来自苏丹两个地区的猴面包树树皮的元素组成：样品制备的影响及初步安全性筛查

《Journal of Xenobiotics》：Elemental Composition of Adansonia digitata L. Bark from Two Sudanese Regions: Effects of Sample Preparation and Preliminary Safety Screening

　　

对未充分利用植物资源的兴趣日益增长，增加了对其元素组成进行全面表征的需求。本研究调查了从苏丹两个生态上 distinct 地区采集的猴面包树（Adansonia digitata L.）树皮的元素组成，并比较了三种树皮样品形式之间的元素分布：整块树皮、冷冻研磨树皮（Bark-N）、机械分离粉末（Bark-P）和纤维部分（Bark-F）。在 HNO₃–H₂O₂ 湿法消解后，采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定元素浓度。广义线性混合效应模型显示，在区域和树皮样品形式之间，几种必需常量元素、必需微量元素和其他天然存在元素存在显著差异。来自蓝尼罗河地区的样品含有较高浓度的 K、P、Fe、Cu、Co 和 Mo，而来自北科尔多凡地区的树皮表现出较高的 Mg、Na、Mn、Zn、Ba 和 Sr 浓度。三种树皮样品形式之间也观察到不同的元素分布特征。选定的潜在有毒元素（Pb、Cd、Cr 和 As）以低浓度检出，为初步元素安全性筛查提供了基线数据。总体而言，本研究提供了苏丹猴面包树树皮的首批综合元素表征之一，并为未来的成分、制药和工业研究建立了参考数据集。

**猴面包树树皮元素组成：区域变异与样品制备的影响——一项基于苏丹两地区的研究解读**

### 研究背景与问题
全球对可持续植物性膳食资源的需求日益增长，促使对未充分利用物种的探索，尤其是猴面包树（Adansonia digitata L.）因其多用途（食物、饲料、药物）而备受关注。尽管其果肉和叶片的营养成分已得到广泛研究，但树皮（传统医学中用于治疗发热、腹泻、疟疾等）的元素组成仍相对未被探索。现有研究主要聚焦于植物化学和药理特性，而对树皮的元素组成及不同树皮部分（如粉末与纤维）中矿物元素的分布知之甚少。此外，生态条件（如苏丹蓝尼罗河湿润区与北科尔多凡干旱区）可能影响元素积累，但缺乏系统记录。样品制备（如冷冻研磨与机械分离）对元素分布的影响也尚未明确。因此，本研究旨在表征两地区猴面包树皮的元素组成，比较三种样品形式（整块冷冻研磨树皮 Bark-N、机械分离粉末 Bark-P、纤维部分 Bark-F）的差异，并提供初步安全筛查基线数据。该研究发表在《Journal of Xenobiotics》。

### 主要关键技术方法
研究人员于2022年7月至9月在苏丹蓝尼罗河（湿润区）和北科尔多凡（干旱区）两地区采集了60棵成熟猴面包树的树皮样品（每区30棵，分3个采样区块）。每棵树分别制备三种样品形式：冷冻研磨（Bark-N）、机械分离粉末（Bark-P）和纤维部分（Bark-F）。采用HNO₃-H₂O₂湿法消解后，通过电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定元素浓度。质量控制通过认证参考物质（ERM^?-CD281）和WEPAL国际植物分析交换（IPE）计划验证，回收率在90.37%–108.00%之间。数据经秩次逆正态变换后，采用线性混合效应模型（LMM）分析区域、样品形式及其交互效应，并辅以Spearman相关分析和主成分分析（PCA）进行探索。

### 研究结果

#### 1. 区域元素组成变异
蓝尼罗河地区树皮中K、P、Fe、Cu、Co、Mo的中位浓度显著高于北科尔多凡，而北科尔多凡树皮中Mg、Na、Mn、Zn、Ba、Sr浓度更高。Ca和S在两区域间无显著差异。潜在有毒元素（Pb、Cd、Cr、As）中，仅Cr在蓝尼罗河显著较高，其余元素区域差异不显著。这表明猴面包树皮的元素组成受地理起源强烈影响，可能与土壤和环境条件相关。

#### 2. 不同样品形式间的元素分布
三种样品形式（Bark-N、Bark-P、Bark-F）表现出明显不同的元素分布特征。纤维部分（Bark-F）中Ca、Mg、P、S、Fe、Mn、Cu、Co、B、Sr、Ni、Ti、V、Al的中位浓度最高，而粉末部分（Bark-P）中K浓度最高，整块冷冻研磨树皮（Bark-N）中Na、Zn、Mo、Ba浓度较高。潜在有毒元素中，Cr在Bark-F中最高，Pb和Cd在各形式间无显著差异，As在Bark-N中略高。这些差异反映了树皮组织解剖结构的异质性及机械分离导致的组织再分布。

#### 3. 主效应、交互效应与简单主效应
似然比检验显示，区域和样品形式对大多数元素有显著主效应，且Region × Sample Form交互效应显著（除P、S、Cu、Ba、Cd外）。嵌套分析进一步揭示：在蓝尼罗河和北科尔多凡内部，从Bark-N到Bark-F的转变均引起显著的元素变化；而特定样品形式（如Bark-P）可消除某些元素（如Ca、Fe）的区域差异，但对K、Na等元素则强化了区域差异。这表明区域追踪需严格依赖特定制备基线。

#### 4. Spearman相关分析
两区域均表现出强正相关网络：Fe、Al、Ti、V、Cr在北科尔多凡形成紧密簇，Ca与Mn、Co、S正相关，与Mg、K负相关。蓝尼罗河区域的相关结构更密集，Fe、Al、Ti、V、Cr、Cu、Ca、Mn、Co间正相关更强。这些模式揭示了矿物元素在树皮中的共现规律。

#### 5. 主成分分析（PCA）
PCA前两个主成分解释了46.1%的总变异（PC1: 31.1%，PC2: 15.0%）。得分图显示蓝尼罗河与北科尔多凡样品沿PC1部分分离，Bark-F倾向于PC1负侧，Bark-N和Bark-P在中心及正侧重叠。载荷图表明Fe、Al、Ti、V对PC1正方向贡献大，而Mg、Ba、Sr对负方向贡献大。

### 讨论与结论
区域变异性与先前关于植物矿物组成受生长环境影响的研究一致，但本研究未直接调查环境因素，因此应视为区域特异性观测。样品形式间的差异主要源于树皮组织的物理分离而非研磨过程本身，提示标准化样品制备对比较研究至关重要。潜在有毒元素（Pb、Cd、Cr、As）的低浓度检出为初步安全筛查提供了基线，但需结合形态分析、生物可及性及膳食暴露进行综合评估。

**研究结论部分翻译**：本研究提供了苏丹两个地区猴面包树（Adansonia digitata L.）树皮元素组成的首批综合表征之一。在区域和树皮样品形式之间，若干必需常量元素、必需微量元素、其他天然存在元素及选定的潜在有毒元素浓度存在显著差异，突显了蓝尼罗河地区树皮通常含有较高浓度的K、P、Fe、Cu、Co、Mo，而北科尔多凡树皮则具有较高水平的Mg、Na、Mn、Zn、Ba、Sr。整块树皮、粉末和纤维部分的比较进一步表明，元素分布随树皮样品形式而变化。选定的潜在有毒元素的测量浓度为元素安全筛查提供了初步基线数据，但不应解释为全面的安全评估。总体而言，这些发现为猴面包树树皮的元素组成提供了新信息，并为未来的营养、制药和工业研究提供了科学依据。未来研究应探讨元素形态、生物可及性、生物利用度、膳食暴露及环境因素，以更好地理解猴面包树树皮的营养意义和安全性。