糖和甜味劑對螞蟻的吸引及健康影響

蔡怡文

摘? 要：為了探究人工甜味劑是否健康，本研究以中亞弓背蟻為研究對象，選用蔗糖、葡萄糖和甜味劑（赤蘚糖醇、甜蜜素、安賽蜜）來觀察相同環境下中亞弓背蟻對不同甜味物質的進食表現和趨向性以及甜味劑的甜度和熱值對其趨向性的影響，通過監測中亞弓背蟻在不同甜味物質環境下的存活率，探究長時間暴露人工甜味劑對生物個體健康的影響。試驗結果表明，葡萄糖、赤蘚糖醇、甜蜜素、安賽蜜對中亞弓背蟻的健康均有一定程度的負面影響，其中葡萄糖組螞蟻的存活率最低，赤蘚糖醇對螞蟻的吸引力和危害性較強。

關鍵詞：甜味劑；中亞弓背蟻；存活率

中圖分類號：Q966 文獻標志碼：A ? ? ? ?文章編號：1001-0769（2024）02-0097-04

隨著現代社會的發展，人們對健康飲食日益關注，一些商家通過使用低熱量甚至零熱量的人工甜味劑來代替傳統的蔗糖，既滿足了人們對甜味的追求，又減少了糖分攝入。一些研究指出，盡管甜味劑能夠模仿蔗糖的甜味，但其在口感、甜味持久性等方面與蔗糖仍存在一定差距[1-2]。人工甜味劑對人類健康的影響，尤其是腸道微生物的影響，尚不明確。陳連連[3]和劉星等[4]研究發現，短期攝入人工甜味劑能使小鼠血糖波動異常，長期攝入會導致小鼠攝食量、飲水量發生變化，體重不斷增加，葡萄糖耐受性下降。另有研究發現，人工甜味劑很難被消化，會隨著排泄物排出體外，甚至通過流入飲用水水源再回到人體內。螞蟻在自然生態系統中承擔著重要的作用，如維持生態平衡、促進土壤肥力、分解有機物、散播種子等。中亞弓背蟻是一種屬于膜翅目蟻科的昆蟲，習性穩定，喜食甜食，工蟻壽命一般為1～2年，營巢主要分布于農田、林地。中亞弓背蟻對干擾震動不敏感，不會因為試驗過程中的搬運和磕碰導致絕食、棄巢等行為[5]。本文通過研究糖和人工甜味劑對螞蟻的吸引以及對健康的影響，探索人工甜味劑對生命個體健康甚至生態系統的潛在影響。

本試驗以中亞弓背蟻為研究對象，選擇蔗糖、葡萄糖和3種人工甜味劑（赤蘚糖醇、甜蜜素、安賽蜜）來探究中亞弓背蟻對不同甜味物質的趨向性，并分析甜味劑的甜度和熱值對螞蟻趨向性的影響。本試驗還通過監測螞蟻在不同甜味物質環境下的存活情況，探究長時間攝入人工甜味劑對生物個體健康的影響。

1? 試驗材料

1.1 主要試劑

蔗糖、葡萄糖、赤蘚糖醇、甜蜜素和安賽蜜購自國藥集團化學試劑有限公司；濾紙購自北京華越洋生物科技有限公司；面包蟲干購自北京玖研科技有限公司。

1.2 主要儀器

分析天平為瑞士梅特勒托利多公司生產；超聲波清洗機為寧波新芝凍干設備股份有限公司生產。

1.3 試驗動物

中亞弓背蟻購自北京玖研科技有限公司。

2? 試驗方法與設計

中亞弓背蟻隨機分組，于相同的環境下飼養，飼喂不同的甜味物質（蔗糖、葡萄糖、赤蘚糖醇、甜蜜素和安賽蜜），為期4周，觀察螞蟻的進食行為及存活狀況。

2.1 中亞弓背蟻的飼養及飼養裝置的搭建

給中亞弓背蟻喂食面包蟲、糖和甜味劑，觀察其進食情況。培養皿蓋子對半切開，在切割好的培養皿上畫好分界線，分隔成大小相等的若干小扇區，以便放食。

2.2 中亞弓背蟻對糖和甜味劑的趨向性及存活率試驗

將蔗糖（A組）、葡萄糖（B組）、赤蘚糖醇（C組）、甜蜜素（D組）、安賽蜜（E組）和面包蟲（對照組）分別研磨成固體粉末，測試中亞弓背蟻的趨向性。取不同組的固體干粉3 g分別放入與之編號相對應的培養皿中，觀察中亞弓背蟻的取食情況。中亞弓背蟻一直飼喂到第4周，每周記錄中亞弓背蟻的存活數，4周后計算存活率（4周后的存活數/初始數）。甜度、熱值（x）和螞蟻存活率（y）之間的相關性（R）按以下公式計算：

R=∑（x-x）（y-y）/√[∑（x-x）2∑（y-y）2]

3? 結果與分析

3.1 不同糖、甜味劑對中亞弓背蟻趨向性的影響

觀察每組中亞弓背蟻的取食情況發現，A組蔗糖和C組赤蘚糖醇被中亞弓背蟻吃的較多，幾乎無殘留，對其他試驗組甜味劑吃的較少，有明顯的食物殘留。推測中亞弓背蟻對蔗糖和赤蘚糖醇的趨向性高，對E組安賽蜜、D組甜蜜素和B組葡萄糖的趨向性低（圖1）。

3.2 甜味劑對中亞弓背蟻健康的影響

試驗發現，4周后，所有試驗組的中亞弓背蟻均有死亡，具體存活情況見表1。結果顯示，A組（蔗糖）和對照組中亞弓背蟻的死亡數較少，4周后存活率均超過了80.0％；B組（葡萄糖）、C組（赤蘚糖醇）、D組（甜蜜素）和E組（安賽蜜）中亞弓背蟻的存活率均低于A組（蔗糖）和對照組的，B組的（葡萄糖）存活率最低。推測安賽蜜、甜蜜素和葡萄糖可能對中亞弓背蟻的健康具有一定的危害性，且中亞弓背蟻對這些物質沒有明顯喜好；赤蘚糖醇對中亞弓背蟻有害，但中亞弓背蟻對其有喜好；對于蔗糖，螞蟻不僅喜歡而且對其健康無害。

3.3 甜味劑甜度對中亞弓背蟻存活率的影響

本研究所選用的糖、甜味劑的甜度為安賽蜜（2 000）、甜蜜素（400），蔗糖（100）、赤蘚糖醇（80）、葡萄糖（50）。根據甜味劑甜度以及中亞弓背蟻的存活情況發現，中亞弓背蟻對安賽蜜（甜度較高）、甜蜜素（甜度較高）和葡萄糖（甜度較低）的趨向性很低或幾乎無趨向性。中亞弓背蟻對赤蘚糖醇和蔗糖的趨向性較高，且兩者的甜度相似。赤蘚糖醇和蔗糖是天然甜味劑，廣泛存在于各種微生物、植物及動物中。本試驗表明，中亞弓背蟻對甜味劑的喜好程度不僅與甜度有關，還可能與甜味劑的種類、來源等因素有關。根據不同試驗組甜味劑的甜度和中亞弓背蟻的存活率計算得出二者的相關系數（R=0.013）接近于零，說明甜味劑甜度與螞蟻存活率之間無明顯的相關性。

3.4 甜味劑熱值對中亞弓背蟻存活率的影響

試驗所選糖和甜味劑的熱值由高到低為葡萄糖（16.80 kJ/g）、蔗糖（16.30 kJ/g）、安賽蜜（8.37 kJ/g）、赤蘚糖醇（1.65 kJ/g）、甜蜜素（0）。本研究顯示，中亞弓背蟻對能量和甜度都較低的赤蘚糖醇的趨向性并不低，由此推測，決定螞蟻對糖趨向性的因素除了糖的甜度和熱值外，可能還存在其他未確定的因素。根據不同試驗組甜味劑的熱值和中亞弓背蟻的存活率計算得到二者的相關系數（R=-0.014）接近于零，說明甜味劑熱值與中亞弓背蟻的存活率之間無明顯的相關性。

4? 結論

本試驗研究了不同甜味劑對中亞弓背蟻吸引力及存活率的影響。研究發現：（1）在試驗所選擇的糖和甜味劑中，螞蟻對安賽蜜、甜蜜素和葡萄糖的趨向性很低或幾乎無趨向性，對赤蘚糖醇和蔗糖的趨向性相對較高，且兩者的甜度相似；（2）中亞弓背蟻對熱值和甜度均較低的赤蘚糖醇的趨向性并不低，推測決定中亞弓背蟻對糖趨向性的因素除了糖的甜度和熱值外，可能還存在其他未確定因素；（3）與對照組相比，蔗糖環境下中亞弓背蟻的存活率最高，葡萄糖環境下的存活率最低。

綜上，本研究中的5種甜味物質，赤蘚糖醇對中亞弓背蟻的吸引力強且危害性也較大，葡萄糖、甜蜜素、安賽蜜對螞蟻的健康也存在一定程度的負面影響。

參考文獻

[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] 周國旺，楊娜，張宇擎，等．代糖產品特性與對人體健康的利弊的評估[J]．甘蔗糖業，2022，51（3）：74-81.

[3] 陳連連．人工甜味劑暴露影響模式動物鼠小腸葡萄糖吸收的研究[D]．杭州：浙江工商大學，2016.

[4] 劉星，蒙泳，張言，等．食品中常見人工合成甜味劑的基本特征及其對生理代謝的影響[J]．食品安全質量檢測學報，2021，12（14）：5734-5741.

[5] 趙從民．螞蟻的習性及人工養殖法[J]．畜牧獸醫科技信息，2001（11）：18-19.