甜菜根不同部位冻干粉的营养与植物化学成分比较分析及其全株利用价值研究

《Applied Food Research》：Assessment of the Nutritional and Phytochemical Composition in Beta vulgaris bulb, stalk and leaves Powder

本研究针对甜菜根（Beta vulgaris）各部位（球茎、叶柄、叶片）营养与植物化学成分差异缺乏系统比较的问题，研究人员采用冻干技术制备粉末，系统评估了其常规营养成分、矿物质、植物化学物（如总酚、总黄酮、类胡萝卜素、维生素C）、抗氧化活性及重金属含量。结果表明，不同部位营养成分和活性物质分布各异，叶片富含蛋白质和钙镁，叶柄钾铁和纤维含量最高，球茎则碳水化合物和磷钠丰富。研究证实甜菜根全株均含黄酮类和强心苷等有益成分，且未检出铅、镉、汞等重金属污染。该研究为开发全株利用的功能性食品和营养保健品提供了科学依据，对促进食品可持续性、减少浪费及提升营养价值具有重要意义。

　　

在追求健康饮食和功能性食品的今天，甜菜根（Beta vulgaris L.）作为一种富含抗氧化剂的十大蔬菜之一，日益受到关注。它不仅含有独特的植物化学物，带来多种治疗优势，还富含维生素、矿物质和多种营养素。然而，在实际消费和加工过程中，人们往往只关注其球茎（即常见的根茎部分），而将叶柄和叶片丢弃，这不仅造成了食物浪费，也忽略了这些部位潜在的营养价值。以往的研究多集中于单一部位的分析，或采用烘箱干燥、风干等其他方法，未能全面揭示冻干技术下全株甜菜根的营养和植物化学特性。特别是在加纳等地区，虽然引进了多种甜菜根品种，但其使用率和认知度仍较低。因此，系统评估甜菜根不同部位的成分差异，对于最大化其健康效益、开发新型食品以及促进当地农业发展至关重要。

为此，一项发表在《Applied Food Research》上的研究对甜菜根的球茎、叶柄和叶片冻干粉进行了全面的比较分析。研究人员从加纳库马西的蔬菜市场采购了新鲜、健康的底特律深红品种甜菜根，经清洗、切片后，使用冻干机在66°C下进行冷冻干燥，再研磨成细粉。研究采用标准方法（如AOAC方法）分析了样品的基本成分（水分、灰分、脂质、蛋白质、纤维、碳水化合物），并通过硫酸-过氧化氢消化、火焰光度法、EDTA滴定法、原子吸收光谱法（AAS）等技术测定了钾（K）、钠（Na）、钙（Ca）、镁（Mg）、磷（P）、铁（Fe）等矿物质含量。植物化学分析包括铝氯化物比色法测定总黄酮含量（以槲皮素当量QE计）、Folin-Ciocalteu法测定总酚含量（以没食子酸当量GAE计），并通过DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除实验评估抗氧化活性。此外，还检测了维生素C（采用碘滴定法）、总类胡萝卜素和β-胡萝卜素（基于紫外分光光度法测量特定波长吸光度计算）以及草酸盐含量，并进行了重金属（铅Pb、镉Cd、汞Hg）筛查。所有数据均以均值±标准差表示，并采用单因素方差分析（ANOVA）和Tukey多重比较检验进行统计分析，置信水平为95%。

研究结果揭示了甜菜根不同部位在营养成分和活性物质上的显著差异。在基本成分方面，叶柄的水分（7.19±0.09%）和粗纤维（18.54±0.15%）含量最高；叶片则富含蛋白质（27.33±0.02%）、灰分（11.81±1.13%）和粗脂肪（5.46±0.19%）；而球茎则以碳水化合物（66.56±0.12%）为主。矿物质分析显示，叶片是钙（15,364±80 mg/kg）和镁（3,744±48 mg/kg）的优质来源；叶柄的钾（76,362.7±283.9 mg/kg）和铁（54.9±3.1 mg/kg）含量显著高于其他部位；球茎则富含磷（5,710±65.4 mg/kg）和钠（88.8±3.2 mg/kg）。植物化学筛查表明，黄酮类和强心苷普遍存在于所有部位；皂苷、萜类和酚类则仅存在于球茎和叶柄；单宁仅见于球茎，而甾体类仅存在于叶片。在活性物质定量上，叶片的总酚（10.058 ± 0.037 mg/g FW）、总类胡萝卜素（13.642 ± 0.144 μg/mL）、β-胡萝卜素（4.593 ± 0.161 μg/mL）和维生素C（40.41±0.34 mg AAE/100g）含量最高。抗氧化活性方面，球茎（60.56±0.09 %抑制率）和叶柄（60.40±0.07 %抑制率）的DPPH自由基清除能力最强，且两者无显著差异，表明其抗氧化能力可能主要来源于甜菜素（betalains）等其他成分，而非维生素C。值得注意的是，所有样品中均未检测到铅、镉和汞等重金属污染。统计分析（ANOVA）证实，所有20个参数在不同部位间均存在高度显著差异（p < 0.001），F值范围从78.45（铁含量）到789.23（钾含量），表明各部位具有独特的营养和植物化学特征。

综上所述，本研究系统评估了甜菜根球茎、叶柄和叶片冻干粉的营养和植物化学组成。结果表明，不同部位具有互补的营养优势：叶片是蛋白质和微量营养素的宝库，叶柄提供卓越的矿物质（尤其是钾和铁）和纤维，球茎则是主要的碳水化合物来源并含有显著的抗氧化成分。所有部位均含有益健康的黄酮类和强心苷，且重金属含量未检出。因此，为了最大化甜菜根的营养价值，建议全株食用。这些发现不仅为消费者提供了科学的饮食指导，强调了全株利用的重要性以减少食物浪费并促进可持续食品系统，而且为食品工业开发富含多种营养素的功能性食品和营养保健品（nutraceuticals）提供了关键数据，特别是在营养缺乏普遍的地区具有重要的公共健康意义。研究的局限性包括未能分析各部位甜菜素（betalains）的含量，以及环境因素和农业条件可能对成分产生影响，建议未来研究对此进行深入探讨。