中国营养科学全书(第2版)
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第二节 膳食营养素参考摄入量

人们摄入的食物千差万别,而且不同地区、不同种族居民的饮食习惯差异很大,因此,食物摄入种类和数量都随着个体情况而变化,很难为每一种食物确定一个合理摄入量。自从人们发现了食物中的营养素是保障人体健康的决定性因素以后,探讨合理的营养素摄入量就成为营养学研究的主要目标。
人体的健康状况与营养素摄入量密切相关。对于两者之间关系的研究,经历了三个阶段,即①研究营养素需要量以预防营养缺乏病;②研究营养素的毒副作用以防止健康危害;③研究营养素摄入量与非传染性慢性病发生发展的关系以降低慢性病的发生危险。人体对于营养素的合理摄入量也随着这三个阶段研究的不断进展而被充实新的内容。这些研究所得成果经过众多营养学专家的评述、论证、汇总,最终以膳食营养素参考摄入量(dietary reference intakes,DRIs)的形式公布,并被转化为国家政策、相关标准、膳食指南等文件,为指导各国居民合理摄入营养素提供科学依据。
一、膳食营养素参考摄入量的概念及其发展
(一)营养素与能量的需要量
营养缺乏病是由于严重缺乏某种营养素引起的疾病,如维生素A缺乏引起夜盲症,维生素B 1缺乏引起脚气病,维生素C缺乏引起坏血病。在大部分情况下,发生营养缺乏病的原因主要是膳食中的营养素供给不足。由于营养缺乏病曾经对成千上万人造成健康危害乃至引起大量死亡,因此,通过膳食途径摄取足量的营养素以预防和治疗营养缺乏病就成为营养学领域最早期的研究任务。这一时期的研究成果就是确定营养素和能量的生理需要量,并由此推算出适宜指导大众的膳食营养素摄入量。
1.不同水平的营养素需要量
营养素需要量是指人体达到应有发育水平,维持正常生理功能,实施各种生活和劳动行为所需要的各种营养素的最低量。如果机体获得的营养素长期低于此量将会影响健康状况,严重者出现营养缺乏病。
由于对健康状态有不同水平的认定标准,所以,为维持健康对某种营养素的需要量也可有不同的水平。联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合专家委员会提出三个不同水平的营养素需要量(Jennifer JO,et al,2006;中国营养学会,2014)。
(1)基本需要量(basal requirement):
又称营养素最低需要量(minimum daily requirement),是指维持身体正常生理功能所需要的营养素的最低量。达到这个目标水平的营养素量,可以保证机体正常生长和繁育,但该种营养素在组织内储备很少或没有,故短期内膳食供给不足即可造成缺乏。
(2)储备需要量(normative requirement):
维持组织中储存一定水平的某种营养素的需要量,这种储备可在必要时用来满足机体在特殊情况下的需要,从而避免造成临床上可察知的功能损害。但究竟个体应储备多少量还是尚未解决的问题。
(3)预防出现临床缺乏症的需要量:
除上述两种水平的需要量外,出于实用目的对某些营养素还可以使用这个概念,即预防临床能够察知的功能损害,不出现临床缺乏病的显著症状。这种需要量比基本需要量的水平更低。
2.平均需要量
平均需要量(estimated average requirement,EAR)是指某一特定性别、年龄及生理状况群体中个体对某营养素需要量的平均值。我们通常表述的营养素需要量都是指群体营养素需要量,是通过测定群体中个体需要量而获得的。由于生物学方面的差异,即使在年龄、性别、膳食构成、劳动状况等多种因素相似个体所构成的群体内,每个个体对营养素的需要量也是存在着差异的。所以,群体的需要量是个体需要量分布状态的表达,不可能提出一个适用于群体中所有个体的需要量,只能用群体中个体需要量分布状态的概率曲线来表达。按照EAR水平摄入营养素,根据某些指标判断可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50%个体需要量的摄入水平,不能满足另外50%个体对该营养素的需要。
EAR是制定膳食营养素摄入量的基础,常用于判断个体某营养素摄入量不足的可能性。由于某些营养素的研究尚缺乏足够的个体需要量资料,因此,并非所有营养素都能制定出其EAR。
3.能量需要量(estimated energy requirement,EER)
根据1985年FAO/WHO/UNU能量和蛋白质联合专家委员会的定义,能量需要量是指能使个体长期保持良好的健康状态,具有良好的体型、机体构成和活动水平,达到能量平衡并能胜任必要的经济和社会活动所需要的能量摄入量。
机体所需的能量是由产能营养素在体内代谢产生的,但其需要量和膳食推荐量却与其他营养素差别很大。某个群体的能量推荐摄入量直接等同于该群体的能量EAR,而不是像蛋白质等其他营养素那样需要增加安全量,加上2个标准差或乘上1.2倍的变异系数。所以能量的推荐摄入量不用RNI表示,而使用另一个术语“能量需要量(EER)”来描述。1996年国际膳食能量顾问组(international dietary energy consulative group,IDECG)分析了大量有关人体能量需要量的研究资料,并系统分析不同水平的膳食能量摄入对人体健康和社会福利的影响,仍然认同采用群体平均能量需要量作为能量推荐摄入量的观点。许多国家都将这种认识作为理论基础,制定本国居民的能量推荐摄入量。
如果某一特定群体的膳食摄入能量平均值达到推荐的EER水平,可以认为这一群体中50%个体的能量需要得到了满足。这时,随机个体摄入不足或过量的概率各占50%。
图1-2-1 能量摄入水平与随机个体摄入量不足或过多的概率
如图1-2-1能量摄入的概率曲线所示,当能量摄入量极低时,随机个体能量摄入不足的概率为1.0,能量摄入过量的概率为0。随着能量摄入水平的不断升高,随机个体能量摄入不足的概率逐渐下降,而摄入过量的概率逐渐增加。在能量不足概率曲线与能量过量概率曲线的交叉点,随机个体摄入不足或过量的概率各占50%,摄入水平即为EER。比较而言,蛋白质及其他营养素推荐摄入量是满足个体第97.5百分位的需要,或群体中97%~98%的个体需要水平。
和营养素的需要量一样,EER的制定也需要考虑性别、年龄、体重、身高和体力活动的不同。在儿童、孕妇和乳母,能量需要量除了像成人一样要维持能量平衡以外,还应包括满足正常生长发育和分泌乳汁的能量储备所需要摄入的膳食能量。
4.需要量的影响因素
由于营养素和能量的需要量涉及人体和食物两个方面的多种因素,因此,在需要量研究中必需考虑有关的影响因素。
(1)不同个体的差异:
适宜的营养状况是指维持机体处于良好的健康状态。个体的营养素需要量随年龄、性别、生理特点、劳动状况等多种因素的变化而不同。即使在主要特征一致的群体内,由于生理功能的个体差异,需要量也各不相同。
(2)不同营养素的吸收率:
机体获得的营养素量可能是指由食物中摄入的营养素量,也可能是指机体实际吸收的营养素量。有些营养素吸收率很高,膳食中供给该营养素的量与机体的吸收量相当接近,在实际工作中没有必要关注膳食供给量和机体的吸收量。有的营养素吸收率很低,就必须把需要量和摄入量分别进行讨论。所以,不同营养素的“需要量”含义可以不同,这在具体营养素的研究中应当充分考虑。
(3)营养素前体物质的摄入量:
食物中含有多种生理需要而不属于营养必需的物质,在体内可以合成必需营养素,这些物质即是合成某些必需营养素的前体物质。如果摄取的食物中这些前体物质含量充足,在体内可以节约由这些前体物质合成的必需营养素,减少其需要量。如成人食物中含有充足酪氨酸和半胱氨酸,它们能在体内合成必需氨基酸苯丙氨酸和蛋氨酸。此外,色氨酸是烟酸的前体物质,β-胡萝卜素及少量类胡萝卜素是维生素A的前体,这类前体物质的充分供应可在一定程度上减少人体对膳食中相应必需营养素的摄入量。
(4)营养素之间的交互影响:
食物中某些营养素含量过高,可影响其他营养素的需要量。例如,食物中钼和硫的增加使铜需要量增加,使铜摄入量正常的动物出现铜缺乏症。富含维生素C的食物可以增加铁的吸收,有利于预防缺铁性贫血。膳食中某些微量营养素的需要量可受宏量营养素比例的影响。如膳食中维生素E的需要量随膳食中富含多不饱和脂肪酸的脂肪增加而增加。维生素B 1主要功能是作为α-酮酸羟化酶的辅助因子发挥作用,而α-酮酸来源于碳水化合物及支链氨基酸的代谢。因此,维生素B 1的需要量取决于膳食中脂肪、碳水化合物、蛋白质的相对比例。脂肪一直被认为具有节约维生素B 1作用。
(5)遗传缺陷:
在某些遗传缺陷个体,由于维生素不能转变成辅酶形式发挥作用,而表现为严重的维生素缺乏病。目前已知的有生物素、钴胺素、叶酸、烟酸、吡哆醇、维生素B 1等维生素。其中有些疾病可以通过服用大剂量相应维生素得以减轻,但剂量反应随着疾病类型,甚至同一疾病的不同个体而有所不同。减轻或纠正这类患者症状的需要量远高于正常的推荐摄入量。此外,遗传性肠病性肢皮炎属于微量元素锌吸收障碍性疾病,患者对锌的需要量是正常人的3~4倍。
(6)疾病和药物的影响:
人群的营养素需要量应该按照其患病种类及其严重程度确定,如高血压患者的钠和钾需要量,血脂异常人群的脂肪酸需要量,以及癌症患者的氨基酸需要量等。许多情况下,药物与营养素的相互作用可使营养素需要量增加。如作为维生素拮抗剂或损害矿物质吸收的药物,均可导致营养素吸收不良,凡是药物和营养素的相互作用或损害代谢功能的药物都会影响营养素的需要量。
(二)营养素与能量的膳食摄入量
在研究确定了某一群体对营养素的平均需要量之后,还需要将其转换为能够满足这一群体大部分个体需求的膳食营养素摄入量,而不是仅能满足于50%的个体需求。推荐摄入量和适宜摄入量就是指导人们通过膳食摄取营养素满足人体需要的摄入量。
1.推荐摄入量(recommended nutrient intake,RNI)
一般是在研究确定的群体EAR基础上再加2个标准差计算所得,是可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝大多数个体(97%~98%)需要量的营养素摄入水平。长期摄入RNI水平,可以维持组织中有适当的营养素储备和机体健康。RNI的主要用途是作为个体每日摄入该营养素的目标值。
RNI是根据某一特定人群中体重在正常范围内的个体需要量而设定的。对个别身高、体重超过此参考范围较多的个体,可能需要按每公斤体重的需要量调整其RNI。
在2000年《中国居民膳食营养素参考摄入量》发布以前,中国营养学界一直使用“推荐的膳食营养素供给量”(recommended dietary allowance,RDA)指导民众的营养素摄入水平,迄今仍有一些国家仍然使用这一术语。RDA的含义与RNI基本相同。
如前所述,能量的膳食推荐摄入量直接等同于能量的需要量(EER)。
2.适宜摄入量(adequate intake,AI)
当某种营养素的个体需要量研究资料不足而不能得到EAR,从而无法推算RNI时,可以通过研究提出适宜摄入量作为个体膳食营养素的目标摄入量。AI是通过观察或实验获得的健康群体某种营养素的摄入量。例如纯母乳喂养的足月产健康婴儿,从出生到4~6个月,他们的营养素全部来自母乳,故摄入的母乳中的营养素数量就是婴儿所需各种营养素的AI。又如维生素E是已经确定的人类必需营养素,但是这种维生素在自然界中分布广泛,一般情况下人体不会因为摄入不足而导致缺乏。而且,人体对于维生素E缺乏的耐受性较强,所以很难积累足够的研究资料来确定人体维生素的平均需要量。在这种情况下,就需要依据有代表性的健康人群膳食调查资料,计算出维生素E的AI,用以代替RNI作为居民的膳食摄入量目标。
AI和RNI的相似之处是两者都可以作为目标群体中个体营养素摄入量的目标,可以满足该群体中几乎所有个体的需要。但值得注意的是,AI的准确性远不如RNI,且可能高于RNI,因此,将AI作为膳食摄入目标时应当比使用RNI更加谨慎。
3.可耐受最高摄入量(tolerable upper intake level,UL)
随着生活水平的提高,营养缺乏病在大多数国家,特别是发达国家,得到有效控制。但是另一个方面的问题开始凸显,即过量摄入营养素导致机体损害的毒副作用。例如,为了预防维生素A、维生素D缺乏,在多种食品中进行营养强化,这时就必须关注脂溶性维生素在体内的蓄积毒性问题。又如碘、硒、氟等都属于一价元素,机体对这些元素的需要量很低。但是这些元素的毒性较强,很容易因为地质因素或个体补充过量的原因而引起中毒。即使毒性作用不太明显的镁、铁、锌等二价金属元素,摄入过量危害健康的问题也时有报道。20世纪90年代前后,一些营养学者编写出版了几本《营养毒理学》专著,系统论述了营养素有益功能的另一面——对机体的毒副作用。这是一个营养学与毒理学交叉的学科领域,反映了营养学发展的新趋势。
在毒理学实验中,常用最大耐受剂量(maximal tolerable dose,MTD)表示某种化学物质不引起实验动物死亡的最大剂量。必需营养素虽然属于人和动物的生理需要而且每天都要摄入的化学物质,但是过量摄入也会对机体产生毒副作用。营养毒理学借用了MTD的概念,提出了适用于营养素的一个新指标——可耐受最高摄入量。
Upper的含义是“靠近顶部的”,tolerable是指这一摄入水平在生物学上一般是可以耐受的。UL则是指平均每日摄入营养素的最高限量,在制定个体和群体膳食时,应使营养素摄入量低于UL,以避免营养素摄入过量可能造成的危害。因为当摄入量超过UL并进一步增加时,损害健康的危险性随之增大。
对一般群体来说,UL并不是一个建议的摄入水平。摄入量达到UL水平对几乎所有个体均不致损害健康,但并不表示达到此摄入水平对健康有益。而且,对大多数营养素而言,健康个体的摄入量超过RNI或AI水平并不会产生更多益处。但UL不能用来评估群体中营养素摄入过多而产生毒副作用的危险性,因为摄入量即使达到UL水平对健康人群中的几乎所有个体,包括最易感的个体也不至于造成危害。
有些营养素目前还没有制定UL,是因为尚未获得足够的资料。所以,没有设定UL的营养素,并不意味着过多摄入这些营养素不存在潜在的危险。
(三)膳食营养素参考摄入量的建立
20世纪90年代初期,随着UL概念的提出及其内容逐渐完善,营养科学跨上了一个新的台阶。一些国家的营养学专家开始将已经研究确认的营养素UL值与原有的需要量数值结合起来,以期预防摄入营养素可能发生的双重危险性——缺乏与过量。此前已经获得的丰富研究资料促进了新思路的发展,为提出膳食营养素参考摄入量奠定了科学基础。
健康人每天都需要从膳食中获得一定量的各种必需营养成分。如果人体摄入某种营养素长期不足就可能发生该营养素缺乏的危险;当通过膳食或其他途径长期过量摄入某种营养素时就可能发生一定的危害作用。将风险评估理论应用于营养学领域,就是研究营养素安全摄入范围(safe range of intake),其目的是避免营养素摄入不足和摄入过量的双重风险。因此,营养素的摄入量应该维持在推荐摄入量(RNI)和可耐受最高摄入量(UL)之间的水平,以保证人体在一定时间内摄入的营养素是充足而安全的。保持在这个摄入范围内的个体,包括敏感个体,几乎没有营养素摄入不足或营养素摄入过多的风险。
图1-2-2可以更清楚地说明个体的营养素摄入水平及其摄入不足或过多的概率。
图1-2-2 营养素的安全摄入范围
当日常摄入量极低时,随机个体摄入不足的概率为1.0,就是说如果某一个体在一定时间内没有摄入某种营养素就必然会发生该营养素的缺乏病;如果一群个体长期不摄入某种营养素,该群体将全部发生该营养素的缺乏病。随着摄入量的增加,发生缺乏的危险性逐渐减少。当一个随机个体摄入量达到EAR水平时,缺乏该营养素的概率为50%;一个群体的平均摄入量达到EAR水平时,人群中有半数个体的需要量可以得到满足,另外半数个体的需要量得不到满足。摄入量继续增加,达到RNI水平时,随机个体摄入不足的概率变得很小,发生缺乏的机会在3%以下;群体中绝大多数的个体都没有发生缺乏的危险,只有2%~3%的个体有营养素缺乏的可能。处于RNI和UL之间的区域是一个“安全摄入范围”,在此范围内发生缺乏和中毒的危险性都很小。摄入量超过安全摄入范围继续增加则产生危害作用的概率随之增加。理论上可以达到某一水平,机体出现危害反应的概率等于1.0,即个体一定会或群体全部都会发生中毒。虽然在自然膳食条件下发生这种“极端”的情况非常罕见,但为了避免摄入不足和摄入过多的风险,仍然应当把营养素的摄入量控制在安全摄入范围之内。以上所述是营养素安全摄入范围理论上的概念,在实践应用中还应当认识到个体之间或群体之间都可能存在的生理差异。
长期以来,国内外的营养专家都使用推荐的膳食营养素供给量(recommended dietary allowance,RDA)来指导人们的合理膳食摄入。在上述安全摄入范围概念的基础上,自20世纪90年代各国营养学术团体开始建立适用于本国居民的膳食营养素参考摄入量(DRIs)。这是由RDA延续发展起来的一套综合指标体系,初期的DRIs包括四个参数,即平均需要量、推荐摄入量、适宜摄入量、可耐受最高摄入量。随着人们饮食方式的改变、疾病谱的变化,以及营养学研究的深入发展,DRIs主要内容逐渐增加了一些预防慢性疾病的内容。
(四)膳食营养素参考摄入量的发展
由于社会经济发展和生活方式的变化,非传染性慢性病(NCD)对人类健康的危害和总死亡率的影响引起预防医学界的日益重视。NCD是以超重和肥胖、高血压、血脂异常、冠心病、中风、糖尿病、恶性肿瘤等为代表,潜伏期长,流行甚广,而且很难治愈的一类疾病。在发达国家或发展中国家的社会经济转型时期,许多居民不健康的生活方式使这些疾病的发生率呈现显著增加的趋势。除了遗传背景以外,这些疾病的共同危险因素是饮食不合理、体力活动不足和吸烟等不健康的生活方式,其中不合理的膳食模式与患病危险有着密切联系。因此,与膳食营养因素密切相关的NCD又称为营养相关慢性病。
根据国内外发表的膳食营养与NCD关系的大量研究资料,某些营养素摄入量过少或过多有可能导致NCD发生的风险增加,而调节某些营养素的摄入量则可能减少NCD的发生。例如,充分的科学证据表明,能量摄入水平与超重肥胖密切相关,而钠和钾的摄入量对高血压发生率则具有显著影响。
面对NCD的挑战,许多国家将DRIs扩展到了预防营养相关疾病的新领域。中国营养学会在修订《中国居民膳食营养素参考摄入量》的过程中,立足于本国居民的饮食实践和研究成果,同时参考国内外大量的循证营养学资料,在三个方面进行了扩展。
1.宏量营养素
蛋白质、脂肪和碳水化合物都属于产能营养素。一方面它们都是人体必需的营养素,膳食摄入量过低将对人体营养状况和健康水平造成不利影响;另一方面,三种产能营养素的过量摄入将使体内能量积累过多,引起血脂升高、血糖升高、胰岛素抵抗,进一步发展则导致肥胖、心脑血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤等NCD的发生率增高。因此,制定DRIs时需要为它们设定一个合理、安全的摄入范围,即可接受的宏量营养素分布范围(acceptable macronutrient distribution ranges,AMDR)。
AMDR是指蛋白质、脂肪和碳水化合物等三种营养素的摄入范围及三者之间的适宜比例,常以某种营养素摄入量占摄入总能量的比例来表示,其显著的特点之一是具有上限和下限。AMDR设立上限的目的与UL不同,不是为了避免短期摄入过量引起的毒副作用,而是为了预防长期摄入过量而引起慢性病的风险。该范围有利于降低慢性疾病发生的危险,同时又可提供必需的营养素。如果一个个体的膳食构成高于或低于推荐的范围,会增加发生慢性疾病的发生风险或必需营养素摄入不足的危险(IOM,2005;Otten et al,2006;Paik,2008)。
2.微量营养素
有些微量营养素的摄入量与NCD的发生存在密切相关关系,因此根据大样本定量研究的证据可以提出一个数值,即预防非传染性慢性病的建议摄入量,简称建议摄入量(proposed intakes for preventing non-communicable chronic diseases,PI-NCD)
PI-NCD是以非传染性慢性病的一级预防为目标,提出的微量营养素的每日建议摄入量。从实际应用的角度,某种营养素的PI是一个摄入量的高限水平,例如钠的每日摄入量应该低于PI,以利于预防高血压病;而对于另一些营养素,其PI是一个低限水平,即适当高于RNI或AI,达到PI的摄入量则有利于预防慢性病,例如钾和维生素C。
3.植物化学物
近几十年中营养学领域的很多研究是观察食物中必需营养素以外某些食物成分的健康效应。其中的一些营养流行病学资料以及群体干预研究,证明了食物中的某些植物化合物具有调节人体生理功能、预防慢性疾病的生物学作用,这些食物成分的摄入量多少在NCD的发生、发展和转归中起着重要作用。
有史以来中国人在使用天然植物防治疾病的过程中就有独特的优势,《黄帝内经》《本草纲目》等许多传统医学专著对此有着很详细的描述。近年中国学者在中医药学、营养学、植物化学等领域进行了大量研究,取得的研究成就为世界同业所瞩目。基于国内外在这一领域的丰硕研究成果,2013版《中国居民膳食营养素参考摄入量》提出了预防NCD的特定建议值(specific proposed levels,SPL)。
SPL是专用于食物中植物化学物摄入量的一个建议水平,一个人每日膳食中这些食物成分的摄入量达到这个水平时,有可能降低NCD的发生风险。在系统检索复习有关资料,并根据循证营养学原理进行筛选的基础上,2013版《中国居民膳食营养素参考摄入量》对科学证据比较充分的植物甾醇、番茄红素、叶黄素、大豆异黄酮、花色苷等几种植物性食物成分提出了SPL。同时,也根据研究证据确定了几种植物化合物的UL,以防止过量摄入这些物质引起健康损害。
应该指出,不健康的饮食习惯只是引起慢性病的部分原因,仅仅依赖于几种营养素或植物化学物的推荐摄入量来实现某种慢性病的一级预防是不够的。需要充分考虑与此慢性病相关联的其他危险因素,并制定综合的预防措施。例如,高血压的危险因素之一是钠(食盐)摄入过量,DRIs主要从这一角度提出钠(食盐)的PI值。但是,与高血压有关的生活习惯还有家族遗传、缺乏运动、心理紧张以及超重肥胖等多种因素,而且在膳食方面还有过量饮酒和钾摄入量不足的问题。因此,需要在充分考虑这些因素,并充分理解目标群体和个体的特性后,再提出全面而合理的预防措施。
《中国居民膳食营养素参考摄入量》2013修订版中包含的主要指标及其内容见表1-2-2。
表1-2-2 《中国居民膳食营养素参考摄入量》2013版指标归类
注:婴儿的大部分营养素提出的是AI值,只在0.5~岁组提出了铁和锌的EAR/RNI值
二、不同国家的膳食营养素参考摄入量
WHO等一些国际组织召集相关领域的专家,提出了制定营养指导性文件的原则和程序,并制定了DRIs,为各国营养专业界提供科学参考。目前,全球几十个国家都制定了本国的DRIs,以指导本国居民合理摄入膳食营养素。
(一)中国
在20世纪30年代,中国生物化学与营养学已经有了较大发展,研究工作涉及某些食物中的营养素含量分析,以及对学生、士兵和工人进行战时国民营养状况调查等课题。1936年,由中华医学会公共卫生委员会黄子方、吴宪、侯祥川等专家组成“营养委员会”,提出《中国民众最低限度之营养需要》。于1938年作为中华医学会特刊第10号及国联健康组季报,以中英文发表。这是我国制定的第一个营养需要量文件,其中包括能量、蛋白质、钙、磷、铁、碘和维生素A、B、C、D等营养素,对于抗日战争时期中国军队和民众的基本营养保障发挥了指导作用。
1952年,中央卫生研究院营养学系编著出版了《食物成分表》,其中附录有我国发表的“膳食营养素需要量表”,此后几十年间对一些营养素的膳食推荐量进行过几次修订,直到2000年中国营养学会制定发布《中国居民膳食营养素参考摄入量(Chinese DRIs)》,将中国营养需要量的研究推上了一个新的台阶。
目前最新的《中国居民膳食营养素参考摄入量》是2013修订版,其修订结果应用循证营养学和风险评估的原则和方法,纳入了国内外有关营养素在功能、评价、需要量、安全性以及慢性病预防等领域的研究成果,更多采用以中国居民为对象的营养研究结果,提出预防NCD的某些营养素和其他食物成分的建议摄入量等,反映了营养科学近十余年的最新研究进展。
(二)美国
在第二次世界大战期间,美国政府为了保障士兵不患营养缺乏病、保障战斗力,于1941年要求美国国家研究院(National Academy of Sciences,NAS)提出食物供应标准。NAS成立了食物与营养委员会(Food and Nutrition Board,FNB),并制定了美国第一个推荐的膳食营养素供给量(RDAs)。在之后的几十年中,FNB根据新的科学研究结果和社会应用的需要,每5~10年对RDAs进行修订和再版。
1993年FNB组织了专题讨论会,就RDAs的用途及其可能的发展方向进行了深入探讨,最后形成了一篇关于DRIs的概念性文章。1996年FNB与加拿大卫生和福利部合作,组织两国的专家组成了DRIs科学评价常设委员会,对相关主题进行了系统研究,并于1997年发表了第一份DRIs出版物《膳食营养素参考摄入量钙、磷、镁、维生素D和氟》。随后的几年里又陆续发表了关于DRIs的其他12份出版物,涉及的营养素逐渐增加,包括能量以及维生素B 1、维生素B 2、烟酸、维生素B 6、叶酸、维生素B 12、泛酸、生物素和胆碱等几乎所有的必需营养素。而且,随着科学研究的发展对钙和维生素D等营养素的DRIs进行了修订。
(三)英国
1979年英国卫生署提出了本国的膳食营养素供给量,即RDAs。1991年,卫生署食物和营养政策医学委员会(the Committee on Medical Aspects of Food and Nutrition Policy,COMA)决定采用膳食参考值(dietary reference values,DRVs)取代RDAs。他们使用了三个新的术语来表达不同水平的参考值:平均需要量(estimated average requirement,EAR)表示一个人群平均的需要量;营养素参考摄入量(reference nutrient intake,RNI)表示摄入量在此水平几乎可以肯定是适宜的;低营养素参考摄入量(low reference nutrient intake,LRNI)表示摄入量低于此水平几乎可以肯定对大多数个体是不适宜的。安全摄入量(safe intake,SI)是当没有足够的证据确定EAR、RNI和LRNI时设定的安全摄入量,为几乎每个人都足够的数量,低于此水平至一定程度,可能有不良影响。这种表述方式在欧洲引起广泛响应,荷兰及北欧各国,以及欧共体随后均采用了相似的方式,这些建议也影响了美国DRIs的制定和修订。
(四)德国、奥地利和瑞士
2000年这三个国家的营养学会开始共同研讨营养素摄入量参考值,并于2002年发布英文第一版《D-A-CH Reference Values》,其中的D-A-CH分别代表德国、奥地利和瑞士。他们设定这些营养素参考值包括建议值、估计值和指导值,目的是维持和促进健康和生活质量,有助于防止营养缺乏特定疾病(如佝偻病、坏血病、糙皮病),而且也避免能量、脂肪或者酒精过量。
(五)北欧国家
丹麦、芬兰、冰岛、挪威和瑞典在制定膳食结构指南和营养摄入量建议方面已有几十年的合作。他们于1980年发布了第1版“北欧营养建议”(nordicnutrition recommendations,NNR),此后每过数年修订一次。2010年8月北欧开始第5版NNR修订工作,并于2013年10月正式发布。这次修订主要集中在有新的科学研究证据的领域,包括能量平衡、脂肪和碳水化合物的质量、蛋白质、酒精、维生素D、钙、叶酸、铁、碘,以及膳食指南和饮食习惯等整体饮食质量。
(六)日本
于1970年首次发布了RDAs,此后每5年修订一次。在第6版RDAs(1999)中首次引入了DRIs的概念。在日本卫生部、劳动部和福利部于2005年联合发布的DRIs-J中,特别强调了预防生活方式相关疾病及能量和营养素摄入过量所致的疾病。2010年日本发布的DRIs提出了目标摄入量(DG)的概念。
除了国家级的学术团体研究制定本国居民的膳食营养素参考摄入量以外,联合国粮农组织(FAO)于1950年和1957年分别发布能量和蛋白质参考值的报告。1973年,FAO和WHO联合发布人体蛋白质和能量需要量建议报告。1985年,FAO、WHO和联合国大学(UNU)组成的一个联合专家小组对“人体蛋白质和能量需要量建议”进行了再次修订。2000年后,FAO/WHO/UNU专家磋商会决定再次修订人类营养需要量建议,此后分别于2001年、2002年和2007年发布了微量营养素、能量和蛋白质需要量报告。
欧共体食物科学委员会(Scientific Committee for Food,SCF)1993年发布了欧共体能量和营养素的膳食参考值(DRVs)。该报告提出了能量、常量和微量营养素的膳食参考摄入量。2009年9月,EFSA组织欧盟各成员国对该修订意见稿进行讨论,并将征求的公众意见及各成员国的意见发布于网站上以促进其修订和完善。在2010年之后的几年里,EFSA先后发表了能量、碳水化合物、膳食纤维、脂肪以及其他营养素的DRVs,并提出了水的AI。
三、膳食营养素参考摄入量的应用
制定膳食营养素参考摄入量的根本目标是改善本国居民的膳食营养状况。为了达到这个目标,营养专业人员、政府部门、健康教育工作者、食品企业乃至广大民众自身,可以以人体对营养素的需要(DRIs)作为基本依据,通过多种形式开展工作。例如,营养专业人员对个体或群体的膳食进行评价和计划;国家有关部门制定食物与营养发展规划及营养相关标准;营养学术团体制定以食物为基础的膳食指南,营养专业人员编写通俗实用的各种营养健康宣传资料;食品企业研发营养强化食品和营养补充剂等。随着我国社会经济发展和居民饮食健康水平的提高,近年对各类人群进行的营养调查、膳食指导、营养干预,营养健康管理等逐渐达到常态化,使DRIs得到日益广泛的应用,在指导居民合理饮食和食品生产、改善全民营养状况等方面起到了重要作用。
DRIs的应用不仅涉及非常专业的营养知识,而且需要应对各种不同的情况,因此应该参阅DRIs专著的详细资料。一般而言,应用DRIs需要注意下述几个问题:
(1)适用对象:主要是健康的个体或以健康人为主组成的群体,包括不同性别、不同年龄以及从事不同劳动的健康人;另外也包括那些患有肥胖、高血压、血脂异常等轻度慢性疾病,但仍能正常生活的人群。
(2)食物范围:包括经口摄入的膳食中所有含有能量和营养素的食物和饮料。除了正常饮食外,还含有那些不以治疗疾病为目的,而以增进健康为目的摄入的食品,例如营养强化食品以及营养补充剂等。
(3)营养素的摄入期间:膳食营养素参考摄入量是以“每天”为单位计算的,但是这种计算方式并不表示它是1天时间的膳食标准。因为,营养素摄入量每天都发生很大变化,而且营养不良的发生都是由于一段时间内摄入能量以及营养素量的异常而引起的。所以,对DRIs规定的数值,应该看作是健康人在一段时间内需要达到的膳食营养素摄入量目标。
(4)个体间差异:研究表明,即使在几乎没有测量误差的条件下,真正的能量和营养素需要量也存在个体间差异。对于能量,可以简单地测量个体体重及其体质指数(BMI),即可评价能量收支是否平衡,就没有必要依赖于从膳食调查得到的能量摄入量。
对于营养素,如果能采用简单实用的方法检测需要量的个体差异情况,例如测定血中血红蛋白以了解铁的营养状况,则应充分利用此类手段,使营养改善措施更为有效。
(5)关于慢性病的一级预防:与饮食有关的因膳食营养素摄入量问题而导致的NCD主要有肥胖和瘦弱,循环系统疾病(高血压、血脂异常、脑卒中、心肌梗死),内分泌疾病(糖尿病)以及某些癌症(乳腺癌、胃癌、大肠癌等)。在以NCD的一级预防为目标,应用膳食营养素参考摄入量时,应该明确两点:①饮食改善不是几天或几个月的问题,而应将它当做是几年或更长时间的工作;②需要充分考虑与NCD相关的其他危险因素,并从综合角度制订预防措施,不能仅仅以某些营养素的干预实现NCD预防。
(一)制定营养政策和相关标准
国家营养政策和相关标准的制定目的都是为了保证本国居民的营养需求,使他们尽可能达到营养素参考摄入量并有足够的储备量,保持人体健康状态。因此,在制定这类文件时都会直接或间接地应用DRIs,作为营养发展方向或预期达到的目标。
1.营养政策
中国国家食物与营养咨询委员会受国务院委托,先后制定了《九十年代中国食物结构改革与发展纲要》和后续的几个《中国食物与营养发展纲要》,对中国农业生产、食品加工和消费起到了重要的引领作用。这些纲要的起草都是根据中国居民DRIs中有关营养素的推荐量,并考虑我国目前食物消费的模式,推算出我国粮食、肉类、乳品、蔬菜等各种食物在未来十年的需求量,以便指导食物生产的合理发展。
2.营养相关标准
在制修订国家食品标准的过程中,如果标准内容涉及人体摄入的营养素,例如营养强化剂的标准、有关营养配方食品,以及营养素补充剂等标准,都需要以DRIs作为基本依据。
根据《食品安全法》的要求,我国卫生行政部门修改并发布了GB 14880—2012《食品营养强化剂使用标准》,并于2013年1月1日起正式实施。作为一项强制性基础标准,该标准基于《中国居民膳食营养素参考摄入量》,对以往批准强化的各种营养素的使用量进行了风险评估,调整了部分营养素的强化量限值,这对于保障人民健康、保证标准的科学合理有着重要的指导意义。
婴幼儿食品标准的制定和修订也是DRIs实际应用的典型样例。婴幼儿是生理功能最脆弱的人群之一,特别是对于不能得到母乳喂养的小婴儿来讲,配方食品是其最主要的营养来源。因此,婴幼儿配方食品的质量、营养和安全关系着婴幼儿的健康。
目前,我国已经制定并发布了一系列的婴幼儿食品安全国家标准,包括GB 10765—2010《婴儿配方食品》、GB 10767—2010《较大婴儿和幼儿配方食品》、GB 10769—2010《婴幼儿谷类辅助食品》、GB 10770—2010《婴幼儿罐装辅助食品》等。上述标准都是依据我国居民的膳食参考摄入量,结合食品生产实际情况制定的。按照国标要求,这些食品中的营养素含量既要满足婴幼儿生长发育的需要,又不能超过可耐受最高摄入量(UL),为婴幼儿提供全面而均衡的营养。
(二)制定膳食指南和营养标签
“膳食指南”的用途是指导居民如何合理摄取食物,以满足自身的营养需要,因此,在制修订膳食指南时就要将DRIs推荐的营养素摄入量换算成食物摄入量。多个国家的膳食指南将食物的合理摄入比例用图形表示出来,如美国的金字塔和餐盘、日本的陀螺等,起到了通俗易懂的宣传作用。自2007版开始,《中国居民膳食指南》使用了具有中国特色的“平衡膳食宝塔”图标,其中,将5类食物分别置于5层内,而且为每类食物列出了推荐的摄入量。此外,《中国居民膳食指南》还依据“中国居民DRIs”,指出了中国居民容易缺乏的部分营养素,并对如何提高其摄入量给予了明确指导。例如,我国居民的钙摄入量不足400mg,约为膳食参考摄入量的一半。膳食指南建议每人每天饮奶300g左右,或食用其他相当量的奶制品,可增加摄入约300mg钙;另外再从黄豆(或其制品)以及其他食物中得到大约100mg的钙,这样再加上膳食中的钙就基本达到了DRIs提出的标准。因此,可以说DRIs是制定膳食指南的依据和目标,而膳食指南则是指导居民通过合理膳食达到营养素参考摄入量的工具或方法,两者互不可缺,共同指导我国居民营养状况的改善。
食品营养标签是向消费者提供食品营养信息和特性的说明,也是消费者直观了解食品营养组分、特征的有效方式。其特点之一就是要求在标签上标示任何营养成分含量值时,都必须同时标示该含量值占营养素参考值(NRV)的百分比。NRV则是依据膳食营养素推荐摄入量(RNI)和适宜摄入量(AI)推算出来的数值。我国在参考国际食品法典委员会和国内外管理经验的基础上,组织制定并发布了《预包装食品营养标签通则》(GB 28050—2011),并于2013年1月1日起正式实施。
(三)评价居民的膳食营养状况并制订改善计划
对群体或个体居民的膳食营养状况做出准确评价,并在此基础上为他们制订合理的膳食营养计划,是营养专业人员、特别是职业营养师的重要工作。在开展这项工作的过程中,DRIs成为这类人员的必备工具。
为了评价膳食摄入状况,首先需要获得研究对象的日常膳食摄入量信息,然后根据研究对象的情况,从DRIs中选择恰当的评价指标。例如,使用EAR评价个体的摄入水平是否不足;使用AI作为个体营养素摄入量的目标值,用来判断是否可以排除摄入不足的问题。使用UL以判断个体是否存在过量摄入的风险等。
为个体计划膳食的目的是使其营养素摄入量接近其RNI或者是AI,包括设定适宜的营养素摄入目标和制订食物消费计划等工作。而为群体计划膳食,目的是确定一个营养素日常摄入量的分布,在这一分布状态下摄入不足或过量的概率都很低。由于群体的情况比较复杂,所以,需要根据人群的分布特征选择使用不同的膳食计划方法。
关于个体和群体膳食营养状况的计划和评价方法,详见本书第三卷《营养学研究方法》。
(四)在临床营养中的应用
如上所述,DRIs的主要适用对象是健康人,但是也可以用于那些能够正常生活但患有轻度疾病的患者,如高血压、冠心病以及某些癌症患者等。而且,DRIs中的某些指标,如AMDR、PI和SPL,对于某些疾病危险人群的膳食指导尤为重要。
有些患者的疾病治疗需要实施特定的膳食指导或膳食疗法,可以在参照膳食营养素参考摄入量的基础上,根据其病情对能量和营养素摄入量的特殊要求进行调整,以满足患者良好营养状况和疾病康复的需要。
将DRIs用于患者时,可以根据下述3种情况决定使用方法:①病情对能量和营养素的摄入量有特殊要求,应当以该种疾病相关的治疗方针为前提制订膳食营养方案,而不宜单纯使用DRIs作为此类患者的营养治疗依据;②虽然以治疗为目的,但是病情不需要考虑特殊的能量和营养素摄入量,应当以DRIs为基础制订其膳食营养方案;③为了预防疾病而不以治疗为目的,应以DRIs为基础设计膳食营养方案。随着临床患者需求的增加,仅由医院提供临床配餐无论是从技术上还是数量上,都已远远不能满足患者的需要,而需要发展工业化方式生产的针对临床患者的特殊食品。我国已经制定并发布了针对1岁以下婴儿食用的《特殊医学用途婴儿配方食品通则》(GB 25596—2010),包含了早产儿、低体重儿、乳糖不耐受、氨基酸代谢障碍等疾病或代谢障碍类别。另外,“为了满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群对营养素或膳食的特殊需要”,又为1岁以上婴儿和成人制定并发布了《特殊医学用途配方食品通则》(GB 29922—2013)。在这些文件中各营养素的基本含量要求均是以中国居民DRIs为基础,同时结合特定疾病的情况进行调整,以满足临床患者的特殊需求。
(五)用于研发和评价营养食品
随着经济发展和生活水平的提高,人民的饮食需求已经从食品的数量向营养与质量转变。为满足各类人群的营养需要,研究生产营养强化食品、膳食补充剂等不同的营养食品已经成为食品企业的重要任务,DRIs也成为其产品研发的重要指南。
例如,在中国保健食品的审评工作中,国家食品药品监督管理局(FDA)在参考我国居民营养素参考摄入量的基础上,对营养补充剂中营养素的每日摄入量提出了明确要求,用以指导此类产品的科学评价。对于食品营养强化剂使用的评审也是一项重要工作。随着食品工业的发展,越来越多的营养素和生物活性物质加入到食品中。目前,要求新添加的物质以及扩大使用范围使用量的营养素均需提供工艺必要性(即满足RNI/AI的程度)和安全性的资料(添加量与UL的关系)等,也体现了DRIs在产品研发中的应用得到进一步拓宽。
(程义勇 葛可佑 赵法伋)