《Food Research International》:Pearl millet-cowpea bean flour and its combination with sweet sorghum molasses shows good iron utilization and modulates oxidative status in iron-deficient Wistar rats
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•糖蜜提高了面粉混合物的抗氧化活性和矿物元素含量。•掺入或不掺入糖蜜的混合面粉减轻了缺铁大鼠的氧化应激。•混合面粉+糖蜜能够增加十二指肠绒毛高度。•混合面粉+糖蜜提高了血红蛋白再生效率(HRE%)。引言缺铁仍然是低收入和中等收入国家面临的重大公共卫生挑战,贫困、粮食不安全以及
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糖蜜提高了面粉混合物的抗氧化活性和矿物元素含量。
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掺入或不掺入糖蜜的混合面粉减轻了缺铁大鼠的氧化应激。
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混合面粉+糖蜜能够增加十二指肠绒毛高度。
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混合面粉+糖蜜提高了血红蛋白再生效率(HRE%)。
引言
缺铁仍然是低收入和中等收入国家面临的重大公共卫生挑战,贫困、粮食不安全以及膳食多样性差等因素在很大程度上加剧了微量营养素缺乏的负担(Elegbeleye等,2025;Lowe,2021)。据世界卫生组织称,贫血仍是全球重大公共卫生问题,影响全球约2.69亿6至59月龄儿童和约5.39亿育龄妇女。其中儿童、孕妇和育龄妇女的负担最为严重(世界卫生组织,2025)。这些挑战在半干旱地区尤为突出,反复发生的干旱、农业生产力低下以及气候变化日益加剧的影响,损害了食物供应,降低了膳食多样性,恶化了整体膳食质量,从而加剧了微量营养素缺乏的风险(Marengo等,2022;世界卫生组织,2025)。因此,开发基于当地适应性作物的可负担、营养密度高的食品,已成为一项有前景的策略,可同时在易感人群中改善微量营养素摄入、加强粮食安全并促进可持续食品系统(Fanzo等,2021)。
在提出的应对缺铁的食物基础策略中,生物强化作物和营养密度高的植物原料日益受到关注(Huey等,2022)。豇豆(Vigna unguiculata(L.)Walp.)是世界多个地区膳食铁的重要来源,BRS Tumucumaque等生物强化品种已被开发出来以进一步提高矿物质含量(Medeiros等,2024;Sant' Ana等,2019)。珍珠粟(Pennisetum glaucum(L.)R.Br.)也因营养价值高、在恶劣环境条件下具有强韧性以及矿物质含量可观而成为一种有前景的作物(Dias-Martins等,2018;Magalh?es等,2023;Theodoro等,2021)。此外,甜高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)是一种适应性强的作物,适应多种热带和温带环境,其茎秆中可积累高浓度的可溶性糖。这些糖可加工成糖浆和糖蜜,近年来因矿物质含量可观、酚类化合物丰富以及抗氧化能力突出而日益受到作为可持续食品原料的关注(Asikin等,2018;Eggleston等,2021;Naoura等,2020)。在巴西,Assis等(2023)报道CMSXS 5039基因型的甜高粱糖蜜具有较高的铁浓度和优越的体外铁生物利用度。然而,其体内铁生物利用度及其对铁代谢的潜在影响尚未得到研究。
除了各自独特的营养属性外,珍珠粟、豇豆和甜高粱代表半干旱地区的战略作物,因为它们兼具气候韧性和高营养价值(Akplo等,2023;Eggleston等,2022;Satyavathi等,2021;Sharma等,2025)。因此,将这些当地适应性食物基质组合在一起,可以改进膳食质量,增强铁利用率,并支持为易感人群开发可持续、营养密度高的食品。
铁的生物利用度不仅取决于膳食铁含量,还取决于肠道吸收和系统性铁稳态的协调调节。这一过程由参与铁还原、摄取、转运和储存的关键蛋白质介导,包括十二指肠细胞色素b(DcytB)、二价金属转运体1(DMT1)、肝铁蛋白、铁蛋白和转铁蛋白(Corrêa等,2020;Correnti等,2024)。此外,由于铁是一种氧化还原活性金属,旨在改善铁营养的膳食策略也应考虑其对氧化还原平衡的影响。过量的游离铁可能促进活性氧的产生,而富含抗氧化化合物的食物基质则有助于维持氧化还原稳态(Gammella等,2016)。由于十二指肠是非血红素铁吸收的主要部位,维持其结构完整性对高效营养吸收也至关重要(Seyoum等,2021)。因此,在评估铁生物利用度的同时,还需结合铁代谢分子标志物、氧化状态和十二指肠形态学进行综合评估,才能全面评估新型食物基质的营养潜力。
尽管此前已分别研究了珍珠粟和豇豆面粉的铁生物利用度(Dias-Martins等,2018;Medeiros等,2024;Sant' Ana等,2019;Theodoro等,2024),但关于甜高粱糖蜜体内铁生物利用度的证据仍然缺乏,且尚无研究评估将其纳入结合这些气候韧性作物的食物基质中。此外,该混合物对铁代谢分子标志物、氧化状态和十二指肠形态学的影响仍属未知。填补这些空白有助于开发可持续、营养密度高的食品,以改善生活在半干旱地区的易感人群的铁营养状况。因此,本研究旨在评估预煮珍珠粟-豇豆混合面粉(75:25 w/w)及其与甜高粱糖蜜的组合(90:10 w/w)对缺铁Wistar大鼠铁生物利用度、铁代谢分子标志物、十二指肠微观形态学和氧化应激的影响。
章节摘要
原材料
珍珠粟(Pennisetum glaucum(L.)R.Br.)籽粒,ADRg 9070杂交品种,由ATTO Agrícola捐赠,于2024年9月在巴西米纳斯吉拉斯州 Uberlandia市的Santa Helena农场种植。豇豆(Vigna unguiculata(L.)Walp.)籽粒,BRS Tumucumaque品种,旨在进行铁和锌的生物强化,由巴西皮奥伊州Teresina市的Embrapa Meio-Norte提供,于2024年3月至4月在巴西皮奥伊州Tanque do Piauí市种植。甜高粱(Sorghum
面粉混合物中的矿物质元素组成和生物活性化合物含量
MMB+M的铁含量(82.58±5.03 mg/kg)和钙含量(753.92±56.62 mg/kg)均高于MMB(分别为42.64±0.81 mg/kg和119.17±8.04 mg/kg)。然而,MMB的锌含量(32.42±1.18 mg/kg)高于MMB+M(30.11±0.77 mg/kg)。两种面粉之间的植酸含量没有差异。MMB+M的铁锌比(2.75±0.24)和钙铁摩尔比(9.13±0.27)较高,而植酸铁摩尔比在MMB中较高(9.89±0.65)。MMB+M
讨论
本研究旨在评估预煮珍珠粟-豇豆混合面粉单独或与甜高粱糖蜜组合使用时,对缺铁Wistar大鼠铁生物利用度、铁代谢分子标志物、十二指肠微观形态学和氧化应激的影响。结果表明,两种配方均有助于缺铁的恢复,促进高效的铁利用并维持系统性铁稳态。添加甜高粱
结论
预煮珍珠粟-豇豆混合面粉(MMB)及其与甜高粱糖蜜的组合(MMB+M)代表有效的食物基础策略,可促进贫血恢复并恢复缺铁模型中的系统性铁稳态。两种配方均能有效支持血红蛋白再生并发挥全身抗氧化作用。此外,甜高粱糖蜜改善了面粉混合物的矿物质和抗氧化元素组成,推动更优的血红蛋白
CRediT作者贡献声明
Alessandra Villano Almeida Fontes:撰写—初稿、可视化、软件、方法学、调查、形式分析、数据整理、概念设计。Bárbara Pereira da Silva:撰写—审阅与编辑、撰写—初稿、可视化、验证、监督、资源、项目管理、方法学、调查、资金获取、数据整理、概念设计。Marcella Duarte Villas Mishima:撰写—审阅与编辑、撰写—初稿,
伦理审查委员会声明
本研究中涉及动物的所有操作均符合维科萨联邦大学的伦理标准。动物研究方案经维科萨联邦大学动物使用伦理委员会批准(CEUA/UFV,项目编号N° 31/2023,批准日期:2023年8月3日)。
动物实验对象
本研究按照ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究经维科萨联邦大学动物使用伦理委员会批准(CEUA/UFV)。(批准号31/2023)。
资金来源
本研究由米纳斯吉拉斯州研究基金会(FAPEMIG,巴西,编号:APQ-03738-23)资助;感谢高等教育人员提升协调委员会(CAPES,巴西,资助编号:001)、国家科学技术发展委员会(CNPq,巴西,编号:001)。H.S.D. Martino为研究生产力研究员(编号:312807/2023-6)。作者感谢ATTO Agrícola慷慨捐赠本研究使用的珍珠粟籽粒。
未引用参考文献
FAO,IFAD,UNICEF,WFP和WHO,2025
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
Alessandra Villano Almeida Fontes|Bárbara Pereira da Silva|Marcella Duarte Villas Mishima|Renata Celi Lopes Toledo|Roberta Ribeiro Silva Barra|Marli do Carmo Cupertino|Luiz Otávio Guimar?es-Ervilha|Maurisrael de Moura Rocha|Carlos Wanderlei Piler de Carvalho|Rafael Augusto da Costa Parrella|Valéria Aparecida Vieira Queiroz|Hércia Stampini Duarte Martino