《Food Chemistry Advances》:Mangrove-based food innovation nutritional profile and health potential for local communities: A systematic review
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本综述系统评述了Bruguiera gymnorrhiza (lindur)等红树林果实在功能性食品开发中的应用,揭示了其富含膳食纤维、复合碳水化合物及生物活性化合物,在应对营养不良(尤其是沿海地区儿童发育迟缓)和开发应急食品(如Sagon、饼干)方面具有显著潜力,并指出需通过煮沸、浸泡等加工降低氢氰酸(HCN)、单宁等抗营养素,以及解决标准化、监管审批等挑战以推动其广泛应用。
引言:沿海社区的营养挑战与红树林食物的机遇
慢性营养不良问题,尤其是在幼儿和易受灾害影响的沿海社区中,迫切需要开发高营养、安全且文化上可接受的本地食物。一种在现代食品生产中尚未被充分利用的潜在食物来源是红树林果实,特别是木榄(Bruguiera gymnorrhiza, BG)。在印度尼西亚等地的沿海社区,BG果实传统上被用作碳水化合物的替代来源。其膳食纤维、复合碳水化合物和生物活性化合物显示出作为功能性食品的巨大潜力,可支持社区的营养状况和健康。
儿童营养缺乏仍是印度尼西亚的主要健康问题。2018年数据显示,30.8%的幼儿发育迟缓。在沿海地区如Demak,2022年的发育迟缓患病率为16.2%。这种情况通常由铁、锌、钙等微量营养素摄入不足引发,而这些营养素对生长、认知功能和免疫力至关重要。红树林果实有潜力成为这些微量营养素的来源,前提是经过适当加工以减少单宁和氢氰酸(HCN)等抗营养素的含量。据报道,生BG中的HCN含量约为1.77 ppm(毫克/公斤鲜重)。虽然该值相对较低,但与世界卫生组织(WHO)的食品安全阈值(10毫克/公斤)相比,仍需要通过煮沸或浸泡等适当加工来确保安全。
全球范围内,约1.5亿五岁以下儿童患有发育迟缓。创造性地利用基于生物多样性的食物来源,如红树林果实,符合全球创造营养密集、文化相关且可持续饮食的趋势。除了解决营养不足,将未充分利用的本地资源纳入社区饮食还有助于生物多样性保护、可持续粮食系统,以及联合国关于消除饥饿和促进健康生活的可持续发展目标(SDGs 2和3)。
研究方法:系统性文献回顾
本研究采用系统综述方法,依据PRISMA指南,对2013年至2024年间发表的科学文献进行了系统检索和分析。检索在PubMed和ScienceDirect数据库中进行,使用了“mangrove fruit”、“Bruguiera gymnorrhiza”、“functional food”、“health benefit”等关键词。经过筛选,最终纳入了12篇符合标准的文章进行深入分析。研究的选择、数据提取和质量评估(使用乔安娜·布里格斯研究所关键评估清单)均遵循了系统化的流程,以识别红树林食品创新的趋势、评估其营养成分,并讨论相关的挑战与机遇。
研究发现:多样的食品创新与营养潜力
基于对12篇科学文章的系统综述,以红树林果实(特别是木榄)为基础的食品创新显示出开发营养丰富、环境友好的本地食品的巨大潜力。研究主要集中在将红树林果实作为原料应用于各种加工产品中,例如饼干、布朗尼、萨贡(Sagon,一种应急食品棒)、面条甚至天贝(tempeh)等。
一项研究显示,一种含有45%木榄粉和35%大豆粉的萨贡符合应急食品标准,每根提供251.5千卡能量和15.79%的膳食纤维,尽管蛋白质含量仍有优化空间。利用阿伦尼乌斯方程进行的保质期预测显示,其在室温下的保质期为37天。另一项针对Demak地区发育迟缓干预的红树林饼干研究揭示,一种由70%木榄粉和30%大豆粉制成的配方,每100克可提供479.44千卡能量、11.70克蛋白质,以及较高的钙和铁含量。
营养分析一致表明,木榄果实富含碳水化合物和膳食纤维,使其成为有价值的能量来源并支持消化健康。此外,这些产品还含有天然抗氧化剂,如酚类和黄酮类化合物。一些研究强调了红树林果实提取物潜在的抗氧化、抗糖尿病和抗菌等健康益处。
健康效益的潜在机制
红树林基食品对社区健康具有巨大潜力,不仅通过其营养成分,还通过其功能性化合物。木榄中的膳食纤维和复合碳水化合物可被肠道微生物群发酵成短链脂肪酸(SCFA)。SCFA在调节食欲、脂肪代谢和系统炎症方面发挥着重要作用。动物研究表明,食用红树林果实可以增加饱腹感激素(GLP-1和PYY),降低体重,改善血脂谱(胆固醇、甘油三酯和TG/HDL比率),并降低炎症标志物如IL-6和TNF-α的水平。这些发现提示,红树林食品创新不仅提供高营养价值,还有助于预防肥胖和代谢性疾病。
同样,来自红树林栖息地的另一种资源—— mangrove oyster (Crassostrea gasar)也显示出卓越的营养成分。它含有18种氨基酸、17种脂肪酸以及多种必需维生素,特别是富含DHA和EPA等多不饱和脂肪酸(PUFAs),对心血管健康有益。
挑战与关键加工技术
然而,抗营养化合物(如单宁和氢氰酸)的存在仍然是一个主要关注点。这些化合物会抑制营养吸收并影响食品的感官特性。幸运的是,研究表明通过适当的加工技术可以显著降低这些化合物的含量。例如:
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煮沸15分钟可使HCN降解45.3%,单宁减少38.5%;煮沸30分钟可分别将降解/减少率提高至72.1%和60.2%。
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室温浸泡12小时可使HCN降解41.7%,单宁减少35.4%。
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最有效的处理是将木榄-大豆混合物发酵48小时,可实现83.6%的HCN降解和79.1%的单宁减少。
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日晒两天也有助于解毒,可分别减少55.0%的HCN和49.8%的单宁。
因此,适当的加工对于将这些化合物降低到对人体消费可能安全的水平至关重要。在饼干配方中,木榄粉与大豆粉的结合增加了蛋白质、脂肪、粗纤维以及铁、钙等重要矿物质的含量,尽管在某些配方中水分含量可能因干燥过程不理想而超标。感官测试中,F2配方(70%红树林粉,30%大豆粉)在味道和质地上最受品尝小组喜爱。
发展前景与未来方向
从可持续性和地方赋权的角度来看,基于红树林的食品创新被认为具有巨大潜力。利用木榄等未充分利用的本地资源可以增强沿海社区的韧性,并成为替代收入来源。环境友好的生产方式也符合全球可持续粮食系统的议程。
然而,仍有一些挑战需要解决:
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研究深度:关于定期食用红树林产品的长期健康影响的研究有限,需要进一步的临床试验或体内研究来科学验证其益处。
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感官接受度:感官测试通常规模较小且有限,需要进行更广泛的偏好测试以确定产品的市场准备度。
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加工标准化:降低抗营养素含量的加工技术仍然多样,需要标准化以确保产品的安全性和质量一致性。
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监管与安全:与食品安全和清真认证相关的监管方面需要关注,目前的安全评估尚不足以支持广泛的产品商业化。
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产业化路径:包装、分销方面的创新以及明确的商业化路径对于提高产品的可及性和可持续性至关重要。
结论
红树林果实,特别是木榄,具有作为功能性食品原料的巨大潜力,其产品创新显示出高营养价值、良好的可接受性以及抗氧化等功能特性。这些创新有助于支持粮食安全和沿海社区的可持续赋能。未来的研究应优先进行毒理学评估、感官评价,并探索商业化路径,以确保红树林基食品的安全、可接受和可持续发展。政策支持对于将红树林基食品纳入沿海社区营养计划也至关重要,从而确保其在解决营养不良问题的同时,促进当地资源的可持续利用。