地球与环境

Acesulfame Potassium可以留下苦味的环境味道吗?

我们的现代污水是我们在我们日常生活中使用的新化学化合物的许多潜在的毒性威胁。这种现象的一个可能出现意外的参赛者是aceSulfame钾(Ace-k),一种无热量的甜味剂。由于它没有被身体消化,ACE-K直接排出厕所,到达我们的废水和地表水。Ecotox-Guiney Consulting的主要科学家Patrick Guinyy博士领导了第一个系统审查,以检查ACE-K是否在我们的废水中的增加可能使其成为对环境有毒的最新化学品。他发现,谢天谢地,ACE-K对环境的影响可忽略不计。

近几十年来,我们的社会越来越被浪费占据。随着大都市的扩张和地球人口的持续增长,需要管理更多的垃圾。这包括污水和废水的增加。人口越多,就意味着有更多的厕所和水龙头来冲走我们产生的各种水基废物,从被冲走的排泄物到洗掉平底锅上的食用油。

污水并不令人惊讶的是,污水含有一种需要在废水植物中进行处理的化学品鸡尾酒。即使在某些国家的现代和复杂的污水和水处理系统中,一些化学品和污染物也可以存活治疗过程。这可能会通过促进环境污染对人们和动物构成威胁。来自药物,杀虫剂和个人护理产品的内分泌干扰化学品是一类被怀疑改变水生动物生殖性别的化学品的一个例子。

图1.先前据报道,可热量的甜味剂乙酰磺胺钾钾(ACE-K)对废水处理厂的生物盖进行抗性。因此,其增加的使用量被确定为合理的环境问题。

一种可能意想不到的废水化学物质是安赛蜜钾(ACE-K)。ACE-K是一种低和无热量的甜味剂(LNCS)用作糖的健康替代品。ACE-K是由卡尔·克劳斯在1967年偶然发现的,并于1988年被美国食品和药物管理局(FDA)批准为一种食品/饮料甜味剂。它已经成为一种受欢迎的无卡路里替代糖,也许是因为它比蔗糖甜200倍,因此,在食品和饮料中需要更少的糖分来达到期望的甜味水平。

ACE-K直接以甜味和阳光甜味剂销售,用于味道许多产品,包括(但不限于)烘焙产品,苏打水,果汁,甜点和牙膏。在过去的几十年中,LNC已经变得更广泛地用作糖的无热量替代品。虽然糖以热量的成本吸收,但甚至没有被身体吸收的ACE-K。相反,ACE-K不变地排出身体。但是如果有一个价格支付卡路里的甜蜜的价格怎么办?

ACE-K已成为一个受欢迎的人
无需糖的替代品,也许是因为它比蔗糖更甜的200倍。

一种人为的苦乐参半的味道?
LNCs受到了很多怀疑和争议的主题,围绕负面副作用的潜力进行了大量讨论。研究人员提出了对癌症,肾脏疾病,控制身体的血糖水平的担忧,以及怀孕问题。虽然美国和欧洲监管机构已表示这种甜味剂是安全的,但研究已经开始识别与ACE-K不同的潜在担忧:可能与废水污染相关的可能的环境问题。

由于ACE-K不会被人体吸收,它会被排泄到厕所,然后进入当地的污水处理系统。最终,如果污水处理厂无法对其进行生物降解,ACE-K可能会进入环境,包括各种水体。传统上,ACE-K在体外的生命一直被忽视。直到最近几年,新的环境研究才开始探讨环境健康问题。随着它在地表水中的浓度不断增加,研究人员最近越来越担心,它可能是人类制造并释放到水生环境中的潜在有毒污染物的最新名单。

图2.废水处理厂ACE-K的概念化命运。

它是一个新的研究主题的后果是,还尚未对ace-k可能的环境影响的研究进行了系统审查,并且无法辨别出对该主题的明确协议。对于任何对ACE-K周围的科学文献进行可访问和可靠的评估的人,这是有问题的,如风险管理人员和政策制定者,这些人是应当制定政策阻止环境损害的政策。

Ecotox-Guiney咨询和威斯康星大学 - 麦迪逊大学的兼职教授议长帕特里克Guiney博士领导了关于ACE-K环境风险的审查文件的出版。Guiney博士及其团队首次进行,并根据从公布的科学论文以及灰色文献的环境风险评估的可靠和相关数据,根据ACE-K的可用环境数据的全部。他们使用专家科学判断来评估,审查和整合所有数据,以形成有意义的ace-k的环境影响结论。

Guiney博士和他的同事开始专注于地表水,参考任何未渗透到地面下方的自然水,这是水循环的一部分。这包括海洋,河流,湖泊和湿地。通过仔细评估围绕ACE-K的化学结构和性质的科学文学,他们能够预测它应该在环境中分区。Ace-K的化学结构使自身被热切地吸收在水中,这是不熟练的,因为它已经在废水和表面水中检测到较低的下部(PPB)范围。

审查环境中的ACE-K
不过,幸运的是,土壤吸收ACE-K的热情不像吸收水那样强烈(即,污泥和地下水中的万亿分之一),这意味着它不会对土壤或河流/海洋沉积物床产生重大影响。此外,其化学结构也表明ACE-K不能在水生生物体内积累,这已在已发表的研究中得到证实。

但问题仍然存在,如果它在地表水中的浓度超过无毒暴露的情况下,ace-k仍然可以对水生动物有毒吗?Guiney博士能够从文件中收集文件的数据,这些论文已经记录了来自世界各地的水体内的ACE-K浓度。他的团队还评估了研究艾斯-K毒性短期或长期毒性的浓度的研究,以各种水生生物,包括鱼类和无脊椎动物,鱼胚,淡水植物以及国内污泥微生物的毒性。

将这些数据结合起来进行概率暴露分析,Guiney博士和他的合作者发现,目前水生生物暴露在具有毒性浓度水平的ACE-K中风险非常低。数据显示,地表水中的ACE-K含量不足以危害任何被研究的水生生物。即使在最坏的情况下,ACE-K的浓度仍然比造成伤害所需的最小毒性浓度低3.5个数量级。

本研究中使用的概率暴露模型是美国以美国为中心的,但Guiney博士通过创建一个“曝光指数”来确保他的审查具有全球相关性,从而制定了在世界其他地区的美国水域中计算和比较了美国水域的ACE-K浓度。它证实,美国的ACE-K浓度与世界其他地区具有高昂的ACE-K消费,并在全球范围内适用。

Guiney博士的审查表明,ACE-K对水生物体的影响可忽略不计。尽管如此,我们还在继续评估我们消耗的资源以及消费的效果。

ACE-K的生物降解性
该科学调查的另一个兴趣点是据报道的ace-k的生物降解性率,这是有机物质被微生物分解成更简单的物质,例如二氧化碳,水和氨的过程,而不会损害环境。如果ACE-K不容易降解,无论是在废水处理厂(WWTPS)中还是在外部环境中,那么它都可以在水中产生长期积聚的ACE-K(或毒品)。最终,这种积聚可以达到毒性浓度并开始伤害动物。有一段时间,科学家们担心这种情况,因为研究表明ACE-K没有易生物降解。

有趣的是,Guiney博士注意到文学最近的转变,2014年在2014年之前的研究报告,实际上是在世界各地的几个WWTPS中非常生物降解。但是,它没有完全清楚为什么是这种情况。在一些WWTPS中发现这种偏移的原因可能更高,更有效的操作温度,或者在可以更容易地代谢ACE-K的新细菌的进化和建立的进化和建立 - 完全吃早餐。无论运动中的机制如何,它确实意味着ACE-K没有受到盗窃症状的危险性刺激毒性浓度。相反,我们甚至可能预期在德国一些河流中报道的地表水中Ace-k浓度的可测量降低,在德国的一些河流中,已经观察到验证的70%和80%之间的ACE-K浓度为70%至80%的浓度2013年至2016年(Kahl等,2018)。

ACE-K的浓度仍然是3.5个数量级,而不是危害水生生物所需的最小毒性浓度。

随着ACE-K研究向前迈进
虽然这一初步ACE-K环境风险评估令人鼓舞,但我们不应该假设我们的工作完成。研究人员仍然可以做有用的工作来鉴定ACE-K饮食中细菌中的降解酶,并序列它们的基因组以了解它如何破坏ACE-K。还需要增加从不同地区分离和表征ACE-K降解细菌的努力。其他问题,例如阳光对ACE-K降解的影响,是当前研究中缺乏清晰度的另一个领域。尽管我们所知的这些云,但更广泛的积极消息对每个人都很明显。

ACE-K对环境的影响可忽略不计,对地球取决于水生生命的威胁很小。这些信息,虽然不是捕捉普遍公众兴趣的标题捕捉戏剧,同样重要,因为我们继续评估我们消耗的资源,以及消费后面的东西。As we continue to flush away more wastewater, with an increasingly varied cornucopia of new chemical compounds, it’s more important than ever to be vigilant about the professional values and applications we use when developing and describing the science of environmental risk assessment that ensure transparency, reliability, and reduction of bias related to the potential impacts of these chemicals on our wastewaters and aquatic ecosystem.

我们知道我们正在挤压厕所或放下水槽的排水,以及一旦它留下身体和家园的影响,我们就会至关重要。

个人反应

从环境风险评估的角度来看,您认为最近发表了何种发表的结果的重要性,增强了世界各地ACE-K的生物降解?

在2014年左右之前发表的研究倾向于得出结论,ACE耐生物降解,通常只是生物降解到相对较小的范围(通常在5-41%之间)。认为ACE-K的这种有限的代谢被认为与共代谢过程有关,并导致这一低卡路里甜味剂可以用作表面水域的废水输入示踪剂。在全球多个WWTPS中观察到明显高于ACE-K生物降解(高达> 97%)的最新发现表明使用ACE-K作为环境废水示踪剂的想法已陷入废弃。我们现在知道ACE-K的细菌降解是一种分解代谢过程,导致完全矿化和掺入ACE-K分子的碳屈服部分回到环境。这种观察到的ace-k的其他重要特征是ACE-K的生物降解是保证,尽管ace-k的使用增加,但我们审查所建立的当前安全的大幅度应保持有效。

此功能文章是通过批准的研究团队特色而创建的。这是一个协作的生产,由特色辅助,全球分销提供支持。

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