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2018, 35(6):500-505.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.17740

上海市中小学生膳食铝摄入量评估


a. 上海市疾病预防控制中心业务管理处, 上海 200336 ;
b. 上海市疾病预防控制中心健康危害因素监测与控制所, 上海 200336 ;
c. 上海市疾病预防控制中心化学品毒性检定所, 上海 200336 ;
d. 上海市疾病预防控制中心儿童青少年健康所, 上海 200336

收稿日期: 2017-12-14;  发布日期: 2018-07-06

基金项目: 上海市卫生和计划生育委员会面上项目(编号:201440623)

通信作者: 郭常义, Email: guochangyi@scdc.sh.cn  

作者简介: 吴春峰(1981-), 男, 硕士, 副主任医师; 研究方向:食品安全与风险评估; E-mail:

[目的] 评估上海市中小学生膳食铝的摄入量。

[方法] 2015年,采用多阶段分层随机抽样方法抽取本市中小学生共4 320人作为调查对象,应用3天24小时膳食回顾法开展膳食调查,采用总膳食研究方法进行食物聚类、膳食样品制备及铝含量检测,评估中小学生膳食铝的摄入量水平。

[结果] 上海市中小学生膳食调查完成3 970人。中小学生除调味品与烹饪用油以外每日膳食消费总量为1 853.42 g/d,高中生膳食消费量(2938.91g/d)高于初中生(1991.65g/d)和小学高、低年级学生(1648.75、1531.18g/d)(F=214.11,P < 0.01);城市中心地区学生(1 932.56 g/d)膳食消费量高于城郊结合区和远郊地区(1 686.44和1 777.70 g/d)(F=27.18,P < 0.01)。膳食样品中铝平均质量分数(简称“含量”)为4.61 mg/kg,所有膳食样品中铝含量均未超出国家限量标准(100 mg/kg)。中小学生平均每周膳食铝摄入量为1.06 mg/kg(以每千克体重计),共有5.65%的中小学生膳食铝摄入量超过每周耐受摄入量(provisional tolerable weekly intake,PTWI),膳食铝摄入的主要来源为乳类、谷类、饮料及水。不同年级学生膳食铝摄入量不尽相同,有10.78%的低年级小学生膳食铝摄入量超过PTWI。不同地区、不同性别学生膳食铝摄入量差异无统计学意义。

[结论] 上海市中小学生膳食铝摄入量总体处于较低水平,但仍须预防低年级小学生膳食铝摄入引起的健康风险。

关键词: 膳食调查;  总膳食研究;  铝;  中小学生;  摄入量评估 

铝(Al)是地壳中含量最为丰富的一种金属元素,铝被广泛应用于炊具、饮料瓶制作等行业,铝盐也常被用作食品添加剂。研究表明,铝对人体的中枢系统、呼吸系统、生殖系统[1]、免疫系统[2]、骨骼和造血系统都具有慢性毒性作用,严重的甚至会导致肺纤维化、透析性脑病、骨病和贫血,还可能引起认知能力和记忆力减退、阿尔茨海默病[3]、帕金森病和生殖能力下降等[4-8]。1989年,联合国粮农组织/世界卫生组织(Food and Agriculture Organization/World Health Organization,FAO/WHO)正式将铝确定为食品污染物[9]。膳食是人体摄入铝元素最主要的途径,而大多数天然食品中铝元素的含量低于5mg/kg,含铝食品添加剂的使用是居民铝膳食暴露的主要来源[10]。GB 2760—2014 《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》 [11]规定,食品(除海蜇外)中铝的残留量应≤ 100mg/kg(干样品,以Al计)。根据对膳食铝的危害评价研究,联合国粮农组织/世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives,JECFA)于2011年将铝的每周耐受摄入量(provisional tolerable weekly intake,PTWI)确定为2mg/kg(以体重计,后同)[12]

儿童青少年的营养与健康状况是反映一个国家和地区经济与社会发展、卫生保健水平和人口素质的重要指标。2014年国务院印发的《中国食物与营养发展纲要》(2014—2020年)和《中国儿童发展纲要》(2011—2020年)中均明确指出要改善6~17岁人群营养状况,提高儿童身体素质,加强对儿童的健康指导和干预。为了评价上海市中小学生代表性膳食样品中的铝含量,科学评估中小学生膳食铝暴露情况及健康风险,本研究依托“上海市中小学生膳食与健康状况监测”工作,于2015年组织开展6~17岁人群膳食调查,应用总膳食研究方法评估本市中小学生全膳食铝摄入水平。

1   研究方法

1.1   膳食调查

1.1.1   调查对象

本市常住的6~17岁中小学生(过去一年内,在本市居住时间累计超过6个月的中小学生)。

按照非农人口比例将上海市所有街道/镇分为3层(城市中心地区、城郊结合地区、远郊地区),根据学生人口比例,在各层街道/镇中随机抽取小学、初中、高中,全市共抽取20个小学、20个初中、20个高中;采用简单随机抽样法从抽取的小学、初中、高中学校每个年级中各抽取1个班级,每班按性别再分别随机抽取9男9女共18名学生进行膳食调查,实际共抽取4 320人作为样本人群。该研究已于2015年6月11日通过伦理审查批准,并在调查过程中做到知情同意。

1.1.2   膳食调查方法

根据调查对象实际就餐情况,分别以家庭、学校为主要调查场所,采用3天24小时膳食回顾法连续调查记录被调查者在调查期间摄入的全部食物(除正餐外,还包括零食、水果、酒、饮料和水),12岁以下儿童可由家长或主要看护人协助完成调查。在同一时间采用称重法调查家庭、学校食堂调味品消费量,同时记录用餐人次数。

1.2   样品采集与制备

1.2.1   膳食归类与样品采集

根据膳食调查计算获得的标准人日消费量,结合中国总膳食研究方法的食物类别,对中小学生膳食消费进行归类。根据归类结果确定本市中小学生代表性食物品种,依照采样程序分别在城市中心地区、城郊结合地区、远郊地区各2个街道/镇内采集指定食物样品(约1 kg)。

1.2.2   膳食样品制备

将采集到的食物样品,按膳食调查获得的主要烹调方法及调味品用量,将食物样品加工烹调制备成可直接入口的膳食,并经粉碎、匀浆后制备成膳食样品,装入高压聚乙烯塑料容器中,置于-20℃低温冰箱冷冻保存。

1.3   样品检测与评价

膳食样品经微波消解后,采用电感耦合等离子体光谱仪(Rerkin Elmer,美国),在波长396.152 nm、功率1 150 W、辅助气流量0.5 L/min、蠕动泵转速50 r/min的工作条件下测定铝的质量分数(后简称“含量”),检测下限为0.625 mg/kg。参照GB 2760—2014 《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》对膳食样品中铝含量是否符合标准进行判断。

1.4   膳食铝摄入量

1.4.1   铝摄入量计算

每周每千克体重膳食铝摄入量= ∑(某种食物的每周消费量×某种食物中铝含量)/体重。

1.4.2   铝摄入量评估

将本市居民膳食铝摄入量水平与JECFA制定的PTWI进行比较,高于PTWI则认为存在对人体健康造成危害的风险。

1.5   统计学分析

本研究数据分析根据复杂抽样的数据加权方法,对样本加权,综合考虑了抽样设计权重、分层调整权重以及无应答调整权重。应用SAS 9.4软件中Survey means、Survey freq程序计算膳食铝摄入量,用均值和四分位间距进行统计学描述。消费量采用单因素方差分析进行比较,并采用SNK法进行两两比较;膳食铝摄入量采用加权后的95%可信区间进行推断;贡献率构成比采用列联表的卡方检验。检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   调查对象分布

本次调查共抽取本市中小学生4 320人,实际完成膳食调查3 970人,问卷应答率为91.90%。调查对象中男性1 973人,女性1 997人。城市中心地区学生2 357人,占总调查人数的59.37%;城郊结合区与远郊地区学生则分别为24.79%、15.84%。小学低年级(小学一、二、三年级)、小学高年级(小学四、五年级)、初中、高中调查人数分别占24.31%、16.80%、34.63%、24.26%(见表 1)。因调查样本中年级组抽样比例相等,故分析中通过上海市实际中小学生构成进行权重调整。

表1

上海市中小学生膳食调查对象地区、性别和年级分布

Table1.Regional, gender, and grade distributions of primary and middle school students enrolled in diet survey in Shanghai

2.2   学生膳食消费量

根据3天膳食消费量调查,中小学生除调味品与烹饪用油以外,总的膳食消费量均值为1 853.42 g/d,其中饮料及水、蔬菜类及其制品、谷类及其制品消费量较大,分别为595.26、288.95、279.07 g/d(见表 2)。

表2

上海市中小学生每日膳食平均消费量(g/d)

Table2.Daily dietary consumption of primary and middle school students in Shanghai

不同年级学生膳食消费量不同(F=214.11,P < 0.01),随着年级的增长,膳食消费量呈逐渐增加的趋势;经两两比较,高中生膳食消费量(2 938.91 g/d)高于初中生(1 991.65 g/d)和小学高、低年级学生(1 648.75、1 531.18 g/d),初中生的膳食消费量高于小学生,而高低年级小学生之间的膳食消费量差异无统计学意义。从样本均值看,高中生大部分食物的消费量高于其他各年级学生,尤其谷类及其制品(457.61 g/d)、肉类及其制品(346.49 g/d)和蔬菜类及其制品(488.91 g/d)的消费量较高。

不同地区学生之间膳食消费量也有所不同(F=27.18,P < 0.01);经两两比较,城市中心地区学生膳食消费量(1932.56g/d)较城郊结合地区(1686.44 g/d)和远郊地区(1 777.70 g/d)高,而后两类地区的学生膳食消费量差异无统计学意义。

不同性别学生之间膳食消费量差异无统计学意义(F=1.17,P > 0.05)。

2.3   膳食样品中铝含量

按照总膳食研究方法,将膳食调查后的食品归类为本市中小学生最常食用的12大类69种膳食。全部类别膳食样品中的铝含量检出率为97.1%,检出范围为0.03~40.0 mg/kg(见表 3)。

表3

上海市中小学生膳食样品中铝的平均含量(mg/kg)

Table3.Average aluminum concentration in dietary samples of primary and middle school students enrolled in Shanghai

除调味品与烹调用油以外,所有膳食样品铝的平均含量为4.61 mg/kg。其中,水产及其制品的铝平均含量最高,达到15.72 mg/kg;其次是乳及乳制品、糖及糖制品,分别为10.09、9.81 mg/kg。蛋及蛋制品、酒类中铝平均含量较低,仅为0.62、0.13 mg/kg。所有膳食样本的铝含量均未超出国家限量标准(100 mg/kg)。

2.4   学生膳食铝摄入量

表 4显示,上海市中小学生的平均每周膳食铝摄入量为1.06 mg/kg(以体重计,后同),占PTWI的53.12%,而第97.5百分位数达2.55 mg/kg,是PTWI的1.28倍。全市共有5.65%的中小学生膳食铝摄入量超过PTWI。

表4

上海市不同年级、地区中小学生每周膳食铝摄入量及与PTWI的比较

Table4.Weekly intake of dietary aluminum and PTWI of primary and middle school students by grades and regions in Shanghai

本市不同年级学生的膳食铝摄入量不尽相同,低年级小学生高于初中生,而与高年级小学生和高中生的差异无统计学意义。低年级小学生平均每周膳食铝摄入量为1.27 mg/kg,占PTWI的63.72%;而第97.5百分位数达2.79 mg/kg,为PTWI的139.5%;有10.78%的低年级小学生膳食铝摄入量超过PTWI。初中生平均每周膳食铝摄入量为0.88 mg/kg,占PTWI的44.23%,但仍有2.28%的初中生膳食铝摄入量超过PTWI。高中生和高年级小学生平均每周膳食铝摄入量分别为0.94 mg/kg和1.01 mg/kg,分别有5.96%和4.65%的学生膳食铝摄入量超过PTWI。

中小学生膳食铝摄入主要来源为乳类、谷类、饮料及水,贡献率分别为29.8%、15.4%和15.1%,其他各类膳食的贡献率均低于10%,来源于蛋类、糖类和酒类的贡献率接近。

图 1可知,不同年级学生膳食铝摄入的来源差异无统计学意义(χ2=6.29,P > 0.05),主要来源均为乳类、谷类、饮料及水,其中以乳类最高,该三大类膳食的贡献率合计约为60%;不同年级学生之间乳类的贡献率范围是21.26%~32.74%,随着年级的增长,贡献率逐渐降低;谷类、饮料及水的贡献率次之,范围分别是14.91%~16.32%、13.52%~19.89%,随着年级的增长,贡献率大致呈现上升趋势。

图 1

上海市不同年级中小学生膳食铝摄入的来源构成

不同地区中小学生膳食铝摄入量差异无统计学意义,分别有6.16%的城市中心地区学生、5.49%的城郊结合地区学生以及3.99%的远郊地区学生膳食铝摄入量超过PTWI。

3   讨论

本市中小学生代表性膳食样品中铝含量普遍较低,米面制品、水产品等易使用含铝食品添加剂的各类膳食样品中均未发现铝含量超出国家限量标准,最高检出值也未及国家限量标准的一半。本市中小学生膳食铝摄入量总体处于较低水平,每周膳食铝摄入量平均值为1.06 mg/kg,为JECFA规定的PTWI的53.12%,明显低于全国7~17岁人群膳食铝平均摄入量(1.81~2.53 mg/kg)[10],也略低于加拿大5~19岁人群(1.24~1.42 mg/kg)[13],但高于英国4~18岁人群(0.86 mg/kg)[14]、法国3~17岁人群(0.44 mg/kg)[15]和澳大利亚6~12岁人群(0.31 mg/kg)[16]的平均每周膳食铝摄入量。

但本市仍有5.65%的中小学生膳食铝摄入量超出PTWI,存在健康风险,需要关注重点人群过度暴露的问题。尤其是低年级小学生,由于其本身体重较轻,每周能耐受的铝摄入量较其他年龄人群更低,故其健康风险也更高。本市低年级小学生每周膳食铝摄入量平均值为1.27 mg/kg,其中10.78%的膳食铝摄入量超出PTWI,均明显高于初中生(分别为0.88 mg/kg和2.28%)。而高中生由于其食量增加,且几乎所有膳食样品中均检出铝含量,故其铝摄入量也有所增加,有5.96%的高中生膳食铝摄入量超出PTWI。本市不同年龄人群的膳食铝摄入量及其风险的趋势与全国及国际上一些发达国家和地区的趋势基本一致。而本市不同地区、不同性别的学生之间,膳食铝摄入量及其健康风险均无差异。

本市中小学生膳食铝摄入的来源主要为乳类、谷类、饮料及水,贡献率分别为30%、15%、15%左右,均为中小学生消费量较大的食品种类。与本市15岁及以上居民膳食铝摄入主要来源[17]相比,中小学生对于油条等铝含量较高的面制品消费量较低,由此摄入的铝也较少;而乳类及其制品中的铝含量虽然较低,但中小学生对于乳制品的消费量较大,导致其贡献率较高。国外的相关研究分析发现[18],生牛乳等天然乳制品中铝含量极低,但酸奶、复原乳等乳制品在加工制作过程中会增加铝的带入,储存的包装和容器中也可能会有铝的溶出,造成部分乳及乳制品中存在低量的铝污染。

综上,中小学生膳食铝暴露及其健康风险应引起足够重视,尤其需要警惕长期膳食铝暴露对低年级小学生造成智力和骨骼发育的影响,并开展进一步的研究以明确可能造成的影响程度及其机制。此外,加强各类学生膳食中铝含量的监管,不断降低食品中铝的污染水平,特别是针对此次研究中膳食铝贡献率较高的乳及乳制品,深入开展乳及乳制品中膳食铝来源的研究,加强乳制品生产、加工及运输全过程的质量安全监管。同时,教育学生正确的饮食行为,适当减少常用含铝食品添加剂的各种食物消费量,降低各年级学生膳食铝摄入量到安全水平,预防膳食铝摄入对学生造成的健康风险,促进学生的身心健康发展。

表1

上海市中小学生膳食调查对象地区、性别和年级分布

Table 1 Regional, gender, and grade distributions of primary and middle school students enrolled in diet survey in Shanghai

表2

上海市中小学生每日膳食平均消费量(g/d)

Table 2 Daily dietary consumption of primary and middle school students in Shanghai

表3

上海市中小学生膳食样品中铝的平均含量(mg/kg)

Table 3 Average aluminum concentration in dietary samples of primary and middle school students enrolled in Shanghai

表4

上海市不同年级、地区中小学生每周膳食铝摄入量及与PTWI的比较

Table 4 Weekly intake of dietary aluminum and PTWI of primary and middle school students by grades and regions in Shanghai

图 1

上海市不同年级中小学生膳食铝摄入的来源构成

Figure 1 Sources of dietary aluminum intake of primary and middle school students by grades in Shanghai

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[基金项目] 上海市卫生和计划生育委员会面上项目(编号:201440623)

[作者简介] 吴春峰(1981-), 男, 硕士, 副主任医师; 研究方向:食品安全与风险评估; E-mail: wuchunfeng@scdc.sh.cn

[收稿日期] 2017-12-14 00:00:00.0

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