Afiliere Școală de Psihologie, Facultatea de Științe, Universitatea din Nottingham Campus din Malaezia, Semenyih, Selangor, Malaezia

fructe

Afilieri School of Biosciences, Faculty of Science, University of Nottingham Malaysia Campus, Semenyih, Selangor, Malaysia, Food, Nutrition and Hospitality Group, Department of Food and Tourism Management, Hollings Faculty, Manchester Metropolitan University, Manchester, Marea Britanie

Școala de afiliere a bioștiințelor, Facultatea de Științe, Campusul Universității din Nottingham Malaezia, Semenyih, Selangor, Malaezia

Afilieri School of Psychology, Faculty of Science, University of Nottingham Malaysia Campus, Semenyih, Selangor, Malaysia, Department of Psychology, Faculty of Human Science, Macquarie University, North Ryde, Australia, ARC Center of Excellence in Cognition and its Disorders, Macquarie University, North Ryde, Australia

  • Kok Wei Tan,
  • Brigitte A. Graf,
  • Soma R. Mitra,
  • Ian D. Stephen

Cifre

Abstract

Consumul de carotenoizi dietetici sau suplimente de carotenoizi poate modifica culoarea (galbenitatea) pielii umane prin depunerea crescută de carotenoizi în piele. Deoarece fructele și legumele sunt principalele surse dietetice de carotenoizi, îngălbenirea pielii poate fi o funcție a consumului regulat de fructe și legume. Cu toate acestea, majoritatea studiilor anterioare au folosit tablete sau capsule pentru a suplimenta aportul de carotenoizi și se știe mai puțin despre impactul consumului crescut de fructe și legume asupra culorii pielii. Aici, am examinat modificările culorii pielii într-o populație asiatică (etnie chineză malaeziană) pe parcursul unei intervenții dietetice de șase săptămâni cu un smoothie de fructe bogat în carotenoizi. Optzeci și unu de studenți (34 bărbați, 47 femei; vârsta medie 20,48) au fost repartizați aleatoriu consumând zilnic fie un smoothie de fructe (grup de intervenție), fie apă minerală (grup de control) timp de șase săptămâni. Galbenitatea pielii participanților (CIELab b *), roșeața (a *) și luminanța (L *) au fost măsurate la momentul inițial, de două ori în timpul perioadei de intervenție și la o urmărire de două săptămâni, folosind un spectrofotometru portabil de reflectanță. Rezultatele au arătat o creștere mare a galbenității pielii (p Fig. 1. Proiectarea studiului și uzarea participantului.

Luând în considerare aportul total de carotenoizi și calorii în dieta inițială, participanții au fost repartizați într-un grup de intervenție sau de control prin randomizare în bloc. Participanții au primit fie un smoothie, fie apă în fiecare săptămână timp de 6 săptămâni, iar culoarea pielii a fost măsurată la momentul inițial și în săptămânile 5, 7 și 9. 80,5% dintre participanții la grupul de smoothie și 85% dintre participanții la grupul de control au finalizat intervenţie.

Evaluarea dietei și alocarea participanților

Participanții au completat un chestionar online privind frecvența alimentelor (FFQ) la momentul inițial (în decurs de o săptămână înainte de începerea intervenției). FFQ s-a bazat pe Loy și colab. [11], și a fost modificat pentru a include o gamă mai largă de fructe și legume consumate local: cais, nespus, piersică și persimmon (fructe); spanac, salată și cress de apă (legume cu frunze verzi); Fasole franceză și mazăre verde (leguminoase); morcovi și sfeclă roșie (legume rădăcină); s-au adăugat ardei, broccoli și roșii (alte legume). Pentru fiecare articol, participanții au indicat frecvența cu care au consumat-o (niciodată, o dată pe săptămână, de 2-4 ori pe săptămână, de 5-6 ori pe săptămână, o dată pe zi, de 2-3 ori pe zi, de 4-5 ori pe zi), și numărul de porții standard consumate pe ședință. O fotografie a unei porțiuni standard a produselor alimentare relevante a fost furnizată alături de fiecare întrebare pentru a ajuta la identificare și pentru a servi drept referință pentru dimensiunea standard a porțiunii.

Aportul total de carotenoizi și energie a fost estimat pentru fiecare participant pe baza „Compoziției nutritive a alimentelor din Malaezia” de către Tee și colab. [12]. Valori pentru articolele care nu au fost găsite în Tee și colab. [12] au fost preluate din Fișa nutrienților canadieni [13] (caise, fasole și nespus) sau Fleshman și colab. [14] (roua de miere). Aportul zilnic total de carotenoizi a fost calculat prin înmulțirea conținutului de carotenoizi dintr-o porțiune din fiecare produs alimentar cu numărul de porții consumate pe ședință, de numărul de participanți consumat acel produs alimentar pe săptămână (unde răspunsul în FFQ a fost un interval de zile, a fost utilizat punctul mediu), împărțit la 7 pentru a da consum pe zi și, în final, însumat pe toate produsele alimentare pentru a da o estimare a aportului zilnic total de carotenoizi la momentul inițial. Un proces similar a fost folosit pentru a calcula aportul zilnic de energie.

Participanții au fost alocați pseudo-aleatoriu în grupul de control sau de intervenție pe baza aportului total de carotenoizi de bază, utilizând următoarea procedură. Participanții au fost clasați în funcție de aportul de carotenoizi și repartizați aleatoriu în perechi, astfel încât unul dintre cei doi participanți cu cele mai mari aporturi zilnice de carotenoizi a fost alocat aleatoriu grupului de intervenție și unul grupului de control, și așa mai departe, pentru a asigura o distribuție echilibrată a și consumatori scăzuti de carotenoizi din fiecare grup.

Intervenție dietetică

Participanții la grupul de intervenție au consumat un smoothie cu fructe proaspete bogate în carotenoizi (500 ml) în fiecare săptămână timp de 6 săptămâni. Fructele și legumele au fost curățate și sucite, cu excepția fructelor chiku, banane și dragon roșu, unde bucățile de fructe au fost amestecate cu sucurile mixte și sursa de lipide. Conținutul de energie (kcal) a fost calculat din valorile publicate în Tee și colab. [12], Canadian Nutrient File [13] și producătorul Carotino [16].

Participanții au participat la patru sesiuni de măsurare în timpul studiului - linia de bază (săptămâna 0), intervenția la mijloc (săptămâna 5), ​​la sfârșitul perioadei de intervenție (săptămâna 7) și la două săptămâni după încetarea intervenției (săptămâna 9). Un spectrofotometru de reflexie Konica Minolta CM2600D (Tokyo, Japonia) a fost utilizat pentru a măsura culoarea pielii în spațiul de culoare CIELab - aceasta are avantajul de a lua măsurători precise într-un spațiu de culoare uniform perceptiv în care axele de culoare se bazează pe proprietățile de culoare ale omului sistem vizual, reprezentând deci culoarea într-un mod semnificativ din punct de vedere percepțional. Spațiul de culoare CIELab este format din axe de luminanță (L *), roșu-verde (a *) și albastru-galben (b *) (a se vedea [17] pentru o descriere detaliată). Culoarea a fost măsurată la obrazul drept, la obrazul stâng și la frunte (Fig. 2). Toate măsurătorile au fost efectuate în duplicat, iar valoarea medie a tuturor măsurătorilor la cele trei locații ale feței a fost luată ca valoare măsurată pentru analiză. Reflectanța pielii a fost măsurată la intervale de 10 nm între 360 ​​și 740 nm (un interval care cuprinde spectrul vizual și se extinde ușor în regiunile ultraviolete și infraroșii ale spectrului).

Locații de măsurare a culorii pielii. Măsurătorile s-au făcut de pe obrazul stâng, obrazul drept și frunte cu ajutorul unui spectrofotometru Konica Minolta CM2600d. Măsurătorile au fost făcute în spațiul de culoare CIELab, în ​​duplicat. Valorile medii pentru ambele măsurători și toate cele 3 locații au fost calculate pentru lumină (L *), roșeață (a *) și galben (b *) axe de culoare. Persoana din imagine a dat consimțământul informat în scris (așa cum este subliniat în formularul de consimțământ PLoS) pentru a-și publica imaginea.

Analiza HPLC-UV/VIS a conținutului de carotenoizi din smoothie-uri

Măsurarea compoziției corpului

Înălțimea participanților a fost înregistrată și compoziția corporală a fost măsurată folosind un analizor de compoziție corporală Tanita SC-330 (Tanita, Tokyo, Japonia), care măsoară greutatea corporală și folosește impedanța electrică și a înălțimea introdusă pentru a estima masa grasă, masa fără grăsimi, masa musculară, masa osoasă, apa corporală totală, indicele de masă corporală și rata metabolică bazală.

Analiza datelor

Dintre cei optzeci și unu de participanți care au fost recrutați inițial (săptămâna 0), 71 au participat la a doua sesiune de măsurare (săptămâna 5). Cu toate acestea, trei participanți au fost excluși din analiză, deoarece datele lor erau incomplete. Șaizeci și șapte de participanți au finalizat perioada de intervenție și au participat la a treia măsurătoare (săptămâna 7). Dintre aceștia, 50 de participanți au venit pentru măsurarea finală de urmărire (săptămâna 9; Fig 1).

Pentru a examina modificările fiecărei dimensiuni de culoare pe parcursul studiului, au fost realizate ANOVA mixte (variabilă dependentă: culoarea pielii (L *, a * sau b *), factorul subiecților: măsurare (linia de bază, a doua, a treia și a patra) măsurare), factor între subiecți: grup (intervenție vs. grup de control)). Toate comparațiile în perechi au fost corectate de Bonferroni. Pentru dimensiunea galbenă (b *), a existat un efect principal semnificativ al grupului F (1, 48) = 44,127, p. 05). De asemenea, nu s-a detectat nicio diferență între măsurătorile pentru grupul de control F (3,66) = 1.103, p = .354 (Fig 3).

Galbenitatea pielii a fost determinată înainte (săptămâna 0), în timpul (săptămâna 5) și la sfârșitul (săptămâna 7) a perioadei de intervenție și la urmărirea de două săptămâni (săptămâna 9), utilizând un spectrofotometru portabil de reflectanță. Linia continuă indică grupul de intervenție, linia punctată indică grupul de control, barele de eroare reprezintă eroarea standard a mediei.

S-a găsit o diferență semnificativă în ceea ce privește roșeața feței între cele două grupuri F (1, 48) = 10.402, p = .002. Participanții la grupul de intervenție au avut în general tonuri de piele mai roșii (EMM = 14,431, SE =, 274) în comparație cu cei din grupul de control (EMM = 13,127, SE =, 297). S-a găsit o diferență semnificativă în roșeața feței între măsurători, F (2.112) = 3.115, p = .04 și s-a detectat o interacțiune între grup și măsurare, F (2.112) = 9.937, p. 05). Nu s-a găsit nicio diferență semnificativă în roșeața pielii între măsurătorile pentru grupul de control F (2, 40) = 2.006, p = .151 (Fig 4).

Roșeața pielii a fost determinată înainte (săptămâna 0), în timpul (săptămâna 5) și la sfârșitul (săptămâna 7) a perioadei de intervenție și la urmărirea de două săptămâni (săptămâna 9), utilizând un spectrofotometru portabil de reflectanță. Linia continuă indică grupul de intervenție, linia punctată indică grupul de control, barele de eroare reprezintă eroarea standard a mediei.

Nu a fost detectată nicio diferență de luminanță a pielii între smoothie și grupul martor, F (1, 48) = .862, p = .358. Cu toate acestea, a existat o schimbare semnificativă în luminozitatea pielii participanților între măsurători, F (2,79) = 5,031, p = 0,013. Pielea participanților sa dovedit a fi mai închisă la cea de-a treia măsurătoare (EMM = 59,98, SE =, 455) în comparație cu măsurarea inițială (EMM = 61,746, SE =, 759; diferența medie = -1,766, p = 0,037). Nu s-au găsit diferențe semnificative între alte măsurători (toate p> .05). Nu a fost găsită nicio interacțiune între grup și măsurare pentru ușurința pielii, F (2,79) = .328, p = .678 (Fig. 5).

Luminozitatea pielii a fost determinată înainte (săptămâna 0), în timpul (săptămâna 5) și la sfârșitul (săptămâna 7) a perioadei de intervenție și la urmărirea de două săptămâni (săptămâna 9), utilizând un spectrofotometru portabil de reflectanță. Linia continuă indică grupul de intervenție, linia punctată indică grupul de control, barele de eroare reprezintă eroarea standard a mediei.

Analiza spectrală

Modificările de reflectanță spectrală a pielii de la momentul inițial (săptămâna 0) până la intervenția intermediară (săptămâna 5) au fost utilizate pentru a confirma faptul că modificările de culoare ale pielii au fost cauzate de depunerea carotenoidelor [8,10]. β-carotenul (un carotenoid galben obișnuit) prezintă o absorbție maximă în intervalul 450–490nm al spectrului. Licopenul (un carotenoid roșu comun) prezintă o absorbție maximă în intervalul 470-510nm al spectrului [19]. Grupul de intervenție a prezentat reflectanță redusă a pielii (echivalentă cu o creștere a absorbanței) în intervalul 450-510nm al spectrului, sugerând depunerea atât a carotenoidelor galbene, cât și a celor roșii, mai degrabă decât a melaninei (pentru care absorbția atinge vârfurile la lungimile de undă ultraviolete [20]) sau hemoglobina (pentru care absorbția atinge vârfuri la lungimi de undă mai mici decât carotenoizii [21]), în piele. Acest model nu a fost văzut pentru grupul de control (Fig. 6). Acest lucru oferă un sprijin puternic pentru ideea că schimbarea culorii observată în grupul de suplimente s-a datorat carotenoizilor din smoothie și nu altor factori, cum ar fi bronzarea crescută a soarelui sau perfuzia crescută a sângelui pielii.

Pentru a confirma că modificările de culoare ale pielii erau susceptibile de a fi corelate cu depunerea carotenoidelor în piele, modificarea reflectării spectrale a pielii între măsurătorile inițiale și săptămâna 5 a fost calculată la intervale de 10 nm de la 400-540 nm. O creștere a reflexiei pielii între 450 nm și 510 nm a fost observată în grupul de intervenție (linie continuă), în timp ce nu a fost măsurată o reflexie crescută a pielii în grupul de control (linie punctată lungă). Spectrele de absorbție pentru β-caroten (linie punctată) și licopen (linie scurtă) în 80% etanol, 20% eter sunt incluse pentru comparație.

Rezultate

Caracteristicile dietetice și fiziologice ale participanților la momentul inițial

Dieta inițială a participanților conținea 2158 kcal pe zi (SD = 1309 kcal) și un conținut total estimat de carotenoizi de 6,7 mg (SD = 7,9 mg). Dintre cele 151 de produse alimentare enumerate în Chestionarul privind frecvența alimentelor, șapte articole au contribuit cu 76% din totalul carotenoidelor consumate: suc de morcovi (25,2%), spanac (21,9%), salată (9,1%), papaya (5,6%), varză (5,4 )%), fasole verde (4,7%) și morcov (4,1%). Nu s-a găsit nicio diferență în aportul de carotenoizi (p = 0,844) sau caloric (p = 0,264) între grupul de intervenție și cel de control. Nu a fost găsită nicio diferență semnificativă în compoziția corpului sau în culoarea pielii la momentul inițial între grupurile de intervenție și cele de control (Tabelul 2).

La momentul inițial, s-au măsurat înălțimea și greutatea participanților, iar compoziția corpului, apa corporală totală (TBW) și rata metabolică bazală (BMR) au fost estimate utilizând un analizor de compoziție corporală Tanita SC-330. Culoarea pielii a fost măsurată în spațiul de culoare CIELab folosind un spectrofotometru Konica Minolta CM2600d.

Conținutul de carotenoizi din smoothie-uri

Cantitatea zilnică de smoothie consumată (500 ml) conținea în medie 21,02 mg β-caroten (± 4,38 mg, variind de la 16,07 mg la 26,32 mg), 3,98 mg α-caroten (± 1,05 mg, variind de la 2,38 mg la 5,40 mg) și 1,24 mg licopen (± 0,95 mg, variind de la 0 la 1,92 mg) (Tabelul 3). În medie, o doză zilnică de 25,38 mg de carotenoizi a fost prezentă în smoothie-urile proaspăt preparate, 80% a fost β-caroten, 15% a fost α-caroten și 5% a fost licopen. Conținutul total de carotenoizi (licopen, α-caroten și β-caroten) a fost cel mai ridicat în smoothie-urile A și E, sugerând că alte ingrediente decât morcovul ar fi putut contribui la conținutul total de carotenoizi. Contribuția carotenoidă a uleiului de palmier roșu (Carotino), care a fost prezent în smoothie-urile B, C, D și E a fost de aproximativ 10% din totalul acestor rețete și de aproximativ 6% din totalul studiului în ansamblu, în ciuda culoare roșu aprins de ulei de palmier roșu.

Cantitatea de carotenoizi a fost determinată prin HPLC-UV. Fiecare probă de smoothie a fost extrasă și analizată în triplicat. Au fost create șase rețete diferite de smoothie (A - F) pentru a oferi variații ale gustului și, în funcție de disponibilitatea ingredientelor brute, smoothie A - F au fost preparate în 9, 8, 2, 7, 7 și respectiv 4 zile de studiu. Valorile din tabel sunt conținutul mediu de carotenoizi în fiecare dintre cele 6 variante de smoothie utilizate în studiu (± SD).