匡立學(xué)，聶繼云，李志霞，毋永龍，閆 震，程 楊，關(guān)棣鍇

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（興城），遼寧興城 125100）

遼寧省4種主要水果礦質(zhì)元素含量及其膳食暴露評(píng)估

匡立學(xué)，聶繼云，李志霞，毋永龍，閆 震，程 楊，關(guān)棣鍇

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（興城），遼寧興城 125100）

【目的】針對(duì)遼寧省蘋果、梨、桃和葡萄4種主要水果開展礦質(zhì)元素含量及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，明確主要礦質(zhì)元素含量水平及其對(duì)消費(fèi)者健康的暴露水平，為水果生產(chǎn)和消費(fèi)提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā繌闹鳟a(chǎn)區(qū)（大連、鞍山、營(yíng)口、錦州、朝陽、葫蘆島和綏中）共采集包括蘋果、梨、桃和葡萄在內(nèi)的140個(gè)樣品，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定10種礦質(zhì)元素含量，應(yīng)用SPSS17.0數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)不同礦質(zhì)元素含量水平及相關(guān)性進(jìn)行分析；并分別以日推薦攝入量（RNI）或適宜攝入量（AI）和可耐受最高攝入量（UL）為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同年齡段人群每日從4種水果中攝入礦質(zhì)元素的量進(jìn)行分析和暴露評(píng)估；再結(jié)合居民平衡膳食寶塔和食物成分表，進(jìn)行成人全膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?！窘Y(jié)果】10種礦質(zhì)元素的平均含量由高到低依次為：K（367.68 mg·kg-1）＞P（122.65 mg·kg-1）＞Mg（78.93 mg·kg-1）＞Ca（76.36 mg·kg-1）＞Na（12.37 mg·kg-1）＞B（3.03 mg·kg-1）＞Fe（2.86 mg·kg-1）＞Cu（1.17 mg·kg-1）＞Mn（1.02 mg·kg-1）＞Zn（0.82 mg·kg-1），變異系數(shù)范圍為27.80%（Mg）—82.05%（Cu）；4種水果的K和Mg之間均呈極顯著正相關(guān)，所測(cè)10種礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性以正相關(guān)為主；不同年齡組人群從4種水果中攝入的礦質(zhì)元素的量占其RNI或AI的比值分析表明，K元素的比值根據(jù)年齡段由低到高呈下降趨勢(shì)，其余元素按照年齡段變化呈現(xiàn)降-升-降的趨勢(shì)。Fe最大比值位于4—7歲年齡段，比值為6.54%，其余元素均在2—4歲年齡段比值最高，其中Cu高達(dá)83.30%，Mg達(dá)11.01%，P、K、Zn、Ca、Na依次為8.57%、8.43%、4.25%、2.46%和0.39%。來自4種水果的膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果表明，Cu元素在2—4歲人群中的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為12.50%和37.02%，除Cu以外，來自4種水果的礦質(zhì)元素?cái)z入風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均很低，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)遠(yuǎn)小于100%，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的范圍為0.33%（Zn）—13.40%（Mn）；用UL為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算成人全膳食風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果由高到低分別為Mn（53.82%）＞Fe（49.93%）＞P（46.27%）＞Ca（35.23%）＞Zn（33.50%）＞Cu（28.61%），風(fēng)險(xiǎn)均低于100%?！窘Y(jié)論】4種水果中大量元素K、P、Mg、Ca的含量遠(yuǎn)高于其他微量元素，水果中礦質(zhì)元素之間以協(xié)同作用為主。各類人群從4種水果攝入礦質(zhì)元素的量是安全的，Cu元素的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高于其他元素，需重點(diǎn)關(guān)注。成人從全膳食中攝入礦質(zhì)元素的量不會(huì)構(gòu)成健康風(fēng)險(xiǎn)。

蘋果；梨；桃；葡萄；礦質(zhì)元素；含量；膳食暴露評(píng)估；評(píng)價(jià)指標(biāo)

0 引言

【研究意義】遼寧省是中國(guó)蘋果、梨、桃、葡萄等果樹主產(chǎn)區(qū)，栽培歷史悠久。至2013年，遼寧省果園栽培面積和產(chǎn)量分別為400 400 hm2和2.5 093×108t，其中蘋果、梨、桃和葡萄共占總栽培面積和產(chǎn)量的82.1%和33.8%［1］。水果是人們健康飲食的重要組成部分，其含有Fe、Mn、Zn、Cu等多種與人的生存和健康息息相關(guān)的必需礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，它們?cè)隗w內(nèi)不能自行合成，必須由外界攝入。一定量的礦質(zhì)元素是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必需的，但是當(dāng)其攝入過量、不足、或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異?；虬l(fā)生疾病。根據(jù)遼寧省水果生產(chǎn)和消費(fèi)特點(diǎn)，系統(tǒng)探討4種水果主要礦質(zhì)元素含量水平及其對(duì)消費(fèi)者健康的風(fēng)險(xiǎn)水平，為水果生產(chǎn)和消費(fèi)提供科學(xué)依據(jù)，并為中國(guó)營(yíng)養(yǎng)元素的總膳食研究提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】隨著人們對(duì)礦質(zhì)元素與人體健康關(guān)系的認(rèn)識(shí)不斷加深，關(guān)于水稻［2-3］、蔬菜［4］、水果［5-7］、魚肉［8］、中草藥［9］中礦質(zhì)元素的含量分析已有大量報(bào)道。但樣品的采集具有一定的局限性，并且對(duì)于不同種水果樣品中礦質(zhì)元素的比較與分析報(bào)道較少。傳統(tǒng)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要針對(duì)食品中的化學(xué)物（包括食品添加劑、污染物、農(nóng)藥殘留等）和致病微生物，評(píng)估方法比較成熟［10］。營(yíng)養(yǎng)元素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估屬于新的研究領(lǐng)域，各國(guó)食品風(fēng)險(xiǎn)管理官員對(duì)其都十分關(guān)注［11-13］。美國(guó)一項(xiàng)有關(guān)營(yíng)養(yǎng)元素的攝入量調(diào)查表明，大多數(shù)元素?cái)z入量超過UL的比例很低，而鋅攝入量超過UL的比例為8.4%［14］。中國(guó)關(guān)于營(yíng)養(yǎng)元素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作在制定中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（DRIS）中已經(jīng)引入，并提出了大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)素的日推薦攝入量（recommended nutrient intake，RNI）、適宜攝入量（adequate intake，AI）和可耐受攝入量（tolerable upper intake level，UL）值，在制定中國(guó)相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)政策、標(biāo)準(zhǔn)中起重要作用［15］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】國(guó)內(nèi)有關(guān)水果礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量安全性評(píng)估的研究報(bào)道較少，或僅涉及幾種污染元素?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP-AES）對(duì)遼寧省主要水果（蘋果、梨、桃和葡萄）中的10種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量進(jìn)行分析與比較，并分別以其RNI和UL為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)居民每日從4種水果中攝入礦質(zhì)元素的量進(jìn)行分析和評(píng)估。明確遼寧省蘋果、梨、桃、葡萄4種水果10種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的含量水平及其對(duì)各類人群的暴露水平，確定需重點(diǎn)關(guān)注的元素種類與人群，為各類人群的平衡膳食提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2014—2015年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（興城）進(jìn)行。

1.1 樣品采集

于2014年各種水果適采成熟期，從大連、鞍山、營(yíng)口、錦州、朝陽、葫蘆島、綏中7個(gè)主產(chǎn)市的28個(gè)果園隨機(jī)采集水果樣品140個(gè)，其中，蘋果樣品55個(gè)、梨樣品49個(gè)、桃樣品20個(gè)、葡萄樣品16個(gè)。

1.2 主要儀器與試劑

ICP-9000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，日本島津公司；微波消解系統(tǒng)，美國(guó)培安公司；EH20A電熱板，北京萊伯泰科公司；Milli-Q 超純水制造系統(tǒng)，美國(guó)密理博公司。Fe、Cu、Mn、Zn等標(biāo)準(zhǔn)溶液購自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，規(guī)格20 mL，質(zhì)量濃度100 mg·mL-1，根據(jù)試驗(yàn)需要配制成適當(dāng)濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液；茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW07605，購自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；HNO3優(yōu)級(jí)純；30% H2O2優(yōu)級(jí)純；試驗(yàn)用水為去離子水。

1.3 儀器工作參數(shù)

觀測(cè)模式：軸向觀測(cè)、功率1.2 kW、氬氣純度99.99%、等離子氣流量14.0 L·min-1、輔助氣流量1.2 L·min-1、載氣流量0.7 L·min-1、曝光時(shí)間30 s、選用的元素波長(zhǎng)見表1。

表1 元素及其波長(zhǎng)Table1 Elements and wavelengths

1.4 試驗(yàn)方法

將采集來的每個(gè)樣品先用自來水沖洗，再用去離子水沖洗干凈后去核，將可食部分切成小塊后放入勻漿機(jī)中勻漿。準(zhǔn)確稱取5.0 g（精確到0.0001 g）勻漿樣品放入微波消解管中，加入8 mL HNO3、2 mL H2O2，加蓋后浸泡過夜。第2天按照表2設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解處理，消解完成后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用去離子水定容，同時(shí)做空白試驗(yàn)，用ICP-9000測(cè)定每個(gè)樣品中10種礦質(zhì)元素的含量。用茶葉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBWO 7605作為質(zhì)量控制，標(biāo)準(zhǔn)參考物的測(cè)定值在其定值范圍內(nèi)的同批樣品檢測(cè)值為有效結(jié)果。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

用SPSS17.0數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)不同礦質(zhì)元素含量水平及相關(guān)性進(jìn)行分析。

表2 微波消解程序Table2 The procedure of microwave digestion

用公式（1）計(jì)算來自4種水果礦質(zhì)元素暴露量與推薦攝入量（RNI）或適宜攝入量（AI）的比值，即%RNI或%AI。用公式（2）計(jì)算來自4種水果礦質(zhì)元素暴露量與可耐受最高攝入量（UL）的比值，即%UL。%UL越小則風(fēng)險(xiǎn)越小。當(dāng)%UL≤100%時(shí)，表示風(fēng)險(xiǎn)可以接受。當(dāng)%UL＞100%時(shí)，表示有不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。

式中，%RNI（AI）：礦質(zhì)元素?cái)z入量與推薦攝入量（RNI）或適宜攝入量（AI）的比值，單位%；C：該種水果的礦質(zhì)元素含量，單位mg·kg-1；IR：該種水果的日均消費(fèi)量，單位kg·d-1；RNI（AI）：推薦攝入量（適宜攝入量），單位mg·d-1。

式中，%UL：風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，單位%；UL：可耐受最高攝入量，單位mg·d-1。

2 結(jié)果

2.1 各礦質(zhì)元素含量統(tǒng)計(jì)分析

2.1.1 水平分析 水果中含有豐富的各種礦質(zhì)元素。由表3可知，10種礦質(zhì)元素的平均含量由高到低依次為：K＞P＞Mg＞Ca＞Na＞B＞Fe＞Cu＞Mn＞Zn，其中K、P、Mg、Ca和Na 5種元素的含量明顯高于其他元素。各種元素含量離散程度較大，變異系數(shù)范圍為27.80%（Mg）—82.05%（Cu）。

2.1.2 相關(guān)性分析 相關(guān)分析表明，果實(shí)中元素間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系。由表4可知，不同水果間礦質(zhì)元素相關(guān)性存在顯著差異。蘋果中10種礦質(zhì)元素間具有極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系的有10對(duì)，其中K、Mg、Mn、P兩兩分別呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)范圍為0.357**—0.771**；呈顯著正相關(guān)關(guān)系的有Cu和Zn，F(xiàn)e與K、P，Mn與Na，相關(guān)系數(shù)范圍為0.273*—0.331*。桃中礦質(zhì)元素間具有極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系的有16對(duì)，其中呈極顯著正相關(guān)關(guān)系的有Mg與Fe、K，Na與Ca、Mn，P與B、K，Zn和Cu、Ca，相關(guān)系數(shù)范圍為0.578**—0.786**；呈顯著正相關(guān)關(guān)系的有Ca與Mg、Mn，Na與Mg、Fe，Zn與Mg、Mn、Na，相關(guān)系數(shù)范圍為0.449*—0.538*。梨中礦質(zhì)元素間具有極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系的有9對(duì)，其中呈極顯著正相關(guān)關(guān)系的有Ca與K、Mg、Mn，Cu和Zn，Mg與K、Mn，相關(guān)系數(shù)范圍為0.367**—0.664**；呈顯著正相關(guān)關(guān)系的有Mg與P，K和Mn；呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系的有Cu和Mn。葡萄中礦質(zhì)元素間具有極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系的有12對(duì)，其中呈極顯著正相關(guān)關(guān)系的有Ca與K、Mg，P與Ca、K；呈顯著正相關(guān)關(guān)系的有Fe與B、Ca，Mn與Cu，Mg與Na、P、Zn，Zn與Ca。4種水果的K和Mg之間均呈極顯著正相關(guān)，所測(cè)10種礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性以正相關(guān)為主，表明蘋果、葡萄、梨和桃4種水果中所測(cè)礦質(zhì)元素之間的交互作用以協(xié)同作用為主。

表3 4種水果中礦質(zhì)元素含量水平Table3 Mineral elements levels of four fruits

表4 水果中礦質(zhì)元素相關(guān)系數(shù)表Table4 Correlation coefficient of mineral elements in fruits

表5 不同人群4種水果的日均消費(fèi)量Table5 Daily intake of the four fruits by the people of different ages

2.2 各類人群礦質(zhì)元素?cái)z入量與推薦攝入量的比值分析

目前能夠獲得的能全面系統(tǒng)的反應(yīng)中國(guó)居民膳食狀況的最新數(shù)據(jù)是衛(wèi)生部在2002年進(jìn)行的中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康狀況調(diào)查數(shù)據(jù)，根據(jù)資料中中國(guó)各類人群水果的日平均攝入量以及總的平均攝入量的比例關(guān)系，并結(jié)合當(dāng)前中國(guó)4種水果日平均消費(fèi)量折算出現(xiàn)階段不同人群4種水果的日均消費(fèi)量（表5）［16-17］。利用4種水果的日均消費(fèi)量乘以其對(duì)應(yīng)的各礦質(zhì)元素含量的平均值，求得10種元素的日平均攝入量。根據(jù)中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)于2013年制定的針對(duì)不同年齡段中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量中的礦質(zhì)元素推薦攝入量（RNI）和適宜攝入量（AI），進(jìn)一步求得不同年齡組人群從4種水果中攝入的礦質(zhì)元素的量占其RNI或AI的比值，因中國(guó)尚未制定不同年齡組人群硼的RNI或AI的參考值，所以本文僅對(duì)其余9種元素加以分析，詳見圖1。由圖1可知，K的總比值根據(jù)年齡由低到高呈下降趨勢(shì)，其余8種元素按照年齡段變化呈現(xiàn)先降后升再降的趨勢(shì)，11—14歲年齡段為其轉(zhuǎn)折點(diǎn)。Fe最高點(diǎn)位于4—7歲年齡段，4種水果所占總比值為6.54%，其余元素均在2—4歲年齡段比值最高，其中Cu高達(dá)83.30%，Mg達(dá)11.01%，P、K、Zn、Ca、Na依次為8.57%、8.43%、4.25%、2.46%和0.39%，2—4歲年齡段人群所攝入的Cu元素應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注，為防止Cu攝入過量，影響健康，有必要對(duì)其進(jìn)行全膳食研究。除Fe外，其余元素的最低點(diǎn)均在50歲以后，其中Na最低，比值僅為0.15%，其余元素均在1.0%以上，應(yīng)對(duì)50歲以上人群Na元素的攝入量進(jìn)行進(jìn)一步研究，防止其攝入不足。

2.3 各類人群礦質(zhì)元素膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

適量的礦質(zhì)元素對(duì)人體每天的正常生理代謝發(fā)揮著重要的作用，當(dāng)攝入量非常低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由于缺乏造成的營(yíng)養(yǎng)不良甚至缺乏病，隨著攝入量的增加，這種缺乏的發(fā)生率及嚴(yán)重程度會(huì)隨之減少，這種效應(yīng)稱之為收益，個(gè)別礦質(zhì)元素在攝入量稍高時(shí)出現(xiàn)一些健康益處，這種效應(yīng)也可稱為收益，如果攝入量持續(xù)增加直至過量，出現(xiàn)類似其他化學(xué)物質(zhì)毒性作用的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度也會(huì)增加，因此，在確定某種礦質(zhì)元素的適宜攝入水平時(shí)，需要權(quán)衡這些方面的健康風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行礦質(zhì)元素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［15］。營(yíng)養(yǎng)學(xué)工作者較多關(guān)注與低水平攝入相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，研究制定了一系列與營(yíng)養(yǎng)需求相關(guān)的參考值，如平均需要量（EAR）、推薦攝入量（RNI）、適宜攝入量（AI）等，以評(píng)估和干預(yù)礦質(zhì)元素?cái)z入不足的風(fēng)險(xiǎn)，即當(dāng)個(gè)體攝入量長(zhǎng)期低于上述參考值時(shí)，發(fā)生攝入不足引起相應(yīng)缺乏癥狀的風(fēng)險(xiǎn)較大，可耐受最高攝入量（UL）是平均每日可以攝入某礦質(zhì)元素的最高量，UL用于評(píng)估和干預(yù)礦質(zhì)元素過量攝入的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)個(gè)體攝入量超過UL時(shí)，發(fā)生毒副作用的風(fēng)險(xiǎn)增加［15］。因尚未觀察到K、Na過量攝入的不良反應(yīng)，中國(guó)現(xiàn)未制定相應(yīng)的UL值及2—4歲年齡段Mn的UL值，所以本文僅對(duì)Ca、Cu、Fe、Mn（4歲以上年齡段）、P和Zn 6種元素加以分析。

圖1 不同年齡段人群礦質(zhì)元素?cái)z入量與適宜攝入量的比值Fig. 1 The ratios of mineral element intake to RNI in people of different ages

應(yīng)用2.2中所求得的各年齡段人群來自4種水果的礦質(zhì)元素日均攝入量和應(yīng)用各礦質(zhì)元素含量的最大值按照相同方法求得最大攝入量，兩者與其相對(duì)應(yīng)元素的UL的比值，應(yīng)用公式（2）計(jì)算來自4種水果的礦質(zhì)元素風(fēng)險(xiǎn)的平均風(fēng)險(xiǎn)和最大風(fēng)險(xiǎn)（表6）。

由表6可知，來自4種水果的礦質(zhì)元素?cái)z入風(fēng)險(xiǎn)均很低，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)遠(yuǎn)小于100%，表明各類人群從4種水果攝入礦質(zhì)元素的量是安全的。所有元素的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)與最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)之間呈正比例關(guān)系，即平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最大，其對(duì)應(yīng)的最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)亦最大；6種元素的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的最低點(diǎn)均位于50歲以上年齡段人群，其中Cu 的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為2.46%和7.29%，在6種元素中最高，Zn的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為0.33%和0.64%，在6種元素中最低；Mn和P兩種元素的最高點(diǎn)均位于4—7歲人群，其風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)范圍分別為6.37%—13.40%和0.96%—1.44%，Cu、Fe和Zn的最高點(diǎn)均位于2—4歲人群，其風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)范圍分別為12.50%—37.02%、2.34%—6.61%和2.13%—4.08%，Ca的最高點(diǎn)位于14—18歲人群，其風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)范圍為0.89%—1.96%，其中值得重點(diǎn)關(guān)注的是Cu元素，其平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均遠(yuǎn)大于在相同年齡段人群其他元素?cái)z入風(fēng)險(xiǎn)。Cu、Fe和P從蘋果中攝入的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高于其他3種水果，這主要是由于蘋果的日均消費(fèi)量遠(yuǎn)大于其他水果，而不是由于其含量決定的。

為進(jìn)一步評(píng)估礦質(zhì)元素的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，參照聶繼云等［16］的計(jì)算方法，根據(jù)居民平衡膳食寶塔和食物成分表，計(jì)算國(guó)人每日由谷類薯類及雜豆、水果類、蔬菜類、蛋類、魚蝦類、畜禽肉類、大豆類及堅(jiān)果、奶類及奶制品、油等9大類食物攝入的礦質(zhì)元素的總量及其風(fēng)險(xiǎn)，其中各類食物的攝入量均取中國(guó)居民平衡膳食寶塔給定的中間值。詳見表7。因?yàn)?007版中國(guó)居民膳食寶塔建議的每人每日各類食物適宜攝入量范圍適用于一般健康成人，所以表7結(jié)果以18—50歲之間的成人可耐受最高攝入量（UL）為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算膳食風(fēng)險(xiǎn)。由表7可知，居民通過日常膳食所攝入的9種礦質(zhì)元素的量與RNI或AI的比值由高到低分別為Cu（286.25%）＞P（224.91%）＞Na（197.97%）＞K（152.68%）＞Zn（134.00%）＞Mn（131.56%）＞Fe（131.06%）＞Mg（117.26%）＞Ca（88.08%），表明成人所攝入的除Ca以外其余8種礦質(zhì)元素的量均達(dá)到RNI或AI的標(biāo)準(zhǔn)，Ca雖未達(dá)到，但也與標(biāo)準(zhǔn)接近，可以看出，按照居民膳食寶塔的建議合理膳食，可以滿足絕大部分礦質(zhì)元素的人體需要量，Ca的攝入量可以適當(dāng)增加。當(dāng)用UL為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算膳食風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果為Mn（53.82%）＞Fe（49.93%）＞P（46.27%）＞Ca（35.23%）＞Zn（33.50%）＞Cu（28.61%），風(fēng)險(xiǎn)均低于100%，表明成人從日常膳食中攝入礦質(zhì)元素的量是安全的。

表6 不同人群礦質(zhì)元素風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Table6 The risk index of mineral elements in people of different ages

表7 中國(guó)居民來自其他8類食物的礦質(zhì)元素?cái)z入量估計(jì)Table7 Mineral elements intake estimats of Chinese residents from eight groups of foods other than fruits（mg·d-1）

3 討論

3.1 水果中礦質(zhì)元素的含量水平

不同礦質(zhì)元素在水果中的含量存在差異。辛士剛等［18］、陳艷秋等［19］、田娟娟［20］對(duì)蘋果、梨和葡萄的研究也發(fā)現(xiàn)，P、K、Ca、Mg元素含量較高，B、Fe、Zn、Mn、Cu含量為微量，這與中國(guó)食物成分表［21-22］及本研究結(jié)果相一致。同時(shí)對(duì)比其研究結(jié)果及食物成分表可以發(fā)現(xiàn)，不同水果礦質(zhì)元素含量差異顯著，同種水果不同品種之間礦質(zhì)元素含量也不盡一致，李寶江等［23］和孟月娥等［24］對(duì)蘋果的研究結(jié)果均可證明這一點(diǎn)。這是由于水果中的礦質(zhì)元素含量與果樹種類、砧木類型、品種、土壤質(zhì)地、土肥水條件和栽培管理技術(shù)等因素密切相關(guān)，不同種類的水果具有不同的生理代謝特點(diǎn)和根際環(huán)境，根際是土壤或沉積物中受植物根系及其生長(zhǎng)環(huán)境影響的微域環(huán)境，根際環(huán)境由于根分泌物作用的存在，致使其pH、養(yǎng)分狀況、微生物等有異于土體，因而礦質(zhì)元素在根際環(huán)境中有其特殊的化學(xué)行為［7］。一般認(rèn)為，根際活動(dòng)能活化根際中的礦質(zhì)元素，促進(jìn)其生物有效性。砧木影響礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收和運(yùn)輸，從而影響果實(shí)中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量。土壤質(zhì)地、土肥水等條件與果實(shí)中礦質(zhì)元素含量直接相關(guān)。

3.2 礦質(zhì)元素間的相互關(guān)系

不同礦質(zhì)元素間存在復(fù)雜的協(xié)調(diào)或拮抗作用，不同種元素間的作用關(guān)系在不同水果種類表現(xiàn)也不同。徐慧等［25］對(duì)‘富士’蘋果果實(shí)礦質(zhì)元素分析認(rèn)為P與K、Mg、Fe、Cu之間，K與Mg、Fe、Cu之間，Mg與Fe之間均呈極顯著正相關(guān)。林敏娟［26］研究表明，黃金梨果實(shí)中P與K、Mg、Mn、Cu之間，K與Ca、Mg、Mn、Cu之間，Ca與Mn、Cu之間以及Mg與Mn、Cu之間均呈正相關(guān)，F(xiàn)e、Zn與其它他素間不相關(guān)。湯婷婷［27］對(duì)40個(gè)梨品種果實(shí)研究結(jié)果表明，果實(shí)中P與K、Ca、Mg、Mn、Zn、B之間，K與Ca、Mg、Mn、Zn之間，Ca與Mg、Mn、Zn之間，Mg與Mn、Zn、B之間以及Fe與Cu之間均呈極顯著正相關(guān)，Mn與Zn呈極顯著正相關(guān)，其研究結(jié)果與林敏娟［26］的研究結(jié)果不完全一致。涂美艷等［28］對(duì)油桃的研究結(jié)果表明：低施鉀肥有利于果實(shí)中K、P、Ca、Mg元素積累，而隨鉀肥用量增加，果實(shí)中K、P含量增加，Ca、Mg含量逐漸降低，甚至低于未施加鉀肥處理的果實(shí)Ca、Mg水平。因此，水果中一些礦質(zhì)元素的協(xié)同或拮抗作用，與其營(yíng)養(yǎng)比例與平衡密切相關(guān)。本研究中，不同水果的礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性不同，其中K和Mg在蘋果、梨、桃和葡萄4種水果中均呈極顯著正相關(guān)，K與P在蘋果、桃和葡萄中呈極顯著正相關(guān)，P與Mg在蘋果、梨和葡萄中呈極顯著正相關(guān)，這與徐慧［25］、林敏娟［26］、湯婷婷［27］等的研究結(jié)果均保持一致；Mg與Mn在蘋果、梨、桃中均呈極顯著正相關(guān)，與林敏娟［26］、湯婷婷［27］等的研究結(jié)果一致；Ca和Mg在梨、桃和葡萄中呈顯著正相關(guān)，與湯婷婷［27］在梨上的研究結(jié)果一致。

3.3 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必要性

礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素是人體生長(zhǎng)發(fā)育和代謝必不可少的物質(zhì)，是構(gòu)成機(jī)體組織的重要原料，在機(jī)體內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能［29］。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和公眾對(duì)營(yíng)養(yǎng)和健康的重視，客觀上增加部分人群某些營(yíng)養(yǎng)素過量攝入的風(fēng)險(xiǎn)，繼而對(duì)人體健康造成危害，如攝入過量的鉀、鈉會(huì)導(dǎo)致劇烈的心律失常和傳導(dǎo)缺陷，過量的鈣會(huì)增加腎結(jié)石的危險(xiǎn)性，產(chǎn)生高鈣血癥、中毒和腎功能不全等癥狀［30-34］。目前國(guó)際上建議對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)素可能發(fā)生過量攝入的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，中國(guó)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作起步較晚，與英國(guó)、荷蘭等國(guó)家存在較大差距。中國(guó)參照北歐的營(yíng)養(yǎng)素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分模式，利用UL/RNI的比值將礦質(zhì)元素的攝入風(fēng)險(xiǎn)劃分為3級(jí)：UL/RNI＜5的營(yíng)養(yǎng)素定為A級(jí)，主要包括鈣、磷、鎂、鐵、鋅、硒、銅、氟、錳，這些營(yíng)養(yǎng)素的安全范圍較窄，容易發(fā)生過量攝入的危險(xiǎn)；UL/RNI在5—100的營(yíng)養(yǎng)素定為B級(jí)，主要包括碘、鉻，這些營(yíng)養(yǎng)素安全范圍相對(duì)較寬，過量攝入風(fēng)險(xiǎn)較小；未設(shè)定UL或UL/RNI＞100的營(yíng)養(yǎng)素定為C級(jí)，主要包括鉀、鈉，因尚未觀察到過量攝入的不良反應(yīng)，過量攝入的風(fēng)險(xiǎn)?。?7］。2002年，中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康狀況調(diào)查結(jié)果顯示，隨著經(jīng)濟(jì)收入和生活水平的不斷提高，中國(guó)居民的食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)和生活方式發(fā)生了變化，營(yíng)養(yǎng)失衡和過度營(yíng)養(yǎng)已經(jīng)出現(xiàn)。這就迫切需要借鑒國(guó)際上先進(jìn)方法和成功經(jīng)驗(yàn)，開展某些營(yíng)養(yǎng)素的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，為政府提供具體的評(píng)估結(jié)果以及管理措施建議。

3.4 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一種系統(tǒng)的評(píng)估方法，用來評(píng)估由于人體暴露于某風(fēng)險(xiǎn)因素后出現(xiàn)的不良健康作用或反應(yīng)的可能性和嚴(yán)重程度，包括危害識(shí)別、危害特征描述、暴露評(píng)估以及風(fēng)險(xiǎn)特征描述4個(gè)步驟［15］。2005年5月，F(xiàn)AO/WHO就營(yíng)養(yǎng)素物質(zhì)的高攝入量發(fā)表了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程聯(lián)合報(bào)告，報(bào)告概述了在確定營(yíng)養(yǎng)素物質(zhì)最高攝入量方面所采用的模型，該模型以非營(yíng)養(yǎng)素中非致癌物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型為基礎(chǔ)，經(jīng)過4個(gè)公認(rèn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟，推導(dǎo)出營(yíng)養(yǎng)素安全攝入上限（upper levels或tolerable upper intake level，UL），確定、描述風(fēng)險(xiǎn)，為風(fēng)險(xiǎn)管理者提供相關(guān)科學(xué)信息［35］。UL常用于評(píng)估和管理營(yíng)養(yǎng)素過量攝入風(fēng)險(xiǎn)［36］。目前，UL法已經(jīng)成為國(guó)際上廣泛接受的營(yíng)養(yǎng)素物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。近年來，歐洲國(guó)家，尤其是英國(guó)、荷蘭、丹麥等國(guó)的研究機(jī)構(gòu)開展了一些營(yíng)養(yǎng)素定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法學(xué)研究，引入了營(yíng)養(yǎng)素可接受攝入范圍計(jì)算模型和失能-調(diào)整-壽命-年方法來研究潛在的風(fēng)險(xiǎn)和收益［37-38］。中國(guó)應(yīng)充分借鑒國(guó)際上的成功經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善中國(guó)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法學(xué)研究，為相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供科學(xué)依據(jù)和參考。

4 結(jié)論

10種礦質(zhì)元素的平均含量依次為：K＞P＞Mg＞Ca＞Na＞B＞Fe＞Cu＞Mn＞Zn，其中K、P、Mg、Ca 4種大量元素的含量明顯高于其他微量元素，各種元素含量離散程度較大。4種水果的10種礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性以正相關(guān)為主，表明蘋果、葡萄、梨和桃4種水果中所測(cè)礦質(zhì)元素之間的交互作用以協(xié)同作用為主。2—4歲年齡段兒童從4種水果中攝入Cu元素的量占其RNI的83.30%，50歲以上人群從4種水果中攝入Na元素的量與其AI的比值為0.15%，二者需重點(diǎn)關(guān)注。不同年齡組人群從4種水果中攝入的礦質(zhì)元素的量與其UL的比值均低于100%，Cu元素在2—4歲人群中的平均風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和最大風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為12.50%和37.02%，其余礦質(zhì)元素?cái)z入風(fēng)險(xiǎn)均很低，為0.33%（Zn）—13.40%（Mn）。健康成人全膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果中Mn最高，為53.82%；Cu最低，為28.61%，風(fēng)險(xiǎn)均低于100%，表明成人從日常膳食中攝入礦質(zhì)元素的量是安全的。

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（責(zé)任編輯 趙伶俐）

Mineral Element Contents of Four Main Fruits from Liaoning Province and Their Dietary Exposure Assessment

KUANG Li-xue， NIE Ji-yun， LI Zhi-xia， WU Yong-long， YAN Zhen， CHENG Yang， GUAN Di-kai
（Institute of Pomology， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Fruit（Xingcheng）， Ministry of Agriculture， Xingcheng 125100， Liaoning）

【Objective】A study of detection and dietary exposure assessment of main mineral element contents of 4 dominant fruits from Liaoning province （including apple， pear， grape and peach） was carried out for the purpose of providing

to fruit production and consumptions. 【Method】 A total of 140 samples of the 4 fruits were collected from the main producing areas，including Dalian， Anshan， Yingkou， Jinzhou， Chaoyang， Huludao and Suizhong. The contents of 10 mineral elements were detected by ICP-AES and the correlation was analyzed by SPSS17.0 statistic software. Daily intake assessments of mineral elements from the 4 fruits among different populations were conducted and analyzed using recommended nutrient intake （RNI） or adequate intake （AI）and tolerable upper intake level （UL）， respectively. Total diet risk assessment for adult was analyzed with residents balanced diet pagoda and food composition table. 【Result】 The average contents of 10 mineral elements were followed by the order of K （367.68 mg·kg-1）＞P （122.65 mg·kg-1）＞Mg （78.93 mg·kg-1）＞Ca（76.36 mg·kg-1）＞Na（12.37 mg·kg-1）＞B（3.03 mg·kg-1）＞Fe（2.86 mg·kg-1）＞Cu（1.17 mg·kg-1）＞Mn（1.02 mg·kg-1）＞Zn（0.82 mg·kg-1）and the range of coefficient of variation was from 27.80%（Mg）to 82.05%（Cu）. There was a significant correlation between K and Mg. Along with the growth of the age， the ratios of K to its AI was declined while other elements were showed down-up-down. The maximal ratio of Fe was 6.54% found in 4-7 ages and other elements were in 2-4 ages. In which， the percentages of RNI of Cu， Mg， P， K， Zn， Ca and Na were 83.30%， 11.01%， 8.57%，8.43%， 4.25%， 2.46% and 0.39%， respectively. Results of dietary risk assessment showed that the average and the highest risk index of Cu in 2-4 ages were 12.50% and 37.02%， respectively. The risk indexes of other mineral elements were all far below 100% with the range of 0.33%（Zn）-13.40%（Mn）. Risk indexes of total diet for adults were followed by Mn（53.82%）＞Fe（49.93%）＞P（46.27%）＞Ca（35.23%）＞Zn（33.50%）＞Cu（28.61%）calculated by UL， which were all below 100%. 【Conclusion】Contents of K， P， Mg and Ca were always higher than other trace elements in fruits. Synergistic effect plays a key role among different elements. Intake of 10 mineral elements from the above 4 fruits are safe to human health. The risk index of Cu is higher than other elements and should be paid a special attention. The daily dietary intakes of 10 mineral elements from total diet will not pose a health risk to adults.

apple； pear； peach； grape； mineral element； content； dietary exposure assessment； evaluation index

2016-04-13；接受日期：2016-06-27

國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)劃（GJFP2014002，GJFP2015002，GJFP2016002）、中央級(jí)科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（0032014013）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程

聯(lián)系方式：匡立學(xué)，Tel：13470617155；E-mail：Lixuekuang99@163.com。通信作者聶繼云，Tel：0429-3598178；E-mail：jiyunnie@163.com