《Food Nutrition》：Food-Grade Emulsifiers and Emulsifying Hydrocolloids in Gut and Metabolic Health: A Tiered Systematic Review of Controlled Human, Human-Derived Mechanistic, and Mammalian Evidence
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食品级乳化剂和乳化性水胶体广泛用于食品配方，但其对肠道生态系统和代谢健康的影响仍不确定。本PRISMA 2020多层级系统评价评估了经口摄入的食品级乳化剂在受控人体干预、人源机制模型和哺乳动物研究中的效应。检索Scopus、Web of Science Cor
食品级乳化剂和乳化性水胶体广泛用于食品配方，但其对肠道生态系统和代谢健康的影响仍不确定。本PRISMA 2020多层级系统评价评估了经口摄入的食品级乳化剂在受控人体干预、人源机制模型和哺乳动物研究中的效应。检索Scopus、Web of Science Core Collection和PubMed，自建库至2026年7月1日。研究按证据层级和乳化剂类别分别进行综合；由于异质性显著，未进行meta分析。88篇报告纳入正式综合：7项受控人体研究、22项人源机制研究和59项哺乳动物研究。另1篇人体报告仅保留用于背景讨论。受控人体证据受样本量小、干预时间短和暴露异质性限制。羧甲基纤维素（carboxymethylcellulose, CMC）显示出最明确的人体信号：较高剂量喂养研究报告微生物组成改变、丰富度和多样性降低以及部分粪便代谢物降低，而较低剂量研究发现α多样性稳定但部分短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）降低。未证实一致的全身炎症、心血管代谢或临床重要不良效应。卡拉胶（carrageenan）结果不一，并随制剂、参与者表型和结局而变化。机制研究和哺乳动物研究支持化合物特异性的微生物群–黏液–屏障通路，尤其是CMC和聚山梨酯（polysorbates），但简化模型、高浓度或不确定浓度、非食品给药途径和易感宿主限制了对习惯性膳食暴露的外推。受控人体证据的确定性为低至极低。当前证据不支持将食品级乳化剂视为生物学上均一的类别。需要使用表征充分的化合物、现实食品基质和暴露相关剂量开展更长期的人体试验。
食品级乳化剂与乳化性水胶体（emulsifying hydrocolloids）广泛用于现代食品配方，但其对肠道生态系统、黏液–屏障界面和代谢健康的影响仍不确定。既往研究提示羧甲基纤维素（carboxymethylcellulose, CMC）和聚山梨酯-80（polysorbate-80, P80）可能改变小鼠肠道菌群、促进细菌侵入内黏液层并增加对肠道炎症和代谢异常的易感性，但动物模型常用饮水给药、高浓度、简化食品基质和易感或疾病攻击模型，不能独立推断人群膳食风险。直接人体证据少且异质；既往综述多关注较窄或较宽问题，未按证据层级区分。因此，研究人员开展PRISMA 2020多层级系统评价，按受控人体干预、人源机制模型和哺乳动物证据分别综合，评估食品级乳化剂及乳化性水胶体对肠道菌群、屏障、炎症和代谢结局的影响，并分析剂量、分子形式、食品基质、膳食背景和宿主表型的作用。其意义在于提供营养相关、化合物特异的证据解释，指导未来临床试验、食品配方研究、微生物群感知安全评估和公共卫生解读。
方法概括：研究人员检索Scopus、Web of Science Core Collection和PubMed（建库至2026年7月1日），按PRISMA 2020筛选，将证据分为受控人体膳食干预（主要层级）、人源机制研究和哺乳动物研究三个推断层级，按证据层级和乳化剂类别进行叙述性综合，因异质性未行meta分析；人体研究用Cochrane随机试验偏倚风险工具（Cochrane Risk of Bias tool for randomized trials, RoB 2）评估偏倚，动物研究用SYRCLE（Systematic Review Centre for Laboratory animal Experimentation）工具评估，人源机制研究用预设可信度框架，并用GRADE（Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation）评估受控人体证据确定性。人体研究来源包括美国、芬兰、德国、澳大利亚和比利时等试验或队列；人源模型使用人粪便菌群、菌株、肠上皮细胞、类器官和gut-on-chip等；动物多为小鼠并含部分大鼠。
3.1 研究选择：数据库检索1,647条，去重后905条题摘筛选，93篇全文评估，89篇保留，88篇正式综合（7项受控人体、22项人源机制、59项哺乳动物）；另1项含大豆卵磷脂人体干预仅作背景讨论；Swidsinski 等（2009）的CMC白介素-10缺陷小鼠报告在修订时补入哺乳动物层级。
3.2 受控人体研究的特征和发现：7项研究发表于2017—2026年，4项纳入健康成人、2项纳入静止期溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）、1项纳入活动性回肠克罗恩病（Crohn’s disease, CD）；3项交叉、4项平行；干预多为7天至4周，1项UC复发研究随访至12个月；暴露、剂量、基质、表型、对照和结局异质，未合并。
3.2.1 CMC：Chassaing 等（2022）11天15 g/d CMC改变菌群组成、降低丰富度和多样性及粪便短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）和氨基酸，2/7出现菌群侵入，腹部不适略增；Wellens 等（2026）4周2.75 g/d α多样性稳定但乙酸、丁酸降低；无一致全身炎症或心血管代谢效应；低确定性。
3.2.2 卡拉胶：4项结果不一；Bhattacharyya 等（2017）小样本UC复发和白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）信号但高偏倚；Laatikainen 等（2023）7天2 g/d无材料差异；Wagner 等（2024）健康男性500 mg/d微生物变化小、乳果糖:甘露醇通透性增加和zonulin略高而无总体胰岛素敏感性效应；Wellens 等（2026）375 mg/d仅组内跨细胞通透性增加、无一致炎症；极低确定性。
3.2.3 乳化剂和增稠剂模式膳食干预：Fitzpatrick 等（2024）健康成人28天高vs低暴露，静息下高暴露乳果糖:鼠李糖和脂多糖结合蛋白（lipopolysaccharide-binding protein, LBP）较低，促肾上腺皮质激素释放激素（corticotropin-releasing hormone, CRH）应激后通透性和可溶性CD14（soluble CD14, sCD14）升高；Fitzpatrick 等（2025）活动性回肠CD 28天高暴露含41种标签乳化剂和≥2.8 g/d量化添加乳化剂，两组组内改善但组间无显著差异，5例因胃肠症状退出；多组分不能归因单个添加剂；极低确定性。
3.2.4 多臂单添加剂干预：Wellens 等（2026）六臂58例分析，每臂约9—10例；CMC降低粪便乙酸和丁酸，P80降低丙酸，卡拉胶组内跨细胞通透性增加，大豆卵磷脂大体中性；无一致炎症或心血管代谢组间差异；探索性、低确定性。
3.2.5 总体偏倚风险和受控人体证据确定性：样本7—58例，6项RoB 2为some concerns、1项高偏倚，无低偏倚；GRADE低至极低；证据提示某些乳化剂可短期影响菌群、代谢物或通透性，但未证明类别-wide系统炎症、心血管代谢、疾病活动或临床重要不良结局。
3.3 人源机制证据：22项，包括粪便批式或动态发酵、肠模拟器、菌株、上皮单层或共培养、患者来源类器官和gut-on-chip；反应随化合物、浓度、分子形式、供体菌群、炎症背景、食品结构和模型而变；用于生物合理性而非临床风险量化。
3.3.1 CMC和聚山梨酯：约9项微生物系统和约5项上皮或整合系统；P80常改变群落、降低Faecalibacterium/Roseburia等丁酸相关菌并直接降低跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance, TEER）、改变紧密连接；CMC反应更供体依赖、部分经菌群或发酵上清介导；也有阴性结果；支持两条通路但间接。
3.3.2 卡拉胶：约9项发酵或降解和约5项上皮、类器官或芯片；部分Bacteroides可降解κ/λ卡拉胶生成低分子产物，分子量、凝胶结构和硫酸化形式影响发酵；上皮模型有的显示炎症基因、TEER或通透性改变，McKim 等（2016）未见一致毒性；Bellanco 等（2025b）中直接暴露不损屏障而卡拉胶暴露菌群上清损屏障；类型、分子量、结构、炎症背景和菌群修饰结果。
3.3.3 卵磷脂、硬脂酰乳酸酯和其他：卵磷脂在Caco-2和供体发酵中作用有限且不复制P80通透性效应；硬脂酰乳酸钠在混合供体发酵中降低部分丁酸相关菌和丁酸、增加脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）和鞭毛蛋白；聚山梨酯-20信号模糊；证据少，不支持类别结论。
3.3.4 跨切面解释和转化限制：核心是强情境依赖而非所有乳化剂统一反应；供体间菌群差异、基线组成、疾病状态、材料表征、浓度和模型影响方向与幅度；直接上皮与微生物介导通路并存；单供体、短暴露、无真实消化、食品基质、免疫和全身代谢限制，不能推断习惯膳食风险。
3.4 哺乳动物证据：59项，31项CMC和/或P80、17项卡拉胶、5项单酰甘油或单双甘油酯、5项卵磷脂或磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine, PC）、1项以硬脂酰乳酸钙为主要暴露；多为小鼠并含部分大鼠，饮水、膳食或灌胃，常约1%饮水，易感、疾病攻击和特殊膳食背景常见。
3.4.1 CMC和聚山梨酯-80：多数小鼠约1%饮水，常见菌群改变、细菌–上皮距离缩小、黏液破坏、通透性增加、低度炎症和代谢异常；菌群转移、抗生素清除、抗鞭毛蛋白免疫和Akkermansia muciniphila补充等实验支持微生物介导；高浓度、非食品途径、易感宿主限制外推。
3.4.2 卡拉胶：17项异质；易感、高糖或高盐、感染或化学结肠炎模型中可见黏液变薄、杯状细胞丢失、屏障或炎症改变；也有中性或有利结果，如1% κ-卡拉胶或黄原胶猪肉饮食降低肠道炎症通路和粪钙卫蛋白（faecal calprotectin）；类型、分子形式、剂量、载体、基质、背景饮食和宿主条件修饰。
3.4.3 单酰甘油、卵磷脂、磷脂酰胆碱和少研究乳化剂：单甘油酯效应随化合物和剂量而变，部分中链单甘油酯增加Lactobacillus/Bifidobacterium、改变SCFAs、降低炎症或内毒素血症指标或改善糖脂代谢；卵磷脂或PC多中性至有利但来源、伴随油脂、基质和疾病模型影响且不能单独归因；硬脂酰乳酸钙仅1项高剂量灌胃报告菌群失调、屏障扰动、肝肠炎症和代谢异常，证据稀疏。
3.4.4 偏倚风险和转化限制：59项×10个SYRCLE域=590个判断，564 unclear、18 low、8 high；35项全10域unclear；随机化、分配隐藏、盲法和失访报告不足；高剂量、饮水或灌胃、易感动物、疾病挑战、笼效应和基质混杂限制外推；动物证据支持生物合理性但不能量化人类膳食风险。
讨论部分围绕主要发现、人体证据解释、机制合理性、动物证据与易感性、异质性来源、配方和安全及公共卫生意义、优势局限和未来研究方向。核心是区分生物扰动与临床伤害：菌群、代谢物或通透性短期变化不等于持续炎症或临床疾病；CMC提供低确定性短期微生物或代谢物信号但无一致系统炎症、心血管代谢或临床恶化；卡拉胶极低确定性且不一致；膳食模式研究多组分不能归因；机制和动物证据支持化合物特异性微生物–黏液–屏障通路，尤以CMC和P80为著，但高或不确定浓度、简化模型、非食品途径和易感模型限制外推；卵磷脂、PC和单甘油酯应与非消化聚合物或表面活性剂分开评估。作者强调化学身份、材料特征、剂量途径、食品基质、背景饮食、宿主表型和基线菌群均修饰反应。意义在于：当前证据不支持广建议避免所有食品级乳化剂，也不支持将其视为均一有害或无害；CMC和P80需靶向研究，卡拉胶需化合物特异评估；安全评估应区分危害识别与习惯暴露风险估计；未来需充分把握度、更长、现实食品基质、表征充分材料、预设临床、屏障、炎症、代谢和微生物功能结局的人体试验，并前瞻分析反应异质性。优势为分层证据框架、PRISMA 2020、预设标准、RoB 2、SYRCLE和GRADE及对材料、剂量、基质、宿主作显式解释；局限为方案未前瞻注册、人体仅7项且小、短、异质不能meta、证据层级不可互换、材料表征不一致。
研究结论翻译：当前证据不支持将食品级乳化剂视为生物学上均一的类别，也不支持其均一有害或无害。受控人体证据仅7项，多为小样本短期干预，对多数结局提供低或极低确定性证据。CMC人体信号最清晰，表现为短期微生物组成和部分粪便代谢物变化，但无一致全身炎症、心血管代谢或临床恶化。卡拉胶在健康参与者和炎症性肠病人群中结果不一致；膳食模式和多臂单添加剂干预未显示均一不良效应。人源机制和哺乳动物研究识别了合理的微生物群–黏液–屏障通路，尤其CMC和聚山梨酯，但受高或不确定浓度、简化基质、非食品暴露途径、易感模型和方法学报告不完整限制，支持生物合理性并识别潜在效应修饰因素，但不能量化习惯人类膳食暴露风险。未来评估应化合物特异和暴露相关，优先开展充分把握度、更长周期、表征充分材料、现实食品基质和预设临床、屏障、炎症、代谢及微生物功能结局的人体试验；在此之前，广泛建议避免所有食品乳化剂缺乏科学依据。
