導 讀
大米作為人類的主食之一在人類的健康中發(fā)揮極為重要的作用。但一旦土壤受到鎘污染或者酸化，大米悄然成為鎘大米。由于大米天生鋅、鈣、鐵等含量低，且在拋光、洗米過程養(yǎng)分損失多，大米與鎘大米，一字之差，但安全性差別很大。
文/ 陳能場（廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員） 鄭煜基（廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所高級工程師）
來源：東方早報（2016年3月8日）
水稻在中國已有7000多年的歷史，大米文化源遠流長。且不說大米是千家萬戶的主食，并以大米為原材料制作出各種精美的食品，既為中國人提供了源源不斷的營養(yǎng)和能量，更是形成了各種各樣的美食文化。在一些傳統(tǒng)的建筑中，大米甚至是充當了“建材”的角色，在一些著名的古建筑里，在建造時都在粘土里加入蒸熟的糯米千錘百煉，使得這些建筑能屹立千年，如趙州橋等。在一些農(nóng)村，修建老房子時，民間的工匠在壘墻過程中也采用了這樣的工藝，以確保墻體堅固，連鐵釘都沒能有下腳的地方。
近年來一個“鎘”字在大米中閃現(xiàn)，大米因此蒙上一層陰影，眾人頓時感覺不好了。中國是稻米最大的生產(chǎn)國，65%的國人以大米為主食，“鎘”這字怎生了得？讓眾人望“鎘”生畏呢？
原來鎘大米曾在日本“造孽”，長期吃鎘大米的一些日本人因為鎘的長期大劑量的攝入患過痛不欲生的“痛痛病”。細細研究這些痛痛病患者，不難發(fā)現(xiàn)患者原來是絕大多數(shù)生育過二、三胎甚至多胎的，年齡在50歲以上的，家庭貧窮的老婦身上。這樣抽絲剝繭的分析后營養(yǎng)不足作為痛痛病的隱患的一個外因慢慢浮出了水面。
在上一篇專欄文章中我們談及“權(quán)衡食物中的營養(yǎng)獲益與污染風險”，指出看待食物和選擇食物不能單從污染物含量角度來進行，食物中的營養(yǎng)對人體健康以及對于降低人體對污染物的吸收有著極為重要的作用。本文從土壤到餐桌整個過程進行分析，看看大米和鎘大米的“一字之差”的差別到底在哪里。
1.稻米鈣鎂鐵等元素濃度較為穩(wěn)定、而鎘濃度可以變化很大。
在礦山開采、冶煉，各種涉及鎘的工業(yè)出現(xiàn)之前，土壤中雖然也有微量的鎘，但這些鎘大都在礦物中，有效性極低，大米自然是安全的大米。但當鎘通過大氣沉降或者水體進入稻田后，水稻雖然不需要鎘，但也不加選擇地吸收了，有意思的是低濃度的鎘并不會對水稻生長帶來影響，甚至稻米含了目前鎘標準0.2毫克/千克的十幾倍時，水稻照樣可以豐產(chǎn)。
另一方面，大米不同品種中鐵、鈣、鋅等含量會有差別，但這個差別不大，最高也只有數(shù)倍，不過鎘的情況比較特殊，土壤條件和土壤污染程度不同，不同品種之間甚至可以相差數(shù)百倍，如我們對125個大米樣品進行市場調(diào)查，測定到的鋅變幅為9.20到22.30毫克/千克，相差2.42倍；鈣在20-250毫克/千克區(qū)間，相差5倍，而鎘從0到1.04毫克/千克，這個倍數(shù)就難以計算了。
在某污染農(nóng)區(qū)有人測定稻米的鎘含量變化在0.01到 4.43毫克/千克，我們在大寶山礦區(qū)的稻田測定到超標的大米的同時，也會測定到低于儀器檢測線也就是沒有被污染的大米。
我們也有個有趣的試驗結(jié)果，就是在一塊pH中性田塊中，80個品種的稻米鎘幾乎都不超標，而在一塊酸性稻田，80個品種的稻米鎘含量幾乎超標，并且不同品種的稻米的鎘含量變幅很大，這些試驗中，稻米鋅的含量變幅很小。
可見，土壤受到鎘的污染或者土壤本身受到酸化，由于大米中的鎘含量不像鋅鈣等變化幅度有限，大米的不安全性陡然增加。
2.鎘的存在可能讓大米中的鋅、鐵、鈣的營養(yǎng)降低。
鐵、鋅、鎘3種重金屬元素在化學性質(zhì)上表現(xiàn)出很多的相似性，常常利用相同的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)進行吸收運輸或儲存；鎘與鈣在離子半徑上極為相近，因此在土壤環(huán)境和作物體內(nèi)，這幾個元素有著較強的相互作用，很多時候表現(xiàn)出相互競爭的關(guān)系。
有人研究了239個稻米樣品中的鎘與鐵、錳含量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者的關(guān)系是呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)的關(guān)系，也就是說鎘含量越高、大米中的錳和鐵的含量就越低。同時也有試驗表明，當大米中的鎘含量高時，大米的其他營養(yǎng)成分如淀粉和蛋白質(zhì)含量也會降低。
有文章指出，當土壤中鎘含量為2毫克/千克時，與對照的糙米鎘含量0.008毫克/千克相比，糙米鎘含量達到了0.39毫克/千克，此時粗淀粉含量從76.86%降低到73.86%，直鏈淀粉從21.72%降低到20.08%，賴氨酸從0.38%降低到0.34%，粗蛋白從9.00%降低到7.74%。
還有研究表明，稻米中支鏈淀粉含量與土壤中有效態(tài)鎘含量呈顯著正相關(guān)，能顯著減少稻米中賴氨酸、組氨酸含量，提高天冬氨酸含量。也就是說含鎘大米不單是大米中含有鎘的問題，還造成了大米的品質(zhì)和口感的變化。
當在污染的土壤環(huán)境中，大豆和大米也有個不同的表現(xiàn)。美國科學家Chaney的研究小組進行了土壤鋅、鎘對稻米鋅鎘吸收影響的試驗發(fā)現(xiàn)土壤鎘含量越多，稻米鎘也越多，當土壤鋅含量增加到一定程度稻米鋅含量就不再增加，哪怕土壤的鋅超出鎘的量達到百倍以上，或者土壤中的鋅添加到7000毫克/千克的程度。
而在這塊田種植大豆時，雖然大豆和大米中的鎘含量相同，但大豆中的鋅和鐵要比大米高得多，他們歸結(jié)為大米特有的“相對性地累鎘斥鋅鐵”現(xiàn)象。顯然此時的大米的安全性比大豆更低了。
3.大米有個天生的營養(yǎng)軟肋。
對營養(yǎng)感興趣的人比較一下各種食物中的營養(yǎng)成分，不難發(fā)現(xiàn)稻米中的鐵、鋅、鈣的成分比較低，甚至在小麥、玉米等相比其含量也是墊底的（如圖）。
以鐵為例，糙米中的鐵很難超過10mg/kg, 而玉米中的鐵在圖中的起點就是10mg/kg了，小麥的起點在20mg/kg，而大豆最高，其最高可以到100mg/kg以上。
事實上，除了鐵外，鋅、鈣等含量也是如此?？傮w上有大豆>小麥>玉米>糙米的規(guī)律。從獲益與風險的角度來說，稻米比其他糧食作物的風險增加了。
4.加工過的大米鎘含量減少，但營養(yǎng)損失量大。
鐵、鎂、鉀、磷、和錳的營養(yǎng)主要分布在糙米的皮層，而鎘在大米中主要以蛋白結(jié)合較為均勻地分布在整個米粒中。
有研究表明，大米中與鎘結(jié)合最多的蛋白質(zhì)是球蛋白，占42%，其次是谷蛋白，占39%。當被加工成白米(精米)時，大米中的養(yǎng)分會收到進一步的損失（如下圖），如鐵損失63%，鈣40%，灰分58%，只有熱量損失最少，不到10%。
在另一研究中，拋光米中的鐵、鎂、鉀、磷和錳比糙米中的低了25%~40%，銅和鋅下降了20%，鈣的降低幅度在以上兩組之間，而鎘在拋光后只去除了6%，在另一個拋光研究中拋光過程鎘去除了9%，剩余91%，可見大米加工過程營養(yǎng)去除的多，從獲益與風險的角度來說，拋光大米的風險增加了，吃糙米的安全性高一些。
5.淘米做飯過程中鎘去除量有限，而鐵、鈣、鋅卻再次大量損失，增加了含鎘大米的不安全性。
鐵、鎂、鉀、磷和錳的營養(yǎng)主要以無機的形式存在的大米中，而鎘在大米中主要蛋白結(jié)合較為均勻地分布在整個米粒中，淘米過程對營養(yǎng)的損失有較大的影響，但對鎘的去除影響甚小。
有文章單獨對鎘在淘米做飯中的含量變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)總體上鎘去除的很少，6%左右。
在另一篇較為系統(tǒng)的研究中得到了較多有意思的結(jié)果：對于糙米，淘米過程中鎘和其他無機營養(yǎng)元素損失較少，哪怕洗了幾次。但對于拋光米，養(yǎng)分的損失多且與洗滌次數(shù)有關(guān)。
鐵、鎂、鉀、磷、和錳在第一次洗米中損失多，此后慢慢損失減少，兩次洗米后，鐵、鎂、鉀、磷、和錳含量只有洗前的30%~50% 或者是糙米的 7%~20%，銅和鋅為洗前的 80%~90%，或者糙米的65-70%，而鎘即使洗米多長，損失也是有限，洗米兩次后，米中的鎘為洗前的96%，或者糙米的90%，也就是拋光米洗米2次鎘只會損失4%。
用電飯煲做飯時鎘和養(yǎng)分含量都沒有什么變化，如果洗米水用來做飯，則米飯中重金屬和養(yǎng)分與洗前的米的含量一樣，而用清水來做飯，養(yǎng)分損失的量剛好是洗米過程中洗掉的量。對于鎘，拋光米洗兩次并做成米飯后，鎘含量大體上是拋光米時的95%。
6.大米鎘安全性的老鼠試驗
以上種種說明我們喜愛的大米一旦受到鎘的污染，安全性存在問題，并因為自身礦物質(zhì)養(yǎng)分低，而在加工、淘米做飯過程中養(yǎng)分進一步損失，讓我們的飲食的風險性進一步提高。
有首流行歌曲叫“老鼠愛大米”，讓我們看看關(guān)于鎘大米的安全性的老鼠試驗。
美國科學家Chaney等人用含鎘量相同的大米和葵花籽來喂養(yǎng)老鼠進行試驗，5周后又同時用1克的放射性鎘喂養(yǎng)老鼠以跟蹤老鼠對鎘的吸收情況，發(fā)現(xiàn)吃了葵花籽的老鼠的鎘吸收量是葵花籽的5倍。
而在另一個同樣喂養(yǎng)大米但配以不同劑量的鈣、鋅、鐵的試驗中，發(fā)現(xiàn)沒有添加鈣、鋅、鐵的老鼠體內(nèi)的肝腎中的鎘含量要高數(shù)倍。
以上看出，相對于礦物質(zhì)營養(yǎng)富足的葵花籽，鎘大米的安全性的確存在較大的問題。事實上，時至今日，隨著工業(yè)污染的加劇，以大米為食的亞洲國家中已經(jīng)有好幾個國家有因為大米中的鎘污染引發(fā)出一些健康問題，發(fā)生過痛痛病的日本自不待說，中國的一些礦區(qū)（如瑞典與復旦大學聯(lián)合組成的ChinaCad小組的研究報道）、越南、泰國西北部礦區(qū)的當?shù)鼐用穸即嬖诔潭炔坏鹊慕】祮栴}。
近年來，在斯里蘭卡的中北部省份，近1/3的50歲左右農(nóng)戶患上慢性腎病，目前患病原因未能確定，疑似相關(guān)的原因多個，有文章劍指農(nóng)田系統(tǒng)和稻米中鎘含量的增加，斯里蘭卡在上世紀70年代開始進行農(nóng)業(yè)綠色革命后，磷肥施用量大大增加，有文章認為天然含有鎘的磷肥是農(nóng)戶患上慢性腎病的特洛伊木馬。研究表明這些農(nóng)民的鎘攝取量不高，低于20微克/天，個人淺見，對于這些貧窮的農(nóng)民，除了正在研究的各種因素外，主食大米而營養(yǎng)不良應該是個雪上加霜的外因。
大米作為人類的主食之一在人類的健康中發(fā)揮極為重要的作用。但一旦土壤受到鎘污染或者酸化，大米悄然成為鎘大米。由于大米天生鋅、鈣、鐵等含量低，且在拋光、洗米過程養(yǎng)分損失多，大米與鎘大米，一字之差，但安全性差別很大。
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