世界上一半的人口每天吃大米。
几个世纪以来,它一直是全球许多文化中的主食,提供碳水化合物、矿物质和维生素的基本来源。自从8000-9000年前驯化以来,这种谷物在发展文明和养活人口方面发挥了关键作用。水稻是一种在世界范围内主要种植和消费的水稻品种,但由于基因工程、基因组学(最近对3000个水稻品种的基因组进行了测序和出版)以及选择性育种计划,新品种正在出现,以帮助应对非洲干旱等农业挑战。
典型的水淹水稻种植
全球大米供应的大部分是在亚洲生产和消费的,然而,消费增长速度最快的是非洲。目前,非洲无法满足其消费水平,其余部分必须主要从亚洲进口。尼日利亚等西非国家正在带头努力改变这一状况,并正在大力投资增加水稻产量;据估计,尼日利亚将在2016年前满足其内部需求。
尽管大米具有无可置疑的营养价值,但它有一个小秘密:它可以积累各种金属(包括汞、铅和镉),特别容易从水和土壤中积累砷。砷是地壳的天然成分,通常以微量的形式存在。然而,由于自然条件或人类活动,某些地区的浓度可能会更高。砷与硅和磷酸盐非常相似,它们是植物发育的两种重要营养素,允许砷以同样的方式被吸收。砷被吸收后,在几种植物组织中积累。在谷物本身中,大多数砷都存在于谷壳中(糙米中保持完好),然而,砷在整个谷物中积累,这对以大米为主食的人群来说是一个担忧。
在生物体内,砷通过抑制丙酮酸脱氢酶(PDH)复合体(一种重要的代谢酶)引起毒性,该复合体催化NAD+将丙酮酸氧化为乙酰辅酶a。这种酶抑制破坏细胞能量系统,导致细胞自杀(凋亡)。生物医学研究已将慢性砷暴露与心脏病、中风、下呼吸道疾病、糖尿病和几种癌症联系起来。生物样品中痕量砷可通过多种仪器技术检测,包括原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦联等离子体质谱法(ICP-MS)和伏安法。
并非所有水稻品种都以同样的方式积累砷。美国研究人员发现,某些品种的砷含量比其他品种低20倍。通过培育高砷和低砷品种来了解这一点的遗传测试表明,当杂交出现简单的孟德尔比率时,单一基因与该性状有关。究竟是哪种基因导致了这一现象,至今仍是个谜。
干扰水稻中砷的两种方法涉及到砷的种植和加工:
与传统的水淹稻田相比,在干燥的土壤中种植谷物,只允许雨水灌溉种植园,可将砷负荷降低30倍。但不幸的是,这种方法并不总是可行的,尤其是在像孟加拉国大部分地区这样的低洼地区。
加工谷物以去除糙米变白的外壳(也称为碾磨)也会去除相当一部分砷以及许多有益的营养物质,如纤维和烟酸。
对于普通人来说,去除大米中砷的最佳方法是使用比谷物多三倍的水,并在烹饪前后冲洗。这可以减少多达30%的砷含量。
然而,不要担心。美国种植的水稻中砷的平均浓度约为260 ppb(世界其他地区的砷含量可能高达900 ppb)。要让自己砷中毒,你必须一次吃掉200多公斤大米!最大的担忧是那些依赖大米作为日常主食的人群,他们长期暴露在砷含量升高的环境中。所以,安静地坐着,知道你可以享用新鲜的鲑鱼黑鲑鱼,只是也许不要过度,好吗?
原子吸收光谱仪能够检测食物毒素、食源性疾病、杀虫剂、除草剂和其他污染物。。