充足的钙摄入对于维持骨骼健康和预防骨质疏松至关重要^[1,2], 适当的镁摄入不仅可以维持骨矿物质密度, 还能预防动脉粥样硬化及胰岛素抵抗^[3,4]。矿物质摄入主要来源于膳食, 但我国居民钙、镁摄入不足问题严重^[5]。水中的钙、镁等矿物元素主要以离子形式存在容易被机体吸收, 与食物相比, 水中钙、镁等矿物质的生物利用率要等同或更高^[6~8]。本课题组及其他研究人员均证实饮水是机体补充矿物质元素的一条重要途径, 水中矿物质含量与健康的关系密切^[9~11]。

天然矿泉水等新型饮水越来越多地走进了我们的生活。天然矿泉水是从地下深处自然涌出或经钻井采集的, 含有一定量的矿物质、微量元素或其他成分, 在一定区域未受污染并采取预防措施避免污染的水^[12]。因其含丰富的矿物质受到消费者青睐, 但受地理环境因素等影响, 天然矿泉水中矿物质的构成种类及含量差别很大。本课题组收集了国内市场不同地域和品牌的瓶装天然矿泉水, 并评估饮用矿泉水对居民钙、镁参考摄入量 (DRIs) 的贡献率, 为居民科学选择饮水提供依据。

于2015年5月~2016年9月, 本课题组收集了国内市售瓶装天然矿泉水共56种, 其中进口、国产天然矿泉水分别为15种和41种。水中溶解性总固体 (TDS) 采用105℃干燥-重量法检测;钙 (Ca) 、镁 (Mg) 含量采用Z-5000石墨炉原子吸收法检测。

按照2013版《中国居民膳食营养素参考摄入量 (DRIs) 》^[13], 对居民不同年龄阶段的钙、镁DRIs进行分析。以瓶装天然矿泉水饮用量1L计算, 对天然矿泉水中钙、镁含量与中国居民不同年龄阶段的钙、镁DRIs相比较, 评估天然矿泉水对钙、镁DRIs的贡献率。

56种瓶装天然矿泉水TDS大于1 500 mg/L的有8种, 属于高矿化度水;TDS介于500~1 500mg/L的有9种, 属于中矿化度水;TDS小于500mg/L的有39种, 属于低矿化度水;高、中、低矿化度比例分别为14%、16%、70%。进口、国产天然矿泉水分别为15、41种, 高矿化度矿泉水全部为进口, 国产矿泉水有7种为中矿化度矿泉水、34种为低矿化度矿泉水。水中矿物质含量差别大, TDS含量范围为59.8~7 500 mg/L, 钙为0.3~530 mg/L, 镁为0.05~160mg/L (见表1) 。

进口矿泉水钙镁之和变动较大, 国产矿泉水钙镁之和变动幅度小 (见图1) 。56种矿泉水有34% (19种) 达到了适宜健康的钙镁总和水平 (1.73~5.85mmol/L) ^[14]。

矿泉水钙镁之比变动较大, 有两种进口矿泉水钙镁比值大于40∶1, 有11% (6种) 达到了适宜健康的钙镁比值水平 (2∶1) ^[15,16] (见图2) 。

饮用1L矿泉水对中国居民钙DRIs贡献率的范围波动较大 (0.03%~88.33%) 。对于年龄阶段跨度最大的18~49岁成人, 饮用1L的高、中、低矿化度矿泉水对钙DRIs贡献百分率的中位数和范围分别为46.94 (12.50~66.25) 、23.75 (0.53~30.16) 、3.56 (0.04~19.88) (见表2) 。

饮用1L瓶装天然矿泉水对居民镁DRIs贡献率范围波动较大 (0.01%~114.29%) 。对于年龄阶段跨度最大的18~49岁成人, 饮用1L的高、中、低矿化度矿泉水对镁DRIs贡献百分率的中位数和范围分别为22.65 (0.74~48.48) 、6.06 (0.14~21.82) 、1.82 (0.02~13.64) (见表3) 。

充足的钙、镁摄入对于维持人体骨矿物质密度极其重要, 特别是处于身体发育关键时期的青少年, 矿物质需求量大, 矿物质补充则显的更加突出。对于孕期妇女, 充足的钙、镁摄入还能有效地降低子痫的发生^[17]。

研究表明, 与食物相比, 水中钙、镁等矿物质的生物利用率要等同或更高。在一项针对21~36岁年轻女性的试验中, Couzy等比较了饮水和牛奶中钙的吸收率, 发现饮水为 (23.8±4.8) %, 牛奶为 (25.0±6.7) %^[18];在另一项研究中, Bacciottini等发现水中的钙吸收为 (23.15±4.06) %^[19];还有研究发现, 进食时饮水, 水中钙的吸收率会多20%^[20]。食物中镁的吸收率约为50%, 在一项针对成年男性的试验研究中发现, 水中镁的吸收率达到59%^[21];研究者在对一项25~45岁健康女性的横断面研究中发现, 进食时同时饮水, 水中镁的吸收率会更高^[22]。因此, 在中国居民膳食摄入钙、镁不足的情况下, 饮水可以作为补充矿物质元素的一条重要途径。

天然矿泉水中矿物质含量差别很大, 消费者在选择矿泉水时对于营养健康的衡量很重要。根据溶解性总固体将天然矿泉水分为3种:高矿化度矿泉水 (TDS>1 500 mg/L) 、中矿化度矿泉水 (TDS, 500~1 500 mg/L) 、低矿化度矿泉水 (TDS<500mg/L) ^[23]。国产矿泉水以低矿化度为主。高、中矿化度矿泉水相比于低矿化度矿泉水, 其钙、镁含量达到显著水平 (Ca>150mg/L, Mg>50mg/L) 的比例要高^[23]。

考虑到瓶装天然矿泉水的价格因素, 本研究按矿泉水的饮用量为1L计算。1L高、中、低矿化度矿泉水对18~49岁成人钙DRIs贡献百分率的中位数和范围分别为70.41 (18.75~99.38) 、35.63 (0.79~45.24) 、5.34 (0.06~29.81) ;镁为33.98 (1.10~72.73) 、9.09 (0.21~32.73) 、2.73 (0.02~20.45) 。可以看到, 矿化度 (TDS) 大于500 mg/L的天然矿泉水对于居民钙、镁的DRIs有较好的贡献率, 可以作为膳食以外的矿物质重要摄入途径, 而低矿化度矿泉水也是矿物质的补充来源 (见表2和表3) 。

矿泉水中除了含有钙、镁矿物元素, 还有锂、锶、偏硅酸、碳酸氢盐等其他元素, 并可依此区分为不同类型的矿泉水^[12]。本文仅从矿泉水中的钙、镁元素对DRIs的贡献率角度进行分析, 并没有考虑矿泉水中其他的元素对于机体的有益作用。消费者在选择瓶装矿泉水时, 还要综合考虑水中矿物质构成和含量, 科学选择饮水。