综述:解锁“同一健康”和谐:探索辣木籽及其衍生物在可持续方法与社区参与中的潜力
《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》:Unlocking One Health Harmony: Exploring the Potential of Moringa oleifera Seed and Its Derivatives Toward Sustainable Approaches and Community Engagement
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时间:2025年11月05日
来源:JOURNAL OF FOOD SCIENCE 3.4
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本综述系统阐述辣木籽(Moringa oleifera Seed, MOS)作为宝贵生物资源,在促进环境可持续性、人类健康和动物福祉方面的多重作用。文章聚焦于MOS在“同一健康(One Health)”框架下,作为推动可持续综合方法和增强社区参与的催化剂潜力,涵盖了其在药学、环境科学、兽医学和生命科学等领域的应用,并指出其在社区主导干预措施中的应用研究仍存空白,呼吁加强协议标准化、社区参与及跨部门合作。
辣木(Moringa oleifera)籽因其在促进环境可持续性、人类健康和动物福祉方面的多重作用,正成为一种宝贵的生物资源。本综述旨在探讨辣木籽作为催化剂,在“同一健康”(One Health)框架内促进可持续综合方法和加强社区参与方面的作用。尽管辣木籽在药学、环境科学、兽医学和生命科学等多个领域已显示出其益处,但关于其在环境、人类和动物健康领域的应用,特别是在社区主导的干预措施方面的综合研究仍存在显著空白。从环境角度看,辣木籽有助于碳封存、改善土壤健康和水处理。它们还能抑制生物膜形成并去除水体中的微塑料。将辣木籽作为脱脂籽粕饲喂牛和家禽,可改善其生长、免疫功能和反刍动物肠道健康。从人类健康角度看,辣木籽具有保肝、抗癌、抗糖尿病和抗高血压的特性。因此,将辣木籽整合到当地社区可以增强公共健康和经济利益。本综述得出结论,需要对基于辣木籽的干预措施进行协议标准化,并有必要让社区更多地参与鼓励使用种子配方进行水处理等倡议。建议进一步研究其多方面的作用,投资于可扩展的种植方法,并建立研究人员、政策制定者和当地社区之间的伙伴关系,以使辣木籽的益处能够在社区层面达到“同一健康”的和谐。
辣木的起源可追溯到吠陀时期,在阿育吠陀文献中被称为“Shrigu”,被记载可用于治疗300多种疾病。这种多年生植物属于辣木科,因其各部位提供的无数益处而被称为“奇迹树”。它能在炎热干旱的气候或潮湿热带、贫瘠土壤中茁壮成长,并且很大程度上不受干旱影响。
辣木籽(MOS)的衍生物,如辣木籽油(MOSO)、辣木籽粉(MOSF)、辣木籽饼(MOSC)、脱脂辣木籽粕(DMSM)和辣木籽粉末(MOSP),已在食品工业、制药、营养保健品、农业、生物柴油和水处理领域崭露头角。该植物的副产品和生物活性化合物为环境、动物和人类健康带来益处。
“同一健康”概念为解决人类、动物和环境健康的相互依存关系提供了一个统一模型。这一概念也传达了世界卫生组织(WHO)所提出的当前各部门相互依存的性质。“同一健康”通过兽医学、生态学、医学、农业和公共卫生等学科间的合作,跨人类、动物和环境领域综合概念化健康。Jones等人综述了栖息地变化和人类活动如何促成新发人畜共患病,强调了风险管理需要综合方法。
“同一健康”方法中的环境健康至关重要,因为安全、营养的食品生产依赖于清洁的水、能源、土壤和空气。为了人类发展和社区的整体福祉,确保水的安全和质量是基础。从“同一健康”和“星球健康”的角度来看,土壤健康意识对于应对抗菌素耐药性、人畜共患病、粮食安全和气候变化至关重要。环境工程师和环境科学家在控制水传播的人类、动物和人畜共患病毒的传播和扩散方面,对推进“同一健康”方法起着关键作用。在追求清洁的空气、水和土壤的过程中,社区必须应对从病原体污染到环境中的重金属和微塑料污染等多方面挑战。
“同一健康”设法将兽医监测与人类健康监测有效融合,以更好地预测、预防和应对这些疾病。动物健康在预防和控制影响人类和动物生命的人畜共患病和抗菌素耐药性方面发挥着核心作用。有效控制人畜共患病需要对动物进行监测以防止病毒溢出。因此,确保动物健康是直接影响人类健康的食品安全和保障的核心。
水-能源-食物(WEF)纽带为“同一健康”方法增添了另一个维度。水-能源-食物纽带及相关污染需要综合理解。向可再生能源过渡、高效利用水和能源、可持续农业以及投资清洁技术和绿色基础设施,是应对这种情况的迫切需要。
将辣木籽应用于植物、动物和环境健康策略,可能与“同一健康”原则相一致,因为这些种子具有药用和水净化特性,为植物、家禽和人类提供营养益处,还可作为生物柴油的来源。然而,需要广泛的研究来填补空白,以提供符合“同一健康”的可持续配方和解决方案。
本综述旨在探讨有关辣木籽在环境、动物和人类健康方面益处的支持性证据,以及在利用辣木籽实现“同一健康”目标过程中相关的挑战。此外,本文旨在确定有待探索的研究领域,并为社区层面的辣木籽干预提供思路,以促进整体健康,推动“同一健康”目标和社区的社会经济发展。
辣木籽的整体和综合应用促进了环境可持续性,同时有益于动物和人类健康。从改善沙质土壤性质、促进可持续农业到碳封存,以及辣木植物有效进行的水处理,辣木籽都发挥着作用。辣木植物是应对气候变化的宝贵资源。辣木籽在水处理和生物柴油研究领域发挥着积极作用。虽然关于土壤健康、碳封存以及从各种水体中去除微塑料的研究应受到关注,以尽量减少化肥的危害性影响,应对气候变化和微塑料污染。
辣木因其资源丰富、成本低、副产物释放少、可生物降解和无毒,已成为低收入地区处理原水的优选材料。辣木籽用于水处理的明确机制和原理尚不完全清楚。桥联形成模型曾被用来解释阳离子蛋白的活性。当带正电荷的大分子与带负电的颗粒表面结合时,会发生这种絮凝机制,导致静电排斥减少、电荷中和,然后颗粒聚集。
使用辣木籽粉作为混凝剂而不需要技术和电力干预来获取清洁饮用水的方法已被提出。经过辣木籽基处理的污水显示,在0.4克/1000毫升的最佳投加量下,化学需氧量(COD)降低88%,氯化物降低75%,总溶解固体(TDS)降低92%,浊度降低92%,无机磷降低68%,总硬度降低74%。
生物炭和辣木籽粉的结合使用对去除灰水中的重金属如石棉[As(III)]、钴[Co(II)]、铬[Cr(VI)]、铅[Pb(II)]、锌[Zn(II)]、铜[Cu(II)]和镍[Ni(II)]产生了积极影响。与去壳辣木籽相比,全籽具有更好的抗菌特性。另一项研究显示,用辣木籽提取物处理灰水后,大肠菌群数量显著减少。这些发现揭示了辣木籽作为抗菌剂及其从污染水中去除重金属的潜力。
生物柴油是一种可再生生物燃料,由高脂肪酸的烷基酯和低碳醇组成。辣木籽油可以通过使用碱和酸作为催化剂的酯交换反应阶段,产生高产量的生物柴油。使用辣木籽油作为生物柴油,有可能成为传统柴油燃料的可再生、可生物降解且无毒的替代品。
种子的含油量约占干物质的22.97%–38.67%,其中单不饱和脂肪酸含量高,尤其是油酸,这是更高质量生物柴油所必需的。像B20[20%辣木生物柴油(MOB)]这样的混合燃料,在添加了乙醚等添加剂后,表现出优于传统生物燃料的性能,并改善了排放。辣木生物柴油混合燃料导致一氧化碳气体、颗粒物和烟雾的排放减少。通过辣木生物柴油减少温室气体的产生有助于对抗全球变暖。
辣木植物能够改善土壤健康,这得益于其生物杀虫特性和营养成分,并通过改善植物生长和产量为农业系统做出贡献。由于其广泛的用途和对农业和环境的适应性,该植物可以作为气候适应能力的有效工具。
一项研究表明,辣木籽饼与蚯蚓堆肥结合使用,显示出改善土壤细菌和真菌、土壤微生物酶活性,并提高了苹果树的果实产量和质量、叶片生长和矿物质含量的潜力。一项生物修复研究显示,在原油污染土壤中施用辣木籽饼,导致测试样品中总石油烃减少了89%–98%。这些发现揭示了辣木籽饼在改善土壤健康、植物矿物质含量、果实产量以及作为生物修复来源方面的潜力。
认识到辣木在增强免疫力、改善生殖健康和减少营养不良影响方面的潜力,农民和牲畜饲养者正将辣木纳入动物日粮。辣木籽衍生物具有成本效益、可持续性,并在畜牧业中发挥重要作用,反映了其不断增长的市场需求。这些种子可以对抗氧化应激、病原微生物,并加强饲料消化。
辣木籽富含蛋白质和生物活性化合物,可以提高饲料消化率和动物生产力。它们可以作为豆粕之外的额外蛋白质来源,且对健康无不利影响。
家禽产品被认为是矿物质和营养素的宝库,但由于环境威胁和传染病,全球家禽业面临挑战。在肉鸡日粮中添加辣木籽粕显著提高了体重增加,降低了脂肪和胆固醇百分比,并刺激了有益肠道细菌,这可能降低胆固醇的吸收。通过饮用水给予辣木籽提取物(MSE)显著提高了乙醚提取物、钙和磷的消化率。由于MSE中存在的生物活性原理,血液生化参数发生了变化,这种变化可以作为血液参数和出血可能改善的指标。这些发现揭示了将辣木籽纳入家禽日粮以增强生长性能、饲料效率和肉质,促进其整体健康的潜力。
辣木籽及其产品作为饲料添加剂在羊营养中具有巨大的应用潜力,可确保更好的生长和健康。研究表明,辣木籽油对泌乳母羊的瘤胃发酵和生产力有积极作用,并提出了其最佳补充水平。一项研究评估了在羔羊日粮中添加脱脂辣木籽粕对采食量和生长速率的影响。该研究报告了微生物营养供应和生长性能的改善。另一项研究报告称,籽饼可作为蛋白质来源,其摄入导致羔羊营养物质消化率和日增重显著提高。
种植辣木可以通过充当碳汇来缓解气候变化,而饲喂这种植物可以减少反刍动物的甲烷排放。尽管辣木前景广阔,但需要进一步研究以优化籽实及其产品在羊日粮中的使用,以及其对动物健康和生产力的长期影响。
人类健康和福祉依赖于自然环境。因为环境是食物、健康土壤、空气、水和生物多样性的主要来源。辣木籽具有增强免疫系统的特性,从而有助于对抗感染和慢性疾病。营养丰富性和生物活性化合物共同使辣木籽成为提供人类健康益处并有助于预防和管理传染性与非传染性疾病(NCDs)的潜在来源。
辣木籽提取物对乳腺癌、结肠癌、肝细胞癌、喉癌和宫颈癌细胞表现出抗氧化和细胞毒性作用。这些种子还能滋养和保湿皮肤,并有助于从皮肤感染和疾病中恢复。
传染病是由病毒和细菌引起的感染所致,通过受污染的表面、体液、血液制品、昆虫叮咬或空气在个体间传播。
研究证明了辣木籽的抗菌潜力。辣木籽油对选定的食源性病原体表现出抗菌活性,包括金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌和肺炎克雷伯菌。一项研究显示,辣木籽油对结核分枝杆菌菌株有活性,其抗结核活性归因于高含量的油酸和棕榈酸。另一项体外研究中,辣木籽提取物对絮状表皮癣菌、须癣毛癣菌、大小孢子菌和红色毛癣菌表现出抗真菌活性。
辣木籽也被研究具有抗病毒特性。一项研究证明了辣木籽提取物在鸡胚中对新城疫病毒(NDV)的抗病毒特性。另一项研究显示,来自辣木籽提取物的辣木素A、辣木苷和杜荆素化合物对H1N1病毒具有很强的抑制作用。另一项研究揭示,从辣木籽中提取的microRNA可以在细胞水平上使免疫反应正常化并减轻HIV感染。此外,辣木籽在感染伯氏疟原虫的啮齿动物模型中显示出抗疟原虫活性,并在按蚊中表现出抗幼虫活性。这些发现显示了辣木籽在疟疾管理中的双重作用潜力。
非传染性疾病是慢性的、长期存在的,由遗传、生理、环境和行为因素发展而来。心血管疾病、糖尿病、癌症和慢性呼吸系统疾病被认为是主要的非传染性疾病。
一项心脏保护研究表明,辣木籽在心肌梗死引起的心肌损伤中通过抑制心肌细胞凋亡发挥积极作用。辣木籽也表现出抗糖尿病特性。一项研究评估了辣木籽油在体内的降血糖特性,测试组显示血糖水平较对照组降低。辣木籽乙醇提取物口服治疗通过胆碱能神经传递系统增强了东莨菪碱诱导的学习记忆障碍小鼠的认知效果。这些研究为辣木籽在管理非传染性疾病方面的潜力提供了参考。然而,需要进一步研究辣木籽在减轻各种非传染性疾病方面的能力。
辣木籽中的一种生物活性化合物Niazirin,通过激活腺苷一磷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路维持体内平衡。辣木籽的酚类组份作为抗高血压药,可降低乙酰胆碱酯酶和精氨酸酶的活性。另一种生物活性化合物辣木苷,可能作为一种细胞毒性剂对抗前列腺癌。辣木籽是维生素A的丰富来源,主要以β-胡萝卜素形式存在。维生素C含量随种子的成熟度而变化。因此,由于辣木籽蛋白质、维生素和矿物质含量高,在食物资源匮乏的地区,它可能是一种有价值的膳食补充剂,并可作为对抗营养不良的武器。根据现有文献,主要的甾醇、酚类和生育酚分别是β-谷甾醇、阿魏酸和α-生育酚。
要使辣木籽及其衍生物在“同一健康”计划中有用,种子必须高质量且使用安全。关于认证、标准和质量控制的问题通常出现在非官方和不受监管的市场。基于辣木籽的治疗、疗法和食品产品的功效和一致性,可能取决于种子质量、成分和存在的生物活性成分丰富度的可变性。
对辣木籽生物活性化合物的药代动力学和生物利用度研究缺乏,应进行全面探索。了解这些化合物如何被吸收、分布、代谢和排泄,极大地有利于剂量方案和治疗效果。研究辣木籽与药物之间的相互作用有助于开发含有辣木籽提取物的药物制剂。在化妆品领域,应探索其抗衰老潜力和伤口愈合特性的程度,这涉及研究其对皮肤衰老表型标志和基因型变化的影响、抗皱特性以及促进伤口愈合的机制。同时,了解这些提取物如何与配方中的其他成分相互作用,以及这些配方如何承受温度、光和pH值等因素的影响,这些因素会影响产品的保质期。
对辣木籽油用于生物柴油合成的研究是一个活跃领域,研究着眼于这种潜在生物燃料来源的各个方面。未来的研究主要需要优化酯交换过程,包括研究各种催化剂类型、反应温度和反应时间,以获得最大产量和所需质量。应对发动机性能、各种发动机类型和各种操作条件进行深入分析,随后进行排放研究。
应对辣木籽油提取、生物柴油生产过程中产生的副产品和废物,以及其在不同环境条件下运行时的排放进行进一步研究。此外,应仔细研究与大规模辣木生物柴油生产相关的问题,以及将辣木生物柴油从实验室扩大到商业化生产所面临的挑战。所有这些研究都有助于生物柴油生产链的整体可持续性。
应全面研究籽油在食品工业中应用的安全性和毒性,这包括评估不良反应和确定安全消费水平、保质期以及辣木籽油在食品产品中的储存稳定性。还应考虑影响油脂随时间推移的质量、风味和香气的因素,如温度、光照和包装材料。研究辣木籽油对各种食品产品风味和香气的影响也很重要。研究食用辣木籽油相关的敏感性和过敏原至关重要,特别是考虑到其在各种食品产品中的使用日益增加。
辣木籽粉在各种食品和非食品应用中的研究应扩大。应详细研究其营养和抗营养成分的完整谱。同时,应彻底研究这些营养素的生物利用度,以评估营养素被身体吸收和利用的程度。研究各种加工方法(如烘焙、研磨、提取和干燥)对营养素、抗营养素成分以及各种生物活性化合物的影响,可以极大地指导优化加工技术。
关于辣木籽粉对血糖指数和代谢途径影响的信息不足,因此必须进行研究,因为这将有助于糖尿病患者或有患病风险的人群。此外,应全面研究辣木籽粉的致敏潜力和食用安全性。还应研究辣木籽粉的益生元特性、其对肠道微生物多样性和整体肠道健康的影响。与零食、饮料和其他包装食品等食品产品相关的新应用需要进一步探索,以多样化其用途。
关于辣木籽基水处理长期稳定性和性能的研究不足。需要进一步研究环境条件(如变化的pH值和温度)对辣木籽功效的影响。更深入地了解生化途径有助于提高辣木籽在处理过程中的一致性和有效性。必须对辣木籽及其产品对多种微生物的抗菌能力进行详细研究。还应进行长期研究,观察微生物对辣木籽处理是否产生耐药性。为了可持续的水处理实践,研究处理效果的持续时间和种子降解情况非常重要。
处理辣木籽基水处理技术过程中产生的废物和副产物及其环境影响至关重要。此外,还应研究这些种子在食品、纺织、炼油厂、化工厂、糖厂等各种工业产生的废水中的应用。所有这些研究极大地促进了可持续的废物管理实践。
6 辣木籽促进“同一健康”、社区干预和政策影响的综合方法建议
基于食物的方法是应对许多环境、动物和人类健康问题的可持续战略,而基于社区的方法可以是一种支持性干预措施,有助于在知识、态度和实践方面带来行为改变。
辣木籽在促进“同一健康”和谐方面的潜力是巨大的,涵盖健康、环境可持续性和跨学科创新。通过促进社区参与并利用该树的多方面益处,我们可以朝着更可持续和更健康的社会努力。开展宣传营、研讨会、培训和信息宣传活动,以教育和提高社区对辣木益处和用途的认识。让社区成员参与并参加辣木种植、建立种子库和加工项目,以增强当地自主权和可持续性。与地方政府、非政府组织、知识机构和国际组织合作,扩大基于辣木的倡议。
在社区层面采用综合方法和跨学科干预措施,优先考虑人民的可持续生活,建立韧性,并在面对社会经济、环境和健康挑战时促进适应。辣木籽在人类、动物和环境领域提供的多方面益处使我们理解到,辣木籽可能是为促进“同一健康”和谐而采用的解决方案之一。了解种子的综合优势有助于鼓励采用综合技术,以在“同一健康”方法下的不同领域间培养和谐与协同效应。
除非政策支持辣木籽及其产品的研究与开发,否则创新无法蓬勃发展。农业政策应旨在支持其生产,以促进粮食安全和农民发展,而利用辣木籽产品解决营养不良和改善公共健康可通过公共卫生倡议来推广。制定市场和贸易规则将提高质量和公平贸易,从而增加经济机会。教育宣传活动将提高认识并刺激需求,而鼓励可持续农业技术的环境政策将进一步支持生物多样性和长期农业生产力。这些政策结合起来,可以充分发挥辣木籽及其衍生物在社区健康和社会经济发展方面的潜力。
文化障碍、资源限制和知识差距是与将这些种子应用于“同一健康”方法相关的主要挑战和限制。
关于辣木籽的文化态度和观念、传统信仰和食物选择在社区和人群之间有所不同,这可能影响接受基于辣木籽的治疗和纳入基于辣木籽的饮食选择。了解种子及其产品的营养和其他益处有助于优化食物资源和选择。资源的可获得性,特别是在资源贫乏的社区,如资金、土地和灌溉,是种植、加工和应用辣木及辣木籽的限制因素。缺乏来自科学研究的适当的循证指南,阻碍了利用辣木籽获得“同一健康”益处的成功治疗的进步和实施。基于辣木籽产品的营销因国家和地区而异,这给跨境贸易和市场准入带来了挑战。因此,缺乏适当的指南可能会阻碍资源分配、创新思想的发展以及辣木籽在“同一健康”视野中的进步规模。
关于社区干预研究,必须识别影响社区的关键因素。应彻底检查关键因素,如供水及可用性、农业用地总面积、使用的肥料类型、电力供应和消耗、土壤类型及其性质、牲畜健康状况以及人口中的营养缺乏情况。这有助于通过联系社会条件、森林、农业和牲畜,为增强其可持续生活提供建议。
关于辣木籽的整合知识证据、其应用和未来研究可能性以及相关挑战,可用于“同一健康”下的综合干预方法。本文讨论了辣木籽作为促进健康的可持续资源的潜力,强调了其在降低水体浊度、作为生物柴油来源和提供天然肥料方面的功效。
需要来自医疗保健专业人员、利益相关者、民事监管机构、社区领袖、世界组织和研究组织的协调努力。这有助于认识到基于辣木籽应用相关的困难和限制。倡导、合作和能力建设对于最大化辣木籽的进步以适应“同一健康”方法是强制性的。
辣木籽在促进“同一健康”和谐方面的潜力是巨大的,涵盖健康、环境可持续性和跨学科创新。通过促进社区参与并利用该树的多方面益处,我们可以朝着更可持续和更健康的社会努力。辣木籽提供的一系列益处不仅有助于营养(可持续发展目标(SDG)2)和改善健康结果(SDG 3),而且与清洁水和卫生设施(SGD 6)、负担得起的清洁能源(SGD 7)、创造就业(SDG 8)以及可持续城市和社区(SDG 11)保持一致。建议进一步研究辣木籽中生物活性化合物及其对动物和人类的健康影响、开发利用辣木籽的新技术和产品,并倡导支持在可持续发展计划中种植和使用辣木籽的政策。
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