Mi Young Kim

1 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Colegiul de Științe Naturale, Universitatea Chung-Ang, 4726 Seodong-daero, Daedeok-myeon, Anseong-si, Gyeonggi 456-756, Coreea.

Eun Jin Kim

1 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Colegiul de Științe Naturale, Universitatea Chung-Ang, 4726 Seodong-daero, Daedeok-myeon, Anseong-si, Gyeonggi 456-756, Coreea.

Young-Nam Kim

2 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Universitatea Femeilor Duksung, Seul 132-714, Coreea.

Changsun Choi

1 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Colegiul de Științe Naturale, Universitatea Chung-Ang, 4726 Seodong-daero, Daedeok-myeon, Anseong-si, Gyeonggi 456-756, Coreea.

Bog-Hieu Lee

1 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Colegiul de Științe Naturale, Universitatea Chung-Ang, 4726 Seodong-daero, Daedeok-myeon, Anseong-si, Gyeonggi 456-756, Coreea.

Abstract

Dovlecii au variații considerabile în conținutul de nutrienți, în funcție de mediul de cultivare, specie sau parte. În acest studiu, compozițiile chimice generale și unele componente bioactive, cum ar fi tocoferolii, carotenoizii și β-sitosterolul, au fost analizate la trei specii majore de dovleac (Cucurbitaceae pepo, C. moschata și C. maxima) cultivate în Coreea și, de asemenea, în trei părți (coajă, carne și semințe) din fiecare specie de dovleac. C. maxima avea semnificativ mai mulți carbohidrați, proteine, grăsimi și fibre decât C. pepo sau C. moschata (P Cuvinte cheie: Dovleci, macronutrienți, tocoferoli, carotenoizi, β-sitosterol

Introducere

Dovlecii sunt dovleceii de tărtăcuță din genul Cucurbita și din familia Cucurbitaceae. Speciile de dovleac disponibile includ C. pepo (numit „Kuksuhobak” în coreeană), C. moschata („neulgeunhobak”) și C. maxima („danhobak”). Aceste trei specii sunt cultivate la nivel mondial și au randamente de producție ridicate [1].

Dovlecii sunt fierți și consumați în multe feluri, iar majoritatea părților dovleacului sunt comestibile, de la coaja cărnoasă până la semințe. În Coreea, carnea de dovleac este consumată în supe și sucuri sau este încorporată în diverse alimente, cum ar fi prăjituri de orez, bomboane și pâine. În SUA și Canada, dovleacul este o bază de Halloween și Ziua Recunoștinței. Semințele de dovleac și uleiul de semințe de dovleac sunt, de asemenea, consumate în mod obișnuit în unele țări.

Dovlecii au fost folosiți de mult timp pentru medicina tradițională în multe țări, cum ar fi China, Argentina, India, Mexic, Brazilia și Coreea, deoarece carnea și semințele de dovleac sunt bogate nu numai în proteine, vitamine antioxidante, cum ar fi carotenoizi și tocoferoli [2] . și minerale, dar sărace în grăsimi și calorii. β-carotenul reduce leziunile cutanate cauzate de soare și acționează ca un agent antiinflamator. Se crede că α-carotenul încetinește procesul de îmbătrânire, reduce riscul de a dezvolta cataractă și previne creșterea tumorii. Vitamina E (tocoferoli) protejează celula de daunele oxidative prin prevenirea oxidării acizilor grași nesaturați din membrana celulară. Semințele de dovleac, adesea consumate ca gustare, sunt o sursă bună de zinc, acizi grași polinesaturați [3,4] și fitosteroli (de exemplu β-sitosterol) [1,5], care pot preveni bolile cronice. Studii recente au raportat că dovleacul poate beneficia de tratamentul hiperplaziei benigne de prostată datorită conținutului ridicat de β-sitosterol [6-9]. β-sitosterolul a fost indicat pentru a reduce colesterolul din sânge și pentru a reduce riscurile anumitor tipuri de cancer.

Materiale și metode

pregătirea unei mostre

C. pepo a fost obținut de la o fermă locală (Gunsan, Coreea). C. moschata (Naju, Coreea) și C. maxima (Kochang, Coreea) au fost achiziționate de pe piețele comune de produse agricole din Kwangju, Coreea. Au fost cumpărate peste 20 de dovleci din fiecare specie. Toate probele au fost recoltate și colectate în toamna anului 2008. Probele au fost împărțite în 3 părți: coajă, carne și semințe. Probele au fost liofilizate, amestecate cu ajutorul unui blender manual (PHILIPS HR-1372, Koninklijke Philips Electronics N.V., Amsterdam, Olanda) și depozitate la -70 ° C până la analizare. Toate probele din acest studiu au fost analizate în trei exemplare.

Materiale

O soluție standard de aminoacizi (AA-S-18) a fost achiziționată de la Fluka Ltd. (Buchs, Elveția). Un amestec de esteri metilici cu 37 de acizi grași a fost obținut de la Supelco ™ (Bellefonte, PA, SUA). Standardele α- și γ-tocoferol, β-caroten, β-criptoxantină și β-sitosterol au fost obținute de la Sigma Chemical Co. (St Louis, MO, SUA).

Cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) hexan (JT Baker, Deventer, Olanda), tetrahidrofuran (THF, Acros Organics Co., Geel, Belgia), metanol (JT Baker, Deventer, Olanda) și acetonitril (JT Baker, Deventer, Olanda) au fost utilizate. Au fost achiziționate trietilamină (Fisher Scientific Ltd., Loughborough, Marea Britanie), diclorometan (Acros Organics Co., Geel, Belgia) și N, O-Bis (trimetilsilil) trifluoroacetamidă (BHT, Acros Organics Co.). Toți ceilalți reactivi utilizați au fost de calitate analitică.

Compoziție chimică

Proteinele au fost analizate folosind metoda macro-Kjeldahl (AOAC 984.13) folosind un analizor automat Foss Kjeltec 2300 (Foss Tecator AB, Höganäs, Suedia) [16]. Grăsimea brută a fost analizată prin metoda AOAC 945.16 cu eter ca solvent [16]. Cenușa a fost determinată de un cuptor cu mufla setat la 550) (AOAC 942.05) [16]. Conținutul de umiditate a fost determinat folosind metoda de uscare AOAC 930.15 la 105 ℃ peste noapte [16]. Conținutul total de carbohidrați a fost calculat cu 100- (g umiditate + g proteină + g grăsime + g cenușă) [17].

Analiza aminoacizilor

Aminoacizii au fost măsurați în hidrolizate cu ajutorul unui analizor de aminoacizi Sykam-S433D (Sykam GmbH, Fürstenfeldbruck, Germania). Hidrolizatele au fost preparate așa cum au fost descrise de Moore și Stein [18] și modificate de Mohammed și Yagoub [19]. Soluția de ninhidrină și un tampon eluant (solvent A: pH 3,45 și solvent B: pH 10,85) au fost livrate simultan într-o bobină a reactorului la temperatură ridicată (16 m lungime) la un debit de 0,7 ml/min. Amestecul tampon/ninhidrină a fost încălzit în reactor la 130 ° C timp de 2 minute pentru a accelera reacția de aminoacizi cu ninhidrina. Produsele de reacție au fost detectate cu lumină de 570 nm și 440 nm pe un fotometru cu două canale. Conținutul de aminoacizi a fost calculat din zonele standardelor obținute de la integrator și sunt exprimate ca procente.

Analiza acizilor grași

Probele uscate au fost extrase cu cloroform: metanol (2: 1, v/v) conform metodei Folch și colab. [20]. Materialul solid și non-lipidic a fost îndepărtat, apoi solventul a fost evaporat sub azot gazos. Esterul metilic al acidului gras a fost preparat prin metilarea lipidelor totale, așa cum este descris de Joseph și Ackman [21]. Esterii metilici au fost separați prin cromatografie gazoasă (GC), (Varian 3400 capilar GC cu detector de ionizare cu flacără, Varian, Walnut Creek, CA, SUA și SP-2560, 100 m × 0,25 mm id, Supelco Inc., Bellefonte, PA, SUA) în următoarele condiții. Temperatura detectorului a fost 280 ℃, temperatura orificiului de injecție a fost 250 ℃ și temperatura coloanei a fost 180 ℃. Debitul gazului purtător (hidrogen) a fost de 1 ml/min cu un debit de azot de 30 ml/min. Raportul de împărțire a fost de 50: 1 și probele (1 uL) au fost injectate în triplicat. Pentru a identifica fiecare acid gras, fiecare timp de retenție a fost comparat cu standardul (esterii metilici ai acidului gras Supelco 37).

Analiza tocoferolului și carotenoidului

Tocoferolii și carotenoizii au fost extrase din semințe de dovleac folosind o metodă modificată din Kim și colab. [22] și utilizând HPLC (GLC 351 HPLC system, Gilson, Villiers le Bel, France) cu un detector 151 UV/VIS și o coloană C18 (250 × 4,6 mm i.d., 5 µm, GraceSmart ™, Deerfield, SUA). Faza mobilă a fost de 40 mL de apă (conținând trietilamină [500 µL] și acetat de amoniu [0,4 g]), 60 mL de metanol (conținând BHT [1 g L -1]), 800 mL de acetonitril și 100 mL de THF . Debitul a fost de 1,0 ml/min, iar temperatura coloanei a fost de 24 ° C. Tocoferolii și carotenoizii au fost detectați la 297 nm, respectiv 450 nm. Tocoferolii și carotenoizii au fost cuantificați utilizând curbe de calibrare obținute cu fiecare standard singur și amestecat.

Analiza β-sitosterolului

Două grame de semințe de dovleac au fost hidrolizate cu HCI 6 M așa cum este descris de Toivo și colab. [23]. Extractele uscate au fost saponificate așa cum a fost descris de Maguire și colab. [24]. Stratul de hexan a fost uscat sub azot, redizolvat în 200 uL etanol și depozitat la -20 ℃ pentru analiza HPLC pe un sistem HPLC Gilson (Gilson, Villiers le Bel, Franța) cu o coloană Luna C8 (2) (250 × 4,6 mm id, 5 µm, Phenomenex, Cheshire, Marea Britanie). Faza mobilă a fost 100% acetonitril, debitul a fost de 1,2 ml/min, iar temperatura coloanei a fost de 24 ° C. β-sitosterolul a fost detectat la 208 nm folosind un detector UV.

analize statistice

Toate analizele statistice au fost efectuate folosind SPSS 15.0 (SPSS, Inc., Chicago, SUA). Pentru a determina diferențele în conținutul de nutrienți între specii, s-au efectuat teste ANOVA unidirecționale, urmate de testul post-hoc (testul cu interval multiplu al lui Duncan) pentru a compara mediile. O valoare P Tabelul 1 prezintă compozițiile chimice ale fiecărei specii de dovleac. Conținutul cărnii de C. maxima, C. pepo și C. moschata conținea 26,23 ± 0,20 g carbohidrați/kg greutate brută, 42,39 ± 0,84 g/kg și, respectiv, 133,53 ± 1,44 g/kg. C. maxima avea în mod semnificativ mai mulți carbohidrați în carne și în coajă decât C. pepo și C. moschata. C. maxima avea semnificativ mai multe proteine ​​în carne (11,31 ± 0,95 g/kg greutate brută) și coajă (16,54 ± 2,69 g/kg greutate brută) decât C. pepo și C. moschata (P 1)

comparația

1) Valorile sunt medii ± SD. Diferite litere supercriptate într-un rând indică diferențe semnificative prin testul cu interval multiplu al lui Duncan (P Tabelul 2. Cu excepția acidului aspartic, carnea și coaja de C. maxima au avut un conținut mai mare de aminoacizi decât cele două specii. În semințe C. pepo a avut Semințele de dovleac conțineau toți cei 9 aminoacizi esențiali. Conținutul de arginină în semințele C. pepo (63,99 ± 0,88 mg/kg greutate brută) a fost mult mai mare decât în ​​C. moschata (7,03 ± 0,58 mg/kg greutate brută)) sau C. maxima (8,69 ± 0,97 mg/kg greutate brută) Glicina nu a fost detectată în carnea de C. pepo, în timp ce C. moschata și C. maxima conțineau cantități mici (0,05 ± 0,01 și 0,12 ± 0,01 mg/kg metionină nu a fost detectată în carne de C. pepo sau C. moschata, dar C. maxima conținea o cantitate mică (0,11 ± 0,00 mg/kg greutate brută).

masa 2

Concentrațiile de aminoacizi (mg/kg greutate brută) în dovleci (Cucurbitaceae) pe specii și pe partea 1)

1) Valorile sunt medii ± SD. Diferite litere supercriptate într-un rând indică diferențe semnificative prin testul cu interval multiplu (P 2) DD al lui Duncan, nedetectat

Acizi grași

Tabelul 3 prezintă compozițiile de acizi grași din semințele de dovleac. Șapte tipuri de acizi grași în C. pepo, 4 acizi grași în C. moschata și 10 acizi grași în C. maxima au fost detectați în acest studiu. Semințele au fost 18,62-20,11% acid gras saturat, 14,90-32,40% acid gras mononesaturat (MUFA) și 35,72-56,84% acid polinesaturat (PUFA). Semințele C. pepo și C. moschata conțineau cantități similare de acid oleic (C. pepo: 32.40 ± 0.56% grăsime, C. moschata: 31.34 ± 0.12% grăsime) și acid linoleic (C. pepo: 36.40 ± 0.82% grăsime, C moschata: 35,72 ± 0,25% grăsime), dar semințele C. maxima conțineau mai mult acid linoleic (56,60 ± 0,29% grăsime) decât acid oleic (14,83 ± 0,05% grăsime). C. maxima a avut PUFA de 3 ori mai mare decât MUFA. Conținutul de PUFA în C. maxima a fost semnificativ mai mare decât C. pepo și C. moschata (P 1)

1) Rezultatele sunt exprimate ca% din fracția totală de acizi grași. Valorile sunt medii ± SD. Diferite litere supercriptate într-un rând indică diferențe semnificative prin testul cu interval multiplu al lui Duncan (P Tabelul 4. C. maxima a avut cel mai mare conținut de α-tocoferol din coajă, dar cele 3 specii nu au diferit semnificativ. Conținutul de α-tocoferol din semințe de C. pepo, C. moschata și C. maxima au fost 21,33 ± 3,65, 25,74 ± 0,73 și, respectiv, 20,73 ± 1,33 mg/kg greutate brută. În carne, numai C. moschata conținea γ-tocoferol și C. coji maxime conțineau γ-tocoferol. Conținutul de γ-tocoferol al semințelor în C. pepo (61,65 ± 17,66 mg/kg greutate brută) și C. moschata (66,85 ± 4,90 mg/kg greutate brută) au fost mai mari decât semințele C maxima 28,70 ± 2,13 mg/kg greutate brută), (P 1)

1) Valorile sunt medii ± SD. Diferitele litere superindice dintr-un rând indică diferențe semnificative prin testul intervalului multiplu al lui Duncan (P 0,05). γ-Tocoferolul a fost prezent doar în carnea de C. moschata, în cojile de C. pepo și C. maxima și în semințele tuturor celor 3 specii. Conținutul de α-tocoferol (2,31 mg/kg) în carnea de C. maxima a fost mult mai mic decât cel raportat în baza de date cu nutrienți USDA (1,06 mg/100 g dovleac comestibil) [32]. Nivelurile de α- și γ-tocoferol din semințele de dovleac din acest studiu au fost mai mici decât cele raportate pentru 12 cultivare de semințe de dovleac din SUA [2]. Stevenson și colab. [2] au raportat un conținut de α-tocoferol și γ-tocoferol între 27,1-75,1 mg/kg și, respectiv, 74,9-492,8 mg/kg. Conținutul de γ-tocoferol din semințele C. pepo și C. moschata a fost de obicei de 2,5-3,0 ori mai mare decât α-tocoferolul. α-Tocoferolul are cea mai mare biodisponibilitate, cu toate acestea, γ-tocoferolul poate avea activități antioxidante mai mari [36,37]. Whang și colab. [38] a raportat că conținutul de β-caroten din carnea și coaja de C. moschata cultivat în Coreea a fost similar. În acest studiu, conținutul de β-caroten în cojile a 3 specii a fost cu 5-15 ori mai mare decât în ​​carne.

β-Sitosterolul este un fitosterol, care este o componentă integrantă a membranelor celulare vegetale și este abundent în uleiuri vegetale, nuci, semințe și cereale [46]. Fitosterolii pot reduce atât colesterolul seric total, cât și colesterolul LDL la om prin inhibarea absorbției colesterolului din dietă [47] și pot preveni cancerul [48]. Recent, s-a propus că sterolii din plante au alte efecte pozitive asupra sănătății [49]. β-Sitosterolul este considerat în special un tratament pentru hiperplazia benignă de prostată [8]. Semințele C. pepo au avut mult mai mult β-sitosterol (383,89 ± 48,15 mg/kg greutate brută), (P Phillips KM, Ruggio DM, Ashraf-Khorassani M. Compoziția de fitosterol de nuci și semințe consumate în mod obișnuit în Statele Unite. J Agric Food Chem. 2005; 53: 9436-9445. [PubMed] [Google Scholar]