糖和甜味剂对蚂蚁的吸引及健康影响

蔡怡文

摘  要：为了探究人工甜味剂是否健康，本研究以中亚弓背蚁为研究对象，选用蔗糖、葡萄糖和甜味剂（赤藓糖醇、甜蜜素、安赛蜜）来观察相同环境下中亚弓背蚁对不同甜味物质的进食表现和趋向性以及甜味剂的甜度和热值对其趋向性的影响，通过监测中亚弓背蚁在不同甜味物质环境下的存活率，探究长时间暴露人工甜味剂对生物个体健康的影响。试验结果表明，葡萄糖、赤藓糖醇、甜蜜素、安赛蜜对中亚弓背蚁的健康均有一定程度的负面影响，其中葡萄糖组蚂蚁的存活率最低，赤藓糖醇对蚂蚁的吸引力和危害性较强。

关键词：甜味剂；中亚弓背蚁；存活率

中图分类号：Q966 文献标志码：A        文章编号：1001-0769（2024）02-0097-04

随着现代社会的发展，人们对健康饮食日益关注，一些商家通过使用低热量甚至零热量的人工甜味剂来代替传统的蔗糖，既满足了人们对甜味的追求，又减少了糖分摄入。一些研究指出，尽管甜味剂能够模仿蔗糖的甜味，但其在口感、甜味持久性等方面与蔗糖仍存在一定差距[1-2]。人工甜味剂对人类健康的影响，尤其是肠道微生物的影响，尚不明确。陈连连[3]和刘星等[4]研究发现，短期摄入人工甜味剂能使小鼠血糖波动异常，长期摄入会导致小鼠摄食量、饮水量发生变化，体重不断增加，葡萄糖耐受性下降。另有研究发现，人工甜味剂很难被消化，会随着排泄物排出体外，甚至通过流入饮用水水源再回到人体内。蚂蚁在自然生态系统中承担着重要的作用，如维持生态平衡、促进土壤肥力、分解有机物、散播种子等。中亚弓背蚁是一种属于膜翅目蚁科的昆虫，习性稳定，喜食甜食，工蚁寿命一般为1～2年，营巢主要分布于农田、林地。中亚弓背蚁对干扰震动不敏感，不会因为试验过程中的搬运和磕碰导致绝食、弃巢等行为[5]。本文通过研究糖和人工甜味剂对蚂蚁的吸引以及对健康的影响，探索人工甜味剂对生命个体健康甚至生态系统的潜在影响。

本试验以中亚弓背蚁为研究对象，选择蔗糖、葡萄糖和3种人工甜味剂（赤藓糖醇、甜蜜素、安赛蜜）来探究中亚弓背蚁对不同甜味物质的趋向性，并分析甜味剂的甜度和热值对蚂蚁趋向性的影响。本试验还通过监测蚂蚁在不同甜味物质环境下的存活情况，探究长时间摄入人工甜味剂对生物个体健康的影响。

1  试验材料

1.1 主要试剂

蔗糖、葡萄糖、赤藓糖醇、甜蜜素和安賽蜜购自国药集团化学试剂有限公司；滤纸购自北京华越洋生物科技有限公司；面包虫干购自北京玖研科技有限公司。

1.2 主要仪器

分析天平为瑞士梅特勒托利多公司生产；超声波清洗机为宁波新芝冻干设备股份有限公司生产。

1.3 试验动物

中亚弓背蚁购自北京玖研科技有限公司。

2  试验方法与设计

中亚弓背蚁随机分组，于相同的环境下饲养，饲喂不同的甜味物质（蔗糖、葡萄糖、赤藓糖醇、甜蜜素和安赛蜜），为期4周，观察蚂蚁的进食行为及存活状况。

2.1 中亚弓背蚁的饲养及饲养装置的搭建

给中亚弓背蚁喂食面包虫、糖和甜味剂，观察其进食情况。培养皿盖子对半切开，在切割好的培养皿上画好分界线，分隔成大小相等的若干小扇区，以便放食。

2.2 中亚弓背蚁对糖和甜味剂的趋向性及存活率试验

将蔗糖（A组）、葡萄糖（B组）、赤藓糖醇（C组）、甜蜜素（D组）、安赛蜜（E组）和面包虫（对照组）分别研磨成固体粉末，测试中亚弓背蚁的趋向性。取不同组的固体干粉3 g分别放入与之编号相对应的培养皿中，观察中亚弓背蚁的取食情况。中亚弓背蚁一直饲喂到第4周，每周记录中亚弓背蚁的存活数，4周后计算存活率（4周后的存活数/初始数）。甜度、热值（x）和蚂蚁存活率（y）之间的相关性（R）按以下公式计算：

R=∑（x-x）（y-y）/√[∑（x-x）2∑（y-y）2]

3  结果与分析

3.1 不同糖、甜味剂对中亚弓背蚁趋向性的影响

观察每组中亚弓背蚁的取食情况发现，A组蔗糖和C组赤藓糖醇被中亚弓背蚁吃的较多，几乎无残留，对其他试验组甜味剂吃的较少，有明显的食物残留。推测中亚弓背蚁对蔗糖和赤藓糖醇的趋向性高，对E组安赛蜜、D组甜蜜素和B组葡萄糖的趋向性低（图1）。

3.2 甜味剂对中亚弓背蚁健康的影响

试验发现，4周后，所有试验组的中亚弓背蚁均有死亡，具体存活情况见表1。结果显示，A组（蔗糖）和对照组中亚弓背蚁的死亡数较少，4周后存活率均超过了80.0％；B组（葡萄糖）、C组（赤藓糖醇）、D组（甜蜜素）和E组（安赛蜜）中亚弓背蚁的存活率均低于A组（蔗糖）和对照组的，B组的（葡萄糖）存活率最低。推测安赛蜜、甜蜜素和葡萄糖可能对中亚弓背蚁的健康具有一定的危害性，且中亚弓背蚁对这些物质没有明显喜好；赤藓糖醇对中亚弓背蚁有害，但中亚弓背蚁对其有喜好；对于蔗糖，蚂蚁不仅喜欢而且对其健康无害。

3.3 甜味剂甜度对中亚弓背蚁存活率的影响

本研究所选用的糖、甜味剂的甜度为安赛蜜（2 000）、甜蜜素（400），蔗糖（100）、赤藓糖醇（80）、葡萄糖（50）。根据甜味剂甜度以及中亚弓背蚁的存活情况发现，中亚弓背蚁对安赛蜜（甜度较高）、甜蜜素（甜度较高）和葡萄糖（甜度较低）的趋向性很低或几乎无趋向性。中亚弓背蚁对赤藓糖醇和蔗糖的趋向性较高，且两者的甜度相似。赤藓糖醇和蔗糖是天然甜味剂，广泛存在于各种微生物、植物及动物中。本试验表明，中亚弓背蚁对甜味剂的喜好程度不仅与甜度有关，还可能与甜味剂的种类、来源等因素有关。根据不同试验组甜味剂的甜度和中亚弓背蚁的存活率计算得出二者的相关系数（R=0.013）接近于零，说明甜味剂甜度与蚂蚁存活率之间无明显的相关性。

3.4 甜味剂热值对中亚弓背蚁存活率的影响

试验所选糖和甜味剂的热值由高到低为葡萄糖（16.80 kJ/g）、蔗糖（16.30 kJ/g）、安赛蜜（8.37 kJ/g）、赤藓糖醇（1.65 kJ/g）、甜蜜素（0）。本研究显示，中亚弓背蚁对能量和甜度都较低的赤藓糖醇的趋向性并不低，由此推测，决定蚂蚁对糖趋向性的因素除了糖的甜度和热值外，可能还存在其他未确定的因素。根据不同试验组甜味剂的热值和中亚弓背蚁的存活率计算得到二者的相关系数（R=-0.014）接近于零，说明甜味剂热值与中亚弓背蚁的存活率之间无明显的相关性。

4  结论

本试验研究了不同甜味剂对中亚弓背蚁吸引力及存活率的影响。研究发现：（1）在试验所选择的糖和甜味剂中，蚂蚁对安赛蜜、甜蜜素和葡萄糖的趋向性很低或几乎无趋向性，对赤藓糖醇和蔗糖的趋向性相对较高，且两者的甜度相似；（2）中亚弓背蚁对热值和甜度均较低的赤藓糖醇的趋向性并不低，推测决定中亚弓背蚁对糖趋向性的因素除了糖的甜度和热值外，可能還存在其他未确定因素；（3）与对照组相比，蔗糖环境下中亚弓背蚁的存活率最高，葡萄糖环境下的存活率最低。

综上，本研究中的5种甜味物质，赤藓糖醇对中亚弓背蚁的吸引力强且危害性也较大，葡萄糖、甜蜜素、安赛蜜对蚂蚁的健康也存在一定程度的负面影响。

参考文献

[1] BUMROONGSRI P．Value-added product from sugarcane molasses：conversion of sugarcane molasses to non-caloric sweetener for applications in food and pharmaceutical industries[J]．Bioresour Technology，2024，395： 130370.

[2] 周国旺，杨娜，张宇擎，等．代糖产品特性与对人体健康的利弊的评估[J]．甘蔗糖业，2022，51（3）：74-81.

[3] 陈连连．人工甜味剂暴露影响模式动物鼠小肠葡萄糖吸收的研究[D]．杭州：浙江工商大学，2016.

[4] 刘星，蒙泳，张言，等．食品中常见人工合成甜味剂的基本特征及其对生理代谢的影响[J]．食品安全质量检测学报，2021，12（14）：5734-5741.

[5] 赵从民．蚂蚁的习性及人工养殖法[J]．畜牧兽医科技信息，2001（11）：18-19.