锰

一、化学结构与理化性质

锰（manganese）是一种金属元素，以多种氧化状态存在。生物学上最重要的是Mn2+和Mn3+。Mn2+是在生物系统中的主要形式，含锰酶和一些由锰激活的酶中的锰大多是Mn2+。由于Mn2+的化学性质和Mg2+相似，所以，对于大多数Mn2+激活的酶反应来说，激活是非特异性的，很多由Mn2+激活的酶也可被Mg2+激活。Mn2+在生物系统中也十分重要，它是超氧化物歧化酶（MnSOD）中的氧化状态的锰，Mn3+还是锰与运铁蛋白结合的形式，很可能也是锰与Fe3+相互作用的形式。一般认为食物中的Mn2+在十二直肠内转化为Mn3+。在锰激活的生物学反应中，锰与酶的相互作用涉及锰离子与含磷酸根的底物（特别是三磷酸腺苷）的螯合或是蛋白质直接反应。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  食物中含锰较丰富，且人需求量较小，故摄入正常膳食的人群中未见锰缺乏的报道。体内锰含量稳定也表明从食物中能得到充足的锰，同时也说明机体有强大的内稳态调节机制。谷类是锰的良好来源，其次为蔬菜和水果类，奶、肉、鱼、禽类的锰含量很少。茶叶中含有丰富的锰，饮用水中也含有锰，饮水2升可获得40～64μg的锰。

三、生理功能及作用

含锰的金属酶  含锰的酶包括精氨酸酶、丙酮酸羧化酶和锰超氧化物歧化酶（MnSOD）。

（1）精氨酸酶是细胞浆中催化尿素合成的酶。

（2）丙酮酸羧化酶催化从丙酮酸盐合成碳水化合物的第一步反应。

（3）锰超氧化物歧化酶的催化作用是使过多的超氧阴离子转化为H2O2和O2。

酶的激活剂  在由锰激活的酶反应中，锰通过与作用底物（ATP）结合或直接与蛋白质结合而起作用，引起分子构象的改变。由锰激活的酶很多，包括氧化还原酶、裂解酶、联结酶、水解酶、激酶、脱羧酶和转移酶。大部分能被锰激活的高等动物和人体酶也能够被其他金属激活，尤其是镁；糖基转移酶、谷氨酰胺合成酶、焦磷酸法尼酯合成酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶的锰特异性激活属于例外。

其他  膳食低锰或者血液和组织低锰与骨质疏松、糖尿病、癫痫、动脉粥样硬化、伤口愈合延迟以及白内障有关。另外，近期研究结果显示，锰摄入量不足可能会影响癌症的发病危险，而摄入过量则会出现神经毒性作用。锰超氧化物歧化酶（MnSOD）数量的改变已经被认为与啮齿类动物和人类的多阶段致癌作用有关系，肿瘤细胞中MnSOD活性很低或者缺失，MnSOD数量的增加显示出了预防肿瘤发生的作用。

四、安全性研究

人群资料  缺乏：锰缺乏引起多种生化和组织结构方面的缺陷。包括生长障碍、骨骼畸形、生殖功能障碍等。三大营养特别是脂肪和碳水化合物代谢紊乱。

过量：职业性（如矿工、冶炼工等）吸入高浓度的锰可能与锰中毒有关，锰中毒是一种类似于帕金森氏病的神经毒性病症。饮用被锰污染的水可能也与神经学及行为改变有关[1]1。肝脏疾病可能与锰的堆积有一定关系，但可能是由于损害了胆汁分泌而不是锰的毒性造成的。也有对免疫系统产生影响的报道。每天服用6mg或更少的锰时相当安全的。NOAEL为10mg/d。

代谢情况  锰可通过一种快速饱和的主动转运方式及扩散方式在整个小肠内吸收，但吸收率较难估计。锰被胃肠道吸收后可与血清清蛋白和血浆α2-巨球蛋白结合进入门脉血液。但无论是何种形式，锰都会被肝迅速从血液中清除，一部分被氧化成Mn3+，在血浆中与转铁蛋白结合或者也可能与一种特定的转锰蛋白结合而被转运，与转铁蛋白结合的锰被肝外组织摄取。在细胞内，锰主要存在于线粒体内，因此，肝、肾和胰腺中具有较高的锰含量。相比之下，人类血浆和尿液中锰的浓度极低。

急性毒性

遗传毒性  小鼠体内研究发现锰不具备致突变性[2]2。

亚慢性毒性  未查见相关文献资料。

慢性毒性与致癌性  对大、小鼠进行的生物学鉴定都未发现锰有明显的致癌性。

生殖与发育毒性  高剂量的锰可降低生育能力，但对其他生殖参数没有影响。

其他  在动物饲料中长期加入高浓度的锰盐发现有神经毒性作用。但也有报道高浓度的锰还可因与铁螯合而造成贫血。未查见相关文献资料。

五、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  可以作为食品添加剂或营养强化剂添加于食品中。可添加于动物饲料中。

保健食品  可应用于膳食补充剂、保健食品。

其他  药品：锰主要用于骨质疏松和痛经，也可用于肌肉扭伤、风湿性关节炎、迟发性运动障碍、癫痫、糖尿病。

调查/推荐摄入量

调查摄入量  根据第四次全国营养调查，中国人膳食中的摄入量为6.8mg/d。

推荐摄入量  中国营养学会的成人推荐摄入量（RNI）为3.5mg/d，UL为10mg/d。

美国尚未制定锰的RDA值，确定了锰的AI值如下：19岁以上男性2.3mg/d，19岁以上女性1.8mg/d。美国制定了锰的UL值：1～3岁儿童2mg/d，4～8岁儿童3mg/d，9～13岁儿童6mg/d，14～18岁人群（包括孕妇和乳母）9mg/d，19岁以上成人（包括孕妇和乳母）11mg/d。FNB根据Greger的临床资料得到结论，膳食中11mg/d的锰没有不良作用，并将这一数值作为NOAEL。FNB还根据对锰依赖性SOD可能产生的不良作用以及其他作用，将LOAEL定为15mg。由于锰摄入量低于11mg/d时没有产生毒作用的证据，选择UF值为1.0，FNB得到锰的UL值为11mg/d。男性锰摄入量中有3.4mg来自膳食，2.4mg来自补充剂。

欧盟SCF对锰的毒性进行了总结，但没有设定UL值。认为人群资料存在局限性，而动物资料无法得到关键观察终点的NOAEL值。

英国EVM的结论是人群和动物长期接触过量的锰可引起神经毒性，但现有数据不足以制定SUL值。而是根据除膳食中的锰外额外添加4mg锰没有产生不良作用这一资料制定了GL。根据上述信息，英国EVM制定了锰补充剂的GL为4mg，所有来源的锰摄入量为12.2mg（膳食锰摄入量的平均估计值为8.2mg）。由于没有观察到不良作用，不需要对不确定因素进行校正。此外，英国EVM指出茶叶中的锰的吸收易被鞣酸抑制，因此几乎不产生作用。

EPA根据人群NOAEL为10mg，对70kg的成人而言，口服锰的RfD相当于10mg/d。任何可能被选择作为LOAEL的数值都远大于10mg，因此将UF设为1，得到RfD为10mg/d。

六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  我国批准锰为可用于特殊膳食用食品的营养强化剂，允许的锰的化合物来源为硫酸锰、氯化锰、碳酸锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰。

批准蛋氨酸锰为饲料添加剂（GB/T 22489-2008）。

美国  批准氯化锰为GRAS物质，可以作为营养补充剂，也可以添加到婴幼儿配方食品中，还是批准的膳食补充剂（21 CFR 184.1446，21 CFR 182.5446）。

批准柠檬酸锰为GRAS物质，可以作为营养补充剂，可以添加到烘烤食品、非酒精饮料、奶制品类似物、鱼制品、肉制品、禽肉制品，也可以添加到婴幼儿配方食品中，还是批准的膳食补充剂（21 CFR184.1449，21 CFR 182.5449）。

批准葡萄糖酸锰为GRAS物质，可以作为营养补充剂，可以添加到烘烤食品、非酒精饮料、奶制品类似物、鱼制品、肉制品、禽肉制品，也可以添加到婴幼儿配方食品中，还是批准的膳食补充剂（21 CFR184.1452，21 CFR 182.5452）。

批准硫酸锰为GRAS物质，可以作为营养补充剂，可以添加到烘烤食品、非酒精饮料、奶制品类似物、鱼制品、肉制品、奶制品、禽肉制品，也可以添加到婴幼儿配方食品中，还是批准的膳食补充剂（21 CFR184.1452，21 CFR 182.5452）。

批准甘油磷酸锰为GRAS物质，同时为批准的膳食补充剂（21 CFR 182.5455，21 CFR 182.8455）。

批准次磷酸锰为GRAS物质，同时为批准的膳食补充剂（21 CFR 182.8458）。

批准氧化亚锰为GRAS物质，同时为批准的膳食补充剂（21 CFR 182.5464）。

批准将锰添加到动物饲料中，允许的锰的化合物来源为醋酸锰、碳酸锰、氯化锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、正磷酸锰、二磷酸锰、硫酸锰、氧化锰（21 CFR582.80）。

欧盟  允许将锰作为膳食补充剂，允许的锰的化合物来源为抗坏血酸锰、L-天冬氨酸锰、二甘氨酸锰、碳酸锰、氯化锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、甘油磷酸锰、吡咯烷酮酸锰、硫酸锰（2002/46/EC）（EC NO1170/2009）。

允许将锰作为食品添加剂添加于食品中，允许的锰的化合物来源为碳酸锰、氯化锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、甘油磷酸锰、硫酸锰（EC NO 1925/2006）（EC NO1170/2009）。

允许将锰添加于婴幼儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉中，允许的锰的化合物来源为碳酸锰、氯化锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、硫酸锰，允许的添加量为0.25～25μg/100kJ或1～100μg/100kcal（2006/141/EC）。

允许将锰添加于婴幼儿谷物加工制品，一般最大添加量为0.6mg/100kcal，允许的锰的化合物来源为碳酸锰、氯化锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、甘油磷酸锰、硫酸锰（2006/125/EC）。

允许锰应用于具有特殊营养作用的食品中，允许的锰的化合物来源为碳酸锰、氯化锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、甘油磷酸锰、硫酸锰（2001/15/EC）。

澳/新  允许将锰应用于代谢、免疫、肾、肝、吸收不良等疾病状况下婴儿配方食品中，允许的含量为0.24～24.0μg/100kJ～g/100kJ，允许的锰的化合物来源为氯化锰、葡萄糖酸锰、碳酸锰、硫酸锰、柠檬酸锰（STANDARD 2.9.1）。

允许将锰添加于婴儿食品中，婴幼儿的估计安全及足够剂量（ESADDI）为0.8mg（STANDARD 2.9.2）。

允许将锰应用于代餐和配方补充食品，每份代餐的有机锰的最大含量为0.4mg但不允许声称，无机锰的最大含量和最大声称量为0.85mg（STANDARD 2.9.3）。

允许将锰应用于一般性运动配方补充食品，每天从中摄入的无机锰的最大声称量为2.5mg，有机锰的最大声称量为1.25mg。无机锰的化合物形式为碳酸锰、氯化锰、硫酸锰，有机锰的化合物形式为柠檬酸锰（STANDARD 2.9.4）。

将锰的膳食补充剂作为补充药品管理。

CODEX  婴幼儿特殊膳食用食品中允许的锰的化合物来源为氯化镁、甘油磷酸锰、柠檬酸锰、葡萄糖酸锰、硫酸锰、碳酸锰（CAC/GL 10-1979）。

允许将锰添加到婴儿配方食品和特殊医学用途的婴儿配方食品中，允许的添加量为为>1μg/100kcal或>0.25μg/100kJ（CODEX STAN 72-1981）。

七、注意事项和禁忌

不适宜人群  未查见相关文献资料。

禁忌  未查见相关文献资料。

与药物相互作用  服用降低胃酸的制酸药（如H2受体拮抗剂，质子泵抑制剂等）时，应增加锰摄入量。

其他  （1）锰与铁竞争吸收位点。机体补充铁、铜、锌、镁或钙时，应增加锰的摄入，反之亦然。

（2）铬与锰在调节糖代谢方面有相互促进作用。

（3）纤维素、植酸盐、磷都可以干扰锰的吸收。

（4）乙醇被认为可以加重锰的毒性。