铁强化酱油对学生认知能力的干预效果研究

蔡祥焜，霍军生*，孙静，黄建，王劼，王冰，魏艳丽

（中国疾病预防控制中心营养与健康所国家卫生计生委微量元素营养重点实验室，北京100050）

铁强化酱油对学生认知能力的干预效果研究

蔡祥焜，霍军生*，孙静，黄建，王劼，王冰，魏艳丽

（中国疾病预防控制中心营养与健康所国家卫生计生委微量元素营养重点实验室，北京100050）

将受试学生分为正常（NA）组、铁缺乏不贫血（IDNA）组和缺铁性贫血（IDA）组，测定铁强化酱油干预前后学生的铁营养指标和认知能力水平。结果表明，干预后，IDA组血红蛋白Hb、血清铁蛋白SF水平均显著升高（P＜0.05），IDNA组的SF水平显著升高（P＜0.05），而NA组的Hb、SF水平无明显变化（P＞0.05）。干预后，IDNA组记忆再认量表分显著增加（P＜0.05），IDA组的基本认知能力、知觉速度、心算效率和记忆再认能力均显著增加（P＜0.05），而NA组的各项基本认知能力在干预前后均无统计学差异（P＞0.05）。干预后IDA组学生的托尼测试得分增加，但与NA组比较仍有显著差异（P＜0.05）。铁强化酱油干预可以有效改善铁缺乏学生的铁营养状况，对铁缺乏不贫血和缺铁性贫血学生的认知能力也有明显的改善作用。

铁强化酱油；铁缺乏；缺铁性贫血；认知能力

酱油是我国的传统酿造食品，富含多肽、氨基酸等营养成分，对人体铁吸收有促进作用。铁强化酱油作为一种食物强化方式，具有覆盖面广、花费少、不改变人们的饮食习惯等优点，能够有效解决人群的铁缺乏问题[1]。铁是维持人体正常生命活动的必需微量营养元素，参与氧的转运、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）生成、脱氧核糖核酸（deoxyribose nucleic acid，DNA）合成、维持线粒体功能、保护细胞免受氧化损伤等[2]。儿童和青少年是人体生长发育的关键时期，对铁的需求量大，极易发生铁缺乏和缺铁性贫血，徐海泉等[3]对50个县寄宿学生的营养状况所做的分析表明，初中寄宿生的贫血患病率高达23.0%。铁缺乏和缺铁性贫血会严重影响儿童青少年的身体和智力发育，而学龄儿童的认知能力发展对其现阶段的学习能力及成年以后的事业成功有着非常重要的作用[4-5]，因此保证学龄青少年的铁营养充足十分必要。目前，多项研究表明，铁强化酱油可以有效的降低人群的贫血患病率[6-7]，是我国现阶段改善人群铁缺乏最为经济、易行而有效的措施。为了改善学龄青少年的铁营养和认知能力状况，本研究对北京某学校的住宿学生进行了10个月的铁强化酱油干预，采用《基本认知能力测验》软件和托尼非语文智力测验（test of nonverbal intelligence，2nd edition，TONI-2）对干预前后学生的认知能力进行了测试，以探讨铁强化酱油对青少年铁营养状况和认知能力的改善效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 干预对象

选取北京市某学校全部在校住宿学生为干预对象，年龄11～16岁。铁强化酱油干预前对学生进行血红蛋白和铁营养状况测定，依据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）推荐的铁缺乏和贫血标准[8]将受试者分为：正常（normal，NA）组、铁缺乏不贫血（iron deficiency anemia，IDNA）组和缺铁性贫血（iron deficiency anemia，IDA）组。

1.1.2 主要试剂

钠铁乙二胺四乙酸（NaFe-ethylenediaminetetraacetic acid，NaFe-EDTA）铁强化酱油：佛山市海天调味食品有限公司；血清铁蛋白RANDOXSF试剂盒：英国RANDOX公司。

1.2 仪器与设备

YZB/SWE 0933 HemoCue血红蛋白分析仪：瑞典Hemocue AB公司；SYNCHRON CX4PR0/BECKMAN全自动生化分析仪：美国贝克曼公司。

1.3 方法

1.3.1 干预方法

采用人体试食试验观察铁强化酱油对铁缺乏和缺铁性贫血学生认知能力的改善效果。人群试验方案通过中国疾病预防控制中心营养与健康所“人体试验伦理道德专家审查委员会”审查。

NaFeEDTA铁强化酱油（26 mg Fe/100 mL），按每人15 mL/d的量，由学校食堂根据每餐就餐人数在烹调食物时加入。干预时间8个月，在为期一个月的假期期间，给每位干预学生发放瓶装铁强化酱油和一个带刻度的量杯，要求每日按量食用，并作好记录。

1.3.2 血液样本的收集和铁营养指标的检测

干预前后各收集1次受试学生血液样本。抽取静脉血放置20 min后离心（3 000 r/min、20 min），取上部血清于血清管中，对号标记后冷冻保存，用于血红蛋白（hemoglobin，Hb）和血清铁蛋白（serum ferritin，SF）的测定。血红蛋白检测采用血红蛋白分析仪测定，血清铁蛋白检测采用RANDOX SF试剂盒测定。

1.3.3 基本认知能力测试

采用中国科学院心理研究所编制的《基本认知能力测验2.0版》软件[9]，测试在计算机上进行。共包括7项分测验：数字快速拷贝、汉字快速比较、心算、汉字旋转、心算答案回忆、双字词再认、无意义图形再认。测试5个方面的基本认知能力（primary cognitive abilities test，PCAT）：知觉速度、心算能力、空间能力、数字工作记忆广度、记忆再认。测试在安静且光线充足的计算机教室进行，测试时间30 min。

1.3.4 托尼非语文智力测验（TONI-2）

采用中国科学院心理研究所修订的托尼非语文智力测验[10]测试受试者解决问题的能力，要求受试者对简单配合、相似性、分类、交叉、渐进5种抽象图形问题进行选择。托尼测验结果指标采用的是离差智商，测试前由主试进行例题讲解，测试共包括55道题，测验时间30 min。

1.3.5 统计分析

采用SAS 8.01版统计学软件包进行统计分析，组间比较采用方差分析，干预前后比较采用配对t检验等，血清铁蛋白（SF）取对数后进行分析，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 受试者基本情况

各组受试者的基本情况见表1，受试者均为在校住宿学生，除假期外，三餐均由学校食堂供应。由表1可知，3组学生的平均年龄、身高、体质量、身体质量指数（body mass index，BMI）值均没有统计学差异（P＞0.05）。

2.2 干预前后学生的铁营养状况变化

铁强化酱油干预前后学生的铁营养指标的变化见表2。由表2可知，干预后，NA组的Hb、SF水平无明显变化（P＞0.05）。干预前，IDNA组的Hb、SF水平均低于NA组（P＜0.05），Hb、SF水平升高（P＜0.05），且其SF增加值高于NA组增加值，差异具有统计学意义（P＜0.05）。IDA组干预前的Hb、SF水平均低于NA组（P＜0.05），铁强化酱油干预后，该组的Hb、SF水平与基线相比均显著升高（P＜0.05），且该组Hb、SF的增加值高于NA组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。结果表明，铁强化酱油干预后，IDA学生的贫血状况得到了纠正，IDNA和IDA学生的铁营养状况也得到了改善，与已有的诸多研究[4-5，11-12]相一致。

2.3 干预前后学生的认知能力变化

铁强化酱油干预前后学生的基本认知能力测验得分见表3。由表3可知，NA组学生干预前后的各项测验得分均无统计学差异（P＞0.05）。干预前，IDNA组的记忆再认量表分低于NA组，干预后该组记忆再认量表分增加（P＜0.05），与NA组相比差异无统计学意义（P＞0.05）。干预前，IDA组的基本认知能力测验总分、知觉速度量表分、心算效率量表分、工作记忆量表分和记忆再认量表分均低于NA组（P＜0.05），铁强化酱油干预后，记忆再认量表分仍低于NA组，其他5项量表分与NA组相比无统计学差异（P＞0.05）。干预后，IDA组学生的基本认知能力测验总分、知觉速度量表分、心算效率量表分和记忆再认量表分均显著增加（P＜0.05），而其工作记忆量表分虽有增加，但差异无统计学意义（P＞0.05）。

认知功能是人脑认识和反映客观事物的心理机能，包括感知觉、注意、学习记忆、思维、语言等各种能力[13]，影响着人们的日常生活和工作学习。认知功能由环境和遗传因素共同决定，研究表明，营养不良，如铁、锌、碘、维生素B12的缺乏等均会影响认知功能的发展[14]。目前，比较公认的铁缺乏对认知能力的影响机制为铁缺乏对中枢神经系统的影响，铁缺乏会导致中枢神经系统多巴胺受体数目选择性减少，多巴胺受体的敏感性降低和多巴胺的代谢缺陷等[15]。SEN A等[16]对110名9～13岁的女孩进行的研究发现，铁剂干预可以提高其记忆广度、迷宫实验、视觉记忆测验得分，但对文秘类任务无影响。国内有关铁缺乏对认知能力影响的研究还比较少，胡瑞梅等[17]对铁缺乏大鼠的学习记忆能力的研究表明，铁缺乏大鼠的学习记忆能力降低与其脑组织铁含量降低有关。

在本研究中，IDNA学生的工作记忆低于NA组学生，进行铁强化酱油干预后，铁缺乏状况得到了改善，其工作记忆能力也相应的提高，提示铁缺乏会影响学生的工作记忆能力。知觉速度测验采用反应时间作为评价指标，IDA学生和不贫血学生在知觉速度量表分上存在显著差异，补铁后，IDA组学生贫血改善，差异消失，这与MURRAY-KOLB L E等[18]的结果一致。除知觉速度外，IDA学生在心算、工作记忆和记忆再认等特殊认知功能方面也低于NA学生，同时其基本认知能力测验总分也低于NA学生，干预后，IDA学生的贫血和铁缺乏状况得到改善，其心算能力和记忆再认能力也显著提高，其工作记忆能力虽然改善效果并不显著，但与NA组学生的差异消失，这可能是由于干预时间不够长所致。

2.4 干预前后托尼非语文智力测验（TONI-2）

铁强化酱油干预前后学生的TONI-2测验结果见表4。由表4可知，干预后，NA组和IDNA组的托尼离差智商均无明显变化（P＞0.05）。干预前IDA组的托尼离差智商低于NA组，差异具有统计学意义（P＜0.05），干预后离差智商值增加（P＜0.05），但仍低于NA组（P＜0.05），增加值与NA组相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。

目前，关于铁剂补充对智商（intelligence quotient，IQ）得分的影响尚没有明确的结论，SOEMANTRI A G等[19]采用瑞文彩色推理测验，发现IDA儿童的IQ测试得分与非贫血儿童没有差异，而AGAOGLU L等[20]对30名6～12岁缺铁性贫血儿童进行病例对照研究，采用韦氏智力量表进行智力测试发现，IDA儿童IQ得分低于对照组，铁剂干预后，其IQ得分虽增加，但仍低于正常组。本研究中，NA组和IDNA组在托尼测试得分上没有显著差异，而IDA学生的IQ得分显著低于NA组，进行铁强化酱油干预后，改善效果不明显，这可能是因为干预时间不够长，测试方法不够灵敏所致。

3 结论

目前关于铁强化酱油对认知能力的影响研究还很缺乏，本研究在铁强化酱油干预前后，采用《基本认知能力测验》和托尼非语文智力测验（TONI-2）对学生的认知能力进行研究，结果显示，铁强化酱油干预可以改善铁缺乏学生的铁营养状况和认知功能，尤其是对缺铁性贫血学生的知觉速度、记忆再认和心算能力有很好的改善作用。因此，在学校推广铁强化酱油是促进学生健康和认知发展的一项有效措施，具有很强的实用价值。同时，铁强化酱油作为一种营养化的酿造食品，提高了传统酱油的营养价值，对传统酿造食品的发展有很好的促进作用。

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CAI Xiangkun,HUO Junsheng*,SUN Jing,HUANG Jian,WANG Jie,WANG Bing,WEI Yanli
(Key Laboratory of Trace Element Nutrition of National Health and Family Planning Commission,National Institute for Nutrition and Health,Chinese Center for Disease Control and Prevention,Beijing 100050,China)

Subjects were divided into three groups of normal(NA),iron deficiency non-anemia(IDNA),and iron deficiency anemia(IDA).Indexes of iron nutrition status were measured and cognitive ability was tested before and after the intervention of iron fortified soy sauce.The results showed that after iron intervention,hemoglobin(Hb)and serum ferritin(SF)values of IDA students and SF of IDNA students increased significantly(P＜0.05), while the change of Hb and SF values of the NA group was not obvious(P＞0.05).After the intervention,both the score of memory recall of IDNA students and the scores of perception speed,mental arithmetic,memory recall and the total score of primary cognitive ability test of the IDA students increased significantly(P＜0.05),while there was no statistical difference in all scores of primary cognitive ability test before and after the intervention(P＞0.05).The results of TONI-2 test of IDA students increased after the intervention,but it still had a significant difference with the NA students (P＜0.05).Iron-fortified soy sauce intervention was effective in improving the iron nutritional status of ID and IDA students.The cognitive ability was also improved significantly in ID and IDA students after the iron-fortified soy sauce intervention.

iron fortified soy sauce;iron deficiency;iron deficiency anemia;cognitive ability

R556.3；R15.4；TS264.21

A

0254-5071（2015）04-0021-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.04.006

2015-03-31

卫生行业科研专项项目（201202012）

蔡祥焜（1988-），女，硕士研究生，研究方向为营养与食品卫生。

*通讯作者：霍军生（1962-），男，研究员，博士，研究方向为营养干预。