四種芹菜不同部位營養成分和抗氧化能力的分析比較

李有媛，趙愉涵，陳慶敏，劉欣，韓聰，孫斐，杜雅珉，傅茂潤*

1(齊魯工業大學(山東省科學院) 食品科學與工程學院，山東 濟南，250353) 2(山東農業工程學院 食品科學與工程學院，山東 濟南，250100)

芹菜屬于2年生傘形科植物，是一種十分常見的蔬菜。在15世紀從歐洲引入中國，芹菜在我國的種植面積十分地廣泛，深受人們的喜愛[1]。冬季是蔬菜供應淡季，芹菜作為最常見的菜種之一，經濟效益可觀[2]。研究表明，芹菜中富含多種營養成分。孫華林等[3]研究發現芹菜素能降低高脂高鹽所致高血壓大鼠血壓并有保護心臟的作用，可能與芹菜素能夠有效降低高脂高鹽所致高血壓大鼠AngII水平、降低血脂、改善抗氧化酶活性、抑制氧化應激損傷有關。芹菜還具有消腫、涼血止血、祛風利濕、健胃、清熱、清腸利便、降血壓等功效。多吃芹菜，對身體百利而無一害。在烹食芹菜時，人們習慣留莖去葉，然而實際上，芹菜葉的營養價值更高，而且常吃芹菜葉，對預防動脈硬化及降血壓等都十分有益[4]。

日常生活中，很多家庭吃芹菜時只吃莖不吃葉，其科學性有待進一步考察。有關學者對芹菜品質營養做過很多研究，但對于芹菜各部位具體的營養成分含量和抗氧化能力研究并不常見，本實驗旨在通過對比分析芹菜不同部位的營養以及品質指標含量，綜合評價芹菜營養價值，引導人們合理地膳食，同時對芹菜的深加工和營養物質的提取提供參考，以期為研究芹菜的營養特性及功能性食品開發奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

地理標志桂河芹菜，山東省濰坊市壽光市稻田鎮桂河村；章丘鮑芹，山東省濟南市章丘區刁鎮鮑家村；西芹、山芹，山東省濟南長清區偉農莊園。實驗所需材料運到實驗室后，立即將芹菜的基部莖、頂端莖、葉按照圖1進行分離，將基部莖切割成1 cm左右，頂端莖切割成2 cm左右后，于液氮中進行速凍，之后進行分裝，貯存于-80 ℃冰箱中保存，備用。

LC-20A高效液相色譜儀、SPD-20AV紫外可見檢測器，日本島津公司；V-1100D紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；H1850R離心機，湖南湘儀；DK-98-Ⅱ水浴鍋，蘇州力意達有限公司；101-0A鼓風干燥箱，北京天地首和科技發展有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 抗壞血酸的測定(2,6-二氯酚靛酚鈉鹽滴定法)

根據GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》[5]中的方法測定芹菜樣品中抗壞血酸的含量。

1.2.2 還原糖含量的測定

按照高文軍等[6]的測定方法，對樣品中的還原糖進行提取和分析，采用分析純葡萄糖作為標準品。

1.2.3 粗纖維含量的測定

按GB/T 5009.10—2003 《植物類食品中粗纖維的測定》[7]規定的方法測定樣品中粗纖維含量。

1.2.4 總酚含量的測定(福林酚比色法)

采用CHAVAN等[8]的方法測定芹菜中的總酚含量，采用標準品為沒食子酸。

1.2.5 總黃酮含量的測定(硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法)

采用CHEN等[9]的測定方法，采用蘆丁作為標準品。

1.2.6 黃酮類化合物的測定(高效液相色譜法)

參照張萌[10]的測定方法，以毛地黃黃酮和芹菜素作為標準品。

儀器參考條件：色譜柱：C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相：V(甲醇)∶V(pH 3.0磷酸水溶液)=55∶45)；流速：0.8 mL/min；檢測波長：370 nm；進樣量：20 μL；柱溫：30 ℃；檢測器：紫外檢測器。

1.2.6 抗氧化活性的測定

樣品制備：稱取1 g研磨均勻后的芹菜樣品, 加入5 mL無水乙醇, 超聲提取30 min后, 4 ℃下12 000×g離心20 min, 取上清液用于抗氧化活性實驗測定。

1.2.6.1 還原力實驗

采用MAO等[11]的測定方法。

1.2.6.2 DPPH自由基清除能力

按照SRIDHAR等[12]的測定方法，并稍作修改。量取0.1 mL提取液于具塞試管中，分別加入1.9 mL 120 μmol/L的DPPH溶液中，搖勻，25 ℃靜置30 min，無水乙醇作參比, 525 nm測定反應液吸光值。

1.3 數據處理

試驗數據以3個平行樣品的平均值表示。采用SPSS Statistics 25.0對主要品質指標進行相關性分析，顯著性水平設為0.05。作圖軟件采用Origin lab 2017 軟件。

2 結果與分析

2.1 不同品種芹菜營養成分的比較

2.1.1 粗纖維

組成細胞壁的主要成分是粗纖維，粗纖維也就是膳食纖維，包括木質素、纖維素、半纖維素等多種成分。雖然營養含量較少，但具有十分出色的保健功效，可以在一定程度上預防和治療高血脂、糖尿病、肥胖等疾病；日常適量攝入粗纖維有利于腸道的蠕動，有助于身體健康的保持。由圖2可以看出，在對粗纖維的測定分析上，4個 品種芹菜顯現出的相同的總體趨勢，即葉片中的粗纖維比根與莖中的粗纖維含量要多；西芹的粗纖維含量較多于其他3個品種，其基部莖、頂端莖、葉的粗纖維含量分別為1.6、1.5、2.3 g/100g，桂河芹菜的粗纖維含量僅次于西芹，山芹最低。章丘鮑芹和西芹葉中的粗纖維含量顯著高于其他2個品種葉中的粗纖維含量(P<0.05)。4個品種頂端莖中的粗纖維含量沒有顯著差異(P>0.05)。從總體芹菜的粗纖維含量來看，這些品種的粗纖維含量差別不是很大，都在0.3～2.3 g/100g。粗纖維食物是指食物粗纖維含量為2 g/100g以上的食物，根據本次實驗測定值，可見西芹的葉片屬于粗纖維食物，且因為芹菜中所含粗纖維的含量較一般蔬菜多，因此多食用一些芹菜對維持身體健康有一定的益處。

2.1.2 還原糖

如圖3所示，供試品種芹菜中的還原糖均以頂端莖中含量最高, 平均含量2.37 g/100g, 其次為基部莖中的含量, 平均值分別為1.53 g/100g, 以葉中含量最低。其中，章丘鮑芹的還原糖含量顯著高于其他3個品種(P< 0.05)，桂河芹菜次之，山芹還原糖含量最低；章丘鮑芹的頂端莖中還原糖含量最高，為4.91 g/100g，芹菜頂端莖中的還原糖含量占總還原糖含量的44%～53%，葉片中還原糖含量的1.91～4.11倍，是基部莖中還原糖含量的1.33～1.67倍；除了章丘鮑芹的基部莖與頂端莖，其他品種及其不同部位的還原糖含量主要大都集中在0.5～2.0 g/100g。

2.1.3 抗壞血酸

如圖4所示，供試品種芹菜中的抗壞血酸含量在2～8 mg/100g。所選4個品種中，其含量均表現出大致相同的趨勢，即葉中抗壞血酸含量較其他2個部位高。其中，章丘鮑芹葉中所含抗壞血酸最多，顯著高于其他部位(P<0.05)；西芹中含量最低，其在基部莖、頂端莖、葉中的含量集中在4.5～5.0 mg/100g。彭燕等[13]在研究中發現旱芹莖中抗壞血酸的含量要高于西芹中的含量，分別為7.5 和6.1 mg/100g，且其結果與本次實驗結果相近。

2.1.4 總黃酮

在對總黃酮的測定分析上可以看出, 4個品種芹菜葉中的總黃酮含量顯著高于芹菜基部莖與頂端莖中的總黃酮含量(P<0.05)，甚至可以達到十幾倍。由圖5可知，芹菜中的總黃酮主要分布在葉片中，葉片中總黃酮占芹菜總黃酮的73.5%～79.5%，是基部莖中總黃酮含量的5.50～9.6倍，頂端莖中總黃酮含量的4.16～13.20倍；但芹菜中基部莖與頂端莖的黃酮含量差異不顯著(P>0.05)，另外鮑芹葉中總黃酮含量最高(1.91 mg/g)，西芹總黃酮含量最低，其中基部莖、頂端莖和葉中總黃酮含量分別為0.05、0.11、0.45 mg/g。芹菜中酚類和黃酮類化合物的提取取決于多種因素，例如加熱方法，干燥方法，切割方法以及消毒步驟等[14]。目前關于芹菜品種類型間差異的研究數據寥寥無幾，且檢測方法并不統一，樣品處理的方式不相同，使得實驗結果存在較大差異，本次實驗總黃酮的測定結果要低于LIGA等[15]對多種蔬菜檢測中發現芹菜中總黃酮含量，這種差異可能是由于在樣品處理過程中的處理方法不同，選擇的芹菜部位不同等原因造成的。

2.1.5 主要黃酮組分

本研究采用1.2.6的色譜條件，通過實驗，標準品毛地黃黃酮和芹菜素的保留時間分別為18.599和28.461 min。樣品峰也得到很好的分離。芹菜中含有豐富的黃酮類化合物，芹菜中黃酮的主要成分是毛地黃黃酮和芹菜素,這與前人的研究結果一致[16]。由表1可以看出，芹菜黃酮中的芹菜素含量最高，其含量是毛地黃黃酮含量的1.28～6.14倍左右。高效液相色譜結果亦表明芹菜3個不同部位種黃酮類化合物含量不同，芹菜黃酮主要分布在葉中，葉中黃酮含量顯著高于(P<0.05) 其他部位，占芹菜總黃酮含量的81.5%～88.2%，而且為基部莖總黃酮含量的6.29～21.13倍，為頂端莖總黃酮含量的6.66～14.78倍。此結果與分光光度計測定的總黃酮含量有些不同，但芹菜在葉片、基部莖、頂端莖3個部位中的黃酮含量差異性總體趨勢一致，即芹菜黃酮主要分布在葉片中。不同品種之間，章丘鮑芹的黃酮含量最高，桂河芹菜次之，西芹的黃酮含量最少。

表1 不同品種芹菜中的毛地黃黃酮、芹菜素含量 單位：mg/kg

2.1.6 總酚

圖6表明，不同品種芹菜的總酚含量總體上相差較大，其中章丘鮑芹葉片中的總酚含量(1.67 mg/g)顯著高于其他3個品種(P< 0.05)。含量在芹菜樣品中，總酚含量分布趨勢豎直方向由葉片到基部莖遞減。芹菜總酚主要分布在葉片中，含量占芹菜總酚含量的74.4%～87.0%，其總酚含量是基部莖中總酚含量的6.55～14.47倍，頂端莖中總酚含量的5.12～8.98倍；西芹中總酚總量最低，其中基部莖、頂端莖、葉中總酚含量分別為0.10、0.13、0.65 mg/g。本文測定結果低于彭燕等[13]所測得的芹菜總酚含量，但實驗結果與其結論一樣，旱芹總酚含量高于西芹，西芹總酚含量最低。葉片是類黃酮含量最高的部位，而基部莖中的類黃酮含量最低。

2.2 抗氧化能力

本次研究主要通過還原力和DPPH自由基清除能力2個指標來評價不同品種芹菜及其不同部位間的抗氧化活性。活性氧的存在在一定程度上會破壞食品中原有的成分，也因此會降低食品的營養價值。活性氧也會對機體的平衡產生相應的影響。另外，抗氧化能力的大小與產品的耐貯性也存在一定的關聯，在一般情況下，抗氧化活性越強，產品的耐貯性也會越強[17]。

2.2.1 還原力

還原力指標的測定實驗，是在有還原劑存在的情況下，將黃色溶液中的Fe3+轉化為Fe2+，使溶液呈現藍色或綠色。還原力的大小是通過測定樣品溶液在700 nm處的吸光值來反映的，吸光值越大，抗氧化能力越強。由圖7可以看出,芹菜葉的還原力遠遠高于基部莖與頂端莖的還原力，葉片的還原力約為基部莖的9.7～19.2倍，頂端莖的7.5～22.5倍；基部莖與頂端莖的還原力差距不大，集中在0～0.1；不同品種間，章丘鮑芹的還原力最大，在3個部位中都顯著高于其他品種(P<0.05)，桂河芹菜次之，西芹還原力最小。

2.2.2 DPPH自由基清除能力

由圖8可見，不同品種芹菜及其各自不同部位的DPPH自由基清除能力變化趨勢與還原力基本一致。章丘鮑芹的葉片DPPH自由基清除能力最強，高達83.96%，遠遠高于其基部莖與頂端莖的DPPH自由基清除能力；不同品種抗氧化能力的差異可能與其抗氧化組分有關。有研究指出，在棗果中，抗氧化能力與其酚類物質含量有顯著相關性[18]，總酚含量越高，其抗氧化能力越強[19]。結合圖6結果可知，總酚含量高的芹菜品種，其DPPH自由基清除能力也比較高，章丘鮑芹葉中DPPH自由基清除能力顯著高于其他品種(P<0.05)，ANDJELKOVIC等[20]通過研究葡萄各部位中的總酚含量和抗氧化活性，發現總酚含量與DPPH自由基清除能力呈正相關，此結論與本實驗的結果方向一致。

由綜合還原力與DPPH自由基清除能力2個指標可以看出，章丘鮑芹的抗氧化能力最強，西芹的抗氧化能力最弱；同時，芹菜葉片的抗氧化能力較基部莖與頂端莖的抗氧化能力強，且基部莖與頂端莖的抗氧化能力相差不大，這也正是芹菜葉片的耐貯性比其基部莖與頂端莖的耐貯性強的原因。不同品種芹菜間總黃酮含量的差異與抗氧化能力的差異也有著相同的變化趨勢，兩者間有著緊密的聯系。段宙位等[21]曾對芹菜的黃酮類化合物與清除自由基能力的相關性進行研究，其結論表明芹菜中提取的黃酮類化合物可能是清除自由基的主要物質。芹菜的抗氧化能力正是由清除自由基的能力來表示的，因此本實驗中芹菜總黃酮含量的差異與抗氧化能力的差異有著緊密的聯系。

3 討論與結論

通過對比分析4種不同品種芹菜品質指標，發現不同品種芹菜間的營養成分及抗氧化活性具有明顯差異，章丘鮑芹、桂河芹菜、西芹、山芹營養物質各有其突出的特點；同種芹菜的不同食用部位的營養物質及抗氧化能力也有著較大的差異，由于實驗材料是芹菜鮮樣，葉片部分含水量明顯低于基部莖和頂端莖；同時也可能因為芹菜的葉部是進行光合作用的主要部位的緣故[22]，使得本次實驗結果葉片中各營養成分含量較其他部位高出數倍。本次實驗所測定的成分中，除了頂端莖中還原糖含量要高于其在基部莖與葉中的含量外，芹菜葉片中的營養物質含量明顯高于其在基部莖與頂端莖中的含量，而且葉片的抗氧化能力也明顯強于基部莖與頂端莖；因此，傳統食用芹菜的方法中只食用芹菜的葉柄部分而棄去其葉片的方法是不科學的，這將造成極大的資源浪費。

通過比較，可以發現章丘鮑芹中還原糖、黃酮類物質、總酚，抗壞血酸的含量較其他3個品種多；桂河芹菜的營養價值也極其豐富，其營養價值處于4個品種中的第二位，稍遜于章丘鮑芹；西芹的粗纖維含量高于其他品種，但其黃酮類物質、總酚、抗壞血酸總量較其他品種稍低，西芹的抗氧化能力也稍弱；山芹的營養價值與西芹相差不大，除還原糖總量在4個品種中趨于低位，其他營養成分總體都要優于西芹。芹菜不同部位間的營養成分及抗氧化活性的特點可為人們更科學、更健康地食用芹菜提供理論依據，也可為芹菜的深加工及優良品種的大面積推廣提供理論依據，有利于進一步提升芹菜的應用價值。