Искусственный подсластитель сукралоза, широко используемый в продуктах и напитках с нулевой калорийностью, представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Это вещество попадает в воду при очистке сточных вод и накапливается в природных водоемах, негативно влияя на их обитателей. Исследования ученых из США и других стран доказали, что сукралоза проникает в почву, ухудшая экологическую ситуацию.
Почему сукралоза представляет опасность для окружающей среды
Сукралоза – некалорийный заменитель сахара, созданный из сахарозы путем замены трех гидроксильных групп хлором. Вещество создано искусственным путем и не встречается в природе. Подсластитель устойчив к высоким температурам и изменениям кислотности среды, что позволяет использовать его в выпечке и продуктах длительного хранения.
Производители начали массово применять сукралозу вместо сахара, но ученые-экологи обеспокоены ее влиянием на окружающую среду. Человеческий организм не способен перерабатывать заменитель, поэтому сукралоза с отходами жизнедеятельности попадает в канализацию. В очистных резервуарах обнаружили высокие концентрации этого подсластителя – до 2800 нг/л, в то время как другие сладкие вещества: неотам, стевия, ацесульфам калия и неогесперидин дигидрохалкон (NHDC), присутствовали в гораздо меньших количествах.
Системы водоочистки плохо справляются с сукралозой. Исследования показывают, что более 98% этого вещества не задерживается фильтрами. В результате сукралоза загрязняет ручьи, грунтовые воды и, в конечном итоге, попадает в водоемы.
Сукралоза для природы опаснее других сахарозаменителей. В отличие от сахарина и цикламата, разрушающихся в процессе очистки сточных вод, молекулы этого заменителя сахара лишь частично разлагаются под воздействием воды, озона и микроорганизмов. Но это только усугубляет проблему, поскольку при распаде сукралозы выделяется хлор, вредный для всего живого.
Сукралозу уже обнаружили в реках Северной Каролины, Гольфстриме, Мексиканском заливе возле кораллового архипелага Флорида-Кис и на других водных объектах. Не исключено, что сахарозаменитель найдут в самых неожиданных местах, как это произошло с ДДТ, который был обнаружен даже в Антарктиде.
Влияние сукралозы на природный микробиом
Влияние сукралозы на микрофлору до конца не изучено. Но исследования бактерий в полости рта и кишечнике показали способность сахарозаменителя замедлять их рост. Например, сукралоза полностью останавливает размножение стрептококков и актиномицетов.
В другом исследовании у крыс, получавших воду, подслащенную сахаром, развился кариес. У грызунов, которым давали питье с сукралозой, количество кариозных зубов было значительно меньше. Это говорит о том, что кариесогенные бактерии плохо размножаются в присутствии подсластителя. Возможно, сахарозаменитель оказывает такое же действие на микроорганизмы, обитающие в окружающей среде.
Если сукралоза действительно замедляет рост бактерий, важно выяснить, действует ли она бактерицидно, убивая их, или бактериостатически, блокируя размножение. Также необходимо понять, как именно она влияет на микроорганизмы. Но уже сейчас ученые уверены, что попадание сукралозы в окружающую среду негативно влияет на микробиом воды, почвы и других природных ресурсов.
Сукралоза угнетает размножение полезных диатомовых водорослей
Чтобы проследить действие подсластителя на окружающую среду, американские ученые взяли образцы воды из пресного и солоноватого водоемов. В лаборатории они добавили в эти пробы сукралозу в различных концентрациях. Исследователи изучали микробное разнообразие каждые 4-6 часов в течение первых суток и каждые 24 часа в течение пяти дней.
Пресноводные и солоноватые диатомовые водоросли, подвергшиеся воздействию сукралозы, снизили численность по сравнению с контрольными образцами. Особенно заметна разница была в пробах пресной воды. Исследователи предположили, что пресноводные сообщества ошибочно принимают сукралозу за сахар, заглатывают ее и погибают.
Эта особенность сукралозы может навредить природе. Диатомовые водоросли производят половину кислорода на Земле, служат основой пищевой цепи в водных экосистемах и участвуют в круговороте углерода, регулирующего глобальный климат. Водоросли потребляют азот и фосфор, поддерживая качество воды и снижая уровень вредных веществ, например, аммиака и нитритов. Их даже планируют использовать в нанотехнологиях, разработанных для очистки сточных вод.
Сукралоза способствует разрастанию сине-зеленых водорослей
Американские ученые, проводившие эксперименты с сахарозаменителем, заметили, что в присутствии сукралозы в пресной воде увеличивается концентрация цианобактерий, которые не совсем правильно называют сине-зелеными водорослями. В солоноватой воде численность таких микроскопических организмов сначала резко возрастает, а затем падает.
Способность сукралозы стимулировать рост водорослей в пресной воде внушает опасения. Хотя цианобактерии производят кислород, они могут наносить и вред. Размножаясь в теплой воде, микроорганизмы образуют «цветущие» скопления, загрязняя водоемы.
Цианобактерии, численность которых в присутствии сукралозы растет, выделяют токсичные вещества, опасные для живых организмов:
- Микроцистины. Циклические гепатотоксины, производимые цианобактериями при цветении воды. Опасны для печени: блокируют работу протеинфосфатаз — ферментов, препятствующих накоплению фосфорилированных белков, приводящих к серьезным повреждениям печени и провоцирующих развитие опухолей. Негативно влияют на состояние почек и репродуктивной системы.
- Нодулярин. Токсин, похожий на микроцистин по механизму действия и структуре. Блокирует работу ферментов-протеинфосфатаз, что приводит к накоплению фосфорилированных белков в печени и ее повреждению. Влияет на почки и может вызывать опухоли у животных.
- Цилиндроспермопсин. Опасный трициклический алкалоид. Влияет на репродуктивную систему, может привести к бесплодию. Вызывает цирроз, повреждает почки, приводит к почечной недостаточности. Негативно влияет на клеточную ДНК, в которой хранится генетическая информация.
- Гомоанатоксин. Мощный нейротоксин, нарушающий работу нервной системы. В больших дозах вызывает судороги и дыхательную недостаточность. Гомоанатоксин связан с многочисленными случаями гибели животных в период «цветения» воды.
- Никиеноны. Вызывают проблемы с пищеварением, высыпания на коже, повреждения печени и бесплодие.
- Афантоксин. Нейротоксин, относящийся к семейству паралитических ядов. Блокирует вещества-нейромедиаторы, отвечающие за расслабление и сокращение мышц, вызывает судороги и паралич. Зафиксированы случаи гибели животных и развития заболеваний у людей, связанные с афантоксином, вырабатываемым сине-зелеными водорослями в период «цветения».
- Сцитофицины и лингбиатоксины. Опасны для водных и наземных организмов. Подавляют синтез белка, способствуют гибели клеток. Вызывают раздражение кожи, проблемы с дыханием и повреждения печени, способствуют развитию опухолей.
- Акутифицин. Алкалоидный токсин, блокирующий процесс образования белков. Нарушает работу печени и нервной системы. Зараженные моллюски и рыба, внутрь которых попали цианобактерии, становятся источником акутина. Ядовитое вещество может попасть в организм через загрязненную воду во время купания в «цветущих» водоемах.
Сине-зеленые водоросли угрожают экосистемам, покрывая пресные и морские водоемы плотными зелеными коврами. Их бурное размножение связано с попаданием в воду сельскохозяйственных удобрений, моющих средств и других химикатов. Если добавить к этому сукралозу, которая почти не разлагается в воде, экологические проблемы усугубятся.
Этот заменитель сахара способен изменить микробные сообщества, нарушая природный баланс экосистемы. Например, диатомовые водоросли могут исчезнуть, а полезные виды — уступить место вредным.
Сукралоза загрязняет водоемы и влияет на их обитателей
Группа европейских ученых исследовала пять участков Северного моря на присутствие загрязняющих веществ. В образцах обнаружили пестициды, лекарства, косметику, пищевые добавки. Но сукралозы оказалось в три-шесть раз больше, чем других веществ.
Ученые выяснили, как сукралоза влияет на морских обитателей. В журнале «Chemosphere» появилась статья, в которой указано, что подсластитель изменяет поведение ракообразных, заставляя их плавать быстрее или медленнее обычного. В ходе других исследований ученые обнаружили у сахарозаменителя способность изменять ДНК рыб и вызывать у них мутации. Выяснилось, что вещество блокирует производство водорослями питательных веществ, негативно влияя на водные экосистемы.
Эколог Валерия Дулио из Национального института промышленной среды и рисков Франции предупреждает, что сукралоза накапливается в морской воде и косвенно влияет на здоровье населения через загрязненную рыбу и морепродукты. Дулио и коллеги из международной группы NORMAN Network считают заменитель сахара новым опасным веществом. Единственный способ предотвратить его накопление в природе — прекратить использование.
Сукралоза попадает в почву и загрязняет ее
Ученые обеспокоены загрязнением почвы подсластителями, которые могут попасть туда со сточными водами или из водоемов. Эти вещества содержатся в кормах для животных, поэтому могут оказаться в почве вместе с навозом. Исследователи из целого ряда стран брали пробы из почвы, в которых находили сахарозаменители, в том числе сукралозу. Но остальные соединения менее устойчивы, поэтому разлагаются в почве. Некоторые подсластители, например стевиолгликозиды, получены из сладкой травы, поэтому не вредят природе.
Сукралоза разлагается очень медленно. Период ее полураспада достигает 124 дней. Это вещество может присутствовать в грунтовых водах годами, даже если его концентрация со временем уменьшается. Сахарозаменитель способен влиять на почвенные микробные сообщества. Это еще один аргумент в пользу ограничения его использования. Теоретически это вещество признано безопасным, но его влияние на природу вызывает опасения. Эксперименты показали, что подсластитель может вызывать опухоли у грызунов. Возможно, он провоцирует онкозаболевания у других живых существ.
Ученые продолжают находить доказательства вреда сукралозы, призывая разрабатывать новые способы очистки воды, и призывают к запрету сахарозаменителя. Сегодня на рынке появились натуральные альтернативы, например, экстракт стевии и неотам, используемый в минимальной концентрации. Эти сладкие вещества способны стать полноценной заменой устаревшим сахарозаменителям, вредящим природе.
