关于食品添加剂的科学研究

本文最初发布于 Undark

九月,在一段发布到 YouTube 的视频中,小罗伯特·F·肯尼迪抨击了美国卫生部门,称其允许大规模毒害美国儿童。这位未来卫生与公众服务部部长站在厨房柜台上摆放的 Cheez-Its、多力多滋和麦片等食品包装后面,警告说美国的慢性病发病率已飙升。“这究竟是怎么发生的?”肯尼迪问道。他断言,我们许多慢性疾病的罪魁祸首是加工食品中的化学添加剂。“如果我们把这些化学品都去掉,”他说,“我们国家会立刻变得更健康。”

在一月份的参议院确认听证会上,肯尼迪特别提到了美国食品药品监督管理局 (FDA) 的一项标准,该标准允许企业在不通知监管机构或公众的情况下将新添加剂引入食品。该标准称为“普遍认为安全”(generally recognized as safe),简称 GRAS,于 1958 年通过,最初是针对醋和泡打粉等良性物质。然而,近几十年来引入的大多数化学添加剂都通过了所谓的 GRAS 漏洞:FDA 要求制造商确认 GRAS 添加剂是安全的,但公司无需披露数据,实际上是进行自我监管。2013 年,皮尤慈善信托基金会估计,加工食品中有超过 10,000 种添加剂,其中 3,000 种从未经过 FDA 的审查。皮尤估计,在这类物质中,有 1,000 种是添加剂制造商自我声明为 GRAS 的。

“GRAS 体系的生效时间远早于成年人和儿童消耗的绝大部分热量都来自超加工食品的时期,”纽约大学全球公共卫生学院公共卫生律师兼副教授詹妮弗·波梅兰兹在发给 Undark 的电子邮件中写道。通过自我声明某种添加剂为 GRAS,公司可以避免耗时的监管提交。波梅兰兹写道,这个过程对公司来说更简单、更便宜,但它破坏了“公众对食品供应的信任”。

3 月 10 日,肯尼迪 指示 FDA 探索制定法规以消除食品成分的自我声明 GRAS 途径,声称此举将提高消费者透明度。在 3 月份与食品行业高管的一次会议上,他还提到将人工色素(它们需要经过不同的 FDA 批准流程)从食品中剔除是他的首要任务。

在九月发布的一段视频中,小罗伯特·F·肯尼迪抨击了美国卫生部门。他断言,我们许多慢性疾病的罪魁祸首是加工食品中的化学添加剂。“如果我们把这些化学品都去掉,”他说,“我们国家会立刻变得更健康。”视觉:Robert F. Kennedy Jr./YouTube

肯尼迪清除食品供应中化学添加剂的目标赢得了营养专家的赞誉,但也引发了棘手的疑问。FDA 需要更多的资金和人员来扩大对食品化学品的监督,这与特朗普总统削减联邦开支而非增加的承诺背道而驰。

与此同时,关于食品添加剂在慢性病中到底扮演多大角色的问题仍然存在,收紧 GRAS 漏洞是否真的有帮助也存疑。食品添加剂是“拼图的一块,”罗德岛大学营养科学家兼教授凯瑟琳·梅兰森说。但她在电子邮件中补充道,“不应忽视食物和饮食的其他方面。”然而,对食品添加剂的关注引起了那些认为 FDA 政策的改变早已过时的人的共鸣。“这是个有机会把事情做成的时候,”哈佛法学院临床教授艾米丽·M·布罗德·莱布说。“它引起了如此大的反响,我认为这在政治光谱中得到了回应。”


化学食品 添加剂分为几大类,包括色素、甜味剂以及改善食品质地和保质期的乳化剂。这些化学品在一 个多世纪 前就开始出现在食品中,并随着时间的推移,助长了 高度加工食品 的兴起。儿童和青少年现在是最大的消费者之一。

一项美国 研究 显示,2018 年,2 至 19 岁的人群从超加工食品中获取了 67% 的热量,超加工食品的定义由圣保罗大学公共卫生学院流行病学家兼名誉教授卡洛斯·蒙特罗及其合著者提出。该团队广泛引用的分类方案——名为 Nova——将食物分为四类。第一类包括天然或最低限度加工的食品,而光谱另一端的超加工食品则包含“通常经过化学处理的廉价成分的配方,例如改性淀粉、糖、油、脂肪和蛋白质分离物,几乎不添加全食物。蒙特罗和两位圣保罗大学的同事在 2024 年的 社论 中写道,这些食品通过使用风味、颜色、乳化剂、增稠剂和其他添加剂的组合而变得美味可口。”例如,软饮料、鸡块、冷冻餐、包装零食和即食麦片。

超加工食品旨在实现梅兰森所说的“享乐吸引力”,它们会刺激大脑的奖赏中枢;一些科学家甚至 提出 认为这类食品具有成瘾性。研究已将超加工食品与 肥胖、 2 型糖尿病、 癌症 和 抑郁症 相关联。肯尼迪的攻击更多地集中在合成成分的潜在毒性,而不是食品的营养缺陷。

肯尼迪清除食品供应中化学添加剂的目标赢得了营养专家的赞誉,但也引发了棘手的疑问。

其他监管机构越来越认同他的担忧。3 月份,西弗吉尼亚州采取了前所未有的措施,禁止了七种食用色素:蓝色 1 号、蓝色 2 号、绿色 3 号、黄色 5 号、黄色 6 号、红色 40 号和红色 3 号。禁令将于 2028年生效,据《纽约时报》报道,至少有 20 个州正在考虑采取类似措施。2023 年,加利福尼亚州禁止了 四种 合成食品物质:溴酸钾(一种用于改善面团发酵的面粉改良剂);溴化植物油 (BVO),一种人造香料的稳定剂;对羟基苯甲酸丙酯,一种抗菌防腐剂;以及红色 3 号染料,一种历史上从煤焦油中提取的着色剂,用于软饮料、糖果和药品。

FDA 紧随其后,于今年 1 月发布了自己的 禁令 ,禁止使用红色 3 号染料,理由是该化学物质会导致大鼠患癌。 (FDA 指出,该染料导致大鼠患癌的方式在人类身上不会发生。) 这种染料已被用于食品、药品和化妆品超过一个世纪,早在 1977 年的一项研究中,它 首次被证明 在啮齿动物中具有致癌性。在子宫内暴露于染料后,喂给大鼠的每日剂量(按动物体重计算)比世界卫生组织目前认为可安全用于人类的剂量高出 24,000 多倍。总共有 69 只雄性大鼠中有 16 只(但雌性大鼠均无)在终生暴露后患上了甲状腺肿瘤,尽管较低剂量下患肿瘤的大鼠数量较少。FDA 在 1990 年禁止了红色 3 号染料用于化妆品,但却允许该染料在食品中存在了 30 多年。

近期的禁令引起了褒贬不一的反应。南加州大学药理学和制药科学系兼职教授、食品技术员协会前主席罗杰·克莱门斯表示,红色 3 号染料从未被证明会导致人类癌症。但生物化学家和独立顾问 Maricel Maffini 表示,FDA 受制于一项名为“ 德兰尼条款”(Delaney Clause) 的法律规定,该条款禁止任何有证据表明在动物或人类中具有致癌作用的食品添加剂,无论剂量如何。“该条款假定‘即使是致癌物的一个分子也可能致癌’,”Maffini 说,因此在允许此类化合物用于食品时,答案就是“不——绝对不行”。在准备本报道的过程中,FDA 和 HHS 未提供对 Undark 通过电子邮件提出的问题的答复。

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由卡洛斯·蒙特罗及其合著者于 2018 年定义的 Nova 分类方案将食物分为四类。金字塔底部的第一类包括天然或最低限度加工的食品,而金字塔顶部的超加工食品 (UPF) 则包含“通常经过化学处理的廉价成分的配方,”蒙特罗写道,“例如改性淀粉、糖、油、脂肪和蛋白质分离物。”视觉: Vallianou 等人,Biomolecules 2025

甚至在州和联邦禁令生效之前,食品公司就已经自愿逐步淘汰了红色 3 号染料。例如,好时公司告诉 CBS 新闻,他们 于 2021 年停止 使用该染料。约翰霍普金斯大学高级讲师、食品科学与研究公司创始人 Kantha Shelke 表示,公司在将有争议的成分撤出市场时,通常会采取“隐蔽策略”。她在一封电子邮件中写道,悄悄过渡有助于确保现有库存不会“被消费者拒绝,同时重新配制的产品会逐渐出现在货架上”。

公司也一直在悄悄淘汰其他食用色素,包括黄色 5 号,肯尼迪在 YouTube 视频中曾点名批评它,称其会引起“肿瘤、哮喘、发育迟缓、神经损伤、注意力缺陷多动障碍 (ADD)、多动症 (ADHD)、激素紊乱、基因损伤、焦虑、抑郁、肠道损伤。”该染料也被称为柠檬黄,同样历史上源自煤焦油,在 20 世纪初 首次出现在食品中。到 20 世纪 70 年代,越来越多的证据将其与荨麻疹(也称为风疹块)等健康问题联系起来。据 Shelke(她也是食品技术员协会的成员)称,十多年前,公司就开始逐步淘汰柠檬黄,有时会用辣椒粉和姜黄等天然替代品来代替。然而,Shelke 在一封电子邮件中写道,这种鲜黄色的染料仍然存在于许多传统食品中,“包括苏打水、糖果、麦片、Jell-O 和零食。”《华尔街日报》最近的一项 分析 发现,在 450,000 种食品和饮料的联邦数据库中,超过十分之一的产品至少含有一种人造染料。在这些产品中,40% 使用了三种或更多的染料。

虽然癌症担忧促使红色 3 号染料的消亡,但对柠檬黄和其他染料的健康担忧主要集中在儿童神经系统驱动的行为问题上。在 1975 年出版的一本书中,旧金山的儿科过敏症医生本杰明·范戈尔德将行为症状归咎于典型美国儿童摄入合成食品添加剂和染料。他因此成为倡导“范戈尔德饮食法”(不含这些物质)的小名人。

然而,作为注意缺陷多动障碍 (ADHD) 的预防和治疗方法,范戈尔德饮食法引起了争议,尤其是在认为支持证据不足的怀疑的医生中间。多年来,对 ADHD 饮食干预的研究产生了相互矛盾的结果。2010 年,欧盟采取了预防措施, 要求 含有合成食用色素的食品必须进行标签,警告可能对儿童的活动和注意力产生不利影响。但尽管美国儿科学会  公共利益科学中心 等组织敦促,FDA 尚未要求类似的标签。

2012 年,俄勒冈健康与科学大学精神病学教授乔尔·尼格 (Joel Nigg) 及其团队合著的一篇 论文 表明染料与行为效应可能有关,该论文已被引用数十次。尼格及其团队汇集了数十项研究,调查了膳食添加剂对儿童 ADHD 症状的作用。基于这项荟萃分析的结果,尼格及其同事得出结论,约有三分之一的 ADHD 儿童可能对不含合成添加剂的限制性饮食有反应,其中 8% 的儿童可能对食用色素特别敏感。他们写道,证据太弱,无法在“没有强烈的预防性立场”的情况下采取政策行动,但也“过于实质而不能忽视”。

加州环境健康危害评估局的科学家领导的一项后来于 2022 年进行的 审查 得出了更明确的结论。OEHHA 团队汇集了 27 项对暴露于合成食用色素的儿童进行的临床试验。大多数试验采用交替时间表,直接给儿童服用染料或安慰剂。父母、老师,有时还有受过训练的专家评估了儿童的行为,在一些研究中,他们并不知道染料暴露何时发生。OEHHA 审查的负责人、儿科医生马克·米勒 (Mark Miller) 表示,许多试验中测试的剂量模仿了合成食用色素的实际暴露情况。他表示,染料对一些儿童没有影响,而对其他儿童在注意力、冲动性、学习、记忆和多动方面有可衡量的影响。米勒现任加州大学旧金山分校副教授,他说,支持合成染料与神经行为效应之间联系的证据“非常强烈”。他说,FDA 对这些化学物质的暴露限值(称为可接受的每日摄入量)“可能不足以保护儿童”。

《华尔街日报》发现,在 450,000 种食品和饮料的联邦数据库中,超过十分之一的产品至少含有一种人造染料。在这些产品中,40% 使用了三种或更多的染料。

克莱门斯对这类荟萃分析持尖锐批评态度,称它们“不值一提”。他说,荟萃分析不是“看待所有证据”,例如关于某个研究问题的所有已发表的研究,而是仅限于符合审查作者预先定义的纳入标准的一组精选的个体研究。克莱门斯承认有些人对食用色素敏感,但也质疑科学家是否知道染料可能引起行为效应的机制。

尽管如此,也提出了一些可能的机制。伦敦帝国理工学院儿科医生兼名誉教授约翰·沃纳 (John Warner) 和其他研究人员发表的 证据 表明,食用色素可能通过刺激组胺的释放而导致多动症,组胺然后与大脑中的受体结合。组胺因其在过敏和哮喘中的作用而闻名,但这种神经递质的受体“与行为改变有关,”沃纳说。沃纳合著的一项 研究 显示,3 岁、8 岁或 9 岁的儿童服用了添加了食用色素或安慰剂的水果饮料。染料会增加一些儿童的多动症。2010 年发表的 另一项研究 的结果表明,受影响最大的儿童具有不易分解组胺的基因变异(与 ADHD 无关)。沃纳解释说,这些结果表明食用色素会触发组胺释放,进而可能过度刺激这些基因易感儿童的受体,导致冲动和多动行为。


一项 在欧洲进行的 持续进行的研究 可能会进一步阐明食品添加剂的健康影响。NutriNetSanté 研究由法国研究人员于 2009 年启动,是世界上最大的营养与健康研究之一,拥有超过 100,000 名参与者。注册的受试者使用条形码扫描仪扫描他们食用的食品。该研究的联合研究员、巴黎北方索邦大学流行病学家 Bernard Srour 表示:“我们可以从包装中提取有关他们接触了哪些添加剂的信息。”NutriNetSanté 团队测量了欧洲批准用于包装食品的约 400 种添加剂中的大部分的水平,从而能够精确量化暴露量。Srour 拒绝就一项关于合成染料的正在进行的研究发表评论。但他特别提到了关于乳化剂和人工甜味剂的发现,将两者描述为“与人类疾病风险增加有关”。

乳化剂可以将疏水性(憎水)和亲水性(喜水)物质混合成稳定的混合物。例如,蛋黄酱依靠一种叫做卵磷脂的天然乳化剂来保持调味品的稳定,使其不会分离成水和油的成分。其他天然乳化剂包括卡拉胶(来自海藻)、槐豆胶(来自角豆种子)、单甘油酯和双甘油酯(来自脂肪酸和甘油)、瓜尔胶(来自瓜尔豆)以及通过发酵一种名为 Xanthomonas campestris 的细菌产生的黄原胶。

NutriNetSanté 研究由法国研究人员于 2009 年启动,是世界上最大的营养与健康研究之一,拥有超过 100,000 名参与者。

一些证据表明,某些 乳化剂 会损害 肠道表面的保护性粘液层,可能导致细菌毒素(包括脂多糖)渗入血液。当脂多糖与免疫细胞上的受体结合时,它们会引发炎症反应,从而“增加心血管疾病和糖尿病的风险,”美国国立卫生研究院临床研究员 Katherine Maki 说。NutriNetSanté 研究人员的研究提供了支持性证据。2024 年,该团队 报告 称,饮食中暴露于卡拉胶、瓜尔胶和黄原胶会增加研究中成年人患 2 型糖尿病的风险。

Shelke 认为,合成乳化剂可能构成相对更大的健康风险。Shelke 在一封电子邮件中写道,合成乳化剂用量少且比天然替代品便宜,它们在自然界中不存在,我们的微生物群也无法处理它们。佐治亚州立大学免疫学家兼研究员 Andrew Gewirtz 指出,与卵磷脂等天然乳化剂不同,卵磷脂可以被小肠中的微生物分解,而合成乳化剂会未经识别地穿过胃肠道,并在结肠中停留 7 到 8 小时,与细菌相互作用。他说,在动物模型中,乳化剂已被证明可以改变细菌基因表达,导致微生物“表达毒力因子,使它们更具攻击性”。

科学家们认为这在人类身上也可能发生。Gewirtz 建议消费者避免使用羧甲基纤维素和聚山梨酯 80,但也建议人们尽量减少摄入瓜尔胶和黄原胶。在天然乳化剂中,他表示,“这些对小鼠影响最大,”并补充道,“我们不知道为什么或这对人类的适用性如何。”

与此同时,Shelke 引用了毒理学中一句常被引用的说法,即剂量决定毒性。例如,她在一封电子邮件中指出,人类在数千年来一直在消耗天然形式的黄原胶,但不是现在食品产品中使用的这种浓缩剂量。同样,少量摄入的合成乳化剂可以在不损害微生物群的情况下发挥其功能,“而过量暴露可能会产生不利影响,”她写道。

那么,餐桌上常见的包装袋和低卡路里产品配料表中的人造甜味剂又如何呢?多年来,已经引入了许多品种,但关于这些化合物的健康证据缺乏共识。例如,世界卫生组织国际癌症研究机构援引高剂量动物研究和有限的人类肝癌关联证据,将阿斯巴甜列为可能的致癌物,而 FDA 则认为阿斯巴甜在“按批准的用途使用”时是安全的。抛开癌症担忧不谈,甜味剂也可能以破坏身体对血糖控制的方式改变肠道微生物群,这可能会导致“2 型糖尿病以及体重增加和肥胖,”约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院分子微生物学和免疫学助理教授 Jotham Suez 在一封电子邮件中写道。

来自 NutriNetSanté 队列和其他研究的证据也表明了人工甜味剂的代谢弊端。味道甜的物质会刺激大脑释放胰岛素,胰岛素是一种控制血糖的激素。像阿斯巴甜和三氯蔗糖(Splenda)等产品比蔗糖甜数百倍,会刺激大脑过度反应并释放比所需更多的胰岛素。Shelke 说,过量的胰岛素“会给身体的其他部位造成破坏。”但她说,如果人们偶尔少量食用人工甜味剂和其他添加剂,“那没关系。”

WASHINGTON, DC - APRIL 22: Health and Human Services Secretary Robert F. Kennedy Jr. takes the stage to speak at a news conference at the Health and Human Services Department on April 22, 2025 in Washington, DC. Kennedy spoke about the intent of the FDA "to phase out the use of petroleum-based synthetic dyes in the nation's food supply." (Photo by Andrew Harnik/Getty Images)
2025 年 4 月 22 日,小罗伯特·F·肯尼迪在华盛顿特区的卫生与公众服务部新闻发布会上发表讲话。肯尼迪谈到了 FDA “逐步淘汰美国食品供应中使用石油基合成染料”的意图。摄影:Andrew Harnik/Getty Images Andrew Harnik

在 X 上发布的另一段 视频 中,肯尼迪发誓要让美国食品像他童年时一样健康。但要从大规模流行病学数据中推断出因果关系是困难的。此外,区分添加剂对慢性病的影响与超加工食品中热量密度以及高水平饱和脂肪、糖和盐的影响,还需要长期的、收集人类数据的研究,Maki 和同事们在 2024 年的一篇 评论文章 中写道。在此期间,对添加剂施加新的限制——包括收紧 GRAS 漏洞——能否产生切实的健康益处?

肯尼迪将他 3 月份对 FDA 的指示描述为将促进“彻底透明,确保所有美国人知道他们的食物里有什么。”肯尼迪还表示,他将指导 FDA 和美国国立卫生研究院加强对现有 GRAS 化学品的上市后评估,目的是识别那些让美国人生病的化合物,以便消费者和监管机构能够做出明智的决定。

哈佛法学院的布罗德·莱布在一封电子邮件中表示,她“完全支持 RFK 的信,指示 FDA 看看他们能做什么来解决 GRAS 途径问题。”她也支持任何增加上市后监督的努力,“但我认为细节决定成败,在于他们是否能以一种有影响力的方式进行实际的监督和执法。”她补充道,“考虑到 FDA 和整个 HHS 的工作人员大幅削减,实现这些目标将非常困难。”

区分添加剂对慢性病的影响与超加工食品中热量密度以及高水平饱和脂肪、糖和盐的影响,还需要长期收集人类数据的纵向研究。

“我认为事实是我们不知道收紧这些漏洞是否会对美国的慢性病产生任何影响,”马萨诸塞州剑桥健康联盟的内科医生、FDA 政策的知名评论员 Pieter Cohen 在一封电子邮件中写道。科恩指出,这一策略可能会为消费者带来透明度,让他们可以在食品标签上查找 GRAS 物质。也许消费者在意识到他们认为的食物“实际上只是一堆化学品”时,可能会避免超加工食品。但是,证据表明,美国的消费者购买的超加工食品数量也在增加。北卡罗来纳大学教堂山分校的营养学兼职助理教授 Elizabeth Dunford 表示,“无论是视觉、质地还是风味,‘感官相关的工业添加剂才是吸引你的’。”她和她的合著者于 2023 年 报告 称,近 60% 的美国家庭购买的食品含有化学添加剂,这一比例在 2001 年至 2019 年间增长了约 10%。与此同时,她和她的团队发现,不含添加剂的产品的购买比例下降了 10% 以上。

消费者将如何看待没有熟悉外观、触感和味道的食物?Shelke 说,那些看不到人造染料提供的鲜艳、纯净颜色的人可能会“认为食物被掺假了”。然而,她说,GRAS 体系可以得到更好的监管,以保证产品的完整性,因为在食品安全方面,“信任是我们拥有的一切。”

 

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