元素的奥秘——铝真的是“智商杀手”吗？
2019/9/13 12:03:02老粥 稻田报告
来源头条号：老粥科普
最近连续看到几篇关于“铝元素是智商杀手”的文章，其中不乏“超重量级”科普作者和媒体以此为标题，感觉有必要加以说明。
铝是地球上最广泛存在的金属元素
铝是地球上质量丰度排在第七位的元素，它占地球总质量的1.59%。但铝在地壳所有元素丰度中排名第三(在氧和硅之后)，是地壳最丰富的金属。按质量计，铝占地壳总质量的8%左右，这是一个极为可观的数字。由于铝金属具有活泼的化学反应性，因此天然的金属铝在地球上很少见，仅在极端还原环境中才能找到。铝的主要矿石是铝土矿，并且目前已经发现有超过270种不同的铝矿物质。
金属铝表面由于快速氧化而形成保护性的钝化膜
世界上几乎所有的金属铝都是由铝土矿提炼的，但它并不只存在于灰头土脸的铝土矿之中，铝也存在于绿柱石Be?Al?Si?O?、冰晶石、石榴石、尖晶石和绿松石等矿物质中。我们常见的海蓝宝石是绿柱石的一种。而蓝宝石和红宝石被称为刚玉，它们是氧化铝的结晶(Al?O?)，刚玉本身无色透明，因掺杂了极微量的铁、钛、钒和铬等离子才显现出各异的颜色。
海蓝宝石是掺杂了Fe2?的绿柱石
铝的化学性质很活泼，却有很好的耐腐蚀性，这是因为铝在空气中能被氧气迅速氧化，形成薄的氧化铝表面层，从而有效地防止了进一步的氧化，这被称为“钝化”过程。正因为有钝化膜的保护，金属铝能被利用到许多场合，包括我们日常使用的许多炊具也是使用铝合金制成。
铝之所以能被制成炊具，不仅因为它轻便、稳定、易于铸造和加工、有比较好的强度和耐腐蚀性，还因为铝金属已经被证明对人体不存在毒性。
风波乍起
大约十几年前，突然有传说称铝其实是有毒的，它不仅会造成佝偻病，还能让人变笨。一时间人心惶惶，许多人忍痛扔掉使用多年的铝锅铝壶，改用铁锅和不锈钢锅。为什么会出现这种情况呢？
这要从160年前的一项研究说起。
1857年，英国医生约翰·斯诺(John Snow)在《柳叶刀》杂志上发表了一篇论文，指出当时欧洲与英国广泛流行的儿童佝偻病可能与明矾的滥用有关。斯诺称“在面包师掺入明矾的地区(主要是伦敦和英格兰南部)消耗佝偻病畸形很普遍，而在那些食用自制发酵面包地区的儿童则很少受影响”，“伦敦面包师每4磅面包会加入约1.5盎司的明矾(相当于每1800克面包加了42克)”，斯诺同时在论文中指出“佝偻病的根本问题是骨质不全，缺乏石灰磷酸盐。”考虑到当时人们每天有70%的能量来自于面包，所以斯诺推断这些英国人每人每天差不多要吃进去20克明矾。
伦敦的一家面包店
约翰·斯诺观察到了现象、提出自己的怀疑，但他并没有指出问题的本质。直到进入21世纪，现代医学研究表明，长期摄入过量含铝的抗酸剂会导致低磷血症和人体钙流失，患者全身不适、虚弱、厌食和肌肉无力，这被称为磷缺乏综合症。儿童生长发育阶段以面包作为基本食物，每天大量摄入铝的后果严重，如果得不到有效的磷和钙的补充，就会导致佝偻病畸形。
自21世纪以来，国际上已经有十多个研究团队纷纷就饮用水中铝含量与阿尔茨海默病(老年痴呆)之间关系展开研究，其中由Virginie Rondeau领导的一个科研团队的研究成果最为典型，他们发表在《美国流行病学杂志》第152卷第1期的一篇论文《饮用水中铝浓度与阿尔茨海默病的关系：一项为期8年的随访研究》称：通过对法国南部3777名65岁及以上的受试者长达8年的跟踪调查表明，“这些发现支持这样的假设，即饮用水中高浓度的铝可能是阿尔茨海默病的危险因素”。请注意，这个团队与之前其他团队一样，他们在论文中反复用了“可能是”一词来总结其研究成果。其理由是“透析性脑病是支持铝的神经毒性的主要观察之一，因为它证明铝能够到达大脑并诱导神经纤维变性和神经元死亡。”同时，研究团队也承认研究“仍然存在不确定性”。
自来水中铝是否超标？
尽管到目前为止没有一个研究团队有确切的证据证明铝的摄入直接导致阿尔茨海默病，但依然引发广泛的担忧。一时间公众谈铝色变，避之唯恐不及。
我们如何摄入铝？
在本文开始部分，我们已经介绍了金属铝的表面会因迅速氧化而产生一层致密的保护膜，它基本确保了铝锅铝壶中的金属铝不会因受热而通过食物进入人体。并且迄今为止的所有研究中也没有发现有铝制炊具因素影响人体健康的案例。
科学团队已经证明人体具有防止铝中毒的天然保护屏障，胃肠道对铝的吸收不到所有铝摄入量的1%。在正常情况下，到达血液的少量铝也会与蛋白质结合的并被肾脏清除出体外。因此科学家们认为成年人每天摄入3~5毫克铝是安全的。自来水中铝含量的标准是每升水不多于0.2毫克，人一天喝2.5升水，含0.5毫克铝，其中仅有0.005毫克被胃肠道吸收，因此自来水是安全的。
除因为疾病必须长期摄入铝制剂(用于胃酸控制)的患者，普通人摄入铝的渠道大致与英国人相同，他们把明矾作为食品添加剂吃了进去。
一颗明矾晶体
明矾是是合法的食品添加剂，钾明矾在泡打粉中含量为46%，许多人做面包蛋糕会用到泡打粉。自从知道明矾可能有害后，人们会选择无铝配方的泡打粉。另一种使用明矾较多的食品就是油条和油饼，在其中按一定比例加入钾明矾和食用碱可以使油条膨胀，看起来既大又好吃。这是因为两种化学物质会发生化学反应，产生二氧化碳，二氧化碳受热膨胀，同时氢氧化铝会与面粉形成薄膜将二氧化碳气体包裹住，使油条涨大。其简化的化学反应式如下：
2KAl(SO?)? +3Na?CO? +3H?O=3CO?↑ +2Al(OH)?↓ +3Na?SO? +K?SO?
我们吃油条，会摄入氢氧化铝。那么一根油条里会加入多少明矾多少铝呢？
炸油条
咨询过做早点的厨师，说做油条加明矾的比例大约是10斤面粉7斤水1两碱2两矾3两盐，明矾不能放多，否则油条会硬、脆、不好吃，而且耗油多不划算。通常每根油条大约1两重(50克)，也就是说17斤面团大约可以做170根油条，算下来每根油条大约添加0.6克明矾，其中约含有0.034克铝。
如果你每天早餐吃两根油条，由此摄入大约1.2克明矾，含68毫克铝。尽管比起科学家们说的3~5毫克的安全值高出十余倍，但也没有英国人天天吃20克明矾那么多。
油条是许多人早餐的最爱，为健康考虑还是少吃为好
总结：
阿尔茨海默病是一种脑退化疾病，又称为老年痴呆，这种疾病通常会对65岁以上的老年人造成影响。尽管全球科学家对这种疾病持续研究了近百年，但到目前为止还没有任何一项研究确定它由某种原因引起，因此将阿尔茨海默病归咎于铝的超量摄入是不严谨的。与之相对应的是，科学家们在众多阿尔茨海默病逝者大脑组织内发现大量牙龈卟啉单胞菌，这是一种引起牙周疾病的细菌。
大量医学实验已经证明，人类胃肠道对铝的吸收不到所有铝摄入量的1%，铝在身体内不会积累，并且大脑的血脑屏障也会阻止任何有害物质的入侵。铝离子大量进入血液的唯一途径只能是通过静脉注射。
在阿尔茨海默病大脑组织内发现牙龈卟啉单胞菌
现在绝大多数自来水公司使用二氧化氯消毒剂进行消毒，使用铁酸钠等净化水质，基本上不会有使用明矾来净水，因此不必担心自来水铝超标的问题。
在骨胳发育期，长期持续过量摄入明矾有可能导致儿童佝偻病，这种不幸的事情发生在一个世纪前的欧洲和英国。在了解到铝的危害后，如今没有人再往面包里加入超量的明矾了。当然，为稳妥起见，我们现在吃油条还是要加以节制，哪怕店家不加明矾，油条吃多了也对健康不利。
综上所述，没有证据证明过量摄入铝会损害你的智商，但油炸的东西吃太多肯定会影响你的健康。再好吃的东西，过量都不好。
本文参考：
1、Commentary: John Snow and alum-induced rickets from adulterated London bread: an overlooked contribution to metabolic bone disease. International Journal of Epidemiology, Volume 32, Issue 3, June 2003
2、Relation between Aluminum Concentrations in Drinking Water and Alzheimer's Disease: An 8-year Follow-up Study. American Journal of Epidemiology, Volume 152, Issue 1, 1 July 2000
3、Measured versus estimated aluminum content of parenteral nutrient solutions.American Journal of Health-System Pharmacy, Volume 64, Issue 7, 1 April 2007
4、We may finally know what causes Alzheimer’s – and how to stop it. Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.aau3333
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