甜蜜素和蛋白糖對蠶豆根尖細(xì)胞的致突變作用

王虹+王欣欣+曹陽

摘要：為研究甜蜜素和蛋白糖對蠶豆根尖細(xì)胞的致突變作用，采用蠶豆根尖細(xì)胞的微核和染色體畸變試驗(yàn)方法，以不同質(zhì)量濃度甜蜜素和蛋白糖為誘導(dǎo)物，測定蠶豆根尖細(xì)胞的微核率和染色體畸變率。結(jié)果表明，不同濃度的甜蜜素和蛋白糖能誘發(fā)微核的產(chǎn)生，隨著濃度升高，微核率增加，且蛋白糖微核率高于甜蜜素；甜蜜素和蛋白糖能產(chǎn)生多種類型的染色體畸形。甜蜜素1000mg/L無致突變性，甜蜜素2000mg/L、蛋白糖100mg/L致突變效應(yīng)低，甜蜜素4000、8000mg/L和蛋白糖200、400mg/L致突變效應(yīng)較強(qiáng)，蛋白糖800mg/L致突變效應(yīng)最強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：甜蜜素；蛋白糖；蠶豆根尖細(xì)胞；微核率；染色體畸形率

中圖分類號：R155.5+1；S643.601文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1002-1302（2014）11-0061-02

甜蜜素和蛋白糖是食品加工中常用的2種甜味劑，屬于高倍甜味劑。甜蜜素主要成分是環(huán)己基氨基磺酸鈉，甜度是蔗糖的30倍，口感極似蔗糖，是目前我國食品應(yīng)用最多的高倍甜味劑之一；蛋白糖別稱阿斯巴甜，甜度是蔗糖的200倍，由阿斯巴甜（天門冬酰苯丙氨酸甲酯）等復(fù)配而成，可用于食品、飲料及餐飲，但對酸及熱的穩(wěn)定性較差，不宜用于焙烤食品[1-2]。本試驗(yàn)利用不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖對蠶豆根尖進(jìn)行處理，同時采用陽性對照組和陰性對照組，觀察甜蜜素和蛋白糖對蠶豆根尖細(xì)胞微核率和染色體畸變的影響[3-5]，了解其致突變作用，為其安全使用提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

蠶豆（ViciafabaL.），為陜西省西安市市場上銷售的當(dāng)年新種子；甜蜜素（sodiumcyclamate）、蛋白糖（proteinglucose），購于陜西省西安市市場。

1.2溶液配制

陽性對照NaN3溶液：稱取分析純NaN3256mg定溶于1L蒸餾水中，配成256mg/L原液，再稀釋成64、16、4mg/L等3個濃度梯度。陰性對照為蒸餾水。

甜蜜素最大劑量為8000mg/L，利用梯度稀釋配制成最大劑量的1/2、1/4、1/8，分別為4000、2000、1000mg/L；同樣方法蛋白糖最大劑量為800mg/L，分別稀釋成400mg/L（1/2）、200mg/L（1/4）、100mg/L（1/8）。

1.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方法參照孔志明的方法[6]。按試驗(yàn)方法采用配置的各濃度蛋白糖和甜蜜素處理蠶豆根尖。常規(guī)制片，用改良的石炭酸品紅染液染色[7-8]，壓片鏡檢。每組觀察5個根尖，每個根尖觀察2000個細(xì)胞、200個分裂相，分別按下列公式計(jì)算每個根尖的微核率、染色體畸變率和微核指數(shù)：

微核率（FMN）=微核數(shù)/1000個細(xì)胞×1000‰；

染色體畸變率（AF）=染色體畸變數(shù)/分析的染色體總數(shù)×100%[9]；

微核指數(shù)（MI）=樣本的微核率/陰性對照的微核率[10]。

微核指數(shù)在0～1.50間為基本沒有污染，1.51～2.00之間為輕污染，2.01～3.50之間為中污染，>3.50為重污染[11]。將樣本的蠶豆根尖微核指數(shù)>1.50定為開始產(chǎn)生致突變作用[12-14]。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS13.0進(jìn)行方差分析，采用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1甜蜜素對蠶豆根尖細(xì)胞微核率和染色體畸形率的影響

從表1可看出，NaN3各處理組微核率和染色體畸形率與陰性對照相比多差異顯著，說明NaN3作為陽性藥物作用明顯。從對蠶豆根尖細(xì)胞微核率的影響上看，甜蜜素1000、2000mg/L組與陰性對照組和NaN34mg/L組間差異不顯著；甜蜜素4000、8000mg/L組間差異不顯著，這2組與NaN34mg/L組差異不顯著，但與NaN316、64、256mg/L組差異顯著。從對蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸形率的影響上看，甜蜜素1000、2000、4000mg/L組與NaN34mg/L組差異不顯著，甜蜜素8000mg/L組與NaN316mg/L組間差異不顯著，但與NaN364、256mg/L組間差異顯著。綜合上述分析，甜蜜素1000mg/L無致突變效應(yīng)，甜蜜素2000mg/L致突變效應(yīng)較弱，甜蜜素4000、8000mg/L致突變效應(yīng)較強(qiáng)。

2.2蛋白糖對蠶豆根尖細(xì)胞微核率和染色體畸形率的影響

由表1還可看出，對蠶豆根尖細(xì)胞微核率的影響，蛋白糖100mg/L組與陰性對照組差異不顯著，蛋白糖100、200、400mg/L組與NaN34mg/L組差異不顯著，蛋白糖800mg/L與NaN316、64、256mg/L組差異不顯著；對蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸形率的影響，蛋白糖100、200、400mg/L組與NaN34mg/L組差異不顯著，蛋白糖800mg/L組與NaN316mg/L組差異不顯著，但與NaN364、256mg/L差異顯著。

綜上所述，蛋白糖100、200、400mg/L致突變效應(yīng)較弱，蛋白糖800mg/L致突變效應(yīng)較強(qiáng)。

2.3不同質(zhì)量濃度甜味劑對蠶豆根尖細(xì)胞微核指數(shù)的影響

從表2可以看出，甜蜜素1000mg/L的微核指數(shù)低于1.50，屬于無污染；甜蜜素2000mg/L和蛋白糖100mg/L微核指數(shù)在1.51～2.00之間，屬于輕度污染；甜蜜素4000、8000mg/L和蛋白糖200、400mg/L的微核指數(shù)在2.01～3.50之間，屬于中度污染，蛋白糖800mg/L微核指數(shù)在3.50以上，屬于重污染。NaN3各組的微核指數(shù)都>2.00。因此，甜蜜素1000mg/L是安全的，甜蜜素2000mg/L和蛋白糖100mg/L具有較低的致突變性，其余各組產(chǎn)生致突變效應(yīng)。

2.4甜味劑致蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸形類型

甜蜜素和蛋白糖能誘導(dǎo)染色體產(chǎn)生多種類型的畸形[15]，包括染色體斷片、染色體橋、染色體環(huán)、染色體游離、染色體滯后、染色體粘連等，其中以染色體粘連為主（圖1）。

3結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖均能誘導(dǎo)蠶豆根尖細(xì)胞產(chǎn)生微核，較低濃度的甜味劑對蠶豆根尖細(xì)胞的微核率影響作用較弱，但隨著濃度升高，其微核率逐漸升高，致突變效應(yīng)增強(qiáng)。蛋白糖各處理組的微核率高于甜蜜素各處理組，與陽性對照組NaN3相比，最大劑量蛋白糖的微核率介于NaN364mg/L組和256mg/L組之間，甜蜜素最高劑量的微核率介于NaN34mg/L組和16mg/L組之間。不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖產(chǎn)生的染色體畸形率相差不大，但在同一種甜味劑中隨著濃度升高，染色體畸形率增大。由此可見，高濃度的甜蜜素和蛋白糖具有一定的致畸作用，且蛋白糖的致畸效應(yīng)大。根據(jù)微核率和微核指數(shù)的分析可知，甜蜜素1000mg/L無致突變效應(yīng)，甜蜜素2000mg/L、蛋白糖100mg/L致突變效應(yīng)低，甜蜜素4000、8000mg/L和蛋白糖200、400mg/L致突變效應(yīng)較強(qiáng)，蛋白糖800mg/L致突變效應(yīng)最強(qiáng)。

經(jīng)研究，甜蜜素水解后能形成有致癌作用的環(huán)乙胺，環(huán)乙胺的主要排泄途徑是尿，因此對膀胱致癌的危險(xiǎn)性最大。盡管大量研究證明甜蜜素?zé)o致癌、致畸作用，但因美國國家科學(xué)研究委員會和國家科學(xué)院1986年報(bào)告有促進(jìn)和可能致癌性問題，因此至今在美國聯(lián)邦法規(guī)中仍規(guī)定“禁止直接加入或用于食品”[16]。蛋白糖中的阿斯巴甜在人體內(nèi)分解時產(chǎn)生天門冬氨酸和苯丙氨酸，產(chǎn)生氨基酸并不代表是蛋白質(zhì)，同樣也沒有蛋白質(zhì)的特性和營養(yǎng)價值，因而蛋白糖是安全的。在我國的食品衛(wèi)生使用標(biāo)準(zhǔn)中，阿斯巴甜是唯一一種未加限制使用量的人工合成的甜味劑。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，我國市場上銷售的蛋白糖的致突變性比甜蜜素高，可能是因?yàn)楝F(xiàn)在市場上很多低價位的蛋白糖是用糖精鈉和甜蜜素復(fù)配而成的。

大使用范圍及用量的公告（衛(wèi)生部公告2012年第1號）規(guī)定：可在糕點(diǎn)、餅干、面包中使用甜蜜素的最大使用量為1.6g/kg。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，甜蜜素這一用量是安全的，市場上銷售的蛋白糖的安全用量范圍可參考定在0.1～0.2g/kg之間。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宏梁.食品添加劑安全與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：275-276.

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[8]錢曉薇.硫酸鋁對蠶豆根尖細(xì)胞遺傳毒性效應(yīng)的研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2003，29（4）：413-418.

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[12]袁振華，丁友昌.浙江幾種傳統(tǒng)腌制食品的致突變性及抗突變研究[J].癌變·畸變·突變，2003，15（2）：91-93.

[13]程彬，袁振華.3種天然抗突變物對食品致突變性的拮抗作用[J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué)，2003，15（7）：36-36，48.

[14]蔣梅蘭.用蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)研究發(fā)芽馬鈴薯的遺傳毒理作用[J].浙江師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，24（3）：73-76.

[15]李宏.土壤農(nóng)藥殘留物對蠶豆根尖細(xì)胞微核及染色體畸變的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（4）：182-184.

[16]李春艷，馮愛國.我國食品添加劑的行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2011（35）：121-126.

2.4甜味劑致蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸形類型

甜蜜素和蛋白糖能誘導(dǎo)染色體產(chǎn)生多種類型的畸形[15]，包括染色體斷片、染色體橋、染色體環(huán)、染色體游離、染色體滯后、染色體粘連等，其中以染色體粘連為主（圖1）。

3結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖均能誘導(dǎo)蠶豆根尖細(xì)胞產(chǎn)生微核，較低濃度的甜味劑對蠶豆根尖細(xì)胞的微核率影響作用較弱，但隨著濃度升高，其微核率逐漸升高，致突變效應(yīng)增強(qiáng)。蛋白糖各處理組的微核率高于甜蜜素各處理組，與陽性對照組NaN3相比，最大劑量蛋白糖的微核率介于NaN364mg/L組和256mg/L組之間，甜蜜素最高劑量的微核率介于NaN34mg/L組和16mg/L組之間。不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖產(chǎn)生的染色體畸形率相差不大，但在同一種甜味劑中隨著濃度升高，染色體畸形率增大。由此可見，高濃度的甜蜜素和蛋白糖具有一定的致畸作用，且蛋白糖的致畸效應(yīng)大。根據(jù)微核率和微核指數(shù)的分析可知，甜蜜素1000mg/L無致突變效應(yīng)，甜蜜素2000mg/L、蛋白糖100mg/L致突變效應(yīng)低，甜蜜素4000、8000mg/L和蛋白糖200、400mg/L致突變效應(yīng)較強(qiáng)，蛋白糖800mg/L致突變效應(yīng)最強(qiáng)。

經(jīng)研究，甜蜜素水解后能形成有致癌作用的環(huán)乙胺，環(huán)乙胺的主要排泄途徑是尿，因此對膀胱致癌的危險(xiǎn)性最大。盡管大量研究證明甜蜜素?zé)o致癌、致畸作用，但因美國國家科學(xué)研究委員會和國家科學(xué)院1986年報(bào)告有促進(jìn)和可能致癌性問題，因此至今在美國聯(lián)邦法規(guī)中仍規(guī)定“禁止直接加入或用于食品”[16]。蛋白糖中的阿斯巴甜在人體內(nèi)分解時產(chǎn)生天門冬氨酸和苯丙氨酸，產(chǎn)生氨基酸并不代表是蛋白質(zhì)，同樣也沒有蛋白質(zhì)的特性和營養(yǎng)價值，因而蛋白糖是安全的。在我國的食品衛(wèi)生使用標(biāo)準(zhǔn)中，阿斯巴甜是唯一一種未加限制使用量的人工合成的甜味劑。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，我國市場上銷售的蛋白糖的致突變性比甜蜜素高，可能是因?yàn)楝F(xiàn)在市場上很多低價位的蛋白糖是用糖精鈉和甜蜜素復(fù)配而成的。

大使用范圍及用量的公告（衛(wèi)生部公告2012年第1號）規(guī)定：可在糕點(diǎn)、餅干、面包中使用甜蜜素的最大使用量為1.6g/kg。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，甜蜜素這一用量是安全的，市場上銷售的蛋白糖的安全用量范圍可參考定在0.1～0.2g/kg之間。

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[16]李春艷，馮愛國.我國食品添加劑的行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2011（35）：121-126.

2.4甜味劑致蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸形類型

甜蜜素和蛋白糖能誘導(dǎo)染色體產(chǎn)生多種類型的畸形[15]，包括染色體斷片、染色體橋、染色體環(huán)、染色體游離、染色體滯后、染色體粘連等，其中以染色體粘連為主（圖1）。

3結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖均能誘導(dǎo)蠶豆根尖細(xì)胞產(chǎn)生微核，較低濃度的甜味劑對蠶豆根尖細(xì)胞的微核率影響作用較弱，但隨著濃度升高，其微核率逐漸升高，致突變效應(yīng)增強(qiáng)。蛋白糖各處理組的微核率高于甜蜜素各處理組，與陽性對照組NaN3相比，最大劑量蛋白糖的微核率介于NaN364mg/L組和256mg/L組之間，甜蜜素最高劑量的微核率介于NaN34mg/L組和16mg/L組之間。不同質(zhì)量濃度的甜蜜素和蛋白糖產(chǎn)生的染色體畸形率相差不大，但在同一種甜味劑中隨著濃度升高，染色體畸形率增大。由此可見，高濃度的甜蜜素和蛋白糖具有一定的致畸作用，且蛋白糖的致畸效應(yīng)大。根據(jù)微核率和微核指數(shù)的分析可知，甜蜜素1000mg/L無致突變效應(yīng)，甜蜜素2000mg/L、蛋白糖100mg/L致突變效應(yīng)低，甜蜜素4000、8000mg/L和蛋白糖200、400mg/L致突變效應(yīng)較強(qiáng)，蛋白糖800mg/L致突變效應(yīng)最強(qiáng)。

經(jīng)研究，甜蜜素水解后能形成有致癌作用的環(huán)乙胺，環(huán)乙胺的主要排泄途徑是尿，因此對膀胱致癌的危險(xiǎn)性最大。盡管大量研究證明甜蜜素?zé)o致癌、致畸作用，但因美國國家科學(xué)研究委員會和國家科學(xué)院1986年報(bào)告有促進(jìn)和可能致癌性問題，因此至今在美國聯(lián)邦法規(guī)中仍規(guī)定“禁止直接加入或用于食品”[16]。蛋白糖中的阿斯巴甜在人體內(nèi)分解時產(chǎn)生天門冬氨酸和苯丙氨酸，產(chǎn)生氨基酸并不代表是蛋白質(zhì)，同樣也沒有蛋白質(zhì)的特性和營養(yǎng)價值，因而蛋白糖是安全的。在我國的食品衛(wèi)生使用標(biāo)準(zhǔn)中，阿斯巴甜是唯一一種未加限制使用量的人工合成的甜味劑。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，我國市場上銷售的蛋白糖的致突變性比甜蜜素高，可能是因?yàn)楝F(xiàn)在市場上很多低價位的蛋白糖是用糖精鈉和甜蜜素復(fù)配而成的。

大使用范圍及用量的公告（衛(wèi)生部公告2012年第1號）規(guī)定：可在糕點(diǎn)、餅干、面包中使用甜蜜素的最大使用量為1.6g/kg。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，甜蜜素這一用量是安全的，市場上銷售的蛋白糖的安全用量范圍可參考定在0.1～0.2g/kg之間。

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