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我国是大米生产和消费大国,60%以上的人口以大米为主食,随着我国耕地和水体污染的加剧,我国大米镉污染形势严峻。镉(Cd)为已知最易在体内蓄积的有毒物质之一,且低剂量镉暴露会引发癌症和许多慢性疾病的发生,若长期摄入镉污染大米势必对健康造成潜在危害。因此,研究大米中污染物Cd的消化与吸收,对大米中镉暴露风险评估和进行有效膳食干预具有重要现实意义。本文结合RIVM体外胃肠消化,利用建立的Caco-2/HT-29(70:30)细胞快速共培养肠吸收模型,研究了大米中Cd的体外消化生物可给性与肠吸收的生物有效性,分析了大米中金属元素本身的Ca、Fe、Cu、Zn与Cd的消化、吸收变化关系,研究了表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对Cd及其它金属元素吸收的影响,最后对大米中Cd进行了风险评估。主要研究结果如下:确定添加丁酸分化剂快速建立Caco-2/HT-29(70:30)细胞共培养肠吸收模型。对Caco-2/HT-29细胞共培养肠吸收模型中两种细胞的接种比例(100:0、90:10、80:20、70:30、60:40、50:50)和快速培养分化剂的种类(丁酸、抗坏血酸)进行筛选,通过测定模型的跨膜电阻值值、两侧碱性磷酸酶活性之比(AP/BL)、荧光黄通透系数及形态学观察等评价指标,结果表明Caco-2/HT-29按照70:30比例接种,添加丁酸分化剂建立的快速共培养肠吸收模型在紧密连接性、通透性、极性以及形态方面符合标准培养要求。相同进食量的三种米饭在胃阶段Cd的生物可给性大于肠阶段。经胃阶段消化的后生物可给性范围为59.04%～80.23%,平均值为69.79%;小肠阶段消化中生物可给性范围为37.14%～52.93%,平均值为42.58%。胃消化2 h后:米饭C 80.23%>米饭A70.11%>米饭B 59.04%,肠消化7h后:大米A(低镉水平:,0.111mg/kg)、大米B(中镉水平,0.485mg/kg))和大米C(高镉水平,0.724mg/kg)中Cd的生物可给性分别为:52.63%、48.19%、39.68%。不同进食量的同种大米在胃阶段Cd的生物可给性大于肠阶段,在肠消化阶段随着进食量的增大而递减。胃消化2h后Cd的生物可给性:20g米饭B88.19%>30g米饭 B 80.84%>10 g 米饭 B 59.04%;10g 米饭 C 88.23%>20g 米饭 C 77.29%>30 g 米饭C 62.08%。肠消化7 h时Cd的生物可给性:10 g米饭B 48.43%>20 g米饭B 32.15%>30 g 米饭 B 21.74%;10 g 米饭 C 39.68%>20g 米饭 C 25.03%>30 g 米饭 C 19.63%。消化液中的元素存在相互影响作用。从胃2 h到肠0.5 h时Cd的生物可给性逐渐下降,消化上清液中Ca、Fe、Cu的质量浓度逐渐升高,Zn的质量浓度与Cd的生物可给性同时呈下降趋势。在肠消化整个阶段中:消化上清液中Ca和Fe的质量浓度变化相似,但Fe的变化幅度较大;Cu更容易溶解在消化液中,Zn的质量浓度与Cd的生物可给性变化趋势一致。Ca、Fe、Cu、Zn、Cd在细胞模型吸收实验中转运吸收率差异较大,两种浓度的EGCG添加到消化液中对Cd的吸收存在一定程度的抑制作用。10 g米饭C消化液、添加21.85 μmol/L EGCG和添加43.70 μmol/L EGCG 3组实验数据显示Cd的转运吸收率依次逐渐降低,3组实验Cd的转运吸收率分别为37.04%、31.48%、和23.15%,Fe和Cu的转运吸收率依次逐渐升高,Fe和Cd、Cu和Cd的转运吸收率变化规律一致。蒸煮过程对大米C(高Cd水平)中Cd的生物有效性影响不大。分别以米和米饭计算,在整个胃肠消化吸收阶段中Cd的生物有效性差异较小,分别为29.13%和29.74%。同一组中,大米C与米饭C的的生物有效性差异在0.61%～0.74%之间,添加 21.85μmol/LEGCG 时,生物有效性分别降低了 0.93%、2.33%;添加 43.70μmol/L EGCG 时,分别降低了 0.88%、1.27%。初步风险暴露评估得出:大米C、大米B、大米A中Cd的每日最大暴露量分别为2.544 μg、1.711 μg、0.374 μg,其中大米C和大米B中分别是规定每日可耐受暴露量的3.08倍和2.06倍。大米C、大米B、大米A中Cd的每日最大吸收量分别为101.337 μg、82.443 μg、20.801 μg。