食品添加劑（food additives），在二十世紀中葉以來，逐漸被大量使用在食品製造中，以提高食品品質，增加食品口感及外觀。我們每天之所食，所含之許多添加劑乃經過毒性與致癌性等安全性試驗，被美國食品藥物監督管理局（U.S. Food and Drug Administration, FDA）歸類為「公認安全（Generally recognized as safe, GRAS）」，認為在一般情況下食入這些添加劑無害人體。雖然如此，2014 年的一項研究卻率先指出代糖（sweeteners）的攝取會透過腸道菌引起血糖代謝異常（dysglycemia）[1]，顯示過去所認為安全無虞的食品添加劑可能默默影響著我們的腸道衛生，進而左右我們的健康。
今年三月，由美國喬治亞州立大學 Andrew Gewirtz 教授所領導的團隊，更發現兩種常用於製作麵包或冰淇淋的人工食品乳化劑（emulsifiers）：羧甲基纖維素（carboxymethylcellulose, CMC）或是聚山梨醇酯 80（polysorbate-80, P80）的攝取會導致小鼠腸道內的黏膜屏障變薄，腸道共生菌也較容易侵入黏膜層 [2]。後續分析發現，CMC 或 P80 的攝取會造成腸道微生物相的組成改變，糞便內的內毒素（endotoxin）以及鞭毛蛋白（Flagellin）也有增加的趨勢，這兩種物質皆是容易引起發炎的細菌抗原，加之小鼠的腸道發炎生物標記 Lipocalin-2（LCN-2）也有顯著上升，種種實驗結果顯示 CMC 或 P80 的攝取會造成腸道輕度發炎（low-grade inflammation）。除此之外，過去曾有研究指出腸道輕度發炎與代謝疾病之間的關聯，而在攝取 CMC 或 P80 的小鼠上，的確可以觀察到肥胖和血糖代謝異常等等現象。
過去曾有假說認為，因為乳化劑具類似介面活性劑的特性，可能破壞腸道黏膜，為二十世紀中葉以後炎症性腸病（inflammatory bowel disease）個案逐漸增加的原因之一。但喬治亞州立大學的研究成果卻指出，乳化劑引發腸道免疫失調的關鍵，在於腸道微生物相的變化，而非受乳化劑影響的黏膜結構。事實上，無菌環境下長大的小鼠在攝取 CMC 或 P80 之後，不僅沒有腸道輕度發炎，更沒有肥胖或是血糖代謝異常，甚至連腸道內的黏膜屏障仍然完好無缺！若把攝取 CMC 或 P80 的小鼠的糞便移植到無菌環境的小鼠，又可以產生在攝取 CMC 或 P80 的小鼠上所觀察到的病理現象，進一步證實了腸道微生物相的組成改變是關鍵因子。
綜合這些實驗結果，可知 CMC 和 P80 這兩種人工食品乳化劑會藉由改變腸道微生物相，引起小鼠的腸道發炎與代謝疾病。另外，研究團隊也推測，許多二十世紀中葉以後的現代文明病像是炎症性腸病和代謝症候群（metabolic syndrome），或許和乳化劑造成的腸道微生物相變化有一定的關係。不過，此小鼠的實驗結果只是個開端，期待更進一步的研究，能驗證乳化劑是否真的透過改變人體腸道的微生物相，影響你我的健康。
圖說：人工乳化劑常用於冰淇淋等食品中 圖片來源：https://tinyurl.com/yaywl3lb
參考資料：
- Suez, J., Korem, T., Zeevi, D., Zilberman-Schapira, G., Thaiss, C. A., Maza, O., … Elinav, E. (2015). Artificial Sweeteners Induce Glucose Intolerance by Altering the Gut Microbiota. Obstetrical & Gynecological Survey, 70(1), 31-32. doi:10.1097/01.ogx.0000460711.58331.94
- Chassaing, B., Koren, O., Goodrich, J. K., Poole, A. C., Srinivasan, S., Ley, R. E., & Gewirtz, A. T. (2015). Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature, 519(7541), 92-96. doi:10.1038/nature14232
撰文 | 劉至堯
修訂 | 熊浩安
