南非姆普马兰加野生水果的营养与矿物成分、金属生物累积及健康风险评估：对粮食安全与公共健康的启示

本研究针对全球粮食安全挑战，聚焦南非姆普马兰加地区三种野生水果（Diospyros mespiliformis、Ficus thonningii和Strychnos spinosa），系统评估其营养组成、矿物含量及重金属生物累积特征。研究发现这些水果富含蛋白质、纤维及必需矿物质（如Ca、Fe、Zn），但同时存在As、Cd、Cr等致癌物超标风险（THQ>1，TCR>10??）。研究为开发新型营养资源提供了科学依据，也为污染地区的食品安全风险预警提供了重要数据。

　　

在全球粮食安全形势日益严峻的背景下，发展中国家面临安全、廉价和营养食品的短缺危机。气候变化、人口增长、新冠疫情以及地区冲突等多重因素加剧了粮食系统的不稳定性和低效性。南非作为受气候威胁显著的地区，其粮食安全状况尤为脆弱。在此背景下，挖掘本土野生水果资源的营养潜力，评估其安全性，对改善地区营养状况和提升食物系统韧性具有重要意义。

本研究以南非姆普马兰加省布什布克瑞吉地区的三种传统食用野生水果——Diospyros mespiliformis Hochst. ex A.DC.（非洲柿）、Ficus thonningii Blume（桑科榕属）和Strychnos spinosa Lam.（马钱科）为研究对象，通过系统的营养学、元素分析及健康风险评估，全面揭示了这三种水果作为替代性食物资源的潜力与风险。该研究成果正式发表于《Measurement: Food》期刊。

为开展本研究，团队主要运用了以下关键技术方法：采用标准烘箱法测定水分，干灰化法测灰分，索氏提取法测粗脂肪，酸碱消解序列法测粗纤维，凯氏定氮法测蛋白质，并通过计算得出碳水化合物和能量值。元素分析采用微波辅助酸消解结合电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）完成，检测了12种矿物元素。生物累积因子（BAF）、目标危害商（THQ）及目标致癌风险（TCR）等健康风险评价模型被用于评估食用安全性。样本来源于当地三个村庄的野生植株及其对应土壤。

研究结果如下：

一、近似组成分析

三种水果的营养成分存在显著差异。F. thonningii 全果水分最高（82.07%），S. spinosa 果肉富含蛋白质（23.62%），其种子蛋白含量高达31.20%。D. mespiliformis 果肉的碳水化合物和能量值最高，分别达到86.02%和391.38 Kcal/100 g。果皮中纤维含量普遍较高，S. spinosa 果皮纤维占比44.21%。结果表明这些野生水果具有作为膳食纤维和能量补充源的潜力。

二、元素分析

土壤和植物组织中的元素含量差异显著。S. spinosa 叶片中锰（Mn）含量异常高，达1728 mg/kg。D. mespiliformis 和 F. thonningii 的叶片对锌（Zn）表现出较强的富集能力，BAF分别为1.25和1.58。值得注意的是，S. spinosa 对锰的生物累积因子高达25.08。所有水果样品中砷（As）、镉（Cd）和铬（Cr）的致癌风险均超过安全阈值，其中F. thonningii 果实中铬的致癌风险因子最高（0.008）。

三、生物累积因子（BAF）

金属累积存在种间和组织特异性。D. mespiliformis 叶片可富集锌，而果实中所有金属的BAF均低于1。F. thonningii 果实可积累铜和锌（BAF>1）。S. spinosa 叶片对锰表现出极强的富集能力。结果表明这些植物对特定金属有修复潜力，但同时也可能成为食物链污染载体。

四、健康风险评价

非致癌风险评价显示，三种水果中Cd、Cr、As等元素的THQ值均大于1，提示长期食用可能存在非致癌健康风险。致癌风险评估中，As、Cd、Cr的TCR值均高于10??的可接受限值，表明存在致癌风险。Co、Cu、Fe、Mn、Zn未被归类为致癌物，未计算其TCR。

研究结论与讨论：

本研究揭示南非姆普马兰加地区三种野生水果在营养供给方面具有显著潜力，尤其是蛋白质、膳食纤维和部分必需矿物质含量丰富，可作为应对粮食和营养安全的补充资源。然而，这些水果同时存在重金属污染问题，As、Cd、Cr等有毒元素的含量和健康风险值均超过安全限，可能与当地金矿和煤矿开采活动造成的环境污染密切相关。因此，在推广这些野生水果作为食物资源前，必须开展进一步的安全性评估和定期环境监测。研究成果不仅为地区性食物开发提供了科学依据，也为全球类似环境下的野生食物资源利用与风险管控提供了重要参考。未来需结合生物修复技术和种植管理策略，在保障安全的前提下，充分发挥这些野生水果在促进粮食安全和公共健康方面的积极作用。