【食品安全】吃到肚子裡的乳化劑

■常被用於食品中的乳化劑,真的好用又無害嗎?

圖片來源:wikipedia
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撰文|駱宛琳

乳化劑是很常見的食品添加劑,舉凡好吃的麵包、蛋糕、冰淇淋,似乎總少不了乳化劑。乳化劑是一種界面活性劑,它同時具有「親水端」跟「親油端」,可以把本來不互溶的油跟水形成穩定的混合液。因此,當食品製作過程需要將油與水均勻混合在一起的時候,就可以加入乳化劑。

在二十世紀中之後,肥胖、代謝症候群、發炎性腸道疾病(Inflammatory bowel diseases)等,似乎成了現代人精緻飲食下的煩惱。 非遺傳因素(例如飲食)被認為是誘發代謝症候群,或是腸道炎症的重要因素之一,而許多加工食品也都不可避免的需要添加乳化劑。美國食品與藥品管理局(FDA)將乳化劑歸類在「一般使用上認為是安全無虞」(generally regarded as safe)的標章底下,並允許乳化劑在食品中的添加量最高可達百分之一。雖然乳化劑被廣泛應用在食品製造,安全性也被FDA認證,但隨著近幾年來大家對食品安全問題愈來愈留心與注意,包括乳化劑在內的常見食品添加物是不是真如我們所預想的那麼「安全」,也成了科學家們關心的研究課題。

最近在《自然》期刊上,美國喬治亞州立大學的Andrew Gewirtz博士和他的研究團隊發現如果在小鼠的飲用水中摻入乳化劑,會導致小鼠罹患輕度的發炎性腸道疾病與代謝症候群。他們測試了兩種常見的乳化劑:羧甲基纖維素(Carboxymethyl Cellulose,簡稱CMC)和聚山梨醇酯(polysorbate 80,簡稱P80)。不論將CMC或是P80摻入小鼠飲用水中或是固體食物內,都會引起類似症狀。而這些症狀似乎跟腸道微生物群落與腸道上皮細胞之間的保護網「黏膜層」變薄,而使得「腸道結構屏障」平衡被破壞有關。

在正常生理狀況下,腸道的黏膜層可以作為一道有效的屏障,防止腸道菌叢直接接觸到腸道上皮細胞。平均而言,腸道黏膜層可以將這些腸道細菌隔絕在上皮細胞25 微米之外。而且在上皮細胞10微米的距離以內,甚至可以稱作是腸道菌叢的「超級禁區」,在顯微鏡底下幾乎不會觀察到細菌。

但是在顯微鏡下觀察飲用水內含有乳化劑的小鼠的腸道結構時,卻可以發現這些小鼠的腸道黏膜層厚度比控制組減少了一半,而且腸道內的細菌也可以「深入」到更接近腸道上皮細胞的禁區內。Gewirtz博士進一步分析這些小鼠的腸道菌落組成後,發現乳化劑CMC與P80都會顯著改變小鼠腸道菌落的菌種組成。而且這些小鼠的糞便裡,都檢驗出增量的細菌內毒素脂多醣體(lipopolysaccharide,簡稱LPS)和鞭毛蛋白(flagellin),而這兩種細菌組成單元都容易引起腸道發炎。也就是說,小鼠飲用水或固體食物內如果含有乳化劑,不僅會破壞、降解具有保護作用的腸道黏膜層,還會淘汰腸道的益生菌叢,而將容易引起腸道發炎反應的菌種「引狼入室」,導致這些小鼠出現代謝症候群的症狀。

有趣的是,雖然在飲用水或是食物中添加乳化劑能夠引起許多不同品種的小鼠出現以上症狀,但是被養在特別實驗動物中心,腸道內沒有細菌菌叢的「無菌老鼠」(germ free),其黏膜層厚度絲毫不會受到乳化劑的影響。這顯示添加至水、食物中的乳化劑不是直接作用在黏膜層上而導致黏膜層厚度變薄,而是藉由改變腸道菌叢組成,進而間接影響到黏膜層的厚度。

值得注意的是,即使用遠低於FDA核可計量的乳化劑CMC或P80含量,Gewirtz博士的研究團隊仍然可以發現小鼠出現這些病狀。雖然乳化劑的食品安全問題還需要後續研究的佐證,以及更詳盡的研究,來證明實驗結果不只是一方之言。而且,大自然中也有許多天然的乳化劑,這些天然乳化劑是不是也會像實驗中所被檢測的CMC、P80乳化劑一樣,造成代謝症候群的隱憂呢?

雖然,許多的疑問還是未定之論,在人類飲食中常常被用做食品添加劑的乳化劑,也需要更進一步的研究,來探討乳化劑對腸道菌叢和人體健康的潛在影響,以幫助相關單位在制定準則規範的時候能夠更加謹慎周全。但或許下次嘴饞的時候,想想Gewirtz博士的憂心與他的研究,能讓我們吃得更健康吧!

參考資料:
1. Chassaing B. et al. (2015). Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature 519, 92–96
2. Roberts, CL. et al. (2010). Translocation of Crohn’s disease Escherichia coli across M-cells: contrasting effects of soluble plant fibres and emulsifiers. Gut 59, 1331–1339
3. Swidsinski A. et al. (2009). Mucosal flora in Crohn’s disease and ulcerative colitis - an overview. J. Physiol. Pharmacol. 60 (Suppl 6). 61–71
4. Bordon Y. (2015) Food additives feed the fire. Nature Reviews Immunology (Research Highlight).  doi:10.1038/nri3833

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作者:駱宛琳 美國聖路易華盛頓大學(Washington University in St. Louis)免疫學博士,從事T細胞發育與活化相關的訊息傳導研究。

 

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