水稻在中國已有7000多年的歷史，大米文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。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(dāng)了“建材”的角色，在一些著名的古建筑里，在建造時(shí)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(shí)，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(jiān)固，連鐵釘都沒能有下腳的地方。
近年來一個(gè)“鎘”字在大米中閃現(xiàn)，大米因此蒙上一層陰影，眾人頓時(shí)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(zhǎng)期吃鎘大米的一些日本人因?yàn)殒k的長(zhǎng)期大劑量的攝入患過痛不欲生的“痛痛病”。細(xì)細(xì)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(gè)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(fēng)險(xiǎn)”，指出看待食物和選擇食物不能單從污染物含量角度來進(jìn)行，食物中的營養(yǎng)對(duì)人體健康以及對(duì)于降低人體對(duì)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(gè)過程進(jìn)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(dāng)鎘通過大氣沉降或者水體進(jìn)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(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)帶來影響，甚至稻米含了目前鎘標(biāo)準(zhǔn)0.2毫克/千克的十幾倍時(shí)，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(huì)有差別，但這個(gè)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(duì)125個(gè)大米樣品進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，測(cè)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(gè)倍數(shù)就難以計(jì)算了。
在某污染農(nóng)區(qū)有人測(cè)定稻米的鎘含量變化在0.01到 4.43毫克/千克，我們?cè)诖髮毶降V區(qū)的稻田測(cè)定到超標(biāo)的大米的同時(shí)，也會(huì)測(cè)定到低于儀器檢測(cè)線也就是沒有被污染的大米。
我們也有個(gè)有趣的試驗(yàn)結(jié)果，就是在一塊pH中性田塊中，80個(gè)品種的稻米鎘幾乎都不超標(biāo)，而在一塊酸性稻田，80個(gè)品種的稻米鎘含量幾乎超標(biāo)，并且不同品種的稻米的鎘含量變幅很大，這些試驗(yàn)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(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出很多的相似性，常常利用相同的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行吸收運(yùn)輸或儲(chǔ)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(gè)元素有著較強(qiáng)的相互作用，很多時(shí)候表現(xiàn)出相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。
有人研究了239個(gè)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(fù)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(shí)也有試驗(yàn)表明，當(dāng)大米中的鎘含量高時(shí)，大米的其他營養(yǎng)成分如淀粉和蛋白質(zhì)含量也會(huì)降低。
有文章指出，當(dāng)土壤中鎘含量為2毫克/千克時(shí)，與對(duì)照的糙米鎘含量0.008毫克/千克相比，糙米鎘含量達(dá)到了0.39毫克/千克，此時(shí)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(dāng)在污染的土壤環(huán)境中，大豆和大米也有個(gè)不同的表現(xiàn)。美國科學(xué)家Chaney的研究小組進(jìn)行了土壤鋅、鎘對(duì)稻米鋅鎘吸收影響的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土壤鎘含量越多，稻米鎘也越多，當(dāng)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(dá)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(shí)，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(duì)性地累鎘斥鋅鐵”現(xiàn)象。顯然此時(shí)的大米的安全性比大豆更低了。
3.大米有個(gè)天生的營養(yǎng)軟肋。
對(duì)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(diǎn)就是10mg/kg了，小麥的起點(diǎn)在20mg/kg，而大豆最高，其最高可以到100mg/kg以上。
事實(shí)上，除了鐵外，鋅、鈣等含量也是如此。總體上有大豆>小麥>玉米>糙米的規(guī)律。從獲益與風(fēng)險(xiǎn)的角度來說，稻米比其他糧食作物的風(fēng)險(xiǎn)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(gè)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(dāng)被加工成白米(精米)時(shí)，大米中的養(yǎng)分會(huì)收到進(jìn)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(gè)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(fēng)險(xiǎn)的角度來說，拋光大米的風(fēng)險(xiǎn)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(jī)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(gè)米粒中，淘米過程對(duì)營養(yǎng)的損失有較大的影響，但對(duì)鎘的去除影響甚小。
有文章單獨(dú)對(duì)鎘在淘米做飯中的含量變化進(jìn)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(duì)于糙米，淘米過程中鎘和其他無機(jī)營養(yǎng)元素?fù)p失較少，哪怕洗了幾次。但對(duì)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(zhǎng)，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(huì)損失4%。
用電飯煲做飯時(shí)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(duì)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(shí)的95%。
6.大米鎘安全性的老鼠試驗(yàn)
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?yàn)樽陨淼V物質(zhì)養(yǎng)分低，而在加工、淘米做飯過程中養(yǎng)分進(jìn)一步損失，讓我們的飲食的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)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(yàn)。
美國科學(xué)家Chaney等人用含鎘量相同的大米和葵花籽來喂養(yǎng)老鼠進(jìn)行試驗(yàn)，5周后又同時(shí)用1克的放射性鎘喂養(yǎng)老鼠以跟蹤老鼠對(duì)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(gè)同樣喂養(yǎng)大米但配以不同劑量的鈣、鋅、鐵的試驗(yàn)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(duì)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(shí)上，時(shí)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(gè)國家有因?yàn)榇竺字械逆k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(fù)旦大學(xué)聯(lián)合組成的ChinaCad小組的研究報(bào)道）、越南、泰國西北部礦區(qū)的當(dāng)?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(gè)，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(jì)70年代開始進(jìn)行農(nóng)業(yè)綠色革命后，磷肥施用量大大增加，有文章認(rèn)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(gè)人淺見，對(duì)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(yīng)該是個(gè)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。
作者簡(jiǎn)介：陳能場(chǎng) 廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所研究員；鄭煜基 廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所高級(jí)工程師
中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：東方早報(bào) 2016年3月8日
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