Ravintoaineet, kivennäisaineet, antioksidanttiset pigmentit ja fytokemikaalit sekä varren amarantin lehtien antioksidanttikapasiteetti

Maksimiarvojen koostumukset

Taulukossa 1 on esitetty varren amarantin maksimiarvojen koostumukset. Lehtien vesipitoisuus vaihteli välillä 82,05-88,43 g 100 g-1 FW. Koska alhaisemmilla kosteuspitoisuuksilla saatiin korkea lehtien kuiva-aine, viidellä genotyypillä (17-18 % kuiva-ainetta) oli huomattava kuiva-ainepitoisuus. Kasvin kypsyys oli suoraan yhteydessä varren amarantin lehtien kosteuspitoisuuteen. Tässä tutkimuksessa saadut havainnot vastasivat täysin Sarkerin ja Oban26 sekä Sunin ym.27 raportteja amarantin ja bataatin lehdistä.

Varsiamarantti-varren lehtien proteiinipitoisuuksissa esiintyi suuria vaihteluita. Proteiinipitoisuus vaihteli välillä 5,76-1,47 g 100 g-1 FW. Yhdeksän genotyypin proteiinipitoisuus oli korkeampi kuin niiden keskiarvo. Lehtivihanneksina genotyyppien DS36, DS34, DS26, DS30, DS25 ja DS39 proteiinipitoisuus oli korkea. Varsiamarantti on pienituloisten maiden köyhien ihmisten ja kasvissyöjien tärkein proteiininlähde. Tuloksemme osoittivat, että varsi-amarantilla oli korkea proteiinipitoisuus (3,46 g 100 g-1 FW) kuin A. tricolorilla (1,26 %) aiemmassa tutkimuksessamme2.

Varsi-amaranttien rasvapitoisuudet vaihtelivat välillä 0,43, 0,42-0,21 g 100 g-1 FW, ja niiden suuri keskiarvo oli 0,29 g 100 g-1 FW, ja ne osoittivat seuraavaa järjestystä: DS33 > DS32 > DS34 > DS37 > DS41. Sarker ja Oba26 sekä Sun et al.27 havaitsivat samankaltaisia tuloksia A. tricolorissa ja bataatin lehdissä. He raportoivat, että solujen toiminta, ruumiinlämpö ja elinten eristys ylläpidettiin rasvan katabolian avulla. Rasvat ovat erinomainen omega-6- ja omega-3-rasvahappojen lähde. Rasvaliukoisten vitamiinien, kuten A-, D-, E- ja K-vitamiinien, imeytyminen, ruoansulatus ja kuljetus riippuvat pääasiassa rasvoista. Hiilihydraattipitoisuus vaihteli välillä 9,85-2,21 g 100 g-1 FW ja keskiarvo oli 7,24 g 100 g-1 FW. Energiasisältö vaihteli 53,38-35,91 Kcal 100 g-1 FW ja suuri keskiarvo oli 43,66 Kcal 100 g-1 FW. Tuhkapitoisuus vaihteli 5,43:sta 2,09:een g 100 g-1 FW, ja suuri keskiarvo oli 3,58 g 100 g-1 FW.

Ravintokuidun osalta 17 varsiamarantti-genotyypissä havaittiin merkittäviä eroja. Ravintokuidun määrä vaihteli 95,72-62,40 µg g-1 FW ja keskiarvo oli 78,89 µg g-1 FW. Ravintokuitu vaikutti merkittävästi ummetuksen hoitoon, sulavuuteen ja maittavuuteen6. Tuloksemme osoittivat, että varsiamarantin lehdet olivat hyvä ravintokuidun, kosteuden, hiilihydraattien ja proteiinin lähde. Tämän tutkimuksen tulokset sopivat yhteen Sarkerin ja oban26 tulosten kanssa.

Kivennäisaineiden koostumus

Taulukossa 2 esitetään varsiamarantin kivennäisainepitoisuudet. Tässä tutkimuksessa kaliumin (K) pitoisuus vaihteli 6,54 mg g-1 ja 14,21 mg g-1 DW välillä. Korkea kaliumpitoisuus saatiin kahdeksasta genotyypistä, joiden suuri keskiarvo oli 9,61 mg g-1 DW. Kymmenen genotyypin kaliumpitoisuus oli paljon suurempi kuin niiden suuri keskiarvo. Ca-pitoisuuden vaihteluväli oli 16,06-31,22 mg g-1 DW. Kahdeksassa genotyypissä havaittiin korkea Ca-pitoisuus, joka oli parempi kuin vastaava keskiarvo. Mg-pitoisuudessa ei ollut huomattavaa vaihtelua 17 amarantti-genotyypissä (27,71-32,53 mg g-1 DW). Keskimääräinen Mg-pitoisuus oli 29,77 mg g-1 DW. Kolmessa genotyypissä todettiin korkea Mg-pitoisuus. Tässä tutkimuksessamme löysimme varsiamarantin lehdistä merkittävän määrän K:ta (9,61 mg g-1), kalsiumia (24,40 mg g-1) ja magnesiumia (29,77 mg g-1), vaikkakin määritimme sen kuivapainon perusteella. Chakrabarty et al.28 havaitsi varsiamarantista ja Sarker ja Oba26 A. tricolorista samanlaisia tuloksia. Jimenez-Aguiar ja Grusak29 raportoivat Mg:n, K:n ja Ca:n runsaista määristä eri amaranttilajeissa. He raportoivat, että amarantin eri lajien Mg-, Caja K-pitoisuudet olivat paljon korkeammat kuin lehtikaalin, mustan yöuniversumin, hämähäkkikukan ja pinaatin.

Rautapitoisuudessa oli huomattavia vaihteluita genotyyppien välillä (739,04 µg g-1 DW – 2546,25 µg g-1 DW). Kaikkiaan 17 genotyypin keskiarvo oli 1131,98 µg g-1 DW. Korkea rautapitoisuus saatiin neljästä genotyypistä, jotka olivat keskiarvoa korkeampia. Mangaanipitoisuuden vaihteluväli oli 174,63 µg g-1 DW ja 375,33 µg g-1 DW välillä keskiarvon ollessa 269,89 µg g-1 DW. Kuudella genotyypillä oli korkea mangaanipitoisuus. Kuparipitoisuudessa havaittiin merkittäviä ja huomattavia vaihteluita tutkituissa genotyypeissä (17,56-42,15 µg g-1 DW). Kahdeksasta genotyypistä saatiin korkea kuparipitoisuus, joka oli keskiarvoa korkeampi. Varsiamarantin sinkkipitoisuus vaihteli merkittävästi genotyyppien välillä (741,50 µg g-1 DW – 1525,92 µg g-1 DW). Viidessä genotyypissä havaittiin korkea sinkkipitoisuus, joka oli suurempi kuin suuri keskiarvo (1006,53 µg g-1 DW). Amarantin lehdet sisälsivät enemmän sinkkiä ja rautaa kuin maniokin30 ja rantaherneen31 lehdet. Tutkimuksemme osoitti, että varsiamarantin lehdissä oli huomattavasti rautaa (1131,98 µg g-1), mangaania (269,89 µg g-1), kuparia (25,03 µg g-1) ja sinkkiä (1006,53 µg g-1), vaikka ne mitattiin kuivapainon perusteella. Jimenez-Aguiar ja Grusak29 raportoivat rautaa, mangaania, kuparia ja sinkkiä olevan runsaasti eri amaranttilajeissa. He raportoivat, että rauta-, mangaani-, kupari- ja sinkkipitoisuudet eri amaranttilajeissa olivat paljon korkeammat kuin lehtikaalin, mustapihlajan, hämähäkkikukan ja pinaatin pitoisuuksissa.

Lehtien antioksidanttisten lehtipigmenttien koostumus

Taulukossa 3 on esitetty varsi-amarantin lehtien antioksidanttisten lehtipigmenttien koostumus. a-klorofylli-a:n pitoisuudet poikkesivat toisistaan varsi-amaranantissa huomattavan paljon toisistaan (12,25 – 50,86 mg 100 g-1). Klorofylli-a-pitoisuus oli korkea kolmessa varsiamarantin genotyypissä. Seitsemän genotyypin klorofylli-a-pitoisuus oli keskiarvoa korkeampi. Klorofylli b-pitoisuudessa oli huomattavia vaihteluita 17 amarantin varren genotyypissä (5,67-27,38 mg 100 g-1). Myös klorofylli ab:n pitoisuudessa havaittiin huomattavaa vaihtelua (18,86-74,37 mg 100 g-1). Neljällä genotyypillä oli korkea klorofylliab-pitoisuus, ja yhdeksän genotyypin klorofylliab-pitoisuus oli keskiarvoa korkeampi. Tutkimuksemme osoitti, että amarantti-varren genotyypeissä oli huomattava määrä klorofylli ab:tä (42,06 mg 100 g-1), klorofylli a:ta (27,76 mg 100 g-1) ja klorofylli b:tä (14,30 mg 100 g-1), kun taas Khanamin ja Oban32 raportoimat klorofyllipitoisuudet A. tricolourin lajikkeessa olivat suhteellisesti alhaisempia.

Betasyaniini vaihteli 15,42-53,36 µg 100 g-1 välillä keskiarvon ollessa 31,12 µg 100 g-1. Betaksantiinipitoisuus osoitti merkittäviä ja huomattavia eroja 17 varsiamarantti-genotyypissä (17,27-55,24 µg 100 g-1). Korkea betaksantiinipitoisuus havaittiin neljässä genotyypissä. Kahdeksan genotyypin betaksantiinipitoisuus oli keskiarvoa suurempi. Betalaiini vaihteli välillä 32,70-108,60 µg 100 g-1. Viidessä genotyypissä havaittiin korkea betalaiinipitoisuus. Kahdeksan genotyypin betalaiinipitoisuus oli keskiarvoa korkeampi. Karotenoidien kokonaispitoisuuden vaihteluväli oli 469,29 µg g-1 – 1675,38 µg g-1. Kolmen genotyypin kokonaiskarotenoidipitoisuus oli suurin. Samoin neljässä genotyypissä todettiin korkea kokonaiskarotenoidipitoisuus. Kymmenen genotyypin kokonaiskarotenoidipitoisuus oli keskiarvoa korkeampi. Tässä tutkimuksessa todettiin, että varsiamarantissa oli huomattava määrä betasyaniinia (31,12 µg 100 g-1), betaksantiinia (31,81 µg 100 g-1), betalaiinia (62,92 µg 100 g-1) ja karotenoidien kokonaispitoisuutta (1675,38 µg g-1). Khanam et al.33 raportoi vahvistavia tuloksia A. tricolor -lajin betasyaniinin, betaksantiinin, betalaiinin ja kokonaiskarotenoidien pitoisuuksista.

Antioksidanttiset fytokemikaalit

Taulukossa 4 on esitetty varsiamarantin TAC, vitamiinit, TPC ja TFC. Beetakaroteenipitoisuuden vaihteluväli oli 355,35 µg g-1 – 1289,26 µg g-1. Neljässä genotyypissä oli korkea beetakaroteenipitoisuus. Kymmenessä genotyypissä oli keskimääräistä beetakaroteenia enemmän beetakaroteenia. C-vitamiinipitoisuuden vaihteluväli oli 431,14-431,22 µg g-1 ja keskiarvo 746,58 µg g-1. Seitsemän genotyypin C-vitamiinipitoisuus oli korkeampi kuin keskimääräinen C-vitamiinipitoisuus. 4 genotyypin C-vitamiinipitoisuus oli korkea. Kokonaispolyfenolipitoisuuden (TPC) vaihteluväli oli 78,22 GAE µg g-1 DW ja 228,66 GAE µg g-1 DW välillä keskiarvon ollessa 156,25 GAE µg g-1 DW. Viidellä genotyypillä oli korkea polyfenolipitoisuus. Kymmenen genotyypin polyfenolipitoisuus oli suurempi kuin keskimääräinen polyfenolipitoisuus. Varsiamarantti-genotyyppien TFC-pitoisuudessa havaittiin huomattavia vaihteluita, ja vaihteluväli oli 65,89 RE µg g-1 DW ja 157,42 RE µg g-1 DW välillä. TFC:n keskiarvo oli 105,84 RE µg g-1 DW. TFC oli seuraavassa järjestyksessä: DS30 > DS26 > DS40 > DS35 > DS34. Kahdeksan genotyyppiä osoitti keskimääräistä TFC-arvoa korkeampaa TFC-arvoa. TAC:n (DPPH) vaihteluväli oli 8,94 TEAC µg g-1 DW – 26,61 TEAC µg g-1 DW. Viidellä genotyypillä oli korkea TAC (DPPH). Seitsemän genotyypin TAC (DPPH) oli keskiarvoa korkeampi. TAC:n (ABTS+) vaihteluväli oli 16,71 TEAC µg g-1 DW – 51,73 TEAC µg g-1 DW. Viidellä genotyypillä oli korkea TAC (ABTS+), ja TAC (ABTS+) keskiarvo oli 30,92 TEAC µg g-1 DW. Seitsemällä genotyypillä oli korkeampi TAC (ABTS+) kuin keskimääräinen TAC (ABTS+).

Tässä tutkimuksessa löysimme varsiamarantista merkittävän määrän beetakaroteenia (1289,26 µg g-1) ja C-vitamiinia (1355,14 µg g-1), joka oli suhteellisesti korkeampi kuin aiempien tutkimustemme A. tricolor3. Saamamme TPC (228,66 GAE µg g-1 FW) oli korkeampi kuin Khanam et al.33 raportoima A. tricolor -lajin TPC. Havaitsemamme TFC (157,42 RE µg g-1 DW), TAC (DPPH) (26,61 TEAC µg g-1 DW) ja TAC (ABTS+) (51,73 TEAC µg g-1 DW) olivat samansuuntaisia kuin Khanam et al. 33:n A. tricolorin tulokset. Genotyyppi DS40 osoitti korkeita fenoli- ja vitamiiniantioksidanttipitoisuuksia sekä korkeita TAC-arvoja. Samoin genotyypeillä DS30 ja DS26 oli korkea fenoli-, mineraali- ja antioksidanttipitoisuus sekä korkea TAC. Näitä kolmea genotyyppiä voitaisiin käyttää antioksidanttiprofiililla rikastettuina runsassatoisiin lajikkeisiin. Korkean ja kohtalaisen korkean antioksidanttiprofiilin omaavia genotyyppejä voitaisiin käyttää vanhempina tulevassa jalostusohjelmassa korkeatuottoisten ja antioksidanttipotentiaalisten lajikkeiden tuottamiseksi. Tämä tutkimus osoitti, että se on hyvä lähi- ja kivennäisaineiden, antioksidanttisten lehtipigmenttien, vitamiinien ja fenolisten antioksidanttien lähde, joka tarjoaa valtavia mahdollisuuksia kivennäisaineiden, vitamiinien ja antioksidanttien puutteesta kärsivän yhteisön ruokkimiseen.

Korrelaatiotutkimukset

Taulukossa 5 esitetään varsiamarantin fytokemikaalien, antioksidanttisten pigmenttien ja antioksidanttisen potentiaalin korrelaatiot. Taulukossa 5 esitetyillä korrelaatiokertoimilla oli rohkaisevia tuloksia. Havaittiin merkittävä positiivinen korrelaatio TAC:n (DPPH), klorofylli ab:n, betasyaniinin, klorofylli a:n, betaksantiinin, betalaiinin, TAC:n (ABTS+), klorofylli b:n ja TFC:n välillä. Myös Shukla et al.34 raportoivat positiivisia yhteyksiä aiemmassa työssään A. tricolorilla. Vastaavasti betasyaniini, betaksantiini ja betalaiini osoittivat positiivista ja merkittävää keskinäistä suhdetta keskenään ja TAC:n (ABTS+), klorofyllien, TFC:n, TAC:n (DPPH) ja TPC:n kanssa, mikä vahvisti aiempien amarantilla tekemiemme tutkimusten tulokset8,9,20,21,22,23,24 , jotka osoittivat, että minkä tahansa pigmentin lisääntyminen oli suorassa yhteydessä jonkin toisen pigmentin lisääntymiseen. TAC:n (DPPH), pigmenttien, TFC:n, TPC:n ja TAC:n (ABTS+) positiivinen ja merkitsevä keskinäinen yhteys osoitti, että pigmenteillä, TFC:llä ja TPC:llä oli vahva antioksidanttinen potentiaali. Pigmenttien ja karotenoidien kokonaismäärän ja pigmenttien ja beetakaroteenin välillä havaittiin merkitsevä negatiivinen yhteys, kun taas karotenoidien kokonaismäärän ja beetakaroteenin ja TAC:n (ABTS+), TAC:n (DPPH), TPC:n ja TFC:n välillä havaittiin merkitsevä positiivinen yhteys, joka vahvisti aikaisempien tutkimustemme tulokset amarantilla20,21,22,23,24. Se osoitti, että minkä tahansa lehtipigmentin lisääntyminen vähensi suoraan karotenoidien ja beetakaroteenin kokonaismäärää. Beetakaroteenilla ja kokonaiskarotenoideilla oli vahva antioksidanttinen potentiaali, sillä nämä ominaisuudet olivat merkittävästi ja positiivisesti yhteydessä TAC:iin (ABTS+), TAC:iin (DPPH), TPC:hen ja TFC:hen. Beetakaroteenin ja kokonaiskarotenoidien välillä oli positiivinen yhteys. Sitä vastoin C-vitamiinin ja kaikkien lehtipigmenttien välillä havaittiin vähäinen merkityksetön yhteys. Jimenez-Aguilar ja Grusak29 raportoivat, että askorbiinihapon yhteys amarantissa on vähäinen ja merkityksetön. C-vitamiini korreloi positiivisesti ja merkitsevästi TAC:n (ABTS+), TAC:n (DPPH), TPC:n ja TFC:n kanssa, mikä osoittaa amarantin varren C-vitamiinin vahvan panoksen antioksidanttitoimintaan. TAC (ABTS+), TAC (DPPH), TPC ja TFC liittyivät merkittävästi ja positiivisesti toisiinsa sekä vitamiineihin ja pigmentteihin, mikä osoitti, että vitamiinit, flavonoidit, pigmentit ja fenolit vaikuttivat voimakkaasti amarantin antioksidanttiseen aktiivisuuteen. Tässä tutkimuksessa kävi ilmi, että lehtipigmentit, vitamiinit, fenolit ja flavonoidit vaikuttivat merkittävästi varsiamarantin antioksidanttikapasiteettiin.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että varsiamarantin lehdet olivat hyviä kaliumin, kalsiumin, magnesiumin, raudan, mangaanin, kuparin, sinkin, klorofyllien, C-vitamiinin, beetasyaniinin, beetaksantiinin, TAC:n, betalaiinin, karotenoidien, beetakaroteenin, proteiinin, ravintokuidun, TPC:n, hiilihydraattien ja TFC:n lähteitä. Sitä voitaisiin käyttää lehtivihanneksina antioksidanttisten lehtipigmenttien, betakaroteenin, C-vitamiinin, fenolien, kivennäisaineiden ja proksimaatin, flavonoidien potentiaalisina lähteinä ihmisen ruokavaliossa ravitsemuksellisen ja antioksidanttisen riittävyyden saavuttamiseksi.