摘要：在超市货架上随手拿起一包加工食品，成分表上几乎都能看到一串长长的化学名称——羧甲基纤维素、聚山梨酯-80、阿斯巴甜、三氯蔗糖、二氧化钛、苯甲酸钠、山梨酸钾……这些被统称为“食品添加剂”的物质，让食物变得更加美味诱人、更耐储存不易变质、外观色泽更加亮丽。

在超市货架上随手拿起一包加工食品，成分表上几乎都能看到一串长长的化学名称——羧甲基纤维素、聚山梨酯-80、阿斯巴甜、三氯蔗糖、二氧化钛、苯甲酸钠、山梨酸钾……这些被统称为“食品添加剂”的物质，让食物变得更加美味诱人、更耐储存不易变质、外观色泽更加亮丽。

在现代饮食的舞台上，食品添加剂早已成为不可或缺的一部分。然而，最新科学研究却如同一束强光，照亮了一个令人不安的事实：这些看似无害的添加剂，可能正在悄无声息地破坏我们肠道菌群的微妙平衡，成为诱发各类慢性疾病的隐形推手。

美国食品药品监督管理局（FDA）将食品添加剂定义为“在食品生产、加工、包装、运输或储存过程中有意添加的化学物质，旨在改善食品的色泽、口感、保质期等特性，这些物质可能直接或间接成为食品成分，既包括直接添加的调味剂、防腐剂，也包括通过包装材料迁移到食品中的间接添加剂（如某些塑料中的化学物质）。”联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）联合设立的食品添加剂联合专家委员会（JECFA）则引入了“每日允许摄入量”的概念，即“一生当中，每日经口摄入食品中的某种添加剂而不会对健康造成明显风险的量”。

食品添加剂的安全性，通常要经过上市前的严格测试评估，这些测试主要借助体外实验和动物模型展开，重点检测其急性毒性和（或）促癌性。然而，近年来的一系列令人警醒的研究发现，许多已经经过“安全认证”的添加剂在长期低剂量暴露的情况下，可能通过干扰肠道菌群稳态，引发从肠道炎症到代谢紊乱甚至神经行为异常的连锁反应。

这些报告无疑给我们敲响了警钟，现有的上市前测试可能存在严重不足，难以得出食品添加剂对人类绝对安全的结论。如今，食品工业中有意使用的合法添加剂超过2500种，而且这个数字还在不断增长。全球食品添加剂产业更是以每年4-6%的速度迅速扩张。在食品饮料行业不断扩张的强劲推动下，全球食品添加剂市场将呈现蓬勃发展的态势。然而，在这些繁荣数字的背后，这些物质对人类健康可能产生的负面影响，却如同高悬的达摩克利斯之剑，让人忧心忡忡。

肠道菌群：守护人类健康的隐形器官

我们的肠道内生活着数万亿微生物，它们共同构成了肠道菌群这个复杂的生态系统。这些微生物不仅帮助我们消化食物、合成维生素，还通过产生短链脂肪酸等代谢物调节免疫功能和维持肠道屏障完整性。健康的肠道菌群像一个训练有素的防御军团，能够抵御病原体入侵，调节炎症反应，它们还通过肠脑轴与大脑进行双向通信，影响我们的情绪、认知和行为。

当这个生态系统的平衡被打破，即肠道菌群失调时，就会引发一系列可怕的连锁反应：肠道屏障受损变得千疮百孔；炎症因子趁机长驱直入，进入血液肆虐横行；与此同时，代谢通路也陷入混乱无序的状态，各种代谢异常问题接踵而至。长此以往，肥胖、糖尿病、炎症性肠病甚至神经退行性疾病等慢性健康问题都可能随之而来，严重威胁我们的生命健康。

肠道菌群可产生或修饰多种化学物质，这些物质作为代谢中间体，能够调节肠道内分泌功能和神经信号传导，从而在宿主的代谢和健康状况中发挥关键作用。肠道菌群也可能会影响食品添加剂的代谢，改变其原有的代谢途径和速度；同时，食品添加剂也会像无形的手一样，对肠道菌群的组成和功能进行重塑。由此导致的肠道菌群稳态失衡可能会引发代谢功能障碍，而食品添加剂的长期暴露，则可能成为推动慢性疾病发生和进展的强大驱动因素，让我们的健康陷入重重危机之中。

食品添加剂如何攻击肠道？

肠道上皮宛如一道精密构筑的半透性屏障，它巧妙地允许营养物质被人体吸收利用，同时严格限制有毒化合物进入体内。肠道屏障受损会导致细菌或有毒细菌产物易位进入血液，导致全身性炎症，危害健康，这是许多慢性疾病的重要致病因素。

乳化剂在加工食品极为常见，主要作用是优化食品的质地和稳定性。近期，羧甲基纤维素（CMC）和聚山梨酯-80（P80）这两种乳化剂因对肠道菌群和肠道屏障的不良影响而备受关注。美国食品药品监督管理局虽已批准羧甲基纤维素和聚山梨酯-80分别以最高2.0%和1.0%的含量用于各类食品，但研究却揭示了它们的潜在危害。

研究发现，这两种乳化剂会对肠道健康产生一系列有害影响，包括结肠长度缩短、黏膜完整性丧失、致病共生菌侵入以及肠道炎症，这些症状与炎症性肠病患者的症状极为相似。此外，在小鼠结肠炎诱导的结直肠癌临床前模型中，慢性暴露于1%（w/v）的羧甲基纤维素或1%（v/v）的聚山梨酯-80十三周，会显著促进肿瘤发展，这与肠道菌群失调和肠道炎症密切相关。如果将暴露于乳化剂的小鼠的菌群移植到无菌小鼠体内，可重现乳化剂直接导致的许多宿主和微生物改变。

此外，一项人体双盲对照喂养试验也为我们敲响了警钟，受试者摄入羧甲基纤维素（15克/天，持续11天）后，肠道菌群组成和粪便代谢组会发生显著改变，短链脂肪酸和游离氨基酸显著减少，甚至有2名受试者出现肠道细菌侵入血液的情况。

低热量甜味剂因其甜度高且能量极低或可忽略不计，被广泛用作饮料和食品中的糖替代品。通常建议肥胖或糖尿病患者使用低热量甜味剂。随着公共卫生方面致力于减少糖摄入量，低热量甜味剂的使用量预计将持续增加。

安赛蜜、阿斯巴甜、糖精和三氯蔗糖是应用最为广泛的几种甜味剂。联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会已为这些甜味剂制定了每日允许摄入量，分别为15、40、5和15毫克/千克体重/天。2019年，有研究人员回顾了低热量甜味剂对肠道菌群影响的体内数据，并得出结论：在目前批准的摄入水平下，低热量甜味剂似乎是安全的。

然而，新兴研究却揭示了其潜在风险，低热量甜味剂对肠道健康可能存在与具体情境相关的潜在影响。在偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠（AOM/DSS）诱导的小鼠结直肠癌模型中，高剂量三氯蔗糖（每日允许摄入量的五倍）表现出致癌性，同时伴有肠道屏障损伤和炎症加剧。

多项人体研究得出了不一致的结果。一项针对健康成年人的横断面研究显示，在4天内摄入阿斯巴甜和安赛蜜且摄入量在每日允许摄入量范围内，他们的肠道菌群组成无显著影响。但另一项为期2周、涉及120名健康成年人的随机对照试验发现，糖精和三氯蔗糖（分别相当于每日允许摄入量的20%和34%）会显著损害血糖反应，这与肠道菌群的改变存在因果关系。

由此可见，低热量甜味剂在长时间或高剂量摄入的情况下，可能对我们的健康构成风险，特别是对肠道功能障碍或代谢敏感人群。

苯甲酸钠、山梨酸钾、硝酸盐等防腐剂在食品工业中应用广泛，主要用于控制食物的自然腐败和微生物污染。然而，由于其具有抗菌特性，这些防腐剂也可能对肠道菌群造成误伤。

苯甲酸钠通过破坏微生物细胞膜和改变其内部pH值来发挥抗菌作用，当其与亚硝酸钠和山梨酸钾联合使用时，会在小鼠中引发菌群失调；山梨酸钾通过改变细胞膜来抑制微生物生长，在斑马鱼中，它会破坏肠道菌群组成并抑制肠道菌群代谢；硝酸盐是一种常见于腌制肉类中的防腐剂，长期接触硝酸盐与多种鱼类肠道屏障功能减弱和肠道菌群组成改变有关。

值得注意的是，所有这些防腐剂都是人类通过饮食接触到的最常用的食品防腐剂。因此，有必要进一步在人体内开展研究，以确定是否对人类健康造成影响。

纳米技术在食品工业中有广泛的应用，比如食品添加剂、包装和补充剂等领域。二氧化钛纳米颗粒和银纳米颗粒等无机纳米颗粒在食品中的掺入越来越多。二氧化钛纳米颗粒主要用作口香糖、糖果和糖粉糖衣中的白色颜料，在食品包装系统中还表现出抗菌特性；银纳米颗粒在食品工业中主要用作抗菌和抗真菌材料或着色剂。这些颗粒的尺寸属于纳米级（

1969年，第13届食品添加剂联合专家委员会（JECFA）会议设定二氧化钛纳米颗粒每日允许摄入量为“无限制”。然而，研究表明，二氧化钛纳米颗粒具有细胞毒性和遗传毒性，这与活性氧的产生以及内质网应激途径的激活有关。越来越多的体外和体内研究对其安全性提出了质疑，包括肠道菌群失调、肠道黏液层损伤、肠微绒毛形态改变、肠道屏障通透性破坏、隐窝结构破坏、结肠基因表达谱变化以及炎症反应等。国际癌症研究机构已将二氧化钛纳米颗粒归类为可能对人类致癌的物质，主张在食品工业中更谨慎地使用二氧化钛纳米颗粒。

由于数据不足，食品添加剂联合专家委员会（JECFA）也未针对银纳米颗粒制定每日允许摄入量。多项研究对银纳米颗粒在动物模型中可能对肠道健康产生的有害影响表示担忧。据报道，经银纳米颗粒处理的大鼠杯状细胞出现黏液颗粒排出及黏液成分异常的情况。在另一项小鼠模型研究中，口服银纳米颗粒后观察到小鼠体重下降和上皮细胞微绒毛受损。这些发现表明，银纳米颗粒可能与保护性黏液层相互作用，破坏肠道微绒毛，进而可能导致营养吸收不良和体重减轻。

银纳米颗粒也对肠道菌群有影响尚不明确。肠道环境会改变摄入的银纳米颗粒的物理化学性质，其后续行为，包括溶解、吸附和凝聚，从而可能导致银纳米颗粒对肠道菌群影响的差异。尽管目前人体研究数据有限，但已有研究的发现，足以让我们对这些看不见的颗粒保持警惕。

从肠道到全身：添加剂引发的健康多米诺效应

代谢是宿主-微生物关系的核心。近期研究表明，常见的食品添加剂，比如乳化剂、甜味剂和防腐剂等，会改变健康人体肠道菌群的结构和膳食纤维发酵能力。它们正悄然成为破坏代谢稳态、诱发肥胖与糖尿病等代谢紊乱的隐形推手。

饮水中添加1.0%的羧甲基纤维素或聚山梨酯80，让小鼠饮用12周后，会导致代谢紊乱，具体表现为体重和脂肪量显著增加、糖代谢控制受损以及粪便中短链脂肪酸和胆汁酸水平发生改变。值得注意的是，该研究还揭示了剂量依赖效应——仅0.1%的CMC或P80就足以诱发此类代谢紊乱。此外，通过无菌小鼠实验和粪菌移植研究发现，肠道菌群是此类代谢变化发生的必要条件。

类似地，对小鼠进行4周的1%聚山梨酯80灌胃（剂量为小鼠体重的1%），会破坏肠道菌群组成，并促进非酒精性脂肪肝病的发生，具体表现为糖代谢控制受损、肝脏酶异常、肝脂肪变性及胆囊增大。此外，母体饮用含有1% 聚山梨酯80的水还会导致子代肠道菌群失调，并加重其成年后肥胖的风险。

最近，有研究提出，乳化剂摄入增加可能是2型糖尿病的一个新风险因素。在长期暴露于1%羧甲基纤维素或聚山梨酯80饮水的非肥胖性糖尿病小鼠中，也观察到了1型糖尿病的加速发展。因此，即乳化剂诱导的肠道菌群扰动可能促进代谢紊乱的流行。

低热量甜味剂被广泛认为安全并用于控制热量和血糖，但越来越多的证据表明，它可能参与诱发代谢功能紊乱。在饮食诱导的肥胖大鼠模型中，三氯蔗糖和阿斯巴甜摄入与潜在的糖代谢紊乱相关。长期暴露于每日允许摄入量的糖精11周会促进小鼠葡萄糖耐受不良，并伴有微生物代谢途径的改变。肠道菌群失调似乎是这些有害效应的先决条件。

最近一项针对健康成年人的研究报告称，当他们暴露于低于每日允许摄入量的糖精和三氯蔗糖（分别为每日允许摄入量的20%和34%）2周后，糖耐量反应出现受损，且菌群变化与血糖反应升高存在因果关联。

常用防腐剂对代谢稳态也有着不可忽视的影响。对羟基苯甲酸酯类是一类衍生于天然存在于多种水果和蔬菜中的对羟基苯甲酸的防腐剂。自1924年合成以来，该类物质被广泛应用于化妆品、食品及药品领域。甲基-、乙基-、丙基对羟基苯甲酸酯及其钠盐是最常用的形式。其中甲基和乙基对羟基苯甲酸酯及其钠盐的每日允许摄入量被设定为0-10 mg/kg体重。

新兴证据表明，对羟基苯甲酸酯类可能干扰能量代谢的激素调节，进而影响肥胖及整体代谢状况。母体暴露于对羟基苯甲酸酯类与儿童超重相关，且这种关联在女孩中更为明显。健康小鼠暴露于高剂量乙基对羟基苯甲酸酯（3倍每日允许摄入量）8周后，肠道菌群发生显著变化；另一项研究也表明，慢性高剂量暴露于甲基和乙基对羟基苯甲酸酯（10倍每日允许摄入量）会改变小鼠肠道菌群，并通过上调脂质代谢相关基因促进非酒精性脂肪肝病的发生。

啮齿动物研究表明，暴露于二氧化钛纳米颗粒会破坏肠道菌群并引发全身性炎症反应，最终导致代谢功能障碍。成年小鼠口服50 mg/kg体重的二氧化钛纳米颗粒26周后，葡萄糖稳态被破坏，血浆葡萄糖水平升高。不同年龄组小鼠暴露于二氧化钛纳米颗粒后，对葡萄糖代谢的影响存在差异，发育中的幼年小鼠（3周龄）比成年小鼠（10周龄）更易受到二氧化钛纳米颗粒诱导的葡萄糖代谢紊乱影响。

此外，怀孕大鼠暴露于5 mg/kg体重的二氧化钛纳米颗粒12天后，空腹血糖水平升高，提示接触此类纳米颗粒的孕妇可能面临妊娠糖尿病的潜在风险。

除葡萄糖代谢外，用40 mg/kg体重的二氧化钛纳米颗粒处理8周会加剧高脂饮食诱导的小鼠肥胖。这一效应被归因于肠道菌群失调介导的轻度全身性炎症。值得注意的是，清除肠道菌群后，这些效应会消失，充分突出了肠道菌群的关键介导作用。

此外，该研究还观察到，每日给予40 mg/kg体重的二氧化钛纳米颗粒4个月会增强载脂蛋白E基因敲除（ApoE -/-）小鼠的胆碱/三甲胺/氧化三甲胺代谢途径，并促进动脉粥样硬化的发生。从机制上看，二氧化钛纳米颗粒富集了表达胆碱三甲胺裂解酶的肠道细菌菌株，这种酶可将膳食胆碱转化为三甲胺，导致氧化三甲胺生成增加。

综上所述，食品添加剂对代谢稳态的影响不容小觑。为了维护我们的代谢健康，减少因代谢紊乱引发的肥胖、糖尿病等疾病的发生，我们需要重新审视食品添加剂的使用。

在人体复杂的生理系统中，肠脑轴构建起了一条独特的双向交流通道，使得肠道生理状态与宿主行为之间存在着千丝万缕的联系。肠道菌群失调可导致肠道来源的炎症因子通过循环系统进入大脑，对大脑的正常功能产生干扰。此外，肠道神经元、迷走神经及交感神经传入神经末梢也会将各种肠道信号传递至大脑。在多种消化、精神及神经疾病的啮齿动物模型中，科学家们已经清晰地观察到肠脑轴相互作用紊乱的现象。食品添加剂诱导的肠道稳态破坏可能进一步导致神经行为改变。

在饮用水中添加1%的羧甲基纤维素和聚山梨酯80，让小鼠持续饮用12周后，会破坏肠道菌群并改变小鼠的神经肽表达，导致雄性小鼠出现类似焦虑的行为，而雌性小鼠的社交行为减少。

关于甜味剂，长期暴露后，安赛蜜和阿斯巴甜会改变成年斑马鱼的神经行为特征，并干扰神经递质的定量模式。在啮齿动物模型中，生命早期摄入每日允许摄入量的低热量甜味剂（比如安赛蜜、糖精或甜菊糖）7周后，尽管肠道菌群没有显著变化，仍会损害大鼠的海马体依赖性记忆。类似地，暴露于阿斯巴甜、糖精和三氯蔗糖的大鼠，大脑脂质过氧化物水平升高，且海马体区域神经元数量显著减少。脑脂质过氧化物的增加意味着大脑细胞受到了氧化应激的损伤，而神经元数量的减少则会直接影响大脑的正常功能，这些变化都可能导致大鼠出现认知和行为上的异常。

防腐剂对神经行为的影响也不容忽视。接触硝酸盐的大鼠表现出肠道菌群组成和海马基因表达的改变。斑马鱼模型显示，接触丙酸钠时，趋触性和睡眠/觉醒行为出现紊乱；接触甲基对羟基苯甲酸酯时，则出现类似焦虑的行为。此外，苯甲酸钠也与多种行为变化存在关联，包括多动、类似焦虑的行为和运动障碍。

对于无机纳米颗粒，雄性大鼠每日口服3.6 mg/kg体重的银纳米颗粒14天后，肠道菌群组成发生改变，并出现类似焦虑的行为。类似地，小鼠暴露于5 mg/kg体重的二氧化钛纳米颗粒16周后，出现类似焦虑的行为，同时结肠发生物理变化，包括杯状细胞肥大和结肠隐窝长度缩短。此外，大鼠暴露于150 mg/kg体重的二氧化钛纳米颗粒30天后，出现了运动功能障碍和肠道菌群改变。

天然食品添加剂是更安全的选择吗？

面对合成添加剂的争议，天然添加剂成为食品工业的新卖点。天然添加剂主要指从天然来源（比如植物、动物、微生物等）借助生物技术手段提取并纯化得到的化合物。那么，天然食品添加剂是否真的就意味着更安全呢？多项研究比较了它们对肠道菌群的影响。

卡拉胶和树胶是两类常见的多糖乳化剂，在一项利用微型生物反应器阵列模型开展的检测中，研究人员对20种常用乳化剂（包括合成的和天然的）进行了评估，结果令人意外，卡拉胶和树胶被报道对人类肠道菌群表现出特别不利的影响。这与另一项研究结果一致：卡拉胶会促进肠道菌群介导的肠道炎症，并破坏小鼠的肠道稳态。

此外，两种微生物来源的乳化剂——鼠李糖脂和槐糖脂，在体外批量培养实验中，显示出比羧甲基纤维素和聚山梨酯80更严重的人类肠道菌群影响。这些生物表面活性剂在某些情况下被报道比合成表面活性剂具有更强的乳化能力。由于乳化剂作为表面活性剂具有溶解膜的特性，其诱导的微生物活力下降取决于它们的乳化潜力，这表明乳化能力可能在影响肠道菌群组成方面起更关键的作用，而非乳化剂的来源或类型。

就天然防腐剂而言，ε-聚赖氨酸作为一种可生物降解且具有抗菌活性的天然防腐剂，能够改变小鼠的肠道菌群组成。乳酸链球菌素是由乳酸乳球菌乳亚种产生的一种抗菌肽，在水产养殖研究中显示出调节菌群组成和促进生长的有益作用，在小鼠模型中，乳酸链球菌素能对抗牙周炎相关的肠道菌群失调并调节肝脏炎症。

然而，一项对11种常用合成和生物来源防腐剂的系统评价表明，无论来源如何，防腐剂都会扰乱健康小鼠的肠道菌群，其中乳酸链球菌素对肠道菌群和葡萄糖代谢的影响最为显著。近期研究还发现，乳酸链球菌素及类似乳酸链球菌素的I类羊毛硫抗生素既能杀死病原体，也能杀死共生菌，且肠道共生菌有时比病原体更敏感。这无疑给天然防腐剂的安全性蒙上了一层阴影。

因此，食品添加剂的“天然”与“合成”属性，并不能作为判断其安全与否的绝对标准。天然添加剂的安全性仍需严格评估和长期的实践检验，作为消费者，应保持理性，不应盲目迷信“天然”概念。

如何在现代饮食中保护肠道？

在加工食品无处不在的现代生活中，我们并非无能为力。以下策略可以帮助减少食品添加剂对肠道菌群的损害：

结语：重新定义“食品安全”

在当今社会，食品添加剂已然成为现代食品工业中不可或缺的关键要素。随着现代社会食品工业的快速扩张以及全商业食品贸易的日益频繁，为了实现食品的保鲜、增色、增味、改善质地等特定目标，各种食品添加剂被广泛使用。而且，从市场发展趋势来看，食品添加剂市场规模预计还将持续保持增长态势。

然而，近期一系列新兴研究犹如一记记警钟，敲响了我们对食品添加剂安全性的警觉。这些研究揭示出，食品添加剂可能并非仅仅是对食品起到改良作用，它们还对肠道菌群和整体健康构成潜在风险，食品添加剂可能是现代社会慢性疾病流行的重要诱因之一。因此，食品添加剂的安全性亟需更为严格、全面的审视。

传统的毒理学研究主要聚焦于食品添加剂的急性毒性和致癌性等短期、显性的危害，却在一定程度上忽视了对肠道菌群的长期影响。如今，随着科学研究的深入，我们逐渐认识到肠道菌群在人类健康中扮演着至关重要的角色，堪称调控人体健康的“第二基因组”，肠道菌群的平衡和稳定，直接影响着人体的消化、免疫、代谢等诸多生理功能。因此，监管机构有必要重新审视并评估食品添加剂的安全性标准，将食品添加剂对肠道菌群的影响纳入考量范畴。

与此同时，消费者对天然、无人工添加剂的清洁标签食品的需求持续增长。一项具有广泛代表性的系统综述，深入分析了32个国家的72项研究（共涉及85348名消费者），结果显示，消费者普遍倾向于选择使用天然原料、不含合成食品添加剂的食品，而且这一偏好不受国界的限制。但值得注意的是，天然食品添加剂并非必然比合成添加剂更安全，监管机构在批准其广泛应用于食品工业之前，必须通过系统性的严格测试，确保其安全性，避免因盲目追求天然而忽视潜在风险。

作为消费者，我们每个人都应成为自己健康的第一责任人，用知识武装自己的消费选择：阅读标签不应再是健康爱好者的专属行为，而应成为每个人的基本生存技能，通过仔细阅读标签，我们可以了解食品中添加的成分，从而做出更加健康、明知的选择；此外，减少加工食品的摄入也不是一种刻板的养生教条，而是基于大量科学证据的健康策略。

展望未来，食品工业也面临着新的挑战与机遇。它需要在保障食品安全与追求美味口感之间寻找新的平衡点。或许，真正的食品科技突破并非在于发明更多种类的新型添加剂，而是探索出不需要依赖添加剂就能保持食品品质和风味的创新方法。这样，既能满足消费者对健康食品的需求，又能推动食品工业朝着更加绿色、可持续的方向发展。

保护肠道菌群多样性，就是守护我们的健康防线。在这个加工食品泛滥的时代，我们的每一次饮食选择，都如同在书写自己独特的健康篇章。记住，每一口食物都在悄然塑造着我们体内的微生物生态系统。

图片均来自网络

参考资料：Ping Li,et al. Impacts of food additives on gut microbiota and host health. Food Research International, 2024,196: 114998.

来源：菌情观察室一点号