《Food Chemistry Advances》:Mangrove-based food innovation nutritional profile and health potential for local communities: A systematic review
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本綜述系統評述了Bruguiera gymnorrhiza (lindur)等紅樹林果實在功能性食品開發中的應用,揭示了其富含膳食纖維、復合碳水化合物及生物活性化合物,在應對營養不良(尤其是沿海地區兒童發育遲緩)和開發應急食品(如Sagon、餅干)方面具有顯著潛力,并指出需通過煮沸、浸泡等加工降低氫氰酸(HCN)、單寧等抗營養素,以及解決標準化、監管審批等挑戰以推動其廣泛應用。
引言:沿海社區的營養挑戰與紅樹林食物的機遇
慢性營養不良問題,尤其是在幼兒和易受災害影響的沿海社區中,迫切需要開發高營養、安全且文化上可接受的本地食物。一種在現代食品生產中尚未被充分利用的潛在食物來源是紅樹林果實,特別是木欖(Bruguiera gymnorrhiza, BG)。在印度尼西亞等地的沿海社區,BG果實傳統上被用作碳水化合物的替代來源。其膳食纖維、復合碳水化合物和生物活性化合物顯示出作為功能性食品的巨大潛力,可支持社區的營養狀況和健康。
兒童營養缺乏仍是印度尼西亞的主要健康問題。2018年數據顯示,30.8%的幼兒發育遲緩。在沿海地區如Demak,2022年的發育遲緩患病率為16.2%。這種情況通常由鐵、鋅、鈣等微量營養素攝入不足引發,而這些營養素對生長、認知功能和免疫力至關重要。紅樹林果實有潛力成為這些微量營養素的來源,前提是經過適當加工以減少單寧和氫氰酸(HCN)等抗營養素的含量。據報道,生BG中的HCN含量約為1.77 ppm(毫克/公斤鮮重)。雖然該值相對較低,但與世界衛生組織(WHO)的食品安全閾值(10毫克/公斤)相比,仍需要通過煮沸或浸泡等適當加工來確保安全。
全球范圍內,約1.5億五歲以下兒童患有發育遲緩。創造性地利用基于生物多樣性的食物來源,如紅樹林果實,符合全球創造營養密集、文化相關且可持續飲食的趨勢。除了解決營養不足,將未充分利用的本地資源納入社區飲食還有助于生物多樣性保護、可持續糧食系統,以及聯合國關于消除饑餓和促進健康生活的可持續發展目標(SDGs 2和3)。
研究方法:系統性文獻回顧
本研究采用系統綜述方法,依據PRISMA指南,對2013年至2024年間發表的科學文獻進行了系統檢索和分析。檢索在PubMed和ScienceDirect數據庫中進行,使用了“mangrove fruit”、“Bruguiera gymnorrhiza”、“functional food”、“health benefit”等關鍵詞。經過篩選,最終納入了12篇符合標準的文章進行深入分析。研究的選擇、數據提取和質量評估(使用喬安娜·布里格斯研究所關鍵評估清單)均遵循了系統化的流程,以識別紅樹林食品創新的趨勢、評估其營養成分,并討論相關的挑戰與機遇。
研究發現:多樣的食品創新與營養潛力
基于對12篇科學文章的系統綜述,以紅樹林果實(特別是木欖)為基礎的食品創新顯示出開發營養豐富、環境友好的本地食品的巨大潛力。研究主要集中在將紅樹林果實作為原料應用于各種加工產品中,例如餅干、布朗尼、薩貢(Sagon,一種應急食品棒)、面條甚至天貝(tempeh)等。
一項研究顯示,一種含有45%木欖粉和35%大豆粉的薩貢符合應急食品標準,每根提供251.5千卡能量和15.79%的膳食纖維,盡管蛋白質含量仍有優化空間。利用阿倫尼烏斯方程進行的保質期預測顯示,其在室溫下的保質期為37天。另一項針對Demak地區發育遲緩干預的紅樹林餅干研究揭示,一種由70%木欖粉和30%大豆粉制成的配方,每100克可提供479.44千卡能量、11.70克蛋白質,以及較高的鈣和鐵含量。
營養分析一致表明,木欖果實富含碳水化合物和膳食纖維,使其成為有價值的能量來源并支持消化健康。此外,這些產品還含有天然抗氧化劑,如酚類和黃酮類化合物。一些研究強調了紅樹林果實提取物潛在的抗氧化、抗糖尿病和抗菌等健康益處。
健康效益的潛在機制
紅樹林基食品對社區健康具有巨大潛力,不僅通過其營養成分,還通過其功能性化合物。木欖中的膳食纖維和復合碳水化合物可被腸道微生物群發酵成短鏈脂肪酸(SCFA)。SCFA在調節食欲、脂肪代謝和系統炎癥方面發揮著重要作用。動物研究表明,食用紅樹林果實可以增加飽腹感激素(GLP-1和PYY),降低體重,改善血脂譜(膽固醇、甘油三酯和TG/HDL比率),并降低炎癥標志物如IL-6和TNF-α的水平。這些發現提示,紅樹林食品創新不僅提供高營養價值,還有助于預防肥胖和代謝性疾病。
同樣,來自紅樹林棲息地的另一種資源—— mangrove oyster (Crassostrea gasar)也顯示出卓越的營養成分。它含有18種氨基酸、17種脂肪酸以及多種必需維生素,特別是富含DHA和EPA等多不飽和脂肪酸(PUFAs),對心血管健康有益。
挑戰與關鍵加工技術
然而,抗營養化合物(如單寧和氫氰酸)的存在仍然是一個主要關注點。這些化合物會抑制營養吸收并影響食品的感官特性。幸運的是,研究表明通過適當的加工技術可以顯著降低這些化合物的含量。例如:
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煮沸15分鐘可使HCN降解45.3%,單寧減少38.5%;煮沸30分鐘可分別將降解/減少率提高至72.1%和60.2%。
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室溫浸泡12小時可使HCN降解41.7%,單寧減少35.4%。
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最有效的處理是將木欖-大豆混合物發酵48小時,可實現83.6%的HCN降解和79.1%的單寧減少。
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日曬兩天也有助于解毒,可分別減少55.0%的HCN和49.8%的單寧。
因此,適當的加工對于將這些化合物降低到對人體消費可能安全的水平至關重要。在餅干配方中,木欖粉與大豆粉的結合增加了蛋白質、脂肪、粗纖維以及鐵、鈣等重要礦物質的含量,盡管在某些配方中水分含量可能因干燥過程不理想而超標。感官測試中,F2配方(70%紅樹林粉,30%大豆粉)在味道和質地上最受品嘗小組喜愛。
發展前景與未來方向
從可持續性和地方賦權的角度來看,基于紅樹林的食品創新被認為具有巨大潛力。利用木欖等未充分利用的本地資源可以增強沿海社區的韌性,并成為替代收入來源。環境友好的生產方式也符合全球可持續糧食系統的議程。
然而,仍有一些挑戰需要解決:
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研究深度:關于定期食用紅樹林產品的長期健康影響的研究有限,需要進一步的臨床試驗或體內研究來科學驗證其益處。
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感官接受度:感官測試通常規模較小且有限,需要進行更廣泛的偏好測試以確定產品的市場準備度。
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加工標準化:降低抗營養素含量的加工技術仍然多樣,需要標準化以確保產品的安全性和質量一致性。
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監管與安全:與食品安全和清真認證相關的監管方面需要關注,目前的安全評估尚不足以支持廣泛的產品商業化。
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產業化路徑:包裝、分銷方面的創新以及明確的商業化路徑對于提高產品的可及性和可持續性至關重要。
結論
紅樹林果實,特別是木欖,具有作為功能性食品原料的巨大潛力,其產品創新顯示出高營養價值、良好的可接受性以及抗氧化等功能特性。這些創新有助于支持糧食安全和沿海社區的可持續賦能。未來的研究應優先進行毒理學評估、感官評價,并探索商業化路徑,以確保紅樹林基食品的安全、可接受和可持續發展。政策支持對于將紅樹林基食品納入沿海社區營養計劃也至關重要,從而確保其在解決營養不良問題的同時,促進當地資源的可持續利用。