《Journal of Food Composition and Analysis》：Title: Mineral Composition of Azorean Bananas (
Musa acuminata) Across Volcanic Soils and Implications for Micronutrient Intake
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亚速尔群岛拥有年轻且营养丰富的火山土壤，有利于作物积累矿物质。本研究评估了在圣米格尔岛六个火山复合体（Sete Cidades、Picos、Fogo、Furnas、Povoa??o和Nordeste）种植的青香蕉（*Musa acuminata* Colla）
亚速尔群岛拥有年轻且营养丰富的火山土壤，有利于作物积累矿物质。本研究评估了在圣米格尔岛六个火山复合体（Sete Cidades、Picos、Fogo、Furnas、Povoa??o和Nordeste）种植的青香蕉（*Musa acuminata* Colla）的元素组成，并评估了其在缓解微量营养素缺乏方面的潜在贡献。研究人员从代表性果园采集香蕉样品，进行形态学鉴定、烘干、均质化处理后，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）分析了K、Mg、Co、Cu、Fe、Mn、Se和Zn的含量。不同火山复合体间的矿物质浓度存在显著差异。Nordeste产香蕉的Mg、K和Zn浓度最高；Furnas产香蕉的Mn和Co含量较高；Fogo和Nordeste产香蕉的Fe含量最高；Sete Cidades产香蕉的整体浓度最低。与其他地区的香蕉相比，亚速尔香蕉的K、Mn和Zn含量尤为丰富，而Mg浓度相当。每100 g食用部分可对每日Mg和K摄入量产生有意义的贡献，但婴儿的Mn摄入量可能需加以节制。本研究提供了区域特异性数据，充实了食物成分数据库，并支持更准确的膳食暴露评估，强调了针对特定地点研究对公共卫生和可持续农业的重要性。
**亚速尔火山土壤香蕉矿物质组成研究：从地质背景到膳食营养贡献的整合分析**
**一、研究背景与科学问题**
微量营养素缺乏是全球性的公共卫生挑战，被世界卫生组织称为"隐性饥饿"，影响约全球20亿人口。铁（Fe）缺乏是营养性贫血的首要原因，锌（Zn）缺乏损害免疫功能，硒（Se）缺乏削弱抗氧化防御能力，而钴（Co）作为维生素B
12的必需组分，其缺乏与血液系统疾病相关。五岁以下儿童尤其易受影响，微量营养素摄入不足可导致发育迟缓、认知功能受损及长期学习能力下降。火山土壤因其母质富含多种必需元素，可能显著影响作物矿物质积累，从而成为缓解微量营养素缺乏的潜在膳食来源。亚速尔群岛作为葡萄牙的自治区域，其"亚速尔香蕉"（Banana dos A?ores）享有受保护地理标志（PGI/IGP）认证，特指在亚速尔群岛受控生产条件下栽培的*Musa acuminata* Colla 'Dwarf Cavendish'品种（当地称为Pequena-an?）。圣米格尔岛是亚速尔群岛最大岛屿，具有复杂的地质多样性，主要分为玄武质和粗面质两大火山岩类型，形成了地球化学特征迥异的火山土壤。然而，关于该区域香蕉的矿物质组成及其受土壤地球化学变异影响的程度，此前研究极为有限。圣米格尔岛存在六个地质历史和岩性特征各异的火山复合体，可能影响土壤元素组成进而影响植物矿物质吸收。鉴于食物成分数据库通常未考虑土壤地球化学差异导致的地理变异性，开展区域特异性研究对于提高膳食摄入评估的准确性和理解当地食品的营养价值具有重要意义。因此，本研究旨在：（i）表征圣米格尔岛六个火山复合体种植的青*Musa acuminata* Colla中主要膳食矿物质（K和Mg）和微量膳食矿物质（Co、Cu、Fe、Mn、Se和Zn）的浓度；（ii）评估地质背景对这些矿物质空间变异的影响；（iii）通过转移系数（Transfer Factor, TF）评估土壤-植物转移；（iv）基于欧洲食品安全局（EFSA）膳食参考值（Dietary Reference Values, DRVs）估算"亚速尔香蕉"对人类膳食矿物质摄入的潜在贡献。该研究发表于《Journal of Food Composition and Analysis》。
**二、主要技术方法**
本研究采用以下关键技术方法：（1）在圣米格尔岛六个火山复合体（Sete Cidades、Picos、Fogo、Furnas、Povoa??o和Nordeste）的香蕉种植园中，按照GEMAS（Geochemical Mapping of Agricultural and Grazing Land Soils）野外方案采集表层土壤（0–10 cm）样品，同时在同一果园采集商业成熟绿期（mature green stage）的青香蕉果实；（2）土壤样品经风干和2 mm过筛处理后，采用王水消解结合电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）分析元素含量；（3）香蕉样品经微波辅助酸消解（硝酸和过氧化氢）后，使用Agilent 7850 ICP-MS进行元素定量分析；（4）通过问卷调查收集种植园的施肥和农药管理信息；（5）运用单因素方差分析（1-way ANOVA）和Tukey事后检验或Mann–Whitney U检验及Kruskal–Wallis检验进行统计分析。
**三、研究结果**
**3.1 土壤特征**
土壤pH值在各采样点间无显著差异（p = 0.331），但电导率（EC）呈现显著空间变异（p < 0.001），Furnas地区最高（137.1 ± 4.98 μS/cm），Povoa??o最低（59.0 ± 5.51 μS/cm）。在所分析的元素中，K和Se在各采样点间无显著差异，而其余元素均呈现显著空间变异。Fe浓度在Nordeste最高、Sete Cidades最低；Mg浓度在Picos最高、Povoa??o和Furnas最低；Co在Nordeste最高、Povoa??o和Furnas最低；Cu在Picos和Nordeste最高、Povoa??o最低；Mn在Nordeste和Picos最高、Sete Cidades最低；Zn在Picos和Nordeste较高、Sete Cidades最低。这些分布模式与玄武质土壤富含铁镁矿物、粗面质土壤元素组成不同的地质特征一致。
**3.2 香蕉矿物质组成**
香蕉果实中K是最丰富的元素，各采样点平均浓度范围为15108 ± 277.3 mg/kg干重（Nordeste）至16526 ± 279.6 mg/kg干重（Furnas），但K、Co、Se和Zn在各采样点间无显著差异。Fe、Mg、Cu和Mn则表现出显著的位点依赖性变异。Fe浓度以Furnas（13.4 ± 0.12 mg/kg干重）和Sete Cidades（13.0 ± 0.96 mg/kg干重）最高，Povoa??o最低（9.3 ± 0.15 mg/kg干重）；Mg浓度在Nordeste达到最大值（1401.33 ± 32.20 mg/kg干重），且除Sete Cidades外其余各点均显著较高；Cu浓度在Picos（3.37 ± 0.12 mg/kg干重）、Povoa??o（3.27 ± 0.21 mg/kg干重）和Furnas（3.13 ± 0.09 mg/kg干重）较高，Sete Cidades最低（2.10 ± 0.20 mg/kg干重）；Mn浓度在Furnas（11.4 ± 0.81 mg/kg干重）和Fogo（8.9 ± 0.80 mg/kg干重）最高，Picos最低（3.63 ± 1.06 mg/kg干重）。K以15108–16526 mg/kg干重的浓度超过Mg一个数量级以上，远超Fe、Zn、Mn和Cu的水平。
**3.3 土壤-植物转移系数**
转移系数（TF）分析显示，K在所有采样点均呈现最高TF值（6.04–10.79），表明土壤-植物转移能力强，尤其在Nordeste；Mg呈现中等转移（0.38–1.48），Furnas和Povoa??o最高；Fe、Co、Mn、Se和Zn的TF值一致较低（<0.12），表明从土壤到香蕉果实的转运有限；Cu呈现中等TF值（0.10–0.79），Povoa??o积累增强。这一模式与K作为植物必需元素被主动吸收和高效转运至果实、Mg受叶绿素结构和光合作用调节而吸收受控、Fe和Zn等微量元素受土壤理化条件强烈影响而有效性受限的生理学特征相符。
**3.4 膳食摄入评估**
基于EFSA膳食参考值的评估显示，100 g香蕉对婴儿（<1岁）的Mg摄入贡献达DRVs的41–53%，K贡献达57–61%。值得注意的是，Mn对婴儿DRVs的贡献在所有地点均大幅超过参考值，Fogo达345%、Nordeste达598%、Furnas最高达834%。Zn贡献低于10%，Fe、Co、Cu和Se对婴儿DRVs的贡献甚微。对成人（>18岁）而言，Mg和K贡献最高达DRVs的13%，Mn贡献为4–10%，Zn贡献低于2%。对于其他所有年龄段和生理状态，所评估元素均未超过EFSA DRVs的100%。基于葡萄牙国家膳食指南推荐的婴儿辅食份量（15–30 g），Mn的实际摄入量将显著低于标准化评估值。
**四、讨论与结论**
本研究揭示了火山土壤地球化学与香蕉矿物质组成之间的关联。尽管土壤中多种元素浓度差异显著，香蕉果实中的元素变异幅度相对受限，特别是K、Co、Se和Zn，表明土壤地球化学并不能完全解释植物矿物质吸收，植物生理调节机制和农艺管理措施同样发挥重要作用。生产管理问卷信息显示，Furnas和Fogo的种植园分别施用YaraMila?肥料和通用NPK配方肥料，而其余地点未报告施肥和农药使用，但肥料未被化学表征，其影响无法与土壤地球化学效应区分。与其他地区香蕉相比，亚速尔香蕉的K、Mn和Zn含量尤为丰富，Mg浓度相当。K平均浓度为434.47 mg/100 g鲜重，高于美国（326 mg/100 g）、葡萄牙马德拉（430 mg/100 g）、安哥拉（329 mg/100 g）和哥伦比亚（328 mg/100 g）报道的*Musa acuminata*含量。尽管标准化100 g评估显示Mn对婴儿DRVs的贡献较高，但这一场景不符合婴儿实际消费模式，不应被解读为食品安全问题，而应强调适宜份量和膳食多样化在辅食添加期的重要性。本研究存在若干局限：仅覆盖单一岛屿、单次收获期和单一品种，未评估矿物元素生物可及性（bioaccessibility）或生物利用度（bioavailability）。未来研究应纳入多收获季节、多种香蕉品种、多个火山区域，并开展生物可及性和生物利用度评估。本研究的结论可概括为：在研究所评估的条件下，"亚速尔香蕉"呈现持续高水平的钾浓度，是钾和镁的有意义的膳食来源。六个火山复合体间多种矿物质的显著空间变异以及土壤元素组成的差异，凸显了在表征作物营养成分时考虑当地地球化学背景的重要性。本研究通过将果实矿物质组成与火山农业环境的地球化学异质性相关联，填补了"亚速尔香蕉"此前有限的知识空白，提供了通用食物成分数据集未涵盖的区域特异性数据。这些发现不仅充实了食物成分数据库，还证明了将地理和地质变异性纳入膳食摄入评估和营养研究的价值，可支持更准确的营养贡献估算，有助于制定区域特异性膳食建议，推动营养敏感型农业和精准营养方法的发展，同时为受保护地理标志产品的营养和农业价值提升提供科学依据。
