中国每5人就有1人得甲状腺结节、超1/5人口患贫血症,加碘加铁“双重强化盐”可将贫血症减少 20%

科学
中国每5人就有1人得甲状腺结节、超1/5人口患贫血症,加碘加铁“双重强化盐”可将贫血症减少 20%
麻省理工科技评论 2021-01-03

2021-01-03

甲状腺是人体的一种腺体,属于内分泌器官,它和碘元素相生相杀。
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甲状腺是人体的一种腺体,属于内分泌器官,它和碘元素相生相杀。

相关数据显示,中国成人甲状腺结节发生率约为 20.43%,即大约每 5 个人中就有 1 位。如果你身边有人定期体检,估计一定听说过甲状腺结节这种病。

甲状腺是人体的一种腺体,属于内分泌器官,它和碘元素相生相杀。人体内碘不足会导致甲减、甲状腺肿等疾病;相反,碘过量则会诱发甲亢和甲状腺乳头状癌。

碘是人体必备元素,但却要酌量食用,过多或过少都对人体有害。针对不同人群,世界卫生组织 WHO 推荐的吃碘量也有所不同:0~5 岁儿童每天应摄入 90μg 碘;6~12 岁儿童每天应摄入 120μg 碘;12 岁以上人群每天应摄入 150μg 碘;怀孕和哺乳期人群每天应摄入 250μg 碘。

当前,全球 60 亿人都已经吃上含碘盐,而这和一位印度男子的贡献密不可分。

加碘加铁“双重强化盐”可将贫血症减少 20%

图 | 加碘盐 (来源:IC photo)

从小和盐厂打交道,长大后影响全球人食用碘盐

文卡泰什・曼纳(Venkatesh Mannar)出生于印度,小时候常和兄弟姐妹们把家里的盐厂当成游乐场,他们会从干燥的盐山上滑下来,就像滑雪一样。

加碘加铁“双重强化盐”可将贫血症减少 20%

图 | 文卡泰什・曼纳(来源:https://www.gg.ca/en/node/149)

他爷爷在印度南部港口城市杜蒂戈林经营着盐业生意,正如世世代代的传统晒盐工艺一样,工人们站在盐水中,用木抹子耙起浅水池上形成的厚厚的盐壳,然后把盐堆成一座座小山,最终干燥成晶体。

长大后的曼纳远赴美国留学,毕业后进入当地一家盐厂工作,这是一家使用先进机械化设备的盐厂。1972 年,他决定回到印度,打算用学到的知识技能,在印度东南部城市真奈附近建造一座大型现代化盐厂。

20 世纪 80 年代初,全世界开始研究消除碘缺乏症,这种病会导致甲状腺功能减退、呼吸困难等各种健康问题。后来,曼纳在经营盐业的同时,还成为联合国儿童基金会和世界卫生组织的顾问。他访问了很多亚非拉国家,并说服大家给食盐加碘。

他在回忆首次造访刚果民主共和国的经历时称,那里的世卫组织代表甚至都不知道当地食用盐的产地。于是,曼纳开车四处询问本地食盐店主,梳理当地的食盐供应链,并找到该国的食盐生产商,与他们讨论加碘问题。

曼纳说他曾前往 50 多个国家执行类似任务。今天,全球有 60 亿人能够获得碘盐,很大程度上有他一份功劳。

加碘加铁“双重强化盐”可将贫血症减少 20%

图 | 2016 年 9 月 26 日,航拍山西省运城五彩斑斓的盐湖(来源:IC photo)

天天与食盐打交道的曼纳,还关心着另一个健康问题 —— 被贫血症困扰着的全球 16 亿人口,缺铁是导致贫血症的原因之一,这类患者在南亚和撒哈拉以南的非洲尤为普遍。

仅在印度,就有超过一半的育龄妇女、以及近 60% 的 5 岁以下儿童患有贫血症,这种病会带来头晕目眩、认知功能下降、母婴健康欠佳等问题,患者们看上去无精打采。

曼纳认为,食用盐几乎是每顿饭必须的佐料,也可能是输送少量铁元素的最佳载体,补铁与补碘同样会对公众健康产生巨大影响。他表示:“从上世纪 70 年代起,我就非常清楚缺铁的健康问题。由于碘盐已取得成功,补铁现在成了第二要务。”

现在,曼纳的新使命是用富含铁的食盐来战胜全球贫血症,通过在加碘盐中添加铁,形成所谓的双强化盐。

但这是一项技术活,不仅在制备上比加碘更困难,让盐商和公众接受双强化盐也很难。但如果这项努力取得成功,普通食盐有望变成世界上最有效的公共卫生工具之一。

贫血症离中国人并不遥远

很多人都很喜欢金庸小说中的小龙女,但根据《天龙八部》小说中对小龙女的描述,她大概率是一位贫血患者。

小说中这样写:“杨过抬起头来,只见一只白玉般的纤手掀开帷幕,一个少女走了进来。那少女披一袭薄薄的白衣,犹似身在烟中雾里,看来约莫十六七岁,除一头黑发之外,全身雪白,面容秀美绝俗,只肌肤间少了血色,显得苍白异常。”

加碘加铁“双重强化盐”可将贫血症减少 20%

图 | 刘亦菲版本小龙女(来源:IC photo)

为什么说她是贫血?因为贫血的最显著标志正是苍白,之所以苍白是因为血液缺铁,而在血红蛋白的行程中,铁元素扮演着重要角色。

铁也是全球人口主要缺乏的三大微量营养索之一,早在 2001 年,世界卫生组织就指出全球约有 40 亿~50 亿人口铁缺,20 亿人口因为铁缺乏导致贫血。2002 年,中国居民营养与健康状况调查显示,20.1% 的中国人口为贫血症患者,其中女性占 23.3%,男性为 15.8%。

贫血会导致虚弱和认知能力下降,对于孕妇而言这和叶酸缺乏症一样,会增加胎儿先天性畸形的几率,而这通常是致命的。

经济学家认为,缺铁性贫血症的高发也会影响宏观经济,个人生产力会因此下降多达 40%,全球 GDP 下降超过 1%。

根据哥本哈根共识中心的报告,食盐加碘的成本约为每人每年 5 美分,每花费 1 美元用于加碘上,就可节省 30 美元的医疗费用。而在铁强化方面,据估计每花费 1 美元将产生近 9 美元的社会效益。

对于补铁来说,富人可以去看医生并购买补铁营养品,穷人则没有这种条件。然而,碘盐是几乎所有家庭的必备调料,那为什么不在食用碘盐中加点铁呢?

曼纳的这个想法从 1969 年就开始设想。但正如他和其他国家的科研小组所发现的那样,铁的化学特性和营养的复杂性使事情变得相当困难。

研发 “微胶囊” 技术,把铁封装在碘盐中

给盐加碘已经比较简单:将含有 2%~4% 碘酸钾的溶液滴在或喷在已经干燥和精制的盐上,或把碘酸钾与填料混合后撒在干盐上,然后再次混合。

但在碘盐中再添加铁,并制成双重强化盐(DFS)则完全不同,因为铁与碘酸钾接触时会发生反应。这时,不仅碘会蒸发,铁形成的化合物也不易被人体吸收。而且,白花花的盐因为铁化合物变黑,且带有金属味道,谁愿意把这种东西撒在食物上呢?

不过,曼纳没有放弃探索。1993 年,他走进多伦多大学食品工程教授列文特・狄奥萨迪(leventediosady)的办公室,告诉他双重强化盐的想法。“对于科学家来说,这应该很容易,我们能做几个测试吗?” 狄奥萨迪回忆道。“我回答好的,我们可以做几个测试,但可能不会那么容易。”

后来,两人从 “微量营养素倡议” 组织获得一笔小额赠款,并用于探讨创建双重强化盐的技术方法。

狄奥萨迪很明白关键是防止铁和碘相互接触,但他不清楚怎么做,他和实验室人员试图制造出 “碘微胶囊”,即在每个碘粒子周围都涂上薄涂层,以期在碘和铁之间形成屏障,并防止它们发生反应。他们尝试过几种封装剂配方,但发现要与盐混合均匀,必须将喷雾干燥的微胶囊磨得非常细。

“因此,我们开始研究将这些碘粒子凝聚起来,使它们在大小上或多或少与盐相匹配,” 狄奥萨迪说,“这就是我们的目标:制备出与盐粒大小相匹配的物质。”

在该项目的早期,大多数国家的盐既不像今天一样均匀,也不像今天这样晶莹发光。“颜色没什么大不了的,颗粒大小也不是什么大问题。他回忆说:“这是变数。”

但随着生产的集中化,食盐在外观和口感上变得更加一致。狄奥萨迪表示:“我们在追求一个不断变化的目标,过去 20 年来,食盐的质量稳步提高了许多。”

由于无法让 “碘微胶囊” 按想要的方式起作用,狄奥萨迪团队决定改变策略,转而专注于封装铁元素。

剩下的问题是选择什么样的铁元素,“我们尝试了大量的铁化合物,大多数导致了一种颜色不好的盐,比如黄色、绿色,这样永远不会走向消费者。” 狄奥萨迪说。

这时,曼纳建议使用富马酸亚铁,这是一种广泛用于治疗贫血的化合物,人体容易吸收、价格也便宜,并且没有味道,不会让食盐 “串味”。

狄奥萨迪和研究生们将富马酸亚铁粉末悬浮在精确控制的气流中,气流向上流入锥形容器,同时注入粘合剂,使粉末凝结成盐粒大小的颗粒。这些颗粒可以被喷上防水涂层,这样就算它们遇湿也不会溶解,从而可以防止铁与碘发生反应,最终这些小颗粒形成了一种铁元素 “预混料”,并可被添加到碘盐中。

“你们做的这种盐,看起来里面有老鼠屎”

不过还有一个问题,富马酸亚铁的颜色范围从可可棕色到鲜红色,他们曾把这种富含铁的盐带到一个专家会议上,得到的反馈并不好:“我们过去几十年一直告诉人们,好盐应该是白色的、透明的、干净的。你们做的这种盐,看起来里面有老鼠屎。”

为得到合格的食用盐颜色,他们最终选择了一种基于硬脂酸的配方,它能提供防水层,并可与足够的二氧化钛混合,最终使颗粒变白。

但是,这项技术依赖于制药业中使用的一种 “流化床凝聚器” 精密设备,这种机器每台要花费数百万美元。尽管狄奥萨迪团队借此能以 600 公斤的批次生产预混料,并生产出 12 万公斤的双强化食盐,但很多发展中国家无法负担得起这种技术。

更便宜的制备方法亟待诞生,他们后来通过挤压出一个由富马酸亚铁、粗面粉、水和起酥油混合而成的 “面团”,再用一台面条机制造出直径很细的 “面条”,并将其切割成均匀的颗粒,颗粒尺寸一般不超过 800 微米,这也大约是一粒盐的大小。然后把这些颗粒涂上二氧化钛和硬脂,此时就能和碘盐混合。

为了解这种颗粒在现实世界中的稳定性,狄奥萨迪和曼纳团队使用盐追踪设备来收集数据,该设备是一个小金属盒,可以装在运输中的盐中。在三个月盐运输路程中,该设备每隔 30 分钟捕捉一次大气状况的快照,利用这些数据他们测试了这种食盐在各种气候环境下的稳定性。

最终,他们确信已经制造出了一种足够强化、稳定的食用盐产品,接下来要测试它是否真的能起到克服人体缺铁和预防贫血症的作用。

2014 年,康奈尔大学和麦吉尔大学的研究小组进行了另一项评估,狄奥萨迪和曼纳的双重强化盐被送给了 212 名印度采茶女工。

研究发现,8 个月后,血液中铁含量原本过低的 93 名女工,有 80%的女工铁水平恢复正常,并且她们的认知和记忆也都得到改善。2018 年,哥廷根大学的一个小组在印度比哈尔邦的 54 所学校又进行了一项试验,发现双重强化盐可将贫血症减少 20%。

但也有研究表明,双重强化盐在减少贫血上的潜在有效性,可能还需要更多佐证。不过,即使益处尚不确定,双重强化盐仍需得到大量投资以使其得到更广泛的成效。

狄奥萨迪估计,开发微胶囊技术、实地测试以及向合资企业提供技术援助,需要花费 3500 万美元,投资超过 20 年。目前资金有很多来源,包括国际营养组织、加拿大政府、比尔及梅琳达・盖茨基金会,以及印度最大的慈善机构之一塔塔信托基金会,拉坦・塔塔(Ratan Tata)是信托基金会的负责人,他和比尔・盖茨(Bill Gates)一样,都是强化食盐爱好者。

尽管如此,双重强化盐是否能走出碘盐的成功之路仍有待观察,这很大程度上取决于能否吸引商业制盐商开始大规模生产。塔塔信托基金营养项目主管拉詹・桑卡尔(Rajan Sankar)认为,这需要政府干预。

曼纳的侄子现在掌管并经营着家族传统盐厂,在夏季盐厂仍然依靠人工劳力收盐,他们用巨大的金属桶将盐洗净、磨碎并加碘,一堆堆碘盐装好袋等待分发。尽管曼纳大力鼓励,但自家盐厂依旧尚未开始出售双重强化盐。“他们是愿意的,但他们正在等待市场领导者采取第一步行动。” 曼纳说道。

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