ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА СМЕСИ АСПАРТАМА И СОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ОСНОВЕ БИОТЕСТА

В условиях растительного биотестирования изучены биомаркеры субхронической токсичности бинарных смесей пищевых добавок сорбиновой кислоты и  аспартама в  концентрациях 50, 100  мг/л и  500, 1000 мг/л, соответственно. После инкубации корней Allium cepa в водных растворах этих соединений был проведен сравнительный анализ таких показателей, как прирост биомассы, уровень продукции маркера окислительного стресса, малоновый диальдегид (МДА), а также динамика накопления пролиферативных и цитогенетических нарушений. В комбинациях сорбиновой кислоты и аспартама 50/1000 и 100/500 мг/л, соответственно, наблюдалась достоверная задержка в приросте корней (более 60%) по сравнению с  контролем. Однако после анализа результатов индивидуальной обработки добавками и в их смеси не было выявлено достоверных различий в эффектах на прирост массы корней. Было обнаружено, что, при обработке добавок смесью только сорбиновая кислота оказывала влияние на прирост массы корней, тогда как взаимодействие этих соединений было не существенно. Эффект комбинированного воздействия сорбиновой кислоты и аспартама на пролиферативную активность клеток меристемы оказывался более негативным, чем при обработк е в монорежиме в аналогичных концентрациях. На этот показатель влияли как сорбиновая кислота, так и аспартам, но ведущая роль вновь принадлежала консерванту. При этом уровень пролиферации зависел еще и  от эффекта взаимодействия этих добавок. Не был зафиксирован антагонистический эффект при обработке смесью данных консервантов в отношении показателя окислительного стресса. Хотя после индивидуальной обработки сорбиновой кислотой уровень МДА в корнях повышался более чем в 2 раза, тогда как аспартам, наоборот, наполовину снижал его уровень. Полученные результаты могут быть использованы для мониторинга и прогнозирования ранних последствий воздействия комбинаций сорбиновой кислоты и  аспартама в  составе продуктов питания.

1. García-Jiménez, J. F., Valencia, M. C., Capitán-Vallvey, L. F. (2007). Simultaneous determination of antioxidants, preservatives and sweetener additives in food and cosmetics by flow injection analysis coupled to a monolithic column. Analytica Chimica Acta, 594(2), 226–233. https://doi.org/10.1016/j.aca.2007.05.040

2. Chattopadhyay, S., Raychaudhuri, U., Chakraborty, R. (2014). Artificial sweeteners — A review. Journal of Food Science and Technology, 51(4), 611–621. https://doi.org/10.1007/s13197–011–0571–1

3. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS). (2013). Scientific Opinion on the re-evaluation of aspartame (E951) as a food additive. EFSA Journal, 11(12), Article 3496. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2013.3496

4. Wikoff, D. S., Chappell, G. A., Fitch, S., Doepker, C. L., Borghoff, S. J. (2020). Lack of potential carcinogenicity for aspartame — systematic evaluation and integration of mechanistic data into the totality of the evidence. Food and Chemical Toxicology, 135 Article 110866. https://doi.org/10.1016/j.fct.2019.110866

5. Carocho, M., Morales, P., Ferreira, I. C. F. R. (2017). Sweeteners as food additives in the XXI century: A review of what is known, and what is to come. Food and Chemical Toxicology, 107, 302–317. https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.06.046

6. Soffritti, M., Belpoggi, F., Tibaldi, E., Esposti, D. D., Lauriola, M. (2007). Life-span exposure to low doses of aspartame beginning during prenatal life increases cancer effects in rats. Environmental Health Perspectives, 115(9), 1293–1297.https://doi.org/10.1289/ehp.10271

7. Shalaby, A. M., Ibrahim, M. A. A. H., Aboregela, A. M. (2019). Effect of aspartame on the placenta of adult albino rat. A histological and immunohistochemical study. Annals of Anatomy, 224, 133–141. https://doi.org/10.1016/j.aanat.2019.04.007

8. Iyaswamy, A., Kammella, A. K., Thavasimuthu, C., Wankupar, W., Dapkupar, W., Shanmugam, S. et al. (2018). Oxidative stress evoked damages leading to attenuated memory and inhibition of NMDAR–CaMKII–ERK/CREB signalling on consumption of aspartame in rat model. Journal of Food and Drug Analysis, 26(2), 903–916. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2017.11.001

9. Risdon, S., Meyer, G., Marziou, A., Riva, C., Roustit, M., Walther, G. (2020). Artificial sweeteners impair endothelial vascular reactivity: Preliminary results in rodents. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases, 30(5), 843–846. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2020.01.014

10. de Jesus, J. H. F., Szilágyi, I. M., Regdon, G., Jr., Cavalheiro, E. T. G. (2021). Thermal behavior of food preservative sorbic acid and its derivates. Food Chemistry, 337, Article 127770. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.127770

11. Winkler, C., Frick, B., Schroecksnadel, K., Schennach, H., Fuchs, D. (2006). Food preservatives sodium sulfite and sorbic acid suppress mitogenstimulated peripheral blood mononuclear cells. Food and Chemical Toxicology, 44(12), 2003–2007. https://doi.org/10.1016/j.fct.2006.06.019

12. Mamur, S., Yüzbaşioǧlu, D., Ünal, F., Yilmaz, S. (2010). Does potassium sorbate induce genotoxic or mutagenic effects in lymphocytes? Toxicology in Vitro, 24(3), 790–794. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2009.12.021

13. Abu-Taweel, G. M., A., Z. M., Ajarem, J. S., & Ahmad, M. (2014). Cognitive and biochemical effects of monosodium glutamate and aspartame, administered individually and in combination in male albino mice. Neurotoxicology and Teratology, 42, 60–67. https://doi.org/10.1016/j.ntt.2014.02.001

14. Vakili-Saatloo, N., Sadighara, P., Jahed-Khaniki, G., Ebrahimi, N., Nabizadeh, S. (2015). Evaluating the interaction effects of using common synthetic food dyes and aspartame by Artemia salina toxicity test. Journal of Food Safety and Hygien, 1(1), 13–17.

15. Qu, D., Jiang, M., Huang, D., Zhang, H., Feng, L., Chen, Y. et al. (2019). Synergistic effects of the enhancements to mitochondrial ROS, p53 activation and apoptosis generated by aspartame and potassium sorbate in HepG2 cells. Molecules, 24(3), Article 457. https://doi.org/10.3390/molecules24030457

16. Зайцева, М. В., Сураева, Н. М., Самойлов, А. В., Курбанова, М. Н., Столбова, В.В. (2020). Эффекты комбинированного воздействия на корни Allium cepa потенциальных загрязнителей окружающей среды бензойной и сорбиновой кислот. Проблемы агрохимии и экологии, 4, 56–62. https://doi.org/10.26178/AE.2020.54.71.009

17. Türkoǧlu, S. (2008). Evaluation of genotoxic effects of sodium propionate, calcium propionate and potassium propionate on the root meristem cells of allium cepa. Food and Chemical Toxicology, 46(6), 2035–2041. https://doi.org/10.1016/j.fct.2008.01.043

18. Koç, K., Pandir, D. (2018). All aspect of toxic effect of brilliant blue and sunset yellow in allium cepa roots. Cytotechnology, 70(1), 449–463. https://doi.org/10.1007/s10616–017–0161–9

19. Zhang, H., Jiang, Y., He, Z., Ma, M. (2005). Cadmium accumulation and oxidative burst in garlic (allium sativum). Journal of Plant Physiology, 162(9), 977–984. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2004.10.001

20. Samoylov, A. V., Suraeva, N. M., Zaytseva, M. V., Rachkova, V. P., Kurbanova, M. N., Petrov, A. N. (2020). Comparative assessment of sorbic and benzoic acid via express biotest. Foods and Raw Materials, 8(1), 125–133. https://doi.org/10.21603/2308–4057–2020–1–125–133

21. Samoylov, A. V., Suraeva, N. M., Zaytseva, M. V., Rachkova, V. P., Kurbanova, M. N., Belozerov, G. A. (2020). Toxicity of apple juice and its components in the model plant system. Foods and Raw Materials, 8(2), 321–328. https://doi.org/10.21603/2308–4057–2020–2–321–328