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食品添加剂安全评估标准建立在单一的食品添加剂的毒性效应基础上,然而在食品工业中,一种食品常常包含几种食品添加剂。多种食品添加剂一同在人体内则可能产生相加、协同、拮抗等联合作用,这对传统食品毒理学及食品添加剂的毒性评估提出了新的挑战。本论文采用了Caco-2细胞模型和mini-gut肠道类器官模型,对食品工业常见的食品添加剂联合应用的毒性进行了评价,主要研究内容及结果如下:(1)首先以Caco-2细胞模型,分别研究评价了山梨酸钾、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、苯甲酸钠和脱氢乙酸钠这五种食品防腐剂以及糖精钠、三氯蔗糖、安赛蜜、甜蜜素和阿斯巴甜这五种人工甜味剂对细胞增殖活力的影响。结果表明,它们的细胞增殖抑制毒性,都表现出剂量正相关性。毒性作用顺序分别为:焦亚硫酸钠>亚硫酸钠>山梨酸钾>脱氢乙酸钠>苯钾酸钠,糖精钠>安赛蜜>阿斯巴甜>甜蜜素>三氯蔗糖。选择了食品工业中较常用的山梨酸钾和糖精钠这两种食品添加剂进行联合实验,利用MTT法及2×2析因分析法发现对细胞增殖活力的毒性是协同联合作用,并利用高内涵分析系统及qPCR技术,发现山梨酸钾和糖精钠联合组能显著减少细胞数量,增加活性氧释放量,其中山梨酸钾组、糖精钠组和联合组坏死细胞的荧光强度分别为125.72±7.35%、130.11±2.82%、176.41±8.54%,ROS总荧光强度分别是161.51%±7.47%、144.16%±2.83%、196.60%±6.91%。并且增加细胞膜通透性和降低线粒体膜电位,高表达Bax、Caspase-3、Caspase-12、P53、Cytochrome的mRNA水平,低表达Bcl-2的mRNA水平。同时利用具有拮抗联合作用的亚硫酸钠和甜蜜素进行对比验证。(2)以mini-gut细胞模型为基础对这十种食品添加剂的毒性进行探究,发现它们不同程度的降低了mini-gut的面积增长率、出芽率、出芽数和细胞活性,其中山梨酸钾、亚硫酸钠、脱氢乙酸钠、三氯蔗糖、安赛蜜、甜蜜素和阿斯巴甜对mini-gut的细胞活力抑制毒性都有比较明显的剂量正相关性,随着剂量的增大细胞活力降低。对mini-gut的形态及一些生物学特征观察和细胞活性进行检测,发现山梨酸钾和糖精钠联合组能够显著抑制mini-gut的生长。山梨酸钾和糖精钠、亚硫酸钠和甜蜜素能够影响mini-gut细胞的分化,使得干细胞增多、内分泌细胞降低、吸收细胞增多。Mini-gut的氧化应激水平也发生变化,其中超氧化物歧化酶活性减小、谷胱甘肽过氧化物酶的活性也降低。同时通过qPCR检测得出Bcl-2l11、caspase-3、Fas的mRNA表达显著升高,氧化应激通路可能也是食品添加剂影响mini-gut生长的信号通路。其中山梨酸钾和糖精钠联合后有协同作用,亚硫酸钠和甜蜜素联合作用后可能是拮抗作用。本研究表明,基于肠道类器官的mini-gut是一种很好的评价食品添加剂毒性尤其是联合作用的理想模型。山梨酸钾和糖精钠单独及联合作用对肠道细胞会产生细胞毒性,诱导细胞凋亡。其中山梨酸钾和糖精钠联合作用是表现为协同毒性作用,亚硫酸钠和甜蜜素联合作用时表现为拮抗毒性作用。