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三种胡萝卜的营养成分和抗氧化性能

摘要 胡萝卜除了营养价值外，还可能富含抗氧化剂。本研究对在加纳种植的Kuroda、Pamela和Amazonia三个品种的胡萝卜的营养成分和抗氧化性能进行了测定。采用过氧化物清除法测定了不同浓度胡萝卜乙醇提取物的抗氧化性能。胡萝卜品种的蛋白质、粗纤维、脂肪和碳水化合物含量分别为6.46-10.73%、7.18-8.87%、1.97-4.31%和6.25-8.39%。三个品种的水分含量高达69.06-75.30%。即使在低浓度的提取物中，其抗氧化性能也很高，其活性按Amazoniagt;Kurodagt;Pamela的次序随时间的推移而增加。Amazonia的纤维、蛋白质和碳水化合物含量最高，水分含量最低，因此它是最受欢迎的品种。

关键词：胡萝卜；植物成分；工业分析；自由基；抗氧化剂；

1 介绍

人类营养的重要性无论怎样强调都不为过，因为它负责人体系统的能量、生长、修复、疾病免疫和其他代谢过程。人体代谢过程需要蛋白质、脂肪和油、碳水化合物、纤维、维生素、矿物质和水。身体还需要一些植物代谢物，这些代谢物可以作为抗氧化剂，保护身体免受氧化应激。

近年来，抗氧化剂被用作食品添加剂，以延长某些食品的保质期，并改善富含脂肪和脂质食品的稳定性。它们还被用来控制食物中的味道和营养成分的损失。

自由基受体是食品中常用的抗氧化剂。一些人工抗氧化剂，包括丁基羟基苯甲醚(BHA)和丁基羟基甲苯(BHT)，是常见的食品添加剂，用于保护蔬菜、奶粉、烘焙产品、不饱和脂肪、油和坚果。然而，这些产品可能会带来一些健康威胁，如过敏、过敏、哮喘、多动、神经损伤和癌症，因此有必要考虑天然抗氧化剂来源。

类黄酮等植物成分是含有天然色素的次生植物代谢产物，是自由基受体，有时是与金属结合的螯合配体。这些化合物中存在的多个酚基团是其抗氧化性能的原因。类黄酮抑制非酶和酶氧化过程。

蔬菜中的抗氧化剂在预防氧化应激相关疾病方面起着至关重要的作用。氧化应激会释放体内的氧自由基，除了衰老、白内障、心血管功能紊乱、风湿病和癌症外，还会导致各种疾病，如自身免疫疾病。这些抗氧化剂可以清除人体细胞中的自由基。一些研究表明，吃蔬菜可以减少癌症、衰老和心脏病及其他退行性疾病的死亡。

胡萝卜大约在1100年前起源于阿富汗和波斯。该作物是全球种植的十大主要蔬菜之一。目前全球约有120万公顷土地用于胡萝卜种植，耗资约140亿美元。胡萝卜是一种全球种植的冷季蔬菜作物，但在过去50年中主要在欧洲和亚洲种植。胡萝卜可能对高温敏感，限制了它们在热带地区的生长。胡萝卜之所以受到珍视，主要是因为它具有增强视力的特性，还有其他好处，因为它含有重要的生物活性化合物，如类胡萝卜素，这是维生素A形成的前体。类胡萝卜素和花青素都是非酶促抗氧化剂。

胡萝卜富含抗氧化剂，如alpha;-和beta;-胡萝卜素、番茄红素和叶黄素。它们分别为胡萝卜提供了橙色、红色和黄色。花青素使水果和蔬菜呈紫色。由于光敏性缺陷，这些光合色素在胡萝卜根中积累，使类胡萝卜素和花青素的代谢途径在黑暗中得以表达。

在加纳，胡萝卜是该国大部分地区种植的蔬菜之一，已成为大多数菜肴中的常规蔬菜。一些常见的种植品种是Kuroda、Amazonia和Pamela。虽然这些品种大多被食用，但没有关于其营养特性的报告。本研究测定了Kuroda、Pamela和Amazonia三个加纳胡萝卜品种的营养成分和抗氧化性能。

2 材料和方法

2.1 化学制品

试剂和化学品从Huge Ltd公司采购，并在收到时使用。所用的水经过双重蒸馏。

2.2 样品采集和制备

胡萝卜品种经园艺师鉴定，并在Kwame Nkrumah University园艺系收集。采集样本的土壤性质为砂壤土。收集了Kuroda、Pamela和Amazonia三个品种的五种胡萝卜。培养后平均95天采集样本。然后对样品进行彻底冲洗、风干，并将相同品种的样品粉碎在一起，储存在标有标签的无菌透明拉链塑料袋中，并在分析前保存在冰箱中。

2.3 植物化学筛选

对胡萝卜粉样品或乙醇提取物进行植物化学筛选，以确定六种植物成分：类胡萝卜素、香豆素、皂甙、总苷、黄酮和单宁。各种试验的程序如下：

1)黄酮类化合物检测

向5ml等份乙醇提取物中加入3-5滴浓盐酸和约0.5g镁。大约3g后获得的洋红色表明存在类黄酮。

2)皂甙测试

向约0.5 g提取物中加入水，并用手用力摇动以起泡。将试管放在支架上约15g，以观察泡沫。15g后出现泡沫表明存在皂甙。

3)单宁测试

将约1g乙醇提取物蒸发至干燥，并用10ml等分的0.9% w/v NaCl溶液提取残余物。提取物被过滤到试管中。向提取物中加入几滴FeCl₃溶液(1% w/v)。提取物呈深绿色，表明含有单宁。

4)糖苷类检测

将5ml等分的乙醇提取物在浓盐酸(5ml)中煮沸2h。向1ml水解液中加入1ml 10% NaOH。黄色表明存在糖苷。

5)香豆素测试

将0.5g湿润提取物置于试管中。用滤纸覆盖试管，滤纸用1N NaOH溶液预处理，并放置在热水浴中约45g。将覆盖试管放在架子上冷却，取出滤纸，在紫外光下观察黄色荧光，这表明存在香豆素。

6)类胡萝卜素测试

向试管中的1g粉碎样品中添加10ml等分的氯仿，并剧烈摇晃30g。将混合物过滤到新试管中，并向滤液中添加几滴浓硫酸。溶液呈蓝色表明存在类胡萝卜素。

7)工业分析

各种胡萝卜品种的化学成分是使用官方分析化学家协会的官方分析方法标准方法确定的。调查的参数包括蛋白质、总碳水化合物、脂肪、水分、灰分和纤维含量。所有分析参数均以百分比表示。

8)水分含量的测定

在该方法中，测量了水分蒸发造成的重量损失。在110℃的烘箱中清洗并干燥标记坩埚10g，并在干燥器中冷却。将每个研磨样品的2.0g重量放入各自的坩埚中，放置在烘箱中，并在105℃下干燥72h至恒重。重量差异估计为水分含量。

9)灰分含量的测定

样品中的有机物被烧掉，留下无机残留物。将贴有良好标签的陶瓷坩埚在500℃的马弗炉中加热1h，在干燥器中冷却并称重。将重量为2.0 g的每个研磨样品放入各自的坩埚中。然后在500℃的炉中点火3h。然后在干燥器中将坩埚及其内含物冷却至室温并称重。重量差异估计为灰分含量。

10)蛋白质含量的测定

采用微量凯氏定氮法测定每个样品的氮和蛋白质含量。蛋白质含量通过以下关系进行估算：%蛋白质含量=Ntimes;6.25，其中N是氮含量，6.25是蛋白质转换系数。将每种胡萝卜粉约1.0g倒入凯氏消化瓶中，然后添加催化剂(2.0g硫酸钾、1.0g硫酸铜和0.1g硒粉)和10ml浓硫酸。在烟熏炉中持续加热烧瓶，直到获得绿色溶液。加热持续约30g后冷却。向冷却的消化液中加入蒸馏水(10ml)，并用力摇动。将消化物转移至100ml容量瓶中，用水加满至刻度。使用Markham蒸馏装置，将10ml等分的消化液和10ml 40%NaOH的混合物蒸馏5g，放入含有硼酸(10ml，2%w/v)的接收器中。用0.01M HCl滴定馏出物以测定氮含量。

11)纤维含量的测定

将约2.0 g样品倒入容量瓶中(1L预热)，然后添加150 ml 0.128 M H₂SO₄。将溶液回流30g并冷却至室温。用无灰滤纸过滤，用热水(10mltimes;3)清洗残渣。向残渣中加入150ml预热的0.22 M KOH，回流30g。将其冷却、过滤，并用丙酮清洗残渣。残渣在130℃下烘箱干燥1h并称重，干燥后的残渣在500℃的消声炉中点燃3h，冷却并称重。重量损失估计为纤维含量。

表1 在加纳种植的胡萝卜品种的植物成分

12)脂肪含量的测定

脂肪含量通过索氏提取法测定。将一个干净且预先称重的250mL圆形bottom烧瓶安装在一个合适的柱上，柱上装有一个顶针，其中含有1.0g样品。使用约150ml石油醚(沸点范围40-60℃)进行萃取，并在加热套上回流，在60℃下加热2h。使用旋转蒸发器回收溶剂。然后将提取物在100℃的烘箱中干燥2h，冷却并称重。从最终重量中减去空烧瓶的重量。估计重量表示为脂肪含量。

13)碳水化合物含量的测定

碳水化合物含量百分比表示为粗蛋白质、水分、灰分、粗纤维和脂肪含量百分比减去100%的总和。

14)样品提取

采用索氏提取法提取胡萝卜样品。用400ml等分的乙醇提取约50g每个粉碎样品10h。使用R-114 Buchi(瑞士)旋转蒸发器在60℃温度和降低的真空压力下去除溶剂，并在室温下在通风柜中干燥。

15)过氧化氢清除法测定抗氧化剂

胡萝卜样品的抗氧化性能通过碘量滴定法的过氧化氢清除法测定。将2ml(20mg/ml)、4ml(40mg/ml)和8ml(80mg/ml)等分的1%w/v乙醇提取物分别添加到不同锥形瓶中的8mlH₂O₂(17mm)溶液中，并在室温下在搅拌板上连续搅拌。以60s的间隔持续4g，用移液管将1ml等分的反应混合物吸入单独的锥形烧瓶中，并用25ml水淬火。向混合物中添加碘化钾(2.2g)和硫酸(10ml，2M)，并使用淀粉指示剂用0.0519M硫代硫酸钠溶液滴定。从样品的滴定度中减去空白滴定度，所得结果用于估计过氧化氢清除率。然后绘制样品的H₂O₂清除率与时间的关系图。

16)统计分析

使用软件MS Excel 2016，通过单因素方差分析(ANOVA)确定胡萝卜样品抗氧化性能之间的差异。Plt;0.05的值被认为是显著差异，而Pgt;0.05的值被认为是不显著的。采用线性回归模型检验提取物抗氧化活性与时间的关系。

3 结果和讨论

3.1 胡萝卜样品的植物成分

植物化学筛选表明胡萝卜样品中含有类胡萝卜素、皂甙、类黄酮和单宁。然而，没有发现糖苷和香豆素(表1)。植物化学物质是必不可少的药用天然产品。单宁被有效地用于治疗腹泻。单宁还能增强蔬菜中的抗氧化性能。皂甙可作为食品补充剂和营养药物。众所周知，它们还具有抗癌特性和降低血液胆固醇水平。皂甙也是两亲性的，能促进蛋白质渗透到细胞中。类胡萝卜素和类黄酮是已知的抗氧化剂。

表2总结了胡萝卜品种的近似成分。水分含量在69.06%到75.30%之间，Amazonia的水分含量最低，Pamela的水分含量最高。样品水分含量的差异可能是由于品种差异造成的。胡萝卜中的高水分含量可能会增加真菌的生长，缩短贮藏时间。与文献[29]相比，在所有样品中获得的水分含量都是有利的。

表2 胡萝卜样品中接近化合物的百分比组成

Amazonia地区的灰分含量最高，为0.98%。Kuroda和Pamela的灰分含量相同，为0.50%。这些值通常低于Gazalli等人报告的胡萝卜粉值。灰分表示样品中的矿物质含量。因此，灰分含量低表明金属含量低。三个品种灰分含量的差异可能是由品种差异造成的。蛋白质含量在6.46%到10.73%之间。Amazonia地区的粗蛋白质含量最高。这意味着Amazonia可以作为一种营养丰富的蔬菜用于马尔努尔人和牲畜。这些高蛋白水平可能是由于胡萝卜品种的遗传改良。另一方面，Pamela的蛋白质含量最低。与Ramamoorthy等人报告的22%的值相比，蛋白质含量普遍较低。然而，与Gazalli和Singh等人获得的值相比，它们更为有利。

纤维含量在7.18%到8.87%之间，Amazonia地区的纤维含量最高，而Pamela地区的纤维含量最低。高粗纤维含量有助于人类和牲畜的消化过程，并防止便秘。据报道，高纤维食物可以预防结肠癌。胡萝卜品种中获得的粗纤维值显著低于文献中24.66%的报告值。

胡萝卜样品的脂肪含量在1.97%到4.31%之间。Pamela的脂肪含量最高，Amazonia最少。胡萝卜的脂肪含量表明它所含的油量，以及它是否适合榨油。与所研究的其他胡萝卜品种的文献值相比，胡萝卜品种中的脂肪含量通常较低。然而，与胡萝卜粉的值相比，它是有利的。

胡萝卜品种的碳水化合物含量在6.25%到8.39%之间，Amazonia地区的碳水化合物含量最高，Pamela地区的碳水化合物含量最低。碳水化合物含量与Fanleacute;gueacute;等人得出的结果相比更为有利，其范围为5.62-6.72%。胡萝卜含有碳水化合物，主要是淀粉、蔗糖和葡萄糖。蔗糖是一种双糖，可能含有醛糖和酮糖的混合物，而葡萄糖是醛糖。碳水化合物被身体吸收并提供能量。它们也会影响淀粉的消化和饱腹感，从而控制血糖和胰岛素。因此，适当摄入碳水化合物可以降低患糖尿病的风险。

3.2 抗氧化性能

人类的氧化应激源于抗氧化能力降低或氧或氮自由基生成增加。大多数导致氧化应激的自由基是活性氧(ROS)或活性氮。活性氧包括氧基自由基，如超氧化物(0^2minus;-), 羟基(OH-)、烷氧基(RO-)、过氧基(ROO-)和氢氧基(ROOH-)。过氧化氢和脂质过氧化物可以通过过渡金属转化为自由基，这些过渡金属在细胞内是自由的，或者与蛋白质结合。活性氮种类包括自由基一氧化氮(NO-)和氮二恶英(NO₂-)以及强氧化剂过氧亚硝酸盐(ONOO-)。胡萝卜提取物显示出很高的抗氧化活性，对Pamel

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