ICP-OES技术评估高粱基因型的矿物质安全指数（MSI）、营养与健康风险

本研究通过ICP-OES技术分析了土耳其迪亚巴克尔地区36个高粱基因型的矿物质组成，评估了其营养贡献及潜在健康风险。研究发现，P、K、Mg等宏量元素和Fe、Zn等微量元素含量丰富，但V和儿童群体的危害指数（HI>1）存在健康隐患。研究为谷物矿物质数据库提供了关键数据，对改善膳食营养与安全策略具有重要参考价值。

　　

在全球粮食安全与营养健康日益受到关注的背景下，谷物中矿物质含量的科学评估成为研究热点。高粱（Sorghum bicolor）作为耐逆性强、资源利用率高的C4作物，是发展中国家7.5亿人口的主粮，但其矿物质组成与健康风险尚缺乏系统研究。尤其在高工业污染地区，农作物可能通过肥料、大气沉降等途径富集有毒元素，引发慢性健康隐患。现有生物强化方案成本高昂，而传统品种的天然矿物质谱系研究可为营养干预提供新思路。

为填补这一空白，来自迪亚巴克尔的研究团队采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）对当地33个高粱地方品种和3个标准品种进行了22种元素分析，包括钙（Ca）、磷（P）等必需元素和铅（Pb）、砷（As）等有毒元素。研究创新性地整合了矿物质安全指数（MSI）、每日估计摄入量（EDI）和危害商（HQ）等多维度评估模型。

关键技术包括：1）样本前处理采用2%硝酸清洗与105℃烘干；2）ICP-OES全元素定量分析；3）基于FAO/WHO标准的矿物质比值（如Zn/Cu）和MSI计算；4）针对成人与儿童的差异化健康风险评估。

矿物质组成
数据显示，宏量元素含量排序为P（均值896 mg/kg）> K > Mg > Ca > Na，其中磷含量远超其他元素。微量元素以硅（Si）、铁（Fe）、锌（Zn）为主，而锑（Sb）、铅（Pb）等5种有毒元素未检出。值得注意的是，钒（V）在部分样本中检测到潜在风险水平。

矿物质安全指数与比值
研究发现钙（Ca）、钠（Na）和铜（Cu）的标准化MSI（sMSI）显著高于理论值，而镁（Mg）、锌（Zn）等元素呈现负向差异。在矿物质比值中，仅锌铜比（Zn/Cu）超出可接受理想范围（AIR），铁铜比（Fe/Cu）则高达AIR的3倍，提示需关注元素间拮抗效应。

健康风险评估
成人群体中所有元素的危害商（HQ）均<1，但钒（V）的HQ接近警戒值。儿童群体的危害指数（HI）整体>1，主要归因于其更低体重下的元素暴露阈值。研究特别指出，虽然铝（Al）未超标，但其在疫苗佐剂（Al(OH)₃）和抗酸剂中的广泛使用需警惕神经毒性累积风险。

结论与意义
该研究首次系统建立了土耳其高粱资源的矿物质特征谱，揭示其作为钙、铁膳食补充源的潜力，同时警示钒暴露和儿童健康风险。提出的sMSI修正模型为作物矿物质评价提供了新工具，而Zn/Cu比值异常为育种改良提供了靶点。成果发表于《Journal of Food Composition and Analysis》，为全球粮食成分数据库和"隐性饥饿"防控策略提供了关键数据支撑。局限性包括未考虑植酸等抗营养因子对生物可及性的影响，以及特殊人群（如孕妇）的差异化风险评估需求，这为后续研究指明了方向。