《Food Chemistry: X》:Comparative proximate composition, mineral profiles and dietary exposure assessment of Pakistani and Saudi Arabian date cultivars
研究人员对6个沙特阿拉伯和14个巴基斯坦椰枣(Phoenix dactylifera L.)品种的近似组成、矿物质谱及膳食暴露进行了比较评估。采用冷冻干燥和原子吸收光谱法(AAS)进行营养与元素分析;使用标准化分析方法测定近似组成和矿物质谱。多变量分析揭示了所研究品种间组成的相似性与差异。研究人员估算了所研究椰枣品种的营养素和矿物质膳食暴露。品种间差异可能反映品种特异性及环境因素,但本研究未直接测定环境变量。
研究背景:近期植物源食品研究关注生物活性、结构特征和加工效应及其对营养价值、抗氧化能力和功能性的影响。椰枣(Phoenix dactylifera L.)是古老栽培果树,为干旱和半干旱地区重要营养来源,含碳水化合物、膳食纤维、蛋白质、维生素、矿物质及酚酸、黄酮、类胡萝卜素、单宁、花青素等生物活性物质;其组成受品种、成熟度和采后处理影响。椰枣矿物质通常以K为主,其后为P、Mg、Ca、Na、Fe、Zn、Mn、Cu,且不同品种和栽培条件差异明显。既有沙特、摩洛哥、埃及和巴基斯坦等研究报道近似组成和矿物差异,但分析方法、品种、成熟度和环境条件不同,结果难以比较;南亚与中东地区采用同一分析程序进行比较的研究较少;既往研究多聚焦特定营养或生物活性,缺少近似分析、元素分析、多变量分析和膳食暴露分析的整体研究。因此,该研究以同一方法比较14个巴基斯坦和6个沙特阿拉伯品种,考察近似组成与元素组成差异、区分品种的重要组成因子、两地区多变量组成谱相似性及摄入一定量椰枣的膳食摄入和非致癌风险;其意义在于建立同一方法下的整合数据集,而非开发新分析方法。
关键技术方法:研究人员于2018年7—8月采集14个巴基斯坦品种(Sukkur和Khairpur Mir's,Sindh)并商业采购6个沙特阿拉伯品种(Madina附近椰枣农场周边市场);样品去核、匀浆、冷冻干燥、粉碎过筛。采用AOAC法测定水分、灰分、蛋白质、脂肪、纤维,差减法计算碳水化合物;常规酸消化后以原子吸收光谱法(AAS)火焰/石墨炉测定Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Zn,并用认证参考物质(CRM)BCR-189和BCR-100验证;采用ANOVA、Pearson相关、主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)及估计每日摄入量(EDI)、目标危害商(THQ)和危害指数(I
h)评估。
研究结果:
3.1 Proximate analysis in different date varieties(不同椰枣品种的近似分析):通过AOAC近似分析,巴基斯坦Oatakin、Pathri、Asul Kurh、Began和Fasly水分较高(14.3%—18.0%),多数巴基斯坦品种及除Safawi外的沙特品种水分<14%;按分类均为半软椰枣。巴基斯坦灰分为1.33—2.86 g 100 g
?1;蛋白质为2.78—4.55 g 100 g
?1,Aseel最高(4.55 g 100 g
?1),Nakkul次之(4.46 g 100 g
?1),沙特Ajwa最高(4.11—4.15 g 100 g
?1);脂肪最低见于Basra、Kashu wari和Gajar(1.97—2.25 g 100 g
?1),其余巴基斯坦品种为2.40—3.43 g 100 g
?1,沙特品种<3.5 g 100 g
?1且Suqai最高;纤维巴基斯坦为2.49—10 g 100 g
?1,沙特>5.43 g 100 g
?1;碳水化合物以Dedhy、Pir wari和Gajar最高(分别78.6—78.9、75.9—76.3、74.2—74.5 g 100 g
?1),其他巴基斯坦品种为63.6—73.6 g 100 g
?1,沙特>65 g 100 g
?1;ANOVA显示两国品种水分、灰分、蛋白质、脂肪、纤维和碳水化合物无显著差异(p>0.05)。结论为品种间存在组成变异,但水分不能单独作为微生物安全或贮藏稳定性指标。
3.2 Minerals(矿物质):3.2.1 Macro-minerals(宏量矿物质):通过AAS测定,Na以Began和Ajwa较高、Kupro和Suqai较低;K以Pathri最高(6.58—6.62 mg g
?1)、Nakkul最低(0.83—0.91 mg g
?1),沙特Amber最高(6.45—6.58 mg g
?1)、Suqai较低(3.01—3.14 mg g
?1);Ca以Fasly最高(0.89—1.30 mg g
?1)、Asul kurh最低(0.58—0.78 mg g
?1),沙特Kalmi最高(1.53—1.61 mg g
?1)、Ajwa最低(0.93—0.99 mg g
?1);Mg以Pathri最高(0.67—0.69 mg g
?1)、Asul kurh最低(0.26—0.27 mg g
?1),沙特Sukkari最高(0.90—0.94 mg g
?1)、Ajwa最低(0.14—0.17 mg g
?1);ANOVA显示K和Mg无显著差异(p>0.05),Na和Ca差异显著(p<0.05)。3.2.2 Micro-minerals(微量矿物质):Cr以Fasly较高(1.65—1.88 μg g
?1)、Kupro较低(0.69—0.81 μg g
?1),沙特Kalmi较高(1.46—1.65 μg g
?1)、Ajwa较低(0.60—1.01 μg g
?1);Cu以Kashu wari较高(4.00—4.63 μg g
?1)、Asul kurh较低(0.51—0.67 μg g
?1),沙特Kalmi较高(2.35—2.68 μg g
?1)、Ajwa较低(0.37—0.66 μg g
?1);Fe以Kashu wari较高(55.0—55.5 μg g
?1)、Basra较低(13.9—14.6 μg g
?1),沙特Suqai最高、Sukkari最低(原文范围分别为0.76—62.5和2.55—3.27 μg g
?1);Mn以Fasly较高(1.68—2.17 μg g
?1)、Karbalain较低(0.02—0.13 μg g
?1),沙特Safawi较高(0.78—0.93 μg g
?1)、Ajwa较低(0.08—0.37 μg g
?1);Zn以Kashu wari较高(13.8—14.0 μg g
?1)、Gajar较低(5.16—5.36 μg g
?1),沙特Sukkari较高(8.50—8.89 μg g
?1)、Suqai较低(4.20—4.35 μg g
?1)。巴基斯坦品种Cu、Mn、K和Zn描述值较高可能关联品种特性和生长、采后条件,但土壤、灌溉水、湿度等未直接测定,不能确定其具体贡献;无统计显著性(p>0.05)提示可能为自然变异而非真实地理效应;Fe在沙特品种较高(p>0.05)。
3.3 Cluster analysis(聚类分析):通过层次聚类分析对近似组成和矿物质变量聚类,20个品种分为两大类,第一类包括Basra、Kalmi、Safawi和Sukkari,第二类包括其余16个品种;亚组包括Fasly/Kupro/Karbalain/Nakkul、Dadhy/Pir Wari/Amber/Asul Kurh、Gajar Wari-Ajwa、Pathri-Oatakin、Kashu Wari-Aseel及Began-Suqai。结论为聚类显示所测组成谱相似性,属探索性分析,不代表统计显著、生物等效或地理分组;品种数n=20且使用混合样品,稳定性需谨慎解释。
3.4 Principal component analysis(主成分分析):对15个组成变量和20个品种的归一化数据进行PCA,PC1解释22.5%总方差,正载荷为碳水化合物、Ca、Mg、Cu、Zn,负关联为水分、灰分、蛋白质、脂肪、纤维和Fe;PC2解释17.9%,正载荷为脂肪、纤维、Na、Ca、Mg、Cr;PC3—PC5分别解释14.1%、12.1%、10.3%,PC6为6.90%。得分图显示Fasly、Gajar wari、Kalmi、Sukkari和Safawi富集宏微量营养,Amber、Dadhy、Kashu wari、Basra和Pir wari处于第二层,其余品种分布较异质。结论为不存在统一组成签名,统计离散提示品种间组成差异可能关联品种特性和生长、采后条件,但遗传、气候、土壤矿物和采后处理未直接测定,不能确定具体贡献。
3.5 Correlation of nutrients in different Pakistani and Saudi Arabian date varieties(不同巴基斯坦和沙特阿拉伯椰枣品种营养成分相关分析):通过Pearson相关分析,巴基斯坦品种纤维与碳水化合物显著负相关(r=?0.860),蛋白质与Cr显著负相关(r=?0.614),蛋白质与K、Mg呈中等负相关,Na与Cr(r=0.612)、Ca与Mg(r=0.692)呈正相关,其他指标存在中等相关。沙特品种水分与灰分、蛋白质和Fe正相关,与碳水化合物、K、Ca、Mg、Cu和Zn负相关;灰分与脂肪、纤维和Fe强正相关,与碳水化合物、Na、K、Cu和Zn强负相关;脂肪与Cr、Fe强正相关;碳水化合物与K、Cu、Zn强正相关;Na与Ca、Mg、Cu、Zn强正相关;Ca与Mg、Cu、Zn强正相关;Mg与Cu、Mn、Zn强正相关;Cu与Zn强正相关;蛋白质与Ca、Cr、Cu强负相关;K与脂肪、纤维强负相关;碳水化合物与纤维强负相关;Fe与碳水化合物、Na、Ca、Mg、Cu、Zn强负相关。结论为相关分析揭示品种内营养与矿物元素间的关联模式。
3.6 Estimation of daily macronutrient consumption in Pakistani and Saudi Arabian date varieties(每日宏量营养素摄入估计):按每天3个椰枣估算,各品种平均消费量为7.10—28.2 g day
?1;表6显示巴基斯坦品种蛋白质约0.44—1.68 g day
?1、脂肪0.24—1.24 g day
?1、纤维0.75—3.91 g day
?1、碳水化合物8.33—27.5 g day
?1,沙特品种呈相似模式。结论为不同品种的每日宏量营养素摄入估计值不同。
3.7 Estimated daily intake of macro-minerals and trace metals(宏量矿物质和微量金属每日摄入估计):通过EDI和THQ模型评估,K的EDI最高(0.77—1.98 mg day
?1),其次为Ca(0.13—0.41 mg day
?1)和Mg(0.05—0.22 mg day
?1),Na较低(0.01—0.08 mg day
?1);沙特品种呈相同趋势,巴基斯坦品种EDI较高。微量金属中,巴基斯坦品种Fe、Zn、Cu的EDI分别为1.69—20.6、1.50—5.17和0.11—1.60 μg day
?1,Mn为0.02—0.72 μg day
?1,沙特品种呈相似模式。Cr、Cu、Fe、Mn和Zn的THQ及I
h均<1,提示按估计量消费这些椰枣不存在这些微量元素的毒性风险;研究指示这些椰枣有助于成人满足宏量和微量营养需要。
讨论部分总结:该研究结果支持品种间营养组成高度变异,K为主要矿物质、Na较低;描述性矿物差异不能概括为地理因素,ANOVA显示K和Mg无显著差异,Na和Ca差异显著,某些巴基斯坦品种Zn、Cu、Mn描述值较高不表示地理显著差异。研究解释受品种数量、采样方法(巴基斯坦农场来源与沙特市场来源)、成熟和采后条件未控制、混合样品且为技术重复而非生物重复、土壤和农艺变量未分析、矿质形态和生物利用度未量化等限制;膳食暴露和风险计算基于各情景假设,应视为估计而非直接个体健康风险测量;后续研究需采用平衡采样、生物重复、采后标准化及环境、矿质形态和暴露分析。
研究结论部分翻译:本研究比较了14个巴基斯坦和6个沙特阿拉伯椰枣品种的近似组成及宏量和微量矿物质。研究显示品种间营养组成高度变异,钾始终为主要矿物质,钠为次要矿物质。尽管两组样品间矿物质含量存在描述性差异,但不能将其概括为地理因素。ANOVA显示两国品种间钾和镁水平无显著差异(p=0.222和p=0.111);某些巴基斯坦品种锌、铜和锰描述值较高,不表示该方面存在显著地理差异。上述解释受品种数量差异、采样方法差异(巴基斯坦农场来源与沙特市场来源)、成熟和采后条件未控制、果实混合且为技术重复而非生物重复等限制。此外,土壤和农艺变量未分析,矿质形态和生物利用度未定量。膳食暴露和风险计算基于各特定情景假设,应视为估计而非个体健康风险的直接测量。后续研究应采用平衡采样、生物重复、采后条件标准化,并开展环境、矿质形态和暴露分析。