跳到主要內容

油棕櫚:營養缺乏與微量元素的雙重挑戰

 

圖片來源:維基百科

非洲油棕櫚 (Elaeis guineensis)是世界上產油最多的植物,可能也是世界上最重要的幾種農作物之一。棕櫚油的用途非常廣泛,從肥皂、食品到潤滑油無一不包。

油棕櫚的培育過程中當然也會使用肥料。因為熱帶森林土壤通常營養貧瘠,在油棕櫚種植中,為了支持生產,通常需要向土壤中添加肥料以提供必需的營養元素。對非洲油棕櫚而言,氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鎂(Mg)和硼(B)是最重要的營養元素。如果這些元素通過肥料供應不足,可能會導致油棕櫚產量減少,特別是在如印尼和馬來西亞的酸性和風化的熱帶土壤。

然而,研究團隊也指出,即使使用肥料,由於土壤特性和管理實踐,油棕櫚種植園的土壤仍可能缺乏必需的營養素,如氮、磷、鉀、鎂和鉬,並且在某些情況下可能會累積過量的微量元素。這可能導致植物組織中這些元素的缺乏或不平衡,影響油棕櫚的生長和產量。

此外,使用的肥料和農藥可能含有微量元素(TEs),這些元素可能在土壤中累積,並通過植物吸收,最終影響油棕櫚產品的質量和安全性。因此,研究團隊認為有必要確定油棕櫚中肥料污染物的生物累積因素的重要性,以限制這些污染物向植物和產品的轉移,特別是在考慮增加肥料使用量以糾正營養缺乏的情況。

為了評估油棕櫚植物和產品中的營養元素和微量元素(TEs)的缺乏和累積情況,並理解這對棕櫚油生產的潛在影響,研究團隊分析了非洲油棕櫚中的化學元素,包括在植物材料(葉子、莖、內種皮和外種皮)和提煉的棕櫚油中的元素含量。

研究地點位於印尼蘇門答臘的三個油棕櫚種植園。其中兩個種植園已被放棄,另一個仍在生產中。研究人員收集了來自這些種植園的植物樣本,並在紐西蘭分析了這些樣本和從印尼食品製造商獲得的精煉棕櫚油樣本。

研究團隊發現所有種植園的植物樣本都顯示出氮、鉀、硫和鉬的缺乏。放棄的種植園的樣本還顯示出磷的缺乏。這些缺乏可能是生產放棄的一個原因。

他們發現大多數非必需微量元素的濃度低於或與陸地植物的平均濃度相當。然而,鉻、鈦、鎳和汞的濃度高於平均水平,但低於葉組織的毒性閾值。

絕大多數微量元素的生物累積系數(Bioaccumulation Coefficient,BAC,透過將植物組織(例如葉子、果實的某個部分)中微量元素的濃度除以土壤中該元素濃度來計算)低於0.5,顯示油棕櫚對這些元素的吸收能力有限。然而,位於活躍種植園的植物組織中銅的生物累積系數大於1,顯示與土壤相比銅的相對濃度較高。

那麼,最重要的棕櫚油呢?研究團隊發現,精煉棕櫚油的元素濃度低於食品安全標準,不會造成元素毒性風險。然而,研究沒有分析可能存在於油中的農藥殘留物。

研究團隊認為測定生物累積系數很重要,這樣才能限制污染物向植物和產品的轉移。如果增加肥料的使用來糾正營養缺乏(顯然是必要的),這些將是非常寶貴的資訊。研究結果對於了解油棕櫚植物和產品中的化學元素含量,以及這些含量對棕櫚油生產的潛在影響具有重要意義。

參考文獻:

Thompson-Morrison, H., Ariantiningsih, F., Arief, S.M. et al. Chemical elements in Elaeis guineensis materials and derived oil. Sci Rep 14, 1836 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-023-50492-8

留言

這個網誌中的熱門文章

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯( Ipomoea batatas )從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎? 圖片來源: 農委會 上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔! 台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢! 至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉! 最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。 至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔! 如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔! 參考文獻: 蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。 行政院農委會。 甘藷主題館 。

怎麼辦到的?變形藤(Boquila trifoliolata)模仿塑膠植物

  左:原來的葉片。右:模仿的葉片。圖片來源: 期刊 之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」( Boquila trifoliolata ),它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它 為了減少自己被吃 ,發展出奇妙的變形能力:爬到誰身上就長得像誰。 後來在2021年 發現 ,它不只是形狀學得像,連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。 為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢?是寄主植物釋放了揮發性化合物?還是寄主植物跟它進行了基因的交換?還是它真的能「看」? 研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物,這樣就可以排除前兩個因素了。 結果「變形藤」還是學得維妙維肖,而且,一個月以後,它還學得更像。 難道它真的會「看」嗎?只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。 參考文獻: White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

光合作用的循環電子傳遞(cyclic electron flow)的調節

  圖片來源:維基百科 光合作用(photosynthesis)分為光反應(light reaction)與碳反應(Calvin-Benson cycle)。其中光反應為將陽光的光能轉換為化學能(ATP)與電子(NADPH)的過程。光能由光系統I或光系統II接收並轉換為電子進行傳遞,傳遞的過程中部分的能量被細胞色素b6f複合體(cytochrome b6f complex)擷取,提供植物將氫離子(H + ,proton)由葉綠體的基質(stroma)運輸到類囊體腔(thylakoid lumen)中,製造氫離子梯度(proton gradient),以提供ATP合成酶(ATP synthase)用來合成ATP;電子本身最後被傳送給NADP,產生NADPH用來在碳反應中做為還原電子使用。 上述的過程(稱為線性電子傳遞linear electron flow)並非光反應唯一會進行的反應。除了線性電子傳遞,植物也會進行所謂的循環電子傳遞(cyclic electron flow):電子在由光系統II→細胞色素b6f複合體 →光系統I之後,不將電子運送給Fd-NADP + 還原酶來產生NADPH,而是將電子送給一個Fd-PQ還原酶。由於接著Fd-PQ還原酶會把電子交還給細胞色素b6f複合體,所以被稱為循環電子傳遞。 循環電子傳遞到底有什麼樣的功能,目前還沒有定論。有些科學家認為植物用它來調節能量(ATP)與電子(NADPH)的產生比率,也有些科學家認為循環電子傳遞有保護植物免於被過量光能傷害的功能。不管怎麼說,近年來的研究卻發現了幾個基因與循環電子傳遞的調節有關。 第一個被發現的基因是 PGR5 (PGR=protein gradient)。缺少 PGR5 的阿拉伯芥無法形成氫離子梯度,也就是說 PGR5 為光反應所必須。但是 PGR5 長得一點都不像電子運輸蛋白,這就引起了科學家們的興趣。 後續的研究發現了另一個基因稱為 PGRL1 (PGR5-like 1)。研究團隊發現,缺少 PGRL1 會造成 PGR5 不穩定,但缺少 PGR5 並不會影響 PGRL1 的穩定性。 最近又發現了另一個基因 PGRL2 。研究團隊發現,缺少 PGRL2 對光合作用沒有影響,但是在植物中過量表現 PGRL2 會使 PGR5 的穩定性下降。同時缺少 PGRL2 與 PGRL1 的植...