芹菜属于2年生伞形科植物，是一种十分常见的蔬菜。在15世纪从欧洲引入中国，芹菜在我国的种植面积十分地广泛，深受人们的喜爱[1]。冬季是蔬菜供应淡季，芹菜作为最常见的菜种之一，经济效益可观[2]。研究表明，芹菜中富含多种营养成分。孙华林等[3]研究发现芹菜素能降低高脂高盐所致高血压大鼠血压并有保护心脏的作用，可能与芹菜素能够有效降低高脂高盐所致高血压大鼠AngII水平、降低血脂、改善抗氧化酶活性、抑制氧化应激损伤有关。芹菜还具有消肿、凉血止血、祛风利湿、健胃、清热、清肠利便、降血压等功效。多吃芹菜，对身体百利而无一害。在烹食芹菜时，人们习惯留茎去叶，然而实际上，芹菜叶的营养价值更高，而且常吃芹菜叶，对预防动脉硬化及降血压等都十分有益[4]。
日常生活中，很多家庭吃芹菜时只吃茎不吃叶，其科学性有待进一步考察。有关学者对芹菜品质营养做过很多研究，但对于芹菜各部位具体的营养成分含量和抗氧化能力研究并不常见，本实验旨在通过对比分析芹菜不同部位的营养以及品质指标含量，综合评价芹菜营养价值，引导人们合理地膳食，同时对芹菜的深加工和营养物质的提取提供参考，以期为研究芹菜的营养特性及功能性食品开发奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
地理标志桂河芹菜，山东省潍坊市寿光市稻田镇桂河村；章丘鲍芹，山东省济南市章丘区刁镇鲍家村；西芹、山芹，山东省济南长清区伟农庄园。实验所需材料运到实验室后，立即将芹菜的基部茎、顶端茎、叶按照图1进行分离，将基部茎切割成1 cm左右，顶端茎切割成2 cm左右后，于液氮中进行速冻，之后进行分装，贮存于-80 ℃冰箱中保存，备用。
图1 芹菜取样部位示意图
Fig.1 Samping cutting position of celery
LC-20A高效液相色谱仪、SPD-20AV紫外可见检测器，日本岛津公司；V-1100D紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；H1850R离心机，湖南湘仪；DK-98-Ⅱ水浴锅，苏州力意达有限公司；101-0A鼓风干燥箱，北京天地首和科技发展有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 抗坏血酸的测定(2,6-二氯酚靛酚钠盐滴定法)
根据GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[5]中的方法测定芹菜样品中抗坏血酸的含量。
1.2.2 还原糖含量的测定
按照高文军等[6]的测定方法，对样品中的还原糖进行提取和分析，采用分析纯葡萄糖作为标准品。
1.2.3 粗纤维含量的测定
按GB/T 5009.10—2003 《植物类食品中粗纤维的测定》[7]规定的方法测定样品中粗纤维含量。
1.2.4 总酚含量的测定(福林酚比色法)
采用CHAVAN等[8]的方法测定芹菜中的总酚含量，采用标准品为没食子酸。
1.2.5 总黄酮含量的测定(硝酸铝-亚硝酸钠比色法)
采用CHEN等[9]的测定方法，采用芦丁作为标准品。
1.2.6 黄酮类化合物的测定(高效液相色谱法)
参照张萌[10]的测定方法，以毛地黄黄酮和芹菜素作为标准品。
仪器参考条件：色谱柱：C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相：V(甲醇)∶V (pH 3.0磷酸水溶液)=55∶45)；流速：0.8 mL/min；检测波长：370 nm；进样量：20 μL；柱温：30 ℃；检测器：紫外检测器。
1.2.6 抗氧化活性的测定
样品制备：称取1 g研磨均匀后的芹菜样品, 加入5 mL无水乙醇, 超声提取30 min后, 4 ℃下12 000×g离心20 min, 取上清液用于抗氧化活性实验测定。
1.2.6.1 还原力实验
采用MAO等[11]的测定方法。
1.2.6.2 DPPH自由基清除能力
按照SRIDHAR等[12]的测定方法，并稍作修改。量取0.1 mL提取液于具塞试管中，分别加入1.9 mL 120 μmol/L的DPPH溶液中，摇匀，25 ℃静置30 min，无水乙醇作参比, 525 nm测定反应液吸光值。
1.3 数据处理
试验数据以3个平行样品的平均值表示。采用SPSS Statistics 25.0对主要品质指标进行相关性分析，显著性水平设为0.05。作图软件采用Origin lab 2017 软件。
2 结果与分析
2.1 不同品种芹菜营养成分的比较
2.1.1 粗纤维
组成细胞壁的主要成分是粗纤维，粗纤维也就是膳食纤维，包括木质素、纤维素、半纤维素等多种成分。虽然营养含量较少，但具有十分出色的保健功效，可以在一定程度上预防和治疗高血脂、糖尿病、肥胖等疾病；日常适量摄入粗纤维有利于肠道的蠕动，有助于身体健康的保持。由图2可以看出，在对粗纤维的测定分析上，4个 品种芹菜显现出的相同的总体趋势，即叶片中的粗纤维比根与茎中的粗纤维含量要多；西芹的粗纤维含量较多于其他3个品种，其基部茎、顶端茎、叶的粗纤维含量分别为1.6、1.5、2.3 g/100g，桂河芹菜的粗纤维含量仅次于西芹，山芹最低。章丘鲍芹和西芹叶中的粗纤维含量显著高于其他2个品种叶中的粗纤维含量(P<0.05)。4个品种顶端茎中的粗纤维含量没有显著差异(P>0.05)。从总体芹菜的粗纤维含量来看，这些品种的粗纤维含量差别不是很大，都在0.3～2.3 g/100g。粗纤维食物是指食物粗纤维含量为2 g/100g以上的食物，根据本次实验测定值，可见西芹的叶片属于粗纤维食物，且因为芹菜中所含粗纤维的含量较一般蔬菜多，因此多食用一些芹菜对维持身体健康有一定的益处。
图2 不同品种芹菜的粗纤维含量测定值
Fig.2 Contents of crude fiber of celery with different indications
注：不同字母表示不同品种芹菜的相同部位粗纤维含量具有显著性
差异(P<0.05)(下同)
2.1.2 还原糖
如图3所示，供试品种芹菜中的还原糖均以顶端茎中含量最高, 平均含量2.37 g/100g, 其次为基部茎中的含量, 平均值分别为1.53 g/100g, 以叶中含量最低。其中，章丘鲍芹的还原糖含量显著高于其他3个品种(P < 0.05)，桂河芹菜次之，山芹还原糖含量最低；章丘鲍芹的顶端茎中还原糖含量最高，为4.91 g/100g，芹菜顶端茎中的还原糖含量占总还原糖含量的44%～53%，叶片中还原糖含量的1.91～4.11倍，是基部茎中还原糖含量的1.33～1.67倍；除了章丘鲍芹的基部茎与顶端茎，其他品种及其不同部位的还原糖含量主要大都集中在0.5～2.0 g/100g。
图3 不同品种芹菜的还原糖含量测定值
Fig.3 Contents of reducing sugar of celery with different indications
2.1.3 抗坏血酸
如图4所示，供试品种芹菜中的抗坏血酸含量在2～8 mg/100g。所选4个品种中，其含量均表现出大致相同的趋势，即叶中抗坏血酸含量较其他2个部位高。其中，章丘鲍芹叶中所含抗坏血酸最多，显著高于其他部位(P<0.05)；西芹中含量最低，其在基部茎、顶端茎、叶中的含量集中在4.5～5.0 mg/100g。彭燕等[13]在研究中发现旱芹茎中抗坏血酸的含量要高于西芹中的含量，分别为7.5 和6.1 mg/100g，且其结果与本次实验结果相近。
图4 不同品种芹菜的抗坏血酸含量测定值
Fig.4 Determination of ascorbic acid content in celery with different indications
2.1.4 总黄酮
在对总黄酮的测定分析上可以看出, 4个品种芹菜叶中的总黄酮含量显著高于芹菜基部茎与顶端茎中的总黄酮含量(P<0.05)，甚至可以达到十几倍。由图5可知，芹菜中的总黄酮主要分布在叶片中，叶片中总黄酮占芹菜总黄酮的73.5%～79.5%，是基部茎中总黄酮含量的5.50～9.6倍，顶端茎中总黄酮含量的4.16～13.20倍；但芹菜中基部茎与顶端茎的黄酮含量差异不显著(P>0.05)，另外鲍芹叶中总黄酮含量最高(1.91 mg/g)，西芹总黄酮含量最低，其中基部茎、顶端茎和叶中总黄酮含量分别为0.05、0.11、0.45 mg/g。芹菜中酚类和黄酮类化合物的提取取决于多种因素，例如加热方法，干燥方法，切割方法以及消毒步骤等[14]。目前关于芹菜品种类型间差异的研究数据寥寥无几，且检测方法并不统一，样品处理的方式不相同，使得实验结果存在较大差异，本次实验总黄酮的测定结果要低于LIGA等[15]对多种蔬菜检测中发现芹菜中总黄酮含量，这种差异可能是由于在样品处理过程中的处理方法不同，选择的芹菜部位不同等原因造成的。
图5 不同品种芹菜的总黄酮含量测定值
Fig.5 Content of total flavonoids in celery with different indications
2.1.5 主要黄酮组分
本研究采用1.2.6的色谱条件，通过实验，标准品毛地黄黄酮和芹菜素的保留时间分别为18.599和28.461 min。样品峰也得到很好的分离。芹菜中含有丰富的黄酮类化合物，芹菜中黄酮的主要成分是毛地黄黄酮和芹菜素,这与前人的研究结果一致[16]。由表1可以看出，芹菜黄酮中的芹菜素含量最高，其含量是毛地黄黄酮含量的1.28～6.14倍左右。高效液相色谱结果亦表明芹菜3个不同部位种黄酮类化合物含量不同，芹菜黄酮主要分布在叶中，叶中黄酮含量显著高于(P<0.05) 其他部位，占芹菜总黄酮含量的81.5%～88.2%，而且为基部茎总黄酮含量的6.29～21.13倍，为顶端茎总黄酮含量的6.66～14.78倍。此结果与分光光度计测定的总黄酮含量有些不同，但芹菜在叶片、基部茎、顶端茎3个部位中的黄酮含量差异性总体趋势一致，即芹菜黄酮主要分布在叶片中。不同品种之间，章丘鲍芹的黄酮含量最高，桂河芹菜次之，西芹的黄酮含量最少。
表1 不同品种芹菜中的毛地黄黄酮、芹菜素含量 单位：mg/kg
Table 1 Contents of flavonoids and apigenin in celery with different indications
部位组分毛地黄黄酮芹菜素桂河芹菜11.97±1.71b52.00±1.95b基部茎章丘鲍芹51.29±5.74a253.61±7.16a西芹8.53±1.05b11.00±0.73d山芹12.19±1.23b21.49±1.04c桂河芹菜17.21±1.79c76.30±6.12a顶端茎章丘鲍芹24.17±2.17b105.69±3.54ab西芹15.67±1.24c20.24±1.28b山芹27.84±1.19a44.71±4.20ab桂河芹菜152.00±6.66b704.98±11.25b叶章丘鲍芹669.56±13.86a1249.65±29.11a西芹57.82±5.36c354.84±3.39d山芹70.21±5.33c413.15±10.29c
2.1.6 总酚
图6表明，不同品种芹菜的总酚含量总体上相差较大，其中章丘鲍芹叶片中的总酚含量(1.67 mg/g)显著高于其他3个品种(P < 0.05)。含量在芹菜样品中，总酚含量分布趋势竖直方向由叶片到基部茎递减。芹菜总酚主要分布在叶片中，含量占芹菜总酚含量的74.4%～87.0%，其总酚含量是基部茎中总酚含量的6.55～14.47倍，顶端茎中总酚含量的5.12～8.98倍；西芹中总酚总量最低，其中基部茎、顶端茎、叶中总酚含量分别为0.10、0.13、0.65 mg/g。本文测定结果低于彭燕等[13]所测得的芹菜总酚含量，但实验结果与其结论一样，旱芹总酚含量高于西芹，西芹总酚含量最低。叶片是类黄酮含量最高的部位，而基部茎中的类黄酮含量最低。
图6 不同品种芹菜的总酚含量测定值
Fig.6 Content of total phenols in celery with different indications
2.2 抗氧化能力
本次研究主要通过还原力和DPPH自由基清除能力2个指标来评价不同品种芹菜及其不同部位间的抗氧化活性。活性氧的存在在一定程度上会破坏食品中原有的成分，也因此会降低食品的营养价值。活性氧也会对机体的平衡产生相应的影响。另外，抗氧化能力的大小与产品的耐贮性也存在一定的关联，在一般情况下，抗氧化活性越强，产品的耐贮性也会越强[17]。
2.2.1 还原力
还原力指标的测定实验，是在有还原剂存在的情况下，将黄色溶液中的Fe3+转化为Fe2+，使溶液呈现蓝色或绿色。还原力的大小是通过测定样品溶液在700 nm处的吸光值来反映的，吸光值越大，抗氧化能力越强。由图7可以看出,芹菜叶的还原力远远高于基部茎与顶端茎的还原力，叶片的还原力约为基部茎的9.7～19.2倍，顶端茎的7.5～22.5倍；基部茎与顶端茎的还原力差距不大，集中在0～0.1；不同品种间，章丘鲍芹的还原力最大，在3个部位中都显著高于其他品种(P<0.05)，桂河芹菜次之，西芹还原力最小。
图7 不同品种芹菜还原力测定值
Fig.7 Determination of reducing power of celery with different indications
2.2.2 DPPH自由基清除能力
由图8可见，不同品种芹菜及其各自不同部位的DPPH自由基清除能力变化趋势与还原力基本一致。章丘鲍芹的叶片DPPH自由基清除能力最强，高达83.96%，远远高于其基部茎与顶端茎的DPPH自由基清除能力；不同品种抗氧化能力的差异可能与其抗氧化组分有关。有研究指出，在枣果中，抗氧化能力与其酚类物质含量有显著相关性[18]，总酚含量越高，其抗氧化能力越强[19]。结合图6结果可知，总酚含量高的芹菜品种，其DPPH自由基清除能力也比较高，章丘鲍芹叶中DPPH自由基清除能力显著高于其他品种(P<0.05)，ANDJELKOVIC等[20]通过研究葡萄各部位中的总酚含量和抗氧化活性，发现总酚含量与DPPH自由基清除能力呈正相关，此结论与本实验的结果方向一致。
图8 不同品种芹菜的DPPH自由基清除能力
Fig.8 DPPH scavenging capacity of celery with different indications
由综合还原力与DPPH自由基清除能力2个指标可以看出，章丘鲍芹的抗氧化能力最强，西芹的抗氧化能力最弱；同时，芹菜叶片的抗氧化能力较基部茎与顶端茎的抗氧化能力强，且基部茎与顶端茎的抗氧化能力相差不大，这也正是芹菜叶片的耐贮性比其基部茎与顶端茎的耐贮性强的原因。不同品种芹菜间总黄酮含量的差异与抗氧化能力的差异也有着相同的变化趋势，两者间有着紧密的联系。段宙位等[21]曾对芹菜的黄酮类化合物与清除自由基能力的相关性进行研究，其结论表明芹菜中提取的黄酮类化合物可能是清除自由基的主要物质。芹菜的抗氧化能力正是由清除自由基的能力来表示的，因此本实验中芹菜总黄酮含量的差异与抗氧化能力的差异有着紧密的联系。
3 讨论与结论
通过对比分析4种不同品种芹菜品质指标，发现不同品种芹菜间的营养成分及抗氧化活性具有明显差异，章丘鲍芹、桂河芹菜、西芹、山芹营养物质各有其突出的特点；同种芹菜的不同食用部位的营养物质及抗氧化能力也有着较大的差异，由于实验材料是芹菜鲜样，叶片部分含水量明显低于基部茎和顶端茎；同时也可能因为芹菜的叶部是进行光合作用的主要部位的缘故[22]，使得本次实验结果叶片中各营养成分含量较其他部位高出数倍。本次实验所测定的成分中，除了顶端茎中还原糖含量要高于其在基部茎与叶中的含量外，芹菜叶片中的营养物质含量明显高于其在基部茎与顶端茎中的含量，而且叶片的抗氧化能力也明显强于基部茎与顶端茎；因此，传统食用芹菜的方法中只食用芹菜的叶柄部分而弃去其叶片的方法是不科学的，这将造成极大的资源浪费。
通过比较，可以发现章丘鲍芹中还原糖、黄酮类物质、总酚，抗坏血酸的含量较其他3个品种多；桂河芹菜的营养价值也极其丰富，其营养价值处于4个品种中的第二位，稍逊于章丘鲍芹；西芹的粗纤维含量高于其他品种，但其黄酮类物质、总酚、抗坏血酸总量较其他品种稍低，西芹的抗氧化能力也稍弱；山芹的营养价值与西芹相差不大，除还原糖总量在4个品种中趋于低位，其他营养成分总体都要优于西芹。芹菜不同部位间的营养成分及抗氧化活性的特点可为人们更科学、更健康地食用芹菜提供理论依据，也可为芹菜的深加工及优良品种的大面积推广提供理论依据，有利于进一步提升芹菜的应用价值。
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