罗马尼亚雌雄同株工业大麻籽品种的营养贡献与生物活性成分及其食品应用潜力评估

《Foods》:Nutritional Contribution and Bioactive Properties of Romanian Monoecious Hemp Seed (Cannabis sativa L.) Varieties for Potential Food Applications

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月23日 来源:Foods 6.0

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  中文摘要翻译: 大麻籽(Cannabis sativa L.)是营养密集型的植物基食品原料。然而,罗马尼亚品种中与栽培品种相关的成分谱变异性仍未得到充分表征。本研究评估了六个罗马尼亚雌雄同株大麻籽品种(Dacia Secuieni、Secuieni Jubil

  
中文摘要翻译: 大麻籽(Cannabis sativa L.)是营养密集型的植物基食品原料。然而,罗马尼亚品种中与栽培品种相关的成分谱变异性仍未得到充分表征。本研究评估了六个罗马尼亚雌雄同株大麻籽品种(Dacia Secuieni、Secuieni Jubileu、Ratza、Zenit、Succesiv和Olivia)的潜在食品应用价值。Dacia Secuieni、Secuieni Jubileu、Ratza和Olivia表现出最高的粗蛋白含量(24.79%–25.57%)。Secuieni Jubileu的粗脂肪(30.96%)和α-生育酚(31.14 mg/kg)含量最高,而总酚含量(0.74 mg GAE/g)和类胡萝卜素含量最低。Dacia Secuieni的磷(1.32%)、锰(138.91 mg/kg)、总生育酚(227.44 mg/kg)和α-亚麻酸浓度(占总脂肪酸的19.76%)最高,且具有适宜的omega-6/omega-3比值(2.78)。Ratza的粗纤维含量(38.85%)、油酸(16.47%)和角黄素含量(1.10 mg/kg)最高,并表现出最高的omega-6/omega-3比值(3.64%)。Zenit的铁(105.21 mg/kg)和γ-亚麻酸浓度(4.307%)最高,粗纤维含量居第二(37.97%),并表现出最强的水溶性抗氧化活性、总酚含量(1.50 mg GAE/g)和ABTS自由基清除活性(14.97 mmol TE/kg dw)。Succesiv的粗蛋白(23.96%)和脂肪(25.62%)含量最低,但叶黄素含量(79.46 mg/kg)、DPPH自由基清除活性(12.89 mmol TE/kg dw)和金属螯合活性(3.15 mg/g EDTA)最高,亚油酸比例(56.11%)和γ-亚麻酸浓度(4.116%)居第二。Olivia的锌含量(90.35 mg/kg)、亚油酸比例(56.16%)和总抗氧化能力(49.70 mmol AAE/kg dw)最高。上述结果表明,罗马尼亚大麻籽品种是蛋白质、必需脂肪酸、矿物质和抗氧化化合物的宝贵来源。观察到的品种间变异性支持针对特定品种进行筛选,以开发基于大麻的功能性食品原料。
论文解读文章
一、研究背景与意义
工业大麻(Cannabis sativa L.)是全球最古老的栽培作物之一,近年来因其营养价值、可持续性和食品应用的多样性而重新受到关注。与高THC的药用大麻品种不同,欧盟法规授权种植的工业大麻品种THC含量低于0.3%,符合特定的监管框架。欧盟委员会条例(EU)2022/1393首次规定了大麻源食品中THC的最高限量(种子中3.0 mg/kg,油中7.5 mg/kg),该限量随后被整合至(EU)2023/915条例中。这些法规进展促进了以大麻为基础的食品产品的扩张,同时也增加了对拟用于人类消费的品种进行全面成分表征的需求。
当前消费者对植物基、最低限度加工且营养密集食品的需求,使大麻籽成为食品领域最有前景的替代原料之一。大麻籽蛋白质含量因品种和种植条件不同介于20%至30%之间,具有良好的消化率和均衡的氨基酸谱;脂质含量为25%至35%,其中多不饱和脂肪酸(PUFA)占比超过70%,主要为亚油酸(LA;18:2n-6)和α-亚麻酸(ALA;18:3n-3),典型的omega-6/omega-3比值(约3:1)被认为比其他常规油料作物更具营养优势。此外,大麻籽还含有生育酚、多酚、类黄酮等生物活性化合物,对产品的抗氧化能力和氧化稳定性有显著贡献。
已有研究表明品种是影响大麻籽成分的主要因素之一。Vonapartis等报道了加拿大品种间脂肪酸组成和生育酚浓度的显著差异,Irakli等观察到欧洲品种在蛋白质、脂质、矿物质和酚类含量方面的显著变异性,Siano等也强调了不同商业品种在抗氧化化合物和营养品质性状上的主要差异。这些发现凸显了在为食品应用和功能性成分开发选择大麻籽时进行品种特异性评价的重要性。
罗马尼亚拥有悠久的工业大麻种植传统和适宜的土壤气候条件。尽管对大麻籽来源食品的兴趣日益增加,但关于罗马尼亚条件下种植的雌雄同株大麻籽营养组成的比较信息仍然稀缺。此前一项研究表征了来自Lovrin研究站的六个雌雄异株罗马尼亚品种的多酚、黄酮和DPPH抗氧化活性,但未进行脂肪酸、生育酚或类胡萝卜素分析。本研究评估了来自Secuieni研究站的六个雌雄同株品种,提供了包括脂肪酸谱(含GLA、硬脂四烯酸和奇数链脂肪酸等次要组分)、生育酚和类胡萝卜素谱在内的更全面成分数据集,这些数据此前未在罗马尼亚雌雄同株大麻籽中报道过。研究假设这六个雌雄同株品种在营养和生物活性成分上存在显著差异,反映其特定特性,并支持品种特异性食品应用建议。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员从罗马尼亚尼亚姆茨县Secuieni农业研究开发站获取六个大麻籽品种,试验田按三个区组排列,每个品种在每个区组内各出现一次,种子于2023年从三个独立采样地块收获作为生物学重复。所有品种均收录于欧盟委员会植物品种数据库,为低THC授权品种。
主要技术方法包括:粗蛋白采用凯氏定氮法(Kjeldahl法,氮-蛋白转换系数6.25);粗脂肪采用索氏提取法;粗纤维采用中间过滤法;总灰分采用高温灼烧法;钙含量采用EDTA络合滴定法;磷含量采用钼钒酸盐分光光度法;铜、铁、锰、锌采用火焰原子吸收光谱法(FAAS),样品经微波消解处理;脂肪酸组成采用气相色谱法(GC),脂肪酸先转化为甲酯(FAME),使用Elite-2560毛细管柱和氢火焰离子化检测器分离测定;水溶性抗氧化物的提取采用80%甲醇,总酚含量(TPC)采用Folin–Ciocalteu法测定,DPPH和ABTS自由基清除活性以Trolox当量表示,总抗氧化能力采用磷钼酸铵法以抗坏血酸当量表示,亚铁离子螯合能力以EDTA当量表示;脂溶性抗氧化物的提取需先进行皂化,类胡萝卜素(叶黄素、虾青素、角黄素)采用高效液相色谱(HPLC)在450 nm波长下测定,生育酚采用HPLC在292 nm波长下测定。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA)结合Tukey事后检验,每个品种三个地块均值作为独立观测值(n=3),每个地块样品进行三次技术重复;主成分分析(PCA)用于探索变量间关系。
三、研究结果
3.1 营养成分分析
六个品种的干物质含量保持一致。Dacia Secuieni、Secuieni Jubileu、Ratza和Olivia的粗蛋白含量显著较高(24.79%–25.57%),而Succesiv和Zenit较低。粗脂肪含量在Succesiv(25.62%)和Secuieni Jubileu(30.96%)之间差异显著。粗纤维含量差异最大,Ratza和Zenit超过37%,而Dacia Secuieni和Secuieni Jubileu低于32%。灰分含量在品种间存在显著差异,Olivia、Ratza和Zenit高于Dacia Secuieni、Secuieni Jubileu和Succesiv。
3.2 矿物质组成分析
钙含量在品种间无显著差异(0.215%–0.247%),磷含量仅Dacia Secuieni(1.32%)与Ratza(0.54%)间差异显著。所有微量元素均存在显著差异:Ratza的铜含量最高,Olivia和Succesiv最低;Zenit和Secuieni Jubileu的铁含量显著高于Succesiv;锰含量变异最大,从Olivia的91.59 mg/kg到Dacia Secuieni的138.91 mg/kg;Olivia的锌含量最高(90.35 mg/kg),Succesiv和Secuieni Jubileu最低。
3.3 脂肪酸组成分析
所有品种的脂质部分以PUFA为主,占鉴定脂肪酸总量的72.74%(Ratza)至78.10%(Succesiv)。Dacia Secuieni的ALA含量最高(19.76%),Ratza最低(15.20%)。Succesiv和Olivia的LA含量最高(56.11%和56.16%)。油酸(C18:1n-9)从Succesiv的11.84%到Ratza的16.47%不等。γ-亚麻酸(GLA;C18:3n-6)在Zenit(4.307%)和Succesiv(4.116%)中显著高于Dacia Secuieni(2.055%)和Ratza(1.930%)。Dacia Secuieni的omega-3含量最高(20.35%),omega-6/omega-3比值最低(2.78),而Ratza的omega-3含量最低(15.68%),比值最高(3.64)。
3.4 脂溶性生物活性化合物分析
总生育酚含量以Dacia Secuieni最高(227.44 mg/kg),Olivia最低(171.37 mg/kg)。γ-生育酚是主要异构体,Dacia Secuieni最高,Olivia显著较低。α-生育酚在Secuieni Jubileu中最高,Succesiv最低。叶黄素是主要类胡萝卜素,含量从Secuieni Jubileu的47.73 mg/kg到Succesiv的79.46 mg/kg。疑似虾青素和角黄素的峰在各品种中含量较低,其中Zenit的疑似虾青素数值最高(1.32 mg/kg),Ratza的疑似角黄素数值最高。
3.5 水溶性生物活性化合物分析
Zenit的总酚含量最高(1.50 mg GAE/g),Secuieni Jubileu和Ratza最低。DPPH活性以Succesiv(12.89 mmol TE/kg)最高,Olivia最低(7.91 mmol TE/kg)。Olivia的总抗氧化能力最高(49.70 mmol AAE/kg),但金属螯合活性最低(2.21 mg EDTA/g)。Zenit的ABTS自由基清除活性(14.97 mmol TE/kg)显著高于其他五个品种。
3.6 主成分分析
PCA基于14个独立变量(营养成分中的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维;矿物质中的铁、锰、锌;脂溶性生物活性物中的总生育酚和叶黄素;水溶性抗氧化活性中的TPC、DPPH、ABTS;以及LA、GLA、ALA三种脂肪酸)进行。前两个主成分(F1和F2)分别解释总方差的36.0%和22.4%(累计58.4%),F3保留18.1%。F1将Zenit、Succesiv、Olivia(正侧)与Dacia Secuieni、Secuieni Jubileu、Ratza(负侧)分开;F2将Succesiv(最高)与Olivia和Ratza(最低)分开;F3主要由铁和ABTS主导,将Zenit(F3=3.13)与其他品种明确区分。各地块重复在品种内紧密聚集,表明观察到的多变量分离反映了品种间一致的差异。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出,罗马尼亚品种的粗蛋白含量与欧洲和加拿大工业大麻籽报道值相当。高蛋白品种(Ratza和Dacia Secuieni)可提高食品的营养密度,高脂肪品种(Secuieni Jubileu和Dacia Secuieni)更适合冷榨油生产和富含必需脂肪酸的功能食品,低脂肪品种(Succesiv)则适合作为脱脂蛋白粉的原料。高纤维品种(Ratza和Zenit)对高纤维食品开发具有价值,且在烘焙应用中具有技术优势。
矿物质方面,罗马尼亚品种的磷含量是北欧波罗的海品种的两倍。Dacia Secuieni的30 g份量可提供约397 mg磷,相当于EFSA适宜摄入量的72%。Zenit的30 g份量可提供约3.2 mg铁,相当于日推荐摄入量的18%–35%。Dacia Secuieni的30 g份量可提供约4.2 mg锰,超过或满足成人日推荐摄入量。高铜品种(Ratza、Secuieni Jubileu、Zenit)的30 g份量约含0.50 mg铜,接近成人适宜摄入量的一半。锌含量最高的Olivia、Ratza和Dacia Secuieni对植物基饮食消费者具有重要意义。
脂肪酸方面,所有品种的PUFA主导型脂肪酸谱确认了大麻籽作为必需脂肪酸最丰富来源之一的地位。Dacia Secuieni的ALA含量(20%)超过意大利品种报道值,与波兰品种相当。Zenit和Succesiv的GLA含量(4.307%和4.116%)与文献报道一致。所有品种的omega-6/omega-3比值(2.7:1–3.6:1)处于有利范围,与现代西式饮食的15–20:1形成鲜明对比。从工业角度看,Dacia Secuieni适合生产omega-3强化原料,Zenit适合强调GLA摄入的功能食品,Ratza在需要较高油酸含量时更具优势。
脂溶性抗氧化方面,γ-生育酚是主要异构体(130.35–175.78 mg/kg),显著高于希腊品种报道值,与51个全球基因型的平均值相当。叶黄素含量(47.73–79.46 mg/kg)是希腊品种的2至5倍,对眼部健康具有潜在价值。水溶性抗氧化方面,TPC值(0.74–1.50 mg/g)与意大利品种相当,但低于加拿大和希腊品种。TPC与DPPH/ABTS活性之间缺乏一致关系,表明抗氧化能力不仅取决于总酚池,还反映特定酚酸、类黄酮及其与其他还原性化合物的相互作用。Zenit和Succesiv结合了最高TPC与高DPPH和ABTS活性,最适合开发富含抗氧化物的最小加工大麻基原料。
结论部分:本研究证明六个罗马尼亚雌雄同株大麻籽品种具有独特的营养和生物活性谱,支持品种特异性选择用于目标食品应用。Dacia Secuieni以高蛋白、高脂肪、磷、锰、ALA、omega-3和总生育酚含量以及最低的omega-6/omega-3比值著称。Secuieni Jubileu粗脂肪和α-生育酚含量最高,蛋白质和铁含量也居前列。Ratza粗纤维、铜、油酸、SFA和MUFA含量高,但PUFA和omega-3水平最低。Zenit以高铁、GLA、TPC和ABTS值著称。Succesiv以PUFA、omega-6、叶黄素、DPPH和Fe2+螯合值著称,尽管其蛋白质和脂肪含量最低。Olivia以最高锌、LA和总抗氧化能力著称,但总生育酚含量最低。总体而言,没有单一品种在所有参数上均占优。观察到的差异支持品种特异性选择,但需在多年度、多地点试验中进一步确认。
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