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冰淇淋、方便面、酸奶、果冻、果汁、蛋黄酱及各类罐头……这些琳琅满目的食品，除了能够瞬间捕获我们的味蕾，还有一个共同的特点，就是都应用了食品添加剂——羧甲基纤维素（CMC）。
自十九世纪六十年代以来，羧甲基纤维素越来越多地被用于加工食品，以增强食物质地并延长保质期。羧甲基纤维素会随粪便排出而不会被吸收，因此长期以来人们一直认为可以安全摄入，但羧甲基纤维素尚未在人体中进行过广泛的测试。随着人们对肠道细菌的认识越来越多，发现肠道细菌与非吸收性添加剂相互作用。在小鼠身上进行的实验发现，羧甲基纤维素和其他一些乳化剂改变了肠道细菌，导致在一系列慢性炎症条件下发生更严重的疾病，包括结肠炎、代谢综合征和结肠癌。然而，这些结果是否适用于人类，此前并未进行过研究。
2021 年 11 月 2 日，由美国宾夕法尼亚大学、法国巴黎大学和美国佐治亚州立大学等多家单位合作，在 Gastroenterology（IF = 22.682）杂志上发表了题为 Randomized controlled-feeding study of dietary emulsifier carboxymethylcellulose reveals detrimental impacts on the gut microbiota and metabolome 的临床研究，表明广泛使用的食品添加剂——羧甲基纤维素，会改变健康人的肠道环境，扰乱有益细菌和营养素的水平，警示我们需要进一步研究羧甲基纤维素这种食品添加剂的对健康的长期影响。
研究内容
01 羧甲基纤维素改变了结肠中细菌的构成
研究者对食品添加剂——羧甲基纤维素进行了双盲对照饮食研究，其中对照组为健康成年人仅食用无添加剂的饮食 (n = 9) ，试验组为健康成年人每天食用仅富含 15 克羧甲基纤维素的相同饮食 (n = 7) ，两组均进行 11 天。
由于羧甲基纤维素在小鼠中引发的疾病，需要数年时间才能在人类身上出现，因此研究人员将重点放在肠道细菌和代谢物上。每天收集每组人的粪便标本，通过 16S rRNA 基因测序表征其微生物群组成，研究人员发现羧甲基纤维素的消耗改变了结肠中细菌的构成。此外，在食物添加羧甲基纤维素的参与者的粪便样本中，通常认为的维持健康结肠的有益代谢物明显减少，特别是短链脂肪酸和游离氨基酸的减少。
图片来源：Gastroenterology
此前有研究使用放射性标记的羧甲基纤维素进行动物实验，显示大部分标记在粪便中被清除，证明该化合物很难被吸收。本次研究开发了一种新的基于 1H NMR 的测定法，以定量分析羧甲基纤维素。结果显示与食用对照饮食的参与者相比，食用添加羧甲基纤维素饮食的受试者的粪便中，检测到大量看似完整的羧甲基纤维素。这进一步证明了羧甲基纤维素不被吸收的观点。因此，该研究结果进一步证实羧甲基纤维素未被人体吸收，但明显改变宿主肠道微生物群的观点。
02 长期食用羧甲基纤维素可能会促进慢性炎症性疾病
最后，在研究开始和结束时，研究人员对受试者进行了结肠镜检查，并注意到 2 名食用羧甲基纤维素的受试者表现出肠道细菌侵入粘液，这是炎症性肠病和 2 型糖尿病的特征。因此，虽然在这两周的研究中食用羧甲基纤维素本身并没有导致任何疾病，但总的来说，研究结果支持动物研究的结论，即长期食用这种添加剂可能会促进慢性炎症性疾病。因此，有必要对这种添加剂进行进一步的研究。
图片来源：Gastroenterology
总结
本研究发现羧甲基纤维素，使受试者的餐后腹部不适增加，并扰乱了肠道微生物群的组成，从而降低了其多样性。此外，食用羧甲基纤维素的受试者表现出粪便代谢组的变化，特别是短链脂肪酸和游离氨基酸的减少。并有 2 名食用添加羧甲基纤维素的受试者，表现出微生物群侵入正常无菌的内部粘液层，这是肠道炎症的一个核心特征。这些结果表明在加工食品中广泛使用羧甲基纤维素，可能会通过改变肠道微生物组和代谢组，而导致一系列慢性炎症疾病的患病率增加。
该研究的通讯作者 James Lewis 博士说，「该研究不仅说明进一步研究羧甲基纤维素是十分必要的，还提供了检测人体中的单个食品添加剂的良好控制方式」。主要作者Benoit Chassaing 博士指出，「此类研究需要样本足够大，才能解释高度的人体异质性。事实上，我们的结果表明，人类对羧甲基纤维素和可能的其他食品添加剂的反应，是高度个性化的。我们现在正在设计方法，来预测哪些人可能对特定添加剂敏感」。
