南瓜(Cucurbita moschata )是一种在全球广泛种植的重要蔬菜作物,在孟加拉国的蔬菜生产和消费中占据着重要地位,其产量约占该国蔬菜总产量的14%。它不仅营养丰富,含有碳水化合物、矿物质和维生素,特别是作为抗氧化剂和维生素A原的类胡萝卜素,还富含多种生物活性成分,这些成分被认为具有预防癌症、糖尿病、冠心病和高血压等慢性疾病的潜力。通常,人们主要食用南瓜的果肉部分,而果皮和种子往往被当作农业废弃物丢弃。然而,有研究表明,南瓜的果皮和种子同样是宝贵营养源和生物活性物质的来源。因此,全面评估南瓜不同部位(果皮、果肉、种子)在不同成熟阶段(青熟期与完熟期)的营养价值变化,对于减少浪费、开发南瓜全果利用策略以及提升其附加价值至关重要。目前,关于孟加拉国农业研究所(BARI)培育的高产、抗病南瓜品种(如BARI Pumpkin-1, BARI Pumpkin-2, BARI Hybrid Pumpkin-1)在不同成熟阶段各部位营养成分的系统性研究仍较为缺乏。为了解决这一问题,研究人员开展了本研究,旨在详细揭示这三个品种在青熟和完熟两个阶段下,其果皮、果肉和种子在理化特性(水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、碳水化合物、总可溶性固形物TSS、糖、可滴定酸度)、维生素C、β-胡萝卜素以及生物活性化合物(总酚含量TPC、总黄酮含量TFC)和抗氧化活性(DPPH自由基清除能力)方面的差异,为优化南瓜的采收期、加工利用以及功能性食品开发提供科学数据。本研究的相关成果发表在《Applied Food Research》上。
本研究采用标准方法对三个BARI南瓜品种的青熟期和完熟期样品的果皮、果肉和种子进行了分析。关键方法包括:采用AOAC(2000)方法进行近似成分(水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、粗纤维)分析,碳水化合物通过计算法得出;使用数字折光仪测定总可溶性固形物(TSS, °Brix);采用Fehling滴定法测定还原糖和总糖;通过滴定NaOH计算可滴定酸度;使用2,6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量;通过分光光度法在特定波长(663, 645, 505, 453 nm)下测定β-胡萝卜素含量;采用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量(TPC),以没食子酸当量(GAE)表示;采用氯化铝比色法测定总黄酮含量(TFC),以槲皮素当量(QE)表示;并通过DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性。样本来源于杰索尔Churamonkati市场的南瓜。
3.1. 理化性质分析
3.1.1. 近似成分分析
研究表明,从青熟期到完熟期,南瓜各部位的水分含量下降,而总可溶性固形物(TSS)增加。果皮的灰分和维生素C浓度随着成熟而降低。在完熟期,BARI Pumpkin-2的种子含有最高的蛋白质(20.80±1.12%)和脂肪(24.68±0.04%)含量。完熟期BARI Pumpkin-1的果肉还原糖含量最高(3.04±0.2%),而完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1的果肉总糖含量最高(11.96±0.07%)。青熟期BARI Pumpkin-2的种子总酚含量(229.61±1.60 mg GAE/100 g)和总黄酮含量(146.04±1.07 mg QE/100 g)最高,而完熟期BARI Pumpkin-1的果皮β-胡萝卜素含量最高(12.99±0.12 mg/100 g)。青熟期南瓜各部位的抗氧化活性(DPPH清除能力)相对较高。种子在粗脂肪、粗蛋白和粗纤维含量上普遍高于果皮和果肉。果皮的碳水化合物含量相对较高。
3.1.2. 总可溶性固形物(TSS, °Brix)
完熟期南瓜各部位的TSS均高于青熟期。其中,完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1果肉的TSS最高(15.31±0.99 °Brix),而青熟期BARI Pumpkin-2果肉的TSS最低(9.0±0.77 °Brix)。总体而言,BARI Hybrid Pumpkin-1的TSS高于BARI Pumpkin-1和BARI Pumpkin-2。
3.1.3. 还原糖(%)与总糖(%)
南瓜各部位的还原糖和总糖含量在成熟过程中增加。果肉中的糖含量普遍高于果皮和种子。完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1果肉的还原糖含量较高,而完熟期BARI Pumpkin-1果肉的总糖含量较高。研究表明,成熟过程中淀粉分解酶(如淀粉酶和转化酶)活性增加是糖分升高的原因。
3.1.4. 可滴定酸度(%)
可滴定酸度随着南瓜的成熟而降低。青熟期BARI Pumpkin-1果肉的可滴定酸度最高(0.19±0.03%),而完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1种子的可滴定酸度最低(0.02±0.003%)。果肉的可滴定酸度通常高于种子和果皮。
3.1.5. 维生素C含量(mg/100 g)
果肉的维生素C含量从青熟期到完熟期呈现上升趋势,例如BARI Hybrid Pumpkin-1果肉从23.69±0.51 mg/100 g增至36.98±0.50 mg/100 g。相反,果皮和种子的维生素C含量随着成熟而下降。完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1果肉的维生素C含量最高。
3.1.6. β-胡萝卜素含量(mg/100 g)
完熟期南瓜各部位的β-胡萝卜素含量显著高于青熟期。果皮的β-胡萝卜素含量最高,其次是果肉和种子。完熟期BARI Pumpkin-1果皮的β-胡萝卜素含量最高(12.99±0.12 mg/100 g),而完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1果肉的β-胡萝卜素含量在果肉中最高(5.99±0.02 mg/100 g)。研究表明,果皮是天然抗氧化剂的良好来源。
3.2. 生物活性化合物与抗氧化活性
3.2.1. 总酚含量(TPC)
青熟期南瓜各部位的总酚含量高于完熟期。种子中的总酚含量最高,其次是果肉和果皮。青熟期BARI Hybrid Pumpkin-2种子的总酚含量最高(229.61 mg GAE/100 g)。
3.2.2. 总黄酮含量(TFC)
与总酚含量类似,青熟期南瓜的总黄酮含量通常高于完熟期。种子中的黄酮含量最高,其次是果肉和果皮。青熟期BARI Pumpkin-2种子的总黄酮含量最高(146.04 mg QE/100 g)。
3.2.3. DPPH自由基清除活性
青熟期南瓜各部位的DPPH自由基清除活性(抗氧化活性)普遍高于完熟期。果皮的抗氧化活性最强,其次是种子和果皮。青熟期BARI Pumpkin-1果皮的DPPH清除活性最高(75.36±1.07%)。这表明青熟期南瓜具有更强的体外抗氧化潜力。
4. 结论与讨论
本研究系统比较了三种BARI南瓜品种在青熟期和完熟期时,其果皮、果肉和种子的理化特性及生物活性成分。主要结论如下:成熟度显著影响南瓜各部位的营养成分和生物活性。总体而言,完熟期南瓜的某些营养成分(如蛋白质、脂肪、糖分、β-胡萝卜素)含量更高,而青熟期南瓜则往往含有更高的生物活性物质(如总酚、总黄酮)和更强的体外抗氧化活性。就部位而言,种子是蛋白质、脂肪和纤维的优质来源;果皮富含碳水化合物和β-胡萝卜素,并且显示出最强的抗氧化能力;果肉则含有较高的糖分和维生素C。
具体而言,对于追求高蛋白和高脂肪含量(适用于营养补充或饲料),完熟期的BARI Pumpkin-2种子是优选。若目标在于获取高含量的生物活性化合物和抗氧化剂(用于功能性食品或保健品原料),则青熟期的BARI Pumpkin-2种子和BARI Pumpkin-1果皮更具潜力。对于果肉的利用,完熟期BARI Hybrid Pumpkin-1的果肉具有最高的TSS和维生素C,适合鲜食或加工;而其青熟期果肉则含有相对较高的生物活性成分。
这项研究的意义在于揭示了南瓜不同部位和不同成熟阶段的营养特性差异,强调了南瓜全果利用的价值,特别是通常被废弃的果皮和种子的巨大利用潜力。研究结果为农户根据最终用途(鲜食、加工或提取生物活性成分)选择适宜的采收期提供了指导,也为食品工业开发基于南瓜不同部位的功能性食品、营养添加剂或天然抗氧化剂提供了重要的科学依据,有助于提升南瓜产业链的价值和减少采后损失。
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