Nutrients, minerals, antioxidant pigments and phytochemicals, and antioxidant capacity of the leaves of stem amaranth
Proximate compositions
Table 1 przedstawia skład proximate compositions of stem amaranth. Zawartość wody w liściach wahała się od 82,05 do 88,43 g 100 g-1 FW. Ponieważ wysoką suchą masę liści uzyskano z niższych wilgotności, pięć genotypów (17-18% suchej masy) miało znaczną suchą masę. Dojrzałość rośliny bezpośrednio wiązała się z wilgotnością liści szarłatu łodygowego. Wyniki uzyskane w niniejszych badaniach były w pełni zgodne z doniesieniami dotyczącymi liści szarłatu i słodkiego ziemniaka, przedstawionymi odpowiednio przez Sarker i Oba26 oraz Sun i wsp.27.
Zawartość białka w liściach szarłatu łodygowego podlegała wyraźnym wahaniom. Zawartość białka wahała się od 5,76 do 1,47 g 100 g-1 FW. Dziewięć genotypów charakteryzowało się wyższą zawartością białka w porównaniu do wartości średnich. Jako warzywa liściaste wysoką zawartością białka charakteryzowały się genotypy DS36, DS34, DS26, DS30, DS25 i DS39. Szarłat łodygowy jest głównym źródłem białka dla ubogich mieszkańców krajów o niskich dochodach i wegetarian. Nasze wyniki wykazały, że amarantus łodygowy wykazywał wysoką zawartość białka (3,46 g 100 g-1 FW) niż A. tricolor (1,26%) z naszych poprzednich badań2.
Tłuszcz szarłatu łodygowego wahał się od 0,43, 0,42 do 0,21 g 100 g-1 FW z wielką średnią wartością 0,29 g 100 g-1 FW, i wykazując następującą kolejność: DS33 > DS32 > DS34 > DS37 > DS41. Sarker i Oba26 oraz Sun i wsp.27 zaobserwowali podobne wyniki odpowiednio u A. tricolor i w liściach słodkiego ziemniaka, Podali oni, że funkcje komórek, temperatura ciała i izolacja organów ciała były utrzymywane poprzez katabolizm tłuszczu. Tłuszcze są doskonałym źródłem kwasów tłuszczowych omega-6 i omega-3. Wchłanianie, trawienie i transport witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, takich jak A, D, E i K, zależy głównie od tłuszczów. Zawartość węglowodanów wahała się od 9,85 do 2,21 g 100 g-1 FW, przy średniej wartości 7,24 g 100 g-1 FW. Energia wahała się od 53,38 do 35,91 Kcal 100 g-1 FW, przy średniej 43,66 Kcal 100 g-1 FW. Zawartość popiołu wahała się od 5,43 do 2,09 g 100 g-1 FW przy średniej wartości 3,58 g 100 g-1 FW.
W 17 genotypach szarłatu łodygowego zaobserwowano istotne zróżnicowanie pod względem zawartości włókna pokarmowego. Zawartość włókna pokarmowego wahała się od 95,72 do 62,40 µg g-1 FW, a średnia wartość wynosiła 78,89 µg g-1 FW. Włókno pokarmowe w istotny sposób przyczyniało się do leczenia zaparć, poprawy strawności i smakowitości6. Nasze wyniki wykazały, że liście szarłatu łodygowego były dobrym źródłem błonnika pokarmowego, wilgoci, węglowodanów i białka. Wyniki tego badania potwierdzają wyniki Sarker i oba26.
Skład minerałów
Tabela 2 przedstawia zawartość minerałów w szarłacie macierzystym. W niniejszych badaniach zawartość potasu (K) wahała się od 6,54 mg g-1 do 14,21 mg g-1 DW. Wysoką zawartością potasu charakteryzowało się osiem genotypów, a średnia zawartość potasu wynosiła 9,61 mg g-1 DW. Zawartość potasu u dziesięciu genotypów była znacznie wyższa od ich średniej. Zakres zawartości Ca wynosił 16,06-31,22 mg g-1 DW. Wysoką zawartością Ca charakteryzowało się osiem genotypów, których zawartość była lepsza od wartości średniej. Zawartość Mg nie wykazywała wyraźnych wahań w 17 genotypach szarłatu łodygowego (27,71-32,53 mg g-1 DW). Średnia zawartość Mg wynosiła 29,77 mg g-1 DW. Wysoką zawartością Mg charakteryzowały się trzy genotypy. W naszych badaniach stwierdziliśmy znaczną zawartość K (9,61 mg g-1), wapnia (24,40 mg g-1) i magnezu (29,77 mg g-1) w liściach szarłatu łodygowego, aczkolwiek oznaczaliśmy je na podstawie suchej masy. Podobne wyniki zaobserwowali Chakrabarty i wsp.28 w szarłacie łodygowym oraz Sarker i Oba26 w A. tricolor. Jimenez-Aguiar i Grusak29 podali dobrą zawartość Mg, K i Ca w różnych gatunkach szarłatu. Stwierdzili, że zawartość Mg, Ca i K w różnych gatunkach szarłatu była znacznie wyższa niż w jarmużu, czarnym koszyczku, pająku i szpinaku.
Zawartość żelaza wykazywała wyraźne zróżnicowanie pod względem genotypów (od 739,04 µg g-1 DW do 2546,25 µg g-1 DW). Wartość średnia dla 17 genotypów wyniosła 1131,98 µg g-1 DW. Wysoką zawartość żelaza uzyskano w czterech genotypach, która była wyższa od wartości średniej. Zakres zawartości manganu wahał się od 174,63 µg g-1 DW do 375,33 µg g-1 DW, przy średniej wartości 269,89 µg g-1 DW. Wysoką zawartością manganu charakteryzowało się sześć genotypów. Stwierdzono znaczne i istotne zróżnicowanie zawartości miedzi w badanych genotypach (17,56-42,15 µg g-1 DW). Wysoką zawartość miedzi uzyskano w ośmiu genotypach, które były wyższe od wartości średniej. Zawartość cynku w szarłacie łodygowym była istotnie zróżnicowana pod względem genotypów (od 741,50 µg g-1 DW do 1525,92 µg g-1 DW). Wysoką zawartość cynku stwierdzono u pięciu genotypów, która była wyższa od wartości średniej (1006,53 µg g-1 DW). Liście szarłatu łodygowego zawierały wyższą zawartość cynku i żelaza niż liście manioku30 i groszku plażowego31. Nasze badania wykazały, że liście szarłatu łodygowego zawierały znaczne ilości żelaza (1131,98 µg g-1), manganu (269,89 µg g-1), miedzi (25,03 µg g-1) i cynku (1006,53 µg g-1), aczkolwiek były one mierzone na podstawie suchej masy. Jimenez-Aguiar i Grusak29 odnotowali dużą ilość żelaza, manganu, miedzi i cynku w różnych gatunkach szarłatu. Stwierdzili, że zawartość żelaza, manganu, miedzi i cynku w różnych gatunkach szarłatu była znacznie wyższa niż w jarmużu, czarnym koszyczku, pająku i szpinaku.
Skład antyoksydacyjnych pigmentów liści
Tabela 3 przedstawia skład antyoksydacyjnych pigmentów liści szarłatu łodygowego. Zawartość chlorofilu a różniła się znacząco w szarłacie łodygowym (12,25 do 50,86 mg 100 g-1). Zawartość chlorofilu a była wysoka u trzech genotypów szarłatu łodygowego. Zawartość chlorofilu a u siedmiu genotypów była wyższa od wartości średniej. Stwierdzono znaczne zróżnicowanie zawartości chlorofilu b u 17 genotypów szarłatu (od 5,67 do 27,38 mg 100 g-1). Wyraźne zróżnicowanie zaobserwowano także w zawartości chlorofilu ab (od 18,86 do 74,37 mg 100 g-1). Cztery genotypy wykazywały wysoką zawartość chlorofilu ab, dziewięć genotypów miało wyższą zawartość chlorofilu ab od wartości średniej. Nasze badania wykazały, że genotypy szarłatu łodygowego miały znaczną ilość chlorofilu ab (42,06 mg 100 g-1), chlorofilu a (27,76 mg 100 g-1) i chlorofilu b (14,30 mg 100 g-1), podczas gdy zawartość chlorofilu w A. tricolor podana przez Khanam i Oba32 była stosunkowo niższa.
Betacyanina wahała się od 15,42 do 53,36 µg 100 g-1 przy średniej wartości 31,12 µg 100 g-1. Zawartość betaksantyny wykazywała istotne i zauważalne różnice w 17 genotypach szarłatu łodygowego (od 17,27 do 55,24 µg 100 g-1). Wysoką zawartość betaksantyny zaobserwowano u czterech genotypów. Osiem genotypów charakteryzowało się wyższą zawartością betaksantyny niż wartość średnia. Zawartość betalainy wahała się od 32,70 do 108,60 µg 100 g-1. Wysoką zawartość betalainy zaobserwowano u pięciu genotypów. Osiem genotypów charakteryzowało się wyższą zawartością betalainy od wartości średniej. Zakres zawartości karotenoidów ogółem wynosił od 469,29 µg g-1 do 1675,38 µg g-1. Najwyższą zawartością karotenoidów ogółem charakteryzowały się trzy genotypy. Podobnie wysoką zawartość karotenoidów ogółem stwierdzono u czterech genotypów. Dziesięć genotypów charakteryzowało się wyższą zawartością karotenoidów ogółem od wartości średniej. W niniejszych badaniach stwierdzono znaczącą ilość betacyjaniny (31,12 µg 100 g-1), betaksantyny (31,81 µg 100 g-1), betalainy (62,92 µg 100 g-1) i karotenoidów ogółem (1675,38 µg g-1) w szarłacie macierzystym. Khanam i wsp.33 podali potwierdzające wyniki dla betacyjaniny, betaksantyny, betalainy i całkowitej zawartości karotenoidów w A. tricolor.
Fitochemikalia antyoksydacyjne
Tabela 4 przedstawia TAC, witaminy, TPC i TFC szarłatu łodygowego. Zakres zawartości beta-karotenu wynosił od 355,35 µg g-1 do 1289,26 µg g-1. Wysoką zawartością beta-karotenu charakteryzowały się cztery genotypy. Dziesięć genotypów miało wyższą zawartość beta-karotenu od średniej zawartości beta-karotenu. Zakres zawartości witaminy C wynosił od 431,14 do 431,22 µg g-1 przy średniej wartości 746,58 µg g-1. Siedem genotypów charakteryzowało się wyższą zawartością witaminy C od średniej zawartości witaminy C. Zawartość witaminy C była wysoka u czterech genotypów. Zakres całkowitej zawartości polifenoli (TPC) wynosił od 78,22 GAE µg g-1 DW do 228,66 GAE µg g-1 DW, przy średniej wartości 156,25 GAE µg g-1 DW. Wysoką zawartością polifenoli charakteryzowało się pięć genotypów. Dziesięć genotypów wykazało wyższą zawartość polifenoli od średniej zawartości polifenoli. Stwierdzono znaczne zróżnicowanie zawartości TFC w genotypach szarłatu łodygowego w zakresie od 65,89 RE µg g-1 DW do 157,42 RE µg g-1 DW. Średnia wartość TFC wyniosła 105,84 RE µg g-1 DW. TFC kształtowała się w następującej kolejności: DS30 > DS26 > DS40 > DS35 > DS34. Osiem genotypów wykazywało wyższą wartość TFC od średniej TFC. Zakres wartości TAC (DPPH) wynosił od 8,94 TEAC µg g-1 DW do 26,61 TEAC µg g-1 DW. Pięć genotypów charakteryzowało się wysoką wartością TAC (DPPH). Siedem genotypów wykazywało wyższe wartości TAC (DPPH) od wartości średniej. Zakres wartości TAC (ABTS+) wynosił od 16,71 TEAC µg g-1 DW do 51,73 TEAC µg g-1 DW. Pięć genotypów wykazywało wysokie wartości TAC (ABTS+), a średnia wartość TAC (ABTS+) wynosiła 30,92 TEAC µg g-1 DW. Siedem genotypów wykazywało wyższe wartości TAC (ABTS+) niż średnia wartość TAC (ABTS+).
W niniejszych badaniach stwierdzono znaczną ilość beta-karotenu (1289,26 µg g-1), witaminy C (1355,14 µg g-1) w szarłacie łodygowym, która była relatywnie wyższa niż w A. tricolor3 z naszych wcześniejszych badań. Uzyskane przez nas TPC (228,66 GAE µg g-1 FW) było wyższe od TPC A. tricolor podanego przez Khanam i wsp.33. Zaobserwowane przez nas TFC (157,42 RE µg g-1 DW), TAC (DPPH) (26,61 TEAC µg g-1 DW) i TAC (ABTS+) (51,73 TEAC µg g-1 DW) były zgodne z wynikami uzyskanymi dla A. tricolor przez Khanam i wsp.33. Genotyp DS40 charakteryzował się wysoką zawartością fenoli i antyoksydantów witaminowych oraz wysoką zawartością TAC. Podobnie genotypy DS30 i DS26 charakteryzowały się wysoką zawartością fenoli, minerałów i przeciwutleniaczy oraz wysokim poziomem TAC. Te trzy genotypy mogą być wykorzystane jako odmiany wysokoplenne o wzbogaconym profilu antyoksydacyjnym. Genotypy o wysokim i umiarkowanym profilu antyoksydacyjnym mogą być wykorzystane jako rodzice w przyszłym programie hodowlanym w celu wytworzenia odmian o wysokim plonie i potencjale antyoksydacyjnym. Obecne badania wykazały, że jest to dobre źródło proksymów i minerałów, pigmentów antyoksydacyjnych liści, witamin i przeciwutleniaczy fenolowych oferuje ogromne perspektywy dla żywienia społeczności z niedoborem minerałów, witamin i przeciwutleniaczy.
Badania korelacji
Współczynniki korelacji fitochemicznych, pigmentów antyoksydacyjnych i potencjału antyoksydacyjnego szarłatu łodygowego przedstawiono w tabeli 5. Współczynniki korelacji przedstawione w tabeli 5 wykazały zachęcające wyniki. Zaobserwowano istotną dodatnią korelację pomiędzy TAC (DPPH), chlorofilem ab, betacyjaniną, chlorofilem a, betaksantyną, betalainą, TAC (ABTS+), chlorofilem b i TFC. Shukla et al.34 również odnotowali pozytywne asocjacje w swojej wcześniejszej pracy w A. tricolor. Podobnie, betacyjanina, betaksantyna i betalaina wykazały pozytywne i znaczące współzależności między każdym z nich i z TAC (ABTS+), chlorofilami, TFC, TAC (DPPH) i TPC, który został potwierdzony z wynikami naszych wcześniejszych badań w szarłacie8,9,20,21,22,23,24 wskazując wzrost w każdym pigmencie był bezpośrednio związany ze wzrostem innego pigmentu. Pozytywne i znaczące współzależności TAC (DPPH), pigmentów, TFC, TPC i TAC (ABTS+) wskazywały, że pigmenty, TFC i TPC wykazywały silny potencjał antyoksydacyjny. Istotny negatywny związek zaobserwowano pomiędzy pigmentami a całkowitymi karotenoidami i pigmentami a beta-karotenem, podczas gdy całkowite karotenoidy i beta-karoten wykazywały istotny pozytywny związek z TAC (ABTS+), TAC (DPPH), TPC i TFC, co zostało potwierdzone wynikami naszych wcześniejszych badań nad szarłatem20,21,22,23,24. Wykazano, że wzrost zawartości któregokolwiek z pigmentów liści powodował bezpośredni spadek zawartości karotenoidów ogółem i beta-karotenu. Beta-karoten i karotenoidy ogółem wykazywały silny potencjał antyoksydacyjny, ponieważ cechy te były istotnie i pozytywnie związane z TAC (ABTS+), TAC (DPPH), TPC i TFC. Stwierdzono pozytywną asocjację pomiędzy beta-karotenem i karotenoidami ogółem. Natomiast nieistotny, nieistotny związek zaobserwowano pomiędzy witaminą C a wszystkimi barwnikami liści. Jimenez-Aguilar i Grusak29 podali nieistotną, nieistotną asocjację dla kwasu askorbinowego w szarłacie. Natomiast witamina C była dodatnio i istotnie skorelowana z TAC (ABTS+), TAC (DPPH), TPC i TFC, wskazując na silny udział witaminy C szarłatu łodygowego w aktywności antyoksydacyjnej. TAC (ABTS+), TAC (DPPH), TPC, i TFC powiązane istotnie i dodatnio między sobą, jak również witaminami i pigmentami, wskazując, że witaminy, flawonoidy, pigmenty, fenole silnie przyczyniają się do aktywności antyoksydacyjnej szarłatu. W obecnym badaniu wykazano, że pigmenty liści, witaminy, fenole, flawonoidy miały istotny udział w zdolności antyoksydacyjnej szarłatu łodygowego.
W podsumowaniu, liście szarłatu łodygowego były dobrym źródłem potasu, wapnia, magnezu, żelaza, manganu, miedzi, cynku, chlorofili, witaminy C, betacyjaniny, betaksantyny, TAC, betalainy, karotenoidów, betakarotenu, białka, błonnika pokarmowego, TPC, węglowodanów i TFC. Może być stosowany jako warzywo liściaste dla potencjalnych źródeł antyoksydacyjnych pigmentów liści, betakarotenu, witaminy C, fenoli, minerałów i proksymalnych, flawonoidów w diecie człowieka do osiągnięcia odżywczych i antyoksydacyjnych sufficiency.
.