肉桂胶的特性及其毒理学研究进展(综述)

　肉桂胶(Cassia Gum)是由肉桂(Cassia tora，也称C. obtusifolia)的胚乳加工制成的一种粉状物质，其贸易名称为DIAGUM cS(在法国暂时批准期间也称为Mucigel X 18H)。在国外市场上以两种形式销售：一种是100% cassia Tora/obtusifolia种子胚乳制成的粉状物质；另一种是与其他凝胶剂或增稠剂(如角叉胶、槐豆胶、瓜尔豆胶、琼脂、黄原胶等)混合而成的复合添加剂。

　　肉桂胶适用于与其他胶质结合生产凝胶体，在食品中有很大的潜在应用价值，可用作增稠剂、乳化剂、泡沫稳定剂、保水剂等。其用量与槐豆胶和瓜尔豆胶相似。

　　肉桂胶80年代方在国外出现，并进行了有关的毒理学实验。目前，欧洲已批准肉桂胶用于宠物食品(EEC no.499)作为稳定剂(增稠剂、胶凝剂)。日本健康福利部1995年8月10日第160号公告批准肉桂胶用作食品添加剂。美国成立了由毒理学、药理学和食品科学专家组成的专家组，评审肉桂胶作为增稠剂用于人和宠物食品的安全性。我国目前尚未见生产、使用或研制该种产品的报道。

　　1　主要成分及特性

　　肉桂胶在结构与化学特性上与槐豆胶和瓜尔豆胶相近。肉桂胶由75%以上的多糖构成。半乳糖与甘露糖的比率是1∶5。甘露糖占77.2%～78.9%，半乳糖占14.7%～15.7%，葡萄糖占6.3%～7.1%。

　　根据结构上相近的多聚半乳甘露聚糖瓜尔豆胶的分子量〔1〕和槐豆胶的分子量〔2〕，测出肉桂胶的分子量为200000和300000〔3〕。

　　肉桂胶是一种灰黄色粉末状物质，具有特有的水果样香味，在冷水中溶解良好并形成胶质溶液，煮沸后形成高黏滞性的水状胶体。与其他凝胶剂或增稠剂如角叉胶或黄原胶结合用于水溶液时，形成凝胶体。5%溶液的pH值为6.5～7.5。

　　2　毒理学研究

　　2.1　急性口服毒性　肉桂胶的急性口服毒性很低，雄鼠口服LD50值大于5000mg/kgBW。〔4〕

　　2.2　亚慢性毒性　动物对肉桂胶的耐受性很强。在用狗、猫和大鼠进行的三种亚慢性毒性研究中，仅见与剂量无关的进食量减少，但与肉桂胶在胃肠道的吸收及随后的容积增加有关，未发现明显的毒性。

　　Schuh W〔5〕将小猎犬分为2个试验组和1个对照组，每组雄、雌各4只。在两组实验动物的罐装饲料中分别掺入0.75%和2.5%的肉桂胶(平均剂量约为每天1000和3500mg/kg bW)，连续喂养90d。对照组接受含有角豆荚的类似饲料。

　　生化和血液学检验结果是两个试验组的雄、雌小猎犬都出现周期性轻微的生化和血液学的变化。但认为与肉桂胶无关，与对照组比较，大部分不随剂量和时间而变化。对所有动物都进行了骨髓检查，尿分析以及肉眼病理学(包括器官重量)研究。对高剂量组和对照组所有动物的主要器官以及低剂量组动物的肝、肾、心都进行了病理检查。结果未发现与肉桂胶有关的毒副作用，动物的生存率为100%，实验组动物对水的需求随剂量增加而增加，这可能与肉桂胶在胃肠道对水的潴留有关。

　　Virat M〔6〕将猫分成3组，每组雄、雌各5只，在每组猫的标准罐装饲料中分别掺入0、5、25mg/g的肉桂胶(平均剂量大约是每天250mg/kgBW和1250mg/kg bW)，连续喂养91d。

　　对临床、血液、尿液和生物学方面的影响进行了观察和评价，结果都在正常范围之内。对各动物主要器官进行的组织学检查也未显示出明显的病理学变化。

　　Zuhlke U在一项28d的研究〔7〕中，将Sprague-Dawley鼠分成6组，每组雄、雌各5只，前5组将肉桂胶掺入鼠的粉状饲料中喂饲，每组的质量分数分别为0、2.5、10、25、50mg/g，平均剂量水平分别为每天0，125、500、1250、2500mg/kg bW)，连续喂养28d。第6组喂饲未掺肉桂胶的饲料，而经胃肠道给予肉桂胶的蒸馏水悬浮液，一天2次，剂量为每天1000mg/kg bW。

　　血液学检验观察到的变化有：10、50mg/g剂量组雄鼠和雌鼠的红细胞计数和血细胞总容积显著性减少，10、25mg/g剂量组雄鼠和雌鼠的血红蛋白平均值显著减少。10、25、50mg/g剂量组雄鼠的白细胞计数显著性增加，但无明显的剂量—反应关系。

　　临床化学发现每天10、25、50、1000mg/kg BW灌胃剂量组的雄鼠和后两组的雌鼠的血钠水平出现下降。10、25mg/g剂量组雌鼠平均甘油三磷酸脂水平显著性增加，以上两种变化与剂量有相关。50mg/g剂量组雄鼠平均总蛋白质(-6.2)和白蛋白水平(-7.7)显著性降低。25mg/g剂量组雄鼠的血钾水平(+13.0)有显著性升高，而每天1000mg/kgBW灌胃剂量组的雄鼠血氯化物水平显著性降低。每天50mg/g剂量组的雄鼠和10，25mg/g及1000mg/kg bW灌胃剂量组的雌鼠体重增长显著性减少，分别为-20%和-17%。这些效果在给予实验室动物高剂量糖类胶的实验中也曾经观察到，〔8〕因此，Zuhlku认为无生物学的显著性意义。

　　对所有动物都进行了解剖，并对主要组织器官进行了肉眼观察。对照组、高剂量组和每天1000mg/kg bW灌胃剂量组实验动物的所有主要器官都进行了病理检查。每天10、50mg/g和1000mg/kgBW灌胃剂量组的雄鼠平均绝对肾重量显著性降低，分别为-8.0%，-15.3%和-6.9%。50mg/g剂量组的雌鼠平均相对肾重量有显著性增加(+11.3%)，但无剂量反应关系，因为雄鼠无相对重量的变化而雌鼠无绝对重量的变化，故这些肾重量的变化与处理无关。

　　2.3　繁殖和生长毒性　在将肉桂胶作为一种饲料混合物进行的猫一代繁殖、大鼠二代繁殖和兔管饲法畸形学等繁殖和生长毒性研究中，未产生任何明显的胚胎毒性或致畸性。

　　Virat M〔9〕在对猫的一代繁殖研究中，将90只猫分成3个亲代组(F0代)，每组10只雄猫和20只雌猫，每组分别喂饲含0、7.5、25mg/g肉桂胶(平均剂量大约是每天0、375、1250mg/kg bW)，连续喂养581d。喂至第252天时，使一只雄猫和同组中的两只雌猫交配。于F0代产后第4天挑选出一窝超过4只的小猫(F1代)。将F1代喂至第91天处死，将F0代喂至第581天处死，处死后的F0和F1代均进行解剖及临床和生化检验。

　　血液学检验未发现与处理有关的变化。两个实验组雌猫在182d时活化凝血酶原时间有显著性减少，但无生物学意义。在91d后，25mg/g实验组雄性和雌性猫及7.5mg/g组雄鼠和雌猫的血胆红素有统计学上显著性增高。从第182天开始，这些变化只在25mg/g实验组雄和雌猫中可观察到。这种胆红素值的变化是短暂的，且未达到具有生物学意义的程度。

　　对高剂量组和对照组所有F0代及其后代F1代都进行了病理检查，对所有F1代猫进行了X线骨骼检查。在F1代的高剂量组中，死产和新生期死亡结合的发病率明显较高。ViratM〔12〕认为，尽管最高剂量组无明显肯定的繁殖毒性，但7.5mg/g肉桂胶被认为是无可见副作用的剂量。

　　Mclntyre M D〔10〕在用大鼠进行的两代繁殖实验中，将250只大鼠分成5组，每组雄、雌鼠各25只，分别喂食0、5000、20000、50000μg/kg的肉桂胶和50000μg/kg的高纯化肉桂胶(剂量水平大约是每天0、250、1000、2500mg/kg bW)，所有亲代鼠(F0代)在交配前喂饲大约70d。F0代雌鼠产后哺养后代(F1代)到断奶。喂饲F1代70d后，使F1代雌、雄鼠交配，F1代雌鼠产后抚养它的后代(F2)到断奶。将所有F0代和F1代大鼠处死后都进行解剖，对喂食50000μg/kg肉桂胶的实验组和对照组进行了病理学检验。结果未见有与化合物有关的副作用，也未发现与肉桂胶有关的性腺功能、交配行为、怀孕、分娩及对后代的生长、发育的副作用。给予高纯化肉桂胶组的F1和F2代幼鼠，有轻微的体重降低，但统计学上不显著。

　　Muller W〔11〕在进行的畸形学研究中，将实验动物分成3组，每组20只怀孕新西兰兔。从交配后第6天开始分别管饲肉桂胶浓度为0、17.5、50mg/mL(每天0、350、1000mg/kgBW)蒸馏水，连续22d。在交配后第28天将所有动物都处死进行检查。在临床观察、死亡率、解剖发现、怀孕率、植入、植入后丢失或胎儿缺陷方面未见与化合物有关的副作用。

　　2.4　致癌性和诱变性　至今尚未见有关肉桂胶致癌性和诱变性研究的报道。已有的研究证实，其他胶如槐豆胶、瓜尔豆胶和tara胶，在相应的实验研究中喂食大鼠和小鼠是无致癌性和无诱变性的。其中化学结构上与肉桂胶相近的槐豆胶对F344/N大鼠或B6C3F1小鼠实验〔12〕无致癌性，并且无诱变性〔13〕。用含瓜尔豆胶浓度为25000μg/kg或50000μg/kg(大约每天1250mg/kgBW或2500mg/kgBW)的混合物饲养的F344/N大鼠或B6C3F1小鼠721d，无致癌性〔14〕。用含tara胶浓度为0、25000、50000μg/kg(每天0、1250、2500mg/kg bW)的饲料喂养F344/N大鼠2年，未发现与实验物质有关的致癌效果。〔15〕

　　3　结论

　　综上所述，肉桂胶急性口服毒性较低，在亚慢性、繁殖和生长毒性研究中未见明显的副作用。这些资料可为将肉桂胶考虑作为一般公认为安全物质(GRAS)在人和宠物食品中使用提供依据。

　　作者单位：天津市食品卫生监督检验所　(300011)

　　参考文献

　　1　Klose R E, et al. Gums. In: T E Furia. handbook of food additives. Chemical Rubber Co, OH, 1968,335

　　2 Leung A Y, et al. Encyclopedia of common natural ingredients used in foods. drugs and Cosmetics. New York: John Wiley，Sons, Inc,1996,235

　　3 Denkler M. Derivatives of cassia. Freedom chemical diamalt Gm bH. US Pat/No.4743659, 1997,1,31

　　4 Di Salle U. Acute toxicity of Mucigel X-18-H in male rats. Nerlin: Schering aG, 1986

　　5 Schuh W. Systemic tolerance study in Beagle-dogs after daily oral (dietary) administration over a period of 90 days. Schering Study. No. TX88,404,Berling,1990

　　6 Virat M. Thirteen week toxicity study in the cat by the oral route. Institute francais de Toxicologie France Report. No. 411233,1989,11,21

　　7 Zuhlke U. Twenty-eight day oral (dietary administration and gavage) range-finding subchronic toxicity study in the rat. Hazelton Laboratories report. No. 702586,1990,11，20

　　8 Takahashi H, et al. Toxicity studies of partially hydrolyzed guar gum. Journal of the American College of Toxicology, 1994,13:273～278

　　9　Virat M. One-generation reproductive toxicology and subchronic toxicity study in cats. Hazelton France Report, No. 702586,1989,11,20

　　10　Mclntyre M D. Two generation oral (Dietary administration) reproduction toxicity study in the rat. Hazelton France. Report No 710791. Hazelton France. lesoncins, L Arbresle, Cedex. 26 1990,6

　　11　Muller W. Cral(gavage) teratogenicity study in the rat. Hazelton laboratories Report. No. 725-14/50 Hazelton Laboratories Deutschland Gm bH, kesselfeld Munster,1989,11,23

　　12　NTP Carcinogenesis bioassay of locust bean gum in F344/N rats and B6C3F1 mice. NTP-80-66,1981

　　13　Maxwell W A, et al. Study of the mutagenic effects of FDA-71-12(Locus bean gum). Stanford Research Institute. Stanford C A,1972

　　14　NTP Carcinogenesis bioassay of guar gum in F344/N rats and B6C3F1 mice. nTP-TR-229 NIH Publication No. 82-1785 US DHHS, Public Health Service, National institute of Health. Washington D C, 1982

　　15　Borzelleca J F, et al. Evaluation of the safety of tara gum as a food ingredient. A review of the literature. Journal of the American College of toxicology, 1993,12:81～89