膳食铜的来源及吸收概述

吴敏 柯乐琴 戴晶晶 柏金霞

铜是人体必需的营养元素，也是生物体中多种酶的辅酶。在地壳中，铜的平均浓度约为55mg/kg，是一种分布较为普遍的微量元素。早在1928年时，人们就发现铜是哺乳动物的必需元素，经过了近一个世纪的研究，铜对人体的功能和作用已经逐渐被人们所了解。

一、铜的生理功能

人体中含铜量约为50-120mg，其中，肌肉和骨骼含铜50%-70%，肝脏含铜20%，血液中含铜5%-10%。铜的活泼氧化还原特性使其较易释放和接受电子，成为生物体中多种酶的辅酶。铜能够维持生物体正常的造血机能，参与到铁的代谢与红细胞的生成中，并能促进结缔组织的形成，维护中枢神经系统健康。当人体缺乏铜时，含铜酶的活性会急速降低，从而影响生物体的各类酶促反应，引起多种疾病。

二、铜的膳食来源

饮食、饮水均可作为铜的来源。饮食贡献大部分的铜摄入，食品中的铜含量范围约是0.2-44mg/kg（湿重），牡蛎、贝类、坚果、动物肝脏等含有较高的铜，奶类和蔬菜中铜的含量一般比较低（≤1mg/kg）。植物中的铜含量波动范围较大，土壤中铜的含量、食品的加工方法都会显著影响植物中的铜。

除了日常食品，膳食补充剂和食品的加工环节也有可能贡献一部分的铜。铜是国家允许的矿维补充剂功效成分，我国许多售卖的矿维补充剂中都添加了铜，比如国食健字G20050046（1mg/天）、国食健字G20130583（1mg/天）、国食健字G20120135（1.2mg/天）等。铜也是制作烹饪器皿的材料，在铜制器皿中进行烹饪会增加食品中铜的含量。由于食物中的铜毒性较低，我国对绝大部分食品中的铜没有规定最高限量，仅在谷物、豆类、薯类等食品中规定了铜限量（6-20mg/kg）。

饮水对膳食铜的贡献较少。自然界天然水体中铜的平均含量仅约为0.02mg/L，一般饮水对铜摄入的贡献仅为6%-13%。但如果使用铜制输水设施，则饮水贡献的铜会大比例增加。在普遍使用铜制输水设施的美国，饮水中铁、锌、钠、镁、硒等元素对推荐摄入量的贡献率都未超过30%，而铜的贡献率在50%以上的人群饮水中都高于100%。饮水中普遍规定了铜的最高限量，世界卫生组织（WHO）的饮用水标准中，铜限量的暂定指导值是2mg/L，我国标准中均规定饮用水中铜的限量为1.0mg/L。

世界卫生组织（WHO）建议铜的摄入量为1.2-1.3mg/天，我国对铜的推荐适宜摄入量（AI）为2.0mg/天（成年的男性与女性），可耐受最高摄入限量（UL）为8.0mg/天。

三、人体对膳食铜的吸收

人体的小肠，特别是十二指肠是膳食中铜的主要吸收部分。铜在被肠上皮细胞吸收后，进入门静脉，随血液转运到肝脏。在肝脏中，铜被肝细胞吸收，并转化成铜蓝蛋白。多余的铜通过胆汁被排放到十二指肠中，十二指肠中的铜可以被人体重新吸收，也可以随粪便排出体外。

1.食品成分对铜吸收的影响。膳食中的蛋白质、抗坏血酸、锌、铁等多种因素都会影响铜的吸收。已有的试验发现，食物中所含蛋白质的结构和消化性能都会影响到膳食中铜的吸收：当将大豆蛋白添加到饲料中时，鸡膳食中的铜吸收率降低；当使用体外模拟消化研究海产品中铜的生物可接受率时，也发现蛋白质含量越高，铜的生物可接收率越低。如果在小鼠的配方食品中使用大豆蛋白作为蛋白质来源，小鼠对膳食铜的吸收率仅有10%；但如果使用母乳作为蛋白质来源，膳食铜的吸收率可以达到25%。还有实验发现，当给小鼠饲喂未经过烹饪的生肉时，小鼠会出现铜缺乏的现象；而如果将肉煮熟后再给小鼠食用，缺铜现象则不会出现。

除了蛋白质的构型和消化性能，其他的食品成分也会影响到膳食铜的吸收。部分二价的金属离子会抑制膳食铜在生物体的吸收：当给动物供应足量的锌时，动物体的血清铜与肝铜含量会显著降低；在饲料中加入足量铁，大鼠血浆和器官中的铜含量也会降低。有机酸、氨基酸成分的添加也会也会影响到膳食銅的吸收。

抗坏血酸对膳食铜的影响较为特殊。在人体和动物实验中，抗坏血酸的添加会减少铜的吸收：大鼠饮食中添加的抗坏血酸会导致铜吸收率的显著降低（由42%降低到23%）；成年人每日补充1.5g抗坏血酸，6天后人体血清铜和铜蓝蛋白的含量均发生下降；在大鼠饲料中添加1%的抗坏血酸，大鼠会缺铜并导致贫血。然而在细胞实验中，抗坏血酸的添加又会促进铜的吸收：孵育液中加入1mmol/L抗坏血酸，可使Caco-2细胞对铜的吸收效率提高近4倍；添加1mmol/L抗坏血酸并进行5分钟的孵育，可使神经细胞吸收的64铜显著上升（由2.5nmol/mg）上升至20nmol/mg）。

除了各种食品成分，膳食中铜含量的高低也会影响其的吸收。当膳食中铜含量较高时，铜的吸收率只有12%；而当膳食中铜含量降低时，铜的吸收率能达到63%-67%。

2.铜的形态对其吸收的影响。铜的存在形态会显著影响到其在生物体内的吸收，有机铜的吸收效率显著高于无机铜。Gollan将64铜与人体的各类消化液（唾液、胃液、肠液和胆汁）分别混合，形成铜与各类消化液的络合物，将各类铜的络合物分别注射入大鼠的腹腔，研究各种络合物的吸收率差异。实验发现，64铜与胆汁的络合物吸收率（76小时）为5%-6%，仅为其他络合物吸收率的一半。

Mills将64铜与牧草提取物络合，发现此种络合物的吸收效率显著高于硫酸铜。Mondal对肉鸡和孟加拉幼羊分别饲喂蛋白铜和硫酸铜，结果发现，相比硫酸铜，蛋白铜更容易被生物体利用，食用蛋白铜的实验组具有较高的体重增长（p<0.01）；当给成年组补充相同剂量的硫酸铜和赖氨酸铜时，也发现赖氨酸铜组中，铜的表观吸收率显著高于硫酸铜组（p<0.001）。

当使用无机铜和有机铜分别喂养Landrace×Yorkshire猪时，有机铜的表观消化率显著高于无机铜（p<0.05）。当使用同剂量的硫酸铜、蛋白铜和赖氨酸铜分别饲喂大鼠时，有机铜（蛋白铜、赖氨酸铜）组大鼠肝脏的铜含量明显高于硫酸铜组（p<0.05）。

铜在自然界的存在较为普遍，膳食铜失衡后，人体出现不良反应的时间也较长，因此膳食铜平衡的受重视程度较低。然而近年来，在包括癌症、心脑血管疾病、神经系统疾病等多种慢性疾病中都发现了铜的失衡，膳食铜的平衡越来越受到人们的重视。

食品中多种成分和铜的形态均会影响铜在生物体中的吸收，但膳食铜在细胞的吸收机制尚不明确。为了更好地了解膳食铜与人体健康之间的关联，需要进一步研究膳食铜的吸收机理，为膳食中铜的健康安全摄入奠定理论基础。（基金项目：浙江省教育厅一般科研项目，项目编号：Y202045188。）

作者简介：吴敏（1982-），女，四川绵阳，博士研究生，讲师；研究方向：营养素的吸收。