性毒性实验证明,分别给予小鼠和大鼠10g/kg以及16g/kg的三氯蔗糖,均未发现致死现象[7]。

3.2 慢性毒性和致癌性

为评价三氯蔗糖的慢性和亚慢性毒性,相关研究者进行了大量的实验。Mann等[8-9]以0.3%、1.0%和3.0%饮食含量的三氯蔗糖饲喂大鼠78周和104周,研究结果表明三氯蔗糖对大鼠成活率以及临床行为等均无显著影响,也未见肿瘤发生率增加。但1.0%或3.0%的三氯蔗糖处理能促进雌鼠肾重量增加,肾盆上皮增生,并出现肾盆上皮矿质化,这可能与摄入高剂量不易吸收物质有关。3.0%的三氯蔗糖饲喂大鼠104周能显著降低大鼠平均体重以及红血球数量,促使雌鼠肾上腺皮层出血性病变,以及产生白内障。Goldsmith[7]等以1.0%、2.5%、5.0%饮食含量的三氯蔗糖饲喂小鼠4或8周,均没有发现显著毒性和致癌性。但5.0%三氯蔗糖处理能显著降低取食量和平均体重,并促使脾脏和胸腺组织发生病理变化,作者认为这可能和高含量的三氯蔗糖降低小鼠取食量有关。采用强饲法每天喂食小鼠750、1500或3000mg/kg的三氯蔗糖26d,也未发现显著毒性以及致癌性;另外三氯蔗糖对狗、猴子等其他动物毒性实验也表明,三氯蔗糖对动物生长发育均无显著毒性和致癌性[7,10-11]。但最近Abou-Donia等研究则认为三氯蔗糖含有麦芽糊精,能够对雄鼠产生一些不良影响如改变内脏微生物区系,增加肠内的糖蛋白和细胞色素P-450[12]。

3.3 生殖发育毒性

生殖发育毒性数据表明,三氯蔗糖及其水解产物对雌鼠或雄鼠生殖能力均没有不利影响。killer[13]等在小鼠交配前以0%、0.3%、1.0%或3.0%的三氯蔗糖饲喂雄鼠和雌鼠10周,通过对发情周期、交配行为、多产性、妊娠、胎儿发育、幼畜成熟和哺乳期等生殖发育相关指标进行分析,研究三氯蔗糖对小鼠及其后代F1和F2代的影响,结果表明三氯蔗糖对雌性和雄性小鼠生殖健康无不良影响,但实验发现三氯蔗糖能够降低F0和F1代老鼠的食物摄入量和平均体重,促使F0和F1代父母的盲肠增大以及肾重量增加,3.0%的三氯蔗糖处理还能降低F1代雄性和雌性以及F2代雌性胸腺重量,这可能与三氯蔗糖降低小鼠取食量,增加水的摄入量有关。killer[13]等还以500、1000或2000mg/kg·d的三氯蔗糖饲喂妊娠6~15d的小鼠,以175、350或700mg/kg·d的三氯蔗糖饲喂妊娠6~19d的兔子,并在21d和29d分别处死小鼠和兔子后,对胎儿进行评价,结果也显示三氯蔗糖对胎儿无明显致畸性[14]。但有研究发现给予小鼠270mg/kg·d的三氯蔗糖水解产物,能对母体产生一定的毒性,并轻微影响后代的发育[10]。

3.4 神经毒性

采用强饲法以不同剂量(最高1000mg/kg)的三氯蔗糖及其水解产物(1,6-DCF和4-CG),分别饲喂大鼠以及美洲小型长尾猴21d和28d。通过光电子显微镜对中驱神经系统进行研究,结果表明三氯蔗糖及其水解产物不会诱导中枢神经系统(CNS)病变,对大鼠以及美洲小型长尾猴中枢神经系统无影响[15]。Viberg和Fredriksson[16]给予出生后8~12d的大鼠每天饲喂5~125mg/kg的三氯蔗糖,在最后一次饲喂后24h,分析大鼠脑部的钙/钙依赖蛋白激酶II,生长相关蛋白酶-43等指标,结果表明钙/钙依赖蛋白激酶II,生长相关蛋白酶-43,突触素(钙结合蛋白)均未改变,并且大鼠成年后的行为和习惯也未受到干扰,因此三氯蔗糖对新生大鼠不产生神经毒性。

3.5 基因毒性

为研究三氯蔗糖的基因毒性,Jeffrey和Williams[17]进行了非程序外 DNA合成实验,未发现三氯蔗糖具有基因毒性。Sharma等[18]以 0、500、1000和 1500mg/kg的三氯蔗糖饲喂瑞士白花鼠60d,研究其骨髓细胞的变化,结果表明三氯蔗糖对骨髓细胞无显著影响。Brusick等[19]通过艾姆斯氏突变实验,埃希氏菌实验,人淋巴细胞离体染色体损伤实验以及大小鼠活体染色体异常实验,进行三氯蔗糖的基因毒性研究,结果也表明三氯蔗糖无基因毒性。但Sasaki等研究则发现2000mg/kg的三氯蔗糖饲喂大鼠,能对大鼠胃和肺的DNA产生损伤[20]。

3.6 临床实验

Baird等[5]研究发现,人体每天摄入125mg的三氯蔗糖,持续3周后,再每天摄入250mg的三氯蔗糖持续4周,最后每天摄入500mg的三氯蔗糖持续5周,未发现对血液、尿液化学成分以及心电图产生不良影响。研究结果还显示人体单剂量摄入10mg/kg·d的三氯蔗糖和持续13周每日摄入5mg/kg·d的三氯蔗糖,对人体健康无不良影响。

近年来人体临床研究结果还显示三氯蔗糖不会诱导龋齿[21],不会影响血糖量,糖尿病患者对三氯蔗糖也具有良好的耐受力[22-23]。

4 国内外对三氯蔗糖的批准使用情况

1989年FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会(JECFA)对三氯蔗糖的安全性进行了确认[24]。1991年,加拿大卫生福利部也确认了三氯蔗糖的安全性,并批准三氯蔗糖的使用[25]。随后美国[26]、日本[27]、欧盟[28]、澳大利亚和新西兰[29]等国家也都确认了三氯蔗糖的安全性并批准其使用。我国也于1997年正式批准使用三氯蔗糖。现已有80多个国家批准三氯蔗糖作为食品甜味剂在食品中广泛应用。

5 结语

综上所述,对于三氯蔗糖的安全性,大部分研究结果认为三氯蔗糖是安全、无毒的,国外许多权威组织机构如FDA,JECFA也都确认其作为添加剂使用是安全的。但近年来也有研究发现三氯蔗糖及其水解产物具有一定的毒性,如能够损伤大鼠胃和肺的DNA。因此对于三氯蔗糖的安全性尤其是基因毒性也还需进一步研究。

[1]Wiet SG,Miller GA.Does chemical modification of tastants merely enhance their intrinsic taste qualities[J].Food Chem,1997,58:305-311.

[2]John BA,Wood SG,Hawkins DR.The pharmacokinetics and metabolism of sucralose in the rabbit[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S111-S113.

[3]Sims J,Roberts A,Daniel JW,et al.The metabolic fate of sucralose in rats[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S115-S121.

[4]Wood SG,John BA,Hawkins DR.The pharmacokinetics and metabolism of sucralose in the dog[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S99-S106.

[5]Baird IM,Shephard NW,Merritt RJ,et al.Repeated dose study of sucralose tolerance in human subjects[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S123-S129.

[6]Roberts A,Renmwick AG,Sims J,et al.Sucralose metabolism and pharmacokinetics in man[J].Food Chem Toxicol,2000,38 (2):S31-S34.

[7]Goldsmith LA.Acute and subchronic toxicity of sucralose[J]. Food Chem Toxicol,2000,38(2):S53-S69.

[8]Mann W,Yuschak MM,Amyes SJG,et al.A combined chronic toxicity/carcinogenicity study of sucralose in sprague-dawley rats[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S71-S89.

[9]Mann W,Yuschak MM,Amyes SJG,et al.A carcinogenicity study of sucralose in the CD-1 mouse[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S91-S98.

[10]Grice HC,Goldsmith LA.Sucralose-an overview of the toxicity data[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S1-S6.

[11]Grotz VL,Munro IC.An overview of the safety of sucralose[J].Regul Toxicol Pharmacol,2009,55:1-5.

[12]Abou-Donia MB,El-Masry EM,Abdel-Rahman AA,et al. Splenda altersgutmicroflora and increasesintestinalP-glycoprotein and cytochrome P-450 in male rats[J].J Toxicol Environ Health A,2008,71:1415-1429.

[13]Kille JW,Ford WCL,McAnulty P,et al.Sucralose:lack of effects on sperm glycolysis and reproduction in the rat[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S19-S29.

[14]Kille JW,Tesh JM,McAnulty PA,et al.Sucralose: Assessment of teratogenic potential in the rat and the rabbit[J]. Food Chem Toxicol,2000,38(2):S43-S52.

[15]Finn JP,Lord G H.Neurotoxicity Studies on sucralose and its hydrolysis products with special reference to histopathologic and ultrastructural changes[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S7-S17.

[16]Viberg H,Fredriksson A.Neonatal exposure to sucralose does not alter biochemical markers of neuronal development or adult behavior[J].Nutrition,2010:1-5.

[17]Jeffrey AM,Williams GM.Lack of DNA-damaging activity of five non-nutritive sweeteners in the rat hepatocyte/DNA repair assay[J].Food Chem Toxicol,2000,38(2):S335-S338.

[18]Sharma A,Panwar S,Singh AK,et al.Studies on the genotoxic effects of sucralose in laboratory mice[J].Indian J Anim Sci,2007,41:1-8.

[19]Brusick D,Grotz VL,Slesinski R,et al.The absence of genotoxicity of sucralose[J].Food and Chemical Toxicology,2010,48(11):3067-3072.

[20]Sasaki Y F,Kawaguchi S,Kamaya A,et al.The comet assay with 8 mouse organs:results with 39 currently used food additives[J].Mutation Research,2002,19:103-119.

[21]Mandel ID,Grotz VL.Dental considerations in sucralose use[J].J Clin Dent,2002,13:116-118.

[22]Grotz VL,Henry RR,McGill JB,et al.Lack of effect of sucralose on glucose homeostasis in subjects with type 2 diabetes[J].J Am Diet Assoc,2003,103:1607-1612.

[23]Mezitis NH,Maggio CA,Koch P,et al.Glycemic effect of a single high oral dose of the novel sweetener sucralose in patients with diabetes[J].Diabetes Care,1996,19:1004-1005.

[24]JECFA(Joint FAO/WHO expert committee on food additives).Trichlorogalactosucrose,in:toxicological evaluation of certain food additives and contaminants[C].33rd JECFA meeting,Geneva Switz,WHO food additives series,1989,24:45-94.

[25]Canada Gazette.Food and drug regulations,amendment[sucralose](SOR/91-527)[S].Can Gaz Part II 125(20),1991,3125-3130.

[26]US FDA(US food and drug administration),Food additives permitted for direct addition to food for human consumption: sucralose[21CFR Part 172;Docket No.99F-0001][S].Fed Regist US,1999,64:43908-43909.

[27]JMHW(Japan ministry of health and welfare).Approval of new high-intensity sweetener:sucralose:revision ofthe enforcement regulations under the food sanitation law and of the standards and specifications for food and food additives,etc[S]. Official Gazette No.2678,1999.

[28]EU(European union),Directive 2003/115/EC of the european parliament and of the council of 22 december 2003 amending directive 94/35/EC on sweeteners for use in foodstuffs[S].Official Journal of the European Union,2004,47(L24): 65-71.

[29]FSANZ(Food standards australia new zealand).Chapter 1-general food standards.Standard 1.3.1:food additives[S].Australia New Zealand Food Standards Code,2008.

Research advancement on the safety of sucralose

ZHANG Yu1,WU Hui-ming2,XU Li-hong1,WANG Wei1,WANG Jian-qing1
(1.Institute of Quality and Standard for Agriculture Product,Zhejiang Academy of Agriculture Science,Hangzhou 310021,China; 2.Institute of Pesticide and Environmental Toxicology,Zhejiang University,Hangzhou 310029,China)

Sucralose is a non-nutritive sweetener used in a broad range of foods,beverages and medicine.To assess the safety of sucralose,many scientists have studied its acute and chronic toxicity,genotoxicity,carcinogenity and reproduction toxicity.The absorption,distribution,excretion and toxicity of sucralose and the approval of its use in China and abroad are reviewed.

sucralose;sweetener;safety

TS201.2

A

1002-0306(2011)11-0472-03

2010-10-13

张玉(1977-),女,副研究员,博士,研究方向:食品安全。

浙江省科技厅重大项目(2009C12052);浙江省农科院科技创新能力提升工程项目(2008-2010)。

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