台灣常用蔬菜的抗氧化力指標FRAP與總酚類含量

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國立臺灣大學生物資源暨農學院園藝學研究所碩士論文

Graduate Institute of Horticulture College of Bioresources and Agriculture

National Taiwan University Master Thesis

台灣常用蔬菜的抗氧化力指標 FRAP 與總酚類含量

The FRAP of Vegetables Consumed in Taiwan as Related to Total Phenolic Content

張芳魁

Fang-Kuei Chang

指導教授：楊雯如博士、蕭寧馨博士、林宗賢博士 Advisors：Wen-Ju Yang, Ph.D.

Ning-Sing Shaw, Ph.D.

Tzong-Shyan Lin, Ph.D.

中華民國 97 年 7 月 July 2008

國立臺灣大學園藝學研究所碩士論文台灣常用蔬菜的抗氧化力指標

FRAP

與總酚類含量張芳魁撰

97 7

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誌謝

這一本作品的完成以及芳魁碩士班三年來的成長，我想要向很多人表達我滿滿的謝意：

敬愛的指導老師們－感謝楊雯如老師全方位的教導，除了研究上，在交友上、儀容上、信仰上、待人接物上及社會關懷上，都受了老師很多的啟發。感謝蕭寧馨老師每一次激勵人心的指導，讓我增添許多研究的動力，也讓我思考更為多元。感謝林宗賢老師以專業學術的表現，與熱心勤奮的態度指導我，成為我學習的榜樣。

研究上的天使們－感謝美娟學姊、永富學長與漢光的潘震嘉先生，帶我找農民取得蔬菜；感謝提供蔬菜的蔡文成先生、湯嘉豐先生、政弘學長及漢光的老闆廖丁川先生；感謝林冠宏老師熱心解答我統計上的問題；感謝佳玲學姊、亦方學長及宜馨在動物實驗上的幫助。

給予支援的學長姊們－感謝子奇、明雅、登富、桂端、一蘆、彩雲及進學，在學習的過程，尤其是剛進研究所，你們給予我許多指導、鼓勵、協助還有供應。

共同奮戰的伙伴們－感謝育茱、姿璇、玳瑜、顥正、順元、柏榮、宜霞、金燕、

瓊瑩、元毓，在學業期間一起努力、一起討論、一起分享，讓我有愉快且豐富的研究所生活。

有情有義的學弟妹－感謝妙真、易徵、美蘭、嵐雁、孟姿、嘉雲、嘉彬、李廉、

恩康、堉君、鵬洋及 Molk，在研究所的後半段，你們讓我有更多的學習，讓我獲得更多的幫助，得到更大的鼓勵。

不離不棄的家人們－感謝爸媽、姊姊還有阿公，常常關心、鼓勵與代禱，甚至還北上來看我。還有感謝天上的大老闆，讓我平安順利且成長顯著。

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摘要

蔬果提供人體抗氧化的保健作用，多攝取可減少疾病的發生。為了建立台灣蔬菜的保健資訊，本試驗以三價鐵離子還原抗氧化力分析法（FRAP assay）縱觀分析台灣各種蔬菜的總抗氧化力，並利用福林酚試劑（Folin-Ciocalteu reagent）分析法量測其總酚類含量。所有受測蔬菜的平均抗氧化力介於 0.4~35.7μmol FeSO4/g f.w.，總酚類含量介於 0.7~47.7μmol GAE/g f.w. 高總抗氧化力（＞10μmol FeSO4/g f.w.）的蔬菜有短錐形紅辣椒、薑、甜椒、紫色甘藍、黑皮長豇豆、甘藷葉、羅勒

（九層塔）、蓮藕、豌豆嫩梢及過溝菜蕨（過貓），這些蔬菜同時也具高總酚類含量（＞10μmol GAE/g f.w.）。蔬菜以供食用部位分類，茄果類平均抗氧化力 9.6μ mol FeSO4/g f.w.為最高，瓜果類 1.6μmol FeSO4/g f.w.最低；總酚類含量方面則皆無顯著差異。濃綠色以及顏色鮮艷的蔬菜，抗氧化力與總酚類含量皆較高於白色或淡色的蔬菜。將受試蔬菜依中醫熱、溫、涼及寒四氣性質分類，結果指出各類蔬菜平均抗氧化力與總酚類含量皆呈現由高到低的順序。本試驗受測 78 種蔬菜的單位鮮重的抗氧化力與總酚類含量有正相關（R²=0.46，p<0.001）；其中，豆科、

瓜果類及茄科等蔬菜抗氧化力與總酚類含量有更高度的相關性，決定係數（R²）分別為 0.91、0.88 及 0.80，而十字花科與菊科蔬菜的決定係數則不高（R²分別為 0.23 及 0.28），結果顯示不同類別的蔬菜，總酚類對總抗氧化力的貢獻度不同，抗氧化成分有所差異。在不同部位與不同前處理的蔬菜抗氧化力方面，小松菜與本地芹菜葉片之葉身部位抗氧化力是高於葉柄部位；蓮藕地下莖之節位部份的單位乾重抗氧化力是節間部位的 3.5 倍；大蒜經切碎後放置 20 分鐘再進行均質分析，

其抗氧化力可提高 50%；而含有外皮的絲瓜單位乾重抗氧化力是高於去皮的絲瓜。預期外地，包心白菜單位乾重抗氧化力，有由內層葉片到外層葉片遞減的趨勢。由國人蔬菜攝取的情況，可估計出台灣成人平均每天從蔬菜類食物中所獲得的抗氧化力為 1442μmol FeSO4，所獲得的總酚類為 1524μmol GAE，其中深色蔬菜類所提供的抗氧化力與總酚類皆約佔全部的 75%。

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關鍵詞：抗氧化力、蔬菜、三價鐵離子還原抗氧化力、總酚類含量、中醫四氣

Abstract

Fruit and vegetables play an important role in antioxidant protective effect for human against the risk of several diseases. To establish information of health-promoting properties of Taiwan vegetables, the total antioxidant activity（TAA）and total phenolic content（TP）of Taiwan vegetables were investigated by Ferric reducing antioxidant power（FRAP）assay and Folin-Ciocalteau assay. The TAA and TP varied from 0.4 to 35.7μmol FeSO4/g f.w. and from 0.7 to 47.7μmol GAE/g f.w., respectively. The vegetables with higher TAA (>10μmol FeSO4/g f.w.) and TP (>10μmol GAE/g f.w.) are short chili pepper, ginger, colored sweet pepper, red cabbage, black yard-long bean, sweet potato vine, basil, Indian lotus root, early dwarf pea, and common bracken. The TAA was the highest in fruits of Solanaceae and the lowest in fruits of Cucurbitaceae.

The TAA and TP were significantly higher in colorful vegetables than in light color vegetables. As classified the tested vegetables according to hot, warm, cool, and cold properties of Chinese medicine, the average TAA and TP of each category were in the decrement order. A positive linear relationship (R² =0.46, p＜0.001) obtained between TAA and TP in 78 kinds vegetables. The coefficient of determination between TAA and TP was higher in Leguminous, Cucurbitaceous and Solanaceous vegetables (r²=0.91, 0.88, 0.80, respectively), and lower in Brassicaceous and Asteraceous vegetables (r²=0.23 and 0.28, respectively). These results suggested that the contribution of TP to TAA varies among varieties of vegetable, and antioxidants as well. The TAA of Komatsuna and Chinese celery were higher in the leaf blade than in the leaf stalk, and the TAA of Indian lotus root was 3.5 fold higher in nodes than in internodes.

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The TAA of garlic in creased 50% as left at room temperature for 20 minutes after minced before extraction. The TAA of vegetable sponge was higher in fruit with skin than in ones without skin. Unexpectedly, Chinese cabbage has the decrement in TAA from inner to outer leaves. The average TAA and TP consumed from vegetables are 1442μmol FeSO4 and 1524μmol GAE per adult in Taiwan daily. The percentage of TAA and TP consumed from deep-colored vegetables is about 75% in all vegetables.

keyword：antioxidant activity, vegetables, FRAP, total phenolic content, the four properties of Chinese medicine

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表目錄

表 2.1、植物中酚類化合物的分類………18

表 2.2、蔬果抗氧化力相關的研究主題………..…. 18

表 2.3、民國 95 年國內各種類蔬菜供給量……….… 19

表 3.1、微量盤光譜分析儀與典型的光譜分析儀進行 FRAP 的條件與結果….….. 36

表 3.2、硫酸亞鐵標準溶液的 FRAP 標準曲線參數………37

表 3.3、八十三種受分析蔬菜………47

表 3.4、台灣各類蔬菜平均抗氧化力（FRAP 值）……….49

表 3.5、各群蔬菜平均抗氧化力（FRAP 值）……….50

表 3.6、不同蔬菜部位乾溼比與抗氧化力（FRAP 值）……….55

表 3.7、民國 95 年國內蔬菜供給量與平均每人每天抗氧化力（FRAP 值）供給量……….61

表 4.1、三種操作步驟進行總酚類含量分析的條件與結果……….…. 70

表 4.2、沒食子酸標準品的總酚類含量標準曲線方程式……….. 71

表 4.3、台灣各種蔬菜單位乾重及鮮重總酚類含量……….. 78

表 4.4、各群蔬菜平均總酚類含量……….. 79

表 4.5、民國 95 年國內蔬菜供給量與平均每人每天總酚類的供給量……… 87

附表 3.1、前人研究進行 FRAP 分析的設定條件與儀器……….100

附表 3.2、蔬菜樣品來源、產地與取樣月份……….…102

附表 3.3、蔬菜分析前的狀態與分析取樣方法……….…104

附表 3.4、所有取樣蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量的原始數據……..109

附表 4.1、前人研究分析總酚類含量（Folin-Ciocalteu reagent assay）的設定條件與儀器……….. 111

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圖目錄

圖 2.1、抗壞血酸與去氫抗壞血酸的轉換

…………

……… 20

圖 2.2、生育酚的氧化及與抗壞血酸和麩胱甘肽氧化還原的循還圖……….. 20

圖 2.3、一般飲食中類胡蘿蔔素的結構……….. 21

圖 2.4、類黃酮分子的基本結構……….. 21

圖 2.5、台灣地區成年男女性每天各類食物攝取比例（國民營養健康狀態變遷調查 1993-1996）……….………. 22

圖 2.6、台灣地區成年男女性平均每天各類蔬菜攝取量比例（國民營養健康狀態變遷調查 1993-1996）……….. 22

圖 2.7、台灣地區成年男女性每天各類食物供應熱量比例（國民營養健康狀態變遷調查 1993-1996）………... 23

圖 2.8、民國 95 年台灣各類別蔬菜供給量比例………. 23

圖 3.1、標準品 1000μM 硫酸亞鐵溶液經 FRAP 反應呈色的吸收光譜…………. 38

圖 3.2、空白組、標準品及樣品的 FRAP 反應動力學………39

圖 3.3、經萃取 20、120 及 520 分鐘各樣品的抗氧化力（FRAP 值）……….40

圖 3.4、八十三種蔬菜抗氧化力（FRAP 值）之排序………..……….. 51

圖 3.5、包心白菜、小松菜及本地芹菜不同葉片部位的抗氧化力（FRAP 值）… 56 圖 3.6、蓮藕不同部位的抗氧化力（FRAP 值）……… 56

圖 3.7、不同前處理之大蒜與圓筒絲瓜的抗氧化力（FRAP 值）……… 57

圖 4.1、1000μg/mL 沒食子酸標準溶液經福林酚試劑反應呈色之吸收光譜……..72

圖 4.2、七十九種蔬菜總酚類含量之排序………80

圖 4.3、蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量之相關性……… 81

圖 4.4、豆科蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量之相關性……… 81

圖 4.5、茄科蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量之相關性……… 82

圖 4.6、瓜果類蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量之相關性……… 82

圖 4.7、十字花科蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量之相關性……….83

圖 4.8、菊科蔬菜抗氧化力（FRAP 值）與總酚類含量之相關性……….83

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第一章第一章第一章

第一章前言前言前言前言

流行病學研究指出，多攝取蔬果可降低許多疾病發生的危險，包括癌症及心血管疾病（Ness and Powles, 1997; Steinmetz and Potter, 1996; Van’t Veer et al., 2000）。這些疾病的產生與體內自由基或活性氧分子（reactive oxygen species；ROS）

所造成的氧化傷害有密切關係（Borek, 2005）。生物體若產生過多的 ROS，即遭受氧化逆境（oxidative stress），其脂質、蛋白質以及 DNA 的結構會被改變，進而產生疾病。而蔬果中具有抗氧化功能的植物化學物質（phytochemicals），如維生素 C、

E、酚類化合物及類胡蘿蔔素，能夠去除體內的自由基及活性氧分子，減少生物體遭受氧化傷害，因此多攝取富含抗氧化物質的蔬果可降低許多疾病發生的機會（Di Mascio et al., 1991; Hollman and Katan, 1999; Padayatty et al., 2003; Stahl and Sies, 2005）。分析總抗氧化力目的在評估蔬果本身所有成分的抗氧化能力，進而得知其減少攝食者氧化傷害的可能效果；了解各種飲食的抗氧化力，有助於選擇這些材料進一步研究探討其保健功能。

目前已有許多蔬果或飲食相關的抗氧化力研究，當中包括蔬果的種類（Miller et al., 2000; Halvorsen et al., 2002; Ou et al., 2002; Szeto et al., 2002）、品種（Imeh and Khokhar, 2002; George et al., 2004）、部位（Guo et al., 2003; Toor and Savage, 2005）、加熱烹煮（Chu et al., 2000; Ismail et al., 2004）、貯藏（Chu et al., 2000; Vin and Chaves, 2006）對其抗氧化力的影響，以及抗氧化成分的含量與抗氧化力的相關性（Chu et al., 2000; Kaur and Kapoor, 2002; Zhou and Yu, 2006），然而，針對台灣各類蔬菜縱觀地分析抗氧化力的研究並不多，因此有需要完整地建立台灣各類蔬菜的抗氧化力資訊。大部分抗氧化力的研究是以西方溫帶的蔬果作為研究材料，以台灣熱帶、

亞熱帶及新興蔬菜作為材料的研究並不多，因此本研究在建立台灣各類蔬菜抗氧化力的資訊，同時也讓台灣蔬菜的保健價值得到提升與重視。

抗氧化力體外的分析方法種類繁多（Prior et al.,2005; Roginsky and Lissi, 2005;

Stratil et al., 2006），其中鐵離子還原抗氧化力分析法（Ferric reducing antioxidant

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power assay；FRAP assay）是以還原三價鐵離子的能力代表所具有的抗氧化力，最早由 Benzie 和 Strain（1996）所提出，應用於臨床上分析血漿所擁有的抗氧化力 (Ferric reducing ability of plasma；FRAP)。隨後 Halvorsen 等、Szeto 等及 Ou 等（2002）

開始應用在蔬果抗氧化力的分析上。此種抗氧化力分析方法簡易、快速、經濟且分析結果適合比較及排序，符合大量蔬菜樣品分析的需求與目的（Prior et al., 2005）。另外，酚類化合物（phenolic compounds，簡稱酚類 phenolics）是蔬果所含重要的抗氧化物質。因此本試驗以 FRAP 方法分析台灣 83 種蔬菜的總抗氧化力，

同時也分析總酚類的含量，建立台灣蔬菜抗氧化力之基本資料。

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第二章第二章第二章

第二章前人研究前人研究前人研究前人研究

一一一

一、、、、蔬果抗氧化的保健功能蔬果抗氧化的保健功能蔬果抗氧化的保健功能蔬果抗氧化的保健功能

流行病學研究指出，豐富蔬果的飲食可預防許多疾病的發生，包括心血管疾病（Ness and Powles, 1997; La Vecchia et al., 1998; Van’t Veer et al., 2000; Dauchet et al., 2006）及多種癌症（Steinmetz and Potter, 1996;La Vecchia et al., 2001; Terry et al., 2001）。蔬果飲食或其成分的保健機制成為近年來研究者不斷研究探討的議題。

Lampe（1996）文獻回顧提出蔬果或其成分具潛力的保健機制，包括抗氧化功能、

去毒化（detoxification）酵素的調控、免疫系統的刺激、減少血小板凝集、膽固醇代謝的調控、血壓的控制等。其中，抗氧化作用至今一直成為蔬果保健研究的重要方向，因為它與癌症及冠狀動脈硬化皆有密切的關係。

研究者提出重要假設，認為疾病的產生與體內自由基或活性氧分子（reactive oxygen species；ROS）所造成的氧化傷害有密切關係（Maxwell and Lip, 1997; Borek, 2005; Valko et al., 2007）。生物體若產生過多的ROS，即遭受氧化逆境（oxidative stress），其脂質、蛋白質以及DNA的結構會被改變，功能將異常，進而產生病變。

若體內擁有足夠的抗氧化物質，包含酵素型與非酵素型成分，即能夠防止自由基形成、去除自由基、修補氧化造成的傷害以及防止基因突變等，進而預防病變的發生。而蔬果中含有具抗氧化功能的植物化學物質（phytochemicals），如維生素C、

E、類胡蘿蔔素及酚類化合物，攝取這些抗氧化物，可降低體內遭受氧化傷害的機會，進而預防疾病（Di Mascio et al., 1991; Hollman and Katan, 1999; Padayatty et al., 2003; Stahl and Sies, 2005）。

從營養流行病學的觀察法研究結果－包括世代研究（cohort study）及病例對照研究（case-control study）－可以得知蔬果飲食對疾病可能的預防效果（Dauchet et al., 2006），然而未能證實抗氧化的作用機制以及得知其作用的成分。藉由細胞培養與動物模式的實驗可以幫助瞭解蔬果成分表現抗氧化等保健機制的效果

（Adams et al., 2006; Cherng et al., 2007），但實際在人體上表達的效果仍然不清

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楚。而人體飲食介入（intervention）的研究，能夠連結營養流行病學的研究與細胞培養及動物模式的實驗結果。這些飲食介入的研究是利用評估人體生理生化的指標來印證蔬果飲食或其成分可能的保健機制，且進一步推論其預防疾病的功能

（Dragsted et al., 2004; Thompson et al., 2006）。飲食介入的研究仍會受限於一些問題，如生化指標的敏感度與明確性、生化樣品的取得與使用，以及人體實驗操作的邏輯性等（Lampe, 1996）。除了上述不同面向的研究之外，另外還有一部份的研究是藉由體外化學分析的方法，直接評估蔬果或其特定成分的抗氧化能力。其目的在瞭解該物質攝取後，體內減少氧化傷害的可能效果，同時也可以得到值得進一步研究其體內保健機制的材料。

二二二

二、、、、蔬果對人體抗氧化的相關研究蔬果對人體抗氧化的相關研究蔬果對人體抗氧化的相關研究蔬果對人體抗氧化的相關研究

（

（一一一一））））蔬果種類與成分對氧化傷害的影響蔬果種類與成分對氧化傷害的影響蔬果種類與成分對氧化傷害的影響蔬果種類與成分對氧化傷害的影響

攝取蔬果能夠減少 DNA 及脂質的氧化傷害，而保護的程度隨蔬果種類和所含成分不同而異（Pool-Zobel et al., 1997; Fowke et al., 2006）。Pool-Zobel 等（1997）

對23位健康不抽煙的男性進行不同蔬菜飲食的介入實驗。結果顯示2週番茄與2週胡蘿蔔飲食的補充，可顯著減少血液中淋巴細胞DNA的斷裂；2週胡蘿蔔飲食的補充，可顯著減少淋巴細胞DNA嘧啶鹼基的氧化程度，而2週菠菜飲食皆無效果，顯示蔬菜飲食能減少DNA斷裂及氧化傷害，但其保護的效果因蔬菜種類而異。Fowke 等（2006）對22位男女進行蕓苔屬蔬菜的介入實驗，實驗逢機交替4週蕓苔屬蔬菜攝取（平均每天218g）及4週維生素、礦物質及纖維補充。攝取4週蕓苔屬蔬菜的尿液中8-iso-PGF2α濃度顯著減少原始8-iso-PGF2α濃度的22.0%（8-iso-PGF2α， F2-isoprostanes是體內脂肪酸過氧化之後的產物之一），而攝取4週維生素、礦物質及纖維的實驗組則無顯著效果。結果得知，蕓苔屬蔬菜提供減少氧化傷害的能力，

而此能力無法由單獨補充維生素、礦物質及而獲得。

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（

（二二二二））））蔬果份量對氧化傷害的影響蔬果份量對氧化傷害的影響蔬果份量對氧化傷害的影響 蔬果份量對氧化傷害的影響

攝取不同份量的蔬果皆能夠減少氧化傷害的發生，而較高量蔬果攝取的保護的程度要比相對低量的蔬果攝取佳（Thompson et al., 2005a,b）。Thompson 等

（2005a）對 246 位健康的女性進行不同份量的蔬果介入實驗，蔬果飲食包含 16 個科別、41 種蔬果。結果顯示攝取 2 週相對低量蔬果（3.0 份/天）之後，再進行 2 週相對高量蔬果攝取（9.2 份/天）能進一步降低攝取高量蔬果前尿液中 8-iso-PGF2

α濃度的 11%；而之後持續 2 週相對低量蔬果飲食（3.6 份/天）則不會再降低濃度。

Thompson 等（2005b）另外對 64 位健康女性進行不同份量的蔬果介入實驗，逢機分二組，相對低量蔬果攝取平均每天 3.0 份，和相對高量蔬果攝取平均每天 12.1 份。結果顯示相對高量蔬果攝取能顯著降低原始血液中淋巴細胞 8-oxo-dG 含量的 16.5%（8-oxo-dG，8-hydroxy-2-deoxyguanosine 為 DNA 遭受氧化傷害的產物之一），以及原始尿液中 8-iso-PGF2^α濃度的 30.7%，而相對低量蔬果攝取則降低效果不顯著。研究也指出生化指標的降低程度與個體生化指標的原始濃度有關，原始濃度越高，受蔬果飲食導致降低的量就越多且越顯著。

（

（三三三三））））蔬果多樣性對氧化傷害的影響蔬果多樣性對氧化傷害的影響蔬果多樣性對氧化傷害的影響 蔬果多樣性對氧化傷害的影響

相對高多樣性蔬果的攝取，減少氧化傷害的效果要比相對低多樣性的蔬果攝取佳（Thompson et al., 2006）。Thompson等（2006）對111位健康的女性進行蔬果多樣性的介入實驗，逢機分二組，相對高多樣性蔬果攝取，包含18個科別、44種蔬果，以及相對低多樣性蔬果攝取，包含8個科別、27種蔬果，兩組每天攝取蔬果份量沒有差異。結果顯示，攝取2週相對高多樣性蔬果與2週相對低多樣性蔬果皆顯著降低尿液中8-iso-PGF2α的濃度，而相對高多樣性蔬果降低的程度是相對低多樣性蔬果的2.6倍；攝取相對高多樣性蔬果能顯著降低原始淋巴細胞8-oxo-dG含量的12%，而攝取相對低多樣性蔬果則影響不顯著。研究也顯示氧化傷害生化指標原始濃度越高，受蔬果飲食導致降低的量就越多且越顯著。

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三三三

三、、、、蔬果的抗氧化物質與其抗氧化作用蔬果的抗氧化物質與其抗氧化作用蔬果的抗氧化物質與其抗氧化作用蔬果的抗氧化物質與其抗氧化作用

（

（一一一一））））維生素維生素維生素C：維生素：：：

維生素C（Vitamin C）又稱為抗壞血酸（ascorbic acids），是一種蔬果中常見的水溶性抗氧化物。抗壞血酸可提供2個電子，去除自由基或是高活性的分子。而失去電子的抗壞血酸（半去氫抗壞血酸自由基和去氫抗壞血酸）活性不高，不會造成氧化傷害。在體內氧化的去氫抗壞血酸可藉由麩胱甘肽（glutathione）、NADH 或NADPH還原成抗壞血酸（圖2.1）。

維生素C是體內許多代謝路徑相關酵素必需的輔助因子（cofactor），不過相當多的研究關注在它的抗氧化功能（Halliwell, 2001）。研究顯示，維生素C的抗氧化功能，是減少許多疾病風險的重要原因，這些疾病包括癌症、心血管疾病、眼睛老化相關疾病以及神經退化性疾病等（Jacob and Burri, 1996）。流行病學研究指出，

較高量的維生素C攝取與降低癌症風險有顯著的關係，尤其是胃癌、食道癌、口腔癌（Block, 1992）；維生素C攝取與降低心血管風險也有顯著的關係（Fehily et al., 1993; Asplind, 2002）。在體外的研究方面，有研究針對抗壞血酸抑制低密度脂蛋白

（LDL）的效果作評估，LDL自血漿中分離出，給予氧化的環境，一般會有過渡金屬（銅或鐵）的存在。從量測氧化產物的結果可知，外加給予抗壞血酸確實可延遲脂質氧化的速率（Jialal et al.,1990; Jialal and Gruny; 1992）。

（

（二二二二））））維生素維生素維生素E：維生素：：：

維生素E（Vitamin E）又叫生育酚（tocopherol），為脂溶性抗氧化物，抗氧化作用主要在細胞膜或脂肪組織，可保護膜上的多元不飽和脂肪酸不被脂質過氧化。研究證實α-tocopherol在減少脂質過氧化是最有效的酚類抗氧化物，也是生物膜及脂蛋白上主要的脂溶性抗氧化物（Halliwell, 1994）。維生素E可終止過氧化自由基引起的連鎖反應，與過氧化自由基作用後，本身成為無活性的苯氧自由基分子（phenoxyl radicals）與過氧化氫產物，因此是合適的自由基清除者。飲食中攝取維生素E可增加血漿中α-tocopherol的濃度，提升抗氧化的保護效果。維生素E 在血液中由脂蛋白運輸，可防止脂蛋白受到氧化傷害。一莫耳的生育酚與2個脂質

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過氧化自由基（LOO．）作用，會產生14個脂質過氧化氫（LOOH）及7個氧化的生育酚（圖2.2）（Kitts, 1997）。許多研究支持維生素E參與體內抗氧化的防禦，以及在預防慢性疾病上扮演重要的角色。LDL氧化是動脈粥狀硬化發生的初期步驟，維生素E可延緩低密度脂蛋白（LDL）上的多元不飽和脂肪酸氧化（Jialal and Gruny; 1992）。流行病學研究指出，α-tocopherol的攝取與降低心血管風險有顯著的關係（Stampfer et al., 1993; Knekt et al. 1994）。動物試驗方面，給予餵食生育酚醋酸酯（D,L-α-tocopherol acetate）的兔子對LDL氧化的抵抗性有增加（Morel et al.,1994）。生育酚的抗氧化活性亦可減少腫瘤細胞中脂質過氧化物的毒性（Begin et al.,1988）。

（

（三三三三））））類胡蘿蔔素類胡蘿蔔素類胡蘿蔔素：類胡蘿蔔素：：：

類胡蘿蔔素（Carotenoids）是由多異戊二烯聚合，40個碳的對稱二聚體。自然界中有超過600種類胡蘿蔔素。蔬果中最常見的類胡蘿蔔素有α-及β-胡蘿蔔素（α -,β- carotene）、茄紅素（lycopene）、葉黃素（lutein）、玉米黃素（zeaxanthin）、蝦紅素（astaxanthin）等（圖2.3）。類胡蘿蔔素可分為兩大類，一為胡蘿蔔素（carotenes）

－結構為不飽和烴（unsaturated hydrocarbon），另一為葉黃素（xanthophylls）－結構上帶有一個以上的含氧官能基。類胡蘿蔔素的共軛多烯長鏈結構使其具有吸光性質及光保護（photo-protection）功能，類胡蘿蔔素可直接與激發態的葉綠素或其引發的單態氧作用，以防止氧化傷害的發生。類胡蘿蔔素為一脂溶性抗氧化物，

可終止自由基的連鎖反應，抑制脂質過氧化，它與自由基作用後，自身可形成較為安定的類胡蘿蔔素自由基，以此防止蛋白質與DNA等的氧化變異（Astorg, 1997）。

β-胡蘿蔔素是一種具有抗氧化活性的類胡蘿蔔素，可吸收活性氧分子的能量，阻止其產生氧化傷害。β-胡蘿蔔素亦可與引起連鎖反應的脂質過氧化自由基作用，以減少脂質的氧化，保護脂肪膜不受自由基的破壞（Astorg, 1997）。β-胡蘿蔔素的抗氧化活性與氧的濃度有關，當氧的分壓高時，其抗氧化活性降低；而在低氧時則活性較高。由於酵素與其他抗氧化物大多是在正常氧濃度下最有效，

而許多組織中的微血管是接近低氧分壓，所以β胡蘿蔔素可輔助其他抗氧化物如

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維生素 C 及 E 的作用。有研究指出葉黃素，如角黃素、蝦紅素或玉米黃素是比β- 胡蘿蔔素更佳的抗氧化物（Palozza and Krinsky, 1992; Rice-Evans et al., 1997）。

類胡蘿蔔素通常與人類血液中的脂蛋白在一起，因此血漿中的低密度脂蛋白

（LDL）是一個適合評估膳食中類胡蘿蔔素抗氧化活性的模式。非極性的α及β 胡蘿蔔素主要分布於 LDL 部份；而極性的類胡蘿蔔素如黃體素及玉米黃素則較多分布於高密度脂蛋白上（Terao and Nagao, 1997）。在測試的幾種類胡蘿蔔素中，茄紅素的抗氧化力最強，這與其結構有關。Mortensen 及 Skibsted（1997）發現類胡蘿蔔素與苯氧自由基的反應速率隨著類胡蘿蔔素上的共軛雙鍵數目增加而提高。

當類胡蘿蔔素上有羥基（C-OH），特別是羰基（C=O）存在時，反應速率則降低。

因此在去除苯氧自由基上，茄紅素最有效，其次為β胡蘿蔔素。

茄紅素具有一特殊的長鏈分子結構，含 13 個雙鍵，是類胡蘿蔔素中雙鍵最多者。這種結構使其清除自由基與終止單態氧分子活性的能力優於其他類胡蘿蔔素。茄紅素是西方人血漿中濃度最高的類胡蘿蔔素（Nir and Hartal, 1997）。它在睪丸、腎上腺及攝護腺中的含量很高，與其他類胡蘿蔔素不同的是，茄紅素在血漿中的量不受吸煙及喝酒而降低，但隨年齡增加而減少（Ma, 1997）。

流行病學研究顯示多攝取蔬果及β-胡蘿蔔素與肺癌罹患率的減少有正相關

（Van Poppel et al. 1995; Ziegler et al., 1996）。飲食中的α及β胡蘿蔔素及黃體素皆與肺癌罹患率的降低有關，茄紅素則無關（Astorg, 1997）；但在一個為期7年，包含4萬8千人為對象的實驗中發現，攝取自番茄中的茄紅素可減少攝護腺癌，其它的類胡蘿蔔素則無相關性（Levy et al., 1997）。另外有研究顯示患有膀胱及胰臟癌的病患，其血漿中茄紅素含量較低（Levy et al., 1997）。動物試驗方面，β胡蘿蔔素、角黃素及其它類胡蘿蔔素（α-胡蘿蔔素、茄紅素、蝦紅素等）能減少UV誘導皮膚癌的發生，以及延緩化學誘發的腫瘤形成，針對不同的部位皆有研究指出，

包括皮膚、乳腺、唾腺、呼吸道、肺、胃、結腸、胰腺、膀胱、肝臟等（Krinsky, 1991; Gerster, 1993）。

(17)

（

（四四四四））））酚類化合物酚類化合物酚類化合物：酚類化合物：：：

酚類化合物（phenolic compounds）存在於植物界中近8000種不同的結構，由簡單酚分子到高度聚合的多酚化合物。因著結構上的歧異，可將酚類分作幾個族群（表2.1），其中酚酸（phenolic acids）、類黃酮（flavonoids）及木質素（tannins）

是主要飲食中的酚類化合物（Balasundram et al., 2006）。酚酸主要有又分二群：羥基甲苯酸（hydroxybenzoic acid）及羥基肉桂酸（hydroxycinnamic acid）。羥基甲苯酸結構為一個芳香環接一個碳的酸；羥基肉桂酸結構為一個芳香環接三個碳的酸。類黃酮是植物酚類中最大的ㄧ群，有超過4000種不同的結構。類黃酮是低分子量的化合物，其結構（圖2.4）為兩個芳香環（A、B 環）中間連接三個碳，又中間三碳與A環形成一雜氧環（C環）。各種類黃酮因C環的差異，又可分為黃酮醇

（flavonols）、黃酮（flavones）、黃烷醇（flavanols）、黃烷酮（flavanones）、異黃酮（isoflavones）、黃烷酮醇（flavanonols）及花青素（anthocyanidins）等類。

酚類化合物的抗氧化力是由於它有提供氫原子或電子來消除自由基的能力，

氧化的酚類本身結構穩定，不易再和其他分子反應（Balasundram et al., 2006）。這些抗氧化能力會受酚類結構上，-OH 官能基的數目與位置的影響而有所不同

（Rice-Evans et al.,1996；Heim et al., 2002）。例如，類黃酮 A 環 5,7 位置，B 環 3’,4’

及 C 環 3 位置有羥基存在會提供較高的抗氧化力。另外，類黃酮具有螯合金屬離子的能力，可抑制金屬離子（Fe²⁺、Cu²⁺）的助氧化作用（pro-oxidation）。

花青素是水溶性色素，全部與醣類形成醣苷，最常見的花青素是在位置 3 或 3,5 之位置發生醣苷鍵聯。Wang（1997）等探討 14 種花青素抗氧化力，發現 Kuromanin（cyanidin-3-glucoside）抗氧化力最高，約為維生素 E 水溶性類似物 Trolox 的 3.5 倍；Pelargonin 最低，但也與 Trolox 相當。山桑（bilberry）含有的矢車菊色素（cyanin）及花翠色素（dlelphinin），其萃取物已商品化用來治療微血管疾病及維持正常的血管滲透性，亦可防止膽固醇引起的動脈硬化（Wang, 1997）。Saito

（1998）等研究指出葡萄子萃取液及所含之 procyandin 具有防止胃潰瘍的生理功

(18)

能，procyanidin 有清除自由基的抗氧化力，使胃壁不受自由基引起的傷害，同時 procyanidin 可與蛋白質結合而具有保護胃壁的功能。

四四四

四、、、、抗氧化力分析方法抗氧化力分析方法抗氧化力分析方法抗氧化力分析方法

分析植物中的抗氧化物含量有助於瞭解該物質攝取後，在體內減少氧化傷害的可能效果。不過植物中抗氧化物種類眾多，分析各別的抗氧化物含量無法得知植物整體的抗氧化能力，因此目前已有許多分析總抗氧化力的方法，皆應用於飲食或植物材料抗氧化力的評估。這些方法依測定的原理可分為四類：抑制自由基對基質的氧化降解、去除自由基、抑制脂質過氧化以及還原力（王等,2006）。由於原理不同，各種方法抗氧化力代表的意義也會不一樣。以下介紹幾個抗氧化力研究中常見的分析方法：

（

（一一一一））））ORAC（（（（oxygen radical absorbance capacity））））assay

ORAC分析法是一種以抗氧化物去抑制自由基對基質的氧化降解為基礎的方法，是由Cao等人（1993）以Glazer（1990）的研究為基礎發展出的方法。原理是應用螢光物質β-藻紅蛋白（β-phycoerythrin,β-PE）的性質，在540nm光波激發下可發出565nm的螢光。有自由基或氧化劑存在會使β-PE螢光減弱，而當有抗氧化物存在時，β-PE的螢光減弱會被抑制。此自由基或氧化劑可使用AAPH（產生過氧化自由基）、H2O2-Cu²^＋（主要產生HO．）或Cu²^＋。使用AAPH時，可測量所有公認的抗氧化物，如抗壞血酸、α-生育酚、β-類胡蘿蔔素。使用H2O2-Cu²^＋時，

可測得甘露醇、葡萄糖、尿酸及過度金屬螯合劑類的物質，無法測定抗壞血酸、

α-生育酚（Cao et al., 1997）。ORAC分析法的量測值是使用螢光變化量曲線下的面積，將抗氧化物對自由基作用的抑制時間和抑制程度結合成一個量。此測定結果以Trolox當量表示。ORAC分析法可以依據抗氧化物作用特性，控制過氧化自由基的來源與溶劑，適用於脂溶性及水溶性抗氧化物的分析。方法中AAPH與抗氧化物的莫耳比非常高（超過2000），使得此法專一性強，量測的是抗氧化物直接清除自由基的能力，由於使用螢光技術，使得也能量測含有抗氧化物的油乳狀樣品。此

(19)

方法測得的是總抗氧化力，而且可自動化（Cao et al., 1995）。因為ORAC的反應對溫度敏感，所以作用過程須控制溫度於37℃，若使用微量盤進行分析，溫度的影響將更為明顯（Lussignoli et al., 1999）。螢光標誌雖然偵測上敏感，但需要螢光的光譜分析儀，儀器昂貴，一般實驗室較少使用。另外，分析時間長也是其主要的缺點（prior et al., 2005）。

（

（二二二二））））DPPH自由基自由基自由基自由基去除能力法去除能力法去除能力法 去除能力法

DPPH．（2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl）是一種穩定的自由基，其乙醇溶液呈深紫色，在515nm波長下有最大吸光值。當有抗氧化物存在時，DPPH自由基會被還原，DPPH溶液的顏色會變淺，吸光值變小，根據吸光值的變化可測得抗氧化力。

計量常以去除DPPH自由基百分率（%）表示（Oboh, 2005; Madhujith and Shahidi, 2005; Liu et al., 2007）、自由基殘留率（%）表示（Zhou and Yu, 2006; Huang et al., 2007），或是使用去除50%自由基所需的濃度EC50（濃度越小，抗氧化力越強）來表示（Sánchez-Moreno et al., 2006），也有使用Trolox標準品作單位表示的（Miller et al., 2000; Oki et al., 2002）。

此方法快速、簡單，只需要典型的UV-Vis光譜分析儀即可完成，然而，若受測的物質與 DPPH溶液有相同的吸收光譜（515nm）則結果有將不易解釋，已知類胡蘿蔔素會干擾（Noruma et al.,1997）。使用DPPH分析法量測抗氧化力會被一些缺點困擾，因為DPPH是自由基同時也是氧化物，此分析不是競爭性的作用，反應過程會受其他物質的干擾而顏色減弱，且容易受化學空間上的影響，小分子因較容易和作用位置反應而會有顯著較高的抗氧化力（Prior et al., 2005）。很多能和過氧自由基作用的抗氧化物因化學空間上的緣故，無法和DPPH作用而量測不到。

（

（三三三三））））TEAC (trolox equivalent antioxidant capacity) assay

TEAC 分析法又稱為 ABTS 分析法，最早由 Miller 等（1993）提出，主要是量測抗氧化物去除 ABTS 自由基的能力。 ABTS [ 2,2’-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)] 可被 K2S2O8、MnO2等各種試劑氧化，生成藍綠色的自由基陽離子 ABTS．^＋。ABTS．^＋相當穩定在 414、645、734 和 805nm

(20)

波長下有最大吸收峰。有抗氧化物存在下，ABTS．^＋會與其反應，變為無色的 ABTS。抗氧化物清除 ABTS．^＋自由基的能力可用 414nm 或 734nm 波長下的吸光值測量，一般反應時間為 4-6 分鐘。其測得的結果以 TEAC（Trolox equivalent antioxidant capacity, Trolox 當量抗氧化能力）表示。（Trolox 為水溶性的維生素 E 的類似物。）TEAC 分析法操作簡單，反應快速，能在較寬裕的 pH 值範圍下反應。

ABTS．^＋可溶於水溶液與有機溶劑中，且不受金屬離子的影響，所以用於量測脂溶性與水溶性萃取物的抗氧化力（Prior et al., 2005）。TEAC 分析法也可用微量盤分析（Eral, 2004）。

ABTS自由基不存在於哺乳動物中，因此是一種非生理的自由基，可能無法反應出抗氧化物實際在體內的表現。熱力學上要能還原ABTS自由基，其物質的氧化還原電位要低過ABTS的0.68V，許多酚類化合物是有低氧化還原電位，能與ABTS 自由基作用，然而反應需要較長的時間，在設定的時間內無法反應完全，這會造成TEAC值被低估，不過分析結果還是能夠提供樣品或抗氧化物抗氧化力的排序

（Prior et al., 2005）。

（

（四四四四））））FRAP（（（（Ferric reducing antioxidant power）））assay ）

鐵離子還原抗氧化力分析法（Ferric reducing antioxidant power assay；FRAP assay）是以還原三價鐵離子的能力代表所具有的抗氧化力，最早由Benzie和Strain

（1996）所提出，應用於臨床上分析血漿所擁有的抗氧化力(Ferric reducing ability of plasma；FRAP)。隨後Halvorsen等、Szeto等及Ou等（2002）開始應用在蔬果抗氧化力的分析上。 FRAP 分析法的作用原理是抗氧化物會在低 pH 值環境下

（pH=3.6）將TPTZ（2,4,6-tripyridyl-s-triazine）螯合的三價鐵還原為二價鐵，溶液 由黃色轉為藍色，在593nm波長下有最大吸光值，測量單位以FeSO₄當量表示。FRAP 分析法簡易、快速、經濟、且分析結果穩定重複性高，適合比較及排序。不過，

FRAP分析方法無法測得硫醇類（thiols）的抗氧化力，文獻指出一般硫醇類的還原力皆小於Fe³^＋/Fe²^＋還原的半反應（Halvorsen et al., 2002）。

(21)

五五五

五、、、、蔬果抗氧化力的相關研究蔬果抗氧化力的相關研究蔬果抗氧化力的相關研究蔬果抗氧化力的相關研究

目前已有許多蔬果或飲食相關的抗氧化力研究，當中包括蔬果的種類（Miller et al., 2000; Halvorsen et al., 2002; Ou et al., 2002; Szeto et al., 2002; Zhou and Yu, 2006）、品種（Imeh and Khokhar, 2002; George et al., 2004; Eberhardt et al, 2005;

Deepa et al., 2006）、部位（Guo et al., 2003; Toor and Savage, 2005; Li et al., 2006b）、

加熱烹煮（Chu et al., 2000; Ismail et al., 2004; Zhang and Hamauzu, 2004）、貯藏（Chu et al., 2000; Puupponen-Pimiä et al., 2003; Vin and Chaves, 2006）對其抗氧化力的影響，以及抗氧化成分的含量與抗氧化力的相關性（Chu et al., 2000; Kaur and Kapoor, 2002; George et al., 2004; Zhou and Yu, 2006）（表2.2）。這些研究皆是以體外分析的分法來評估蔬果的總抗氧化力，依據總抗氧化力的評估結果，可以對人類在蔬果選擇上、培育上、處理上作出調整或改進。以下整理出數個蔬果抗氧化力相關研究的結果：

（

（一一一一））））蔬菜與水果抗氧化力的比較蔬菜與水果抗氧化力的比較蔬菜與水果抗氧化力的比較 蔬菜與水果抗氧化力的比較

一般而言，水果的抗氧化力高於蔬菜（Miller et al., 2000; Triantis et al., 2005）。

Miller等（2000）以去除DPPH自由基方法量測抗氧化力，受測水果平均抗氧化力 1230μmol Trolox equivalents/100 g（TE），而蔬菜平均440 TE。由數據可知，蔬菜中的紅色甘藍、大蒜及根菾菜有高的抗氧化力；而綠色甘藍、胡瓜、芹菜抗氧化力較低。富含花青素的紅色甘藍、根菾菜及水果中的紅李、黑李、葡萄皆有明顯高的抗氧化力，而富含水分的瓜類抗氧化力就較低。Triantis等（2005）以化學發光法（chemiluminescence）測得15種蔬果的抗氧化力，同樣顯示蔬菜的抗氧化力低於水果的抗氧化力，所有受測蔬菜的抗氧化力排序皆低於水果，而排序最高的蔬菜為胡蘿蔔。

（

（二二二二））））蔬果不同品系間的抗氧化力蔬果不同品系間的抗氧化力蔬果不同品系間的抗氧化力 蔬果不同品系間的抗氧化力

相同種類的蔬菜，其抗氧化力會因品系或品種的不同而有差異（George et al., 2004; Eberhardt et al., 2005; Kaur et al., 2007）。George等（2004）以FRAP方法分析 12種不同品系番茄的抗氧化力。結果顯示’818 cherry’品系以2.3 mM FRAP為最

(22)

高，’FA-574’品系0.64 mM FRAP為最低，同時’818 cherry’品系也含有最高的茄紅素含量、酚類含量及抗壞血酸。Imeh 和Khokhar（2002）以FRAP方法分析9個品種的番茄抗氧化力，最高與最低的品種抗氧化力差不到2倍。Eberhardt 等（2005）

以ORAC方法分析22個品種青花菜抗氧化力，抗氧化力最高的品種其抗氧化力約為最低品種的3倍，也有研究以FRAP方法分析6個青花菜品種的抗氧化力，結果差不到2倍（Kaur et al., 2007），這些蔬果品系間抗氧化力的差異，可作為品種選拔的依據。

（

（三三三三））））蔬果不同部位抗氧化力的差異蔬果不同部位抗氧化力的差異蔬果不同部位抗氧化力的差異 蔬果不同部位抗氧化力的差異

許多研究皆指出，果實外皮的抗氧化力是高於果肉部分（Guo et al., 2003；Toor and Savage, 2005；Horax et al., 2005；Bachioca et al., 2006）。Guo 等（2003）分析 26 種水果外皮與果肉的抗氧化力，結果顯示除了金柑（kumquat），所有水果外皮抗氧化力皆高於果肉，依種類的不同，差距從 2 倍到 27 倍。Bachioca 等（2006）

針對蘋果與西洋梨各 2 個品種的外皮與果肉分析其抗氧化力，外皮的抗氧化力高於果肉部分，差距從 6 倍到 9 倍。蔬菜方面，Toor 和 Savage（2005）分析番茄 3 個品種之不同部位的抗氧化力，結果指出外皮（占全果重的 9-18%）的抗氧化力約為果肉部位（不含種子）的 2 倍，並且總酚類含量、總類黃酮含量、番茄紅素含量及維生素 C 含量，外皮部位皆顯著高於果肉部位。另外，Horax 等（2005）分析四種苦瓜不同部位的抗氧化力與各酚類物質含量，結果得知外層果肉的總酚類含量高於內層組織的含量，且酚酸物質的種類有差異，然而兩部位的抗氧化力沒有顯著差異。

（

（四四四四））））烹調處理對抗氧化力的影響烹調處理對抗氧化力的影響烹調處理對抗氧化力的影響 烹調處理對抗氧化力的影響

蔬菜在烹調的過程，其抗氧化力會有所變化（Turkmen et al., 2005；Zhang and Hamauzu, 2004）。Turkmen等（2005）以去除DPPH自由基方法評估七種蔬菜經三種烹調方法處理後（水煮5分鐘、蒸煮7.5分鐘、微波1或1.5分鐘）抗氧化力的變化。

結果顯示番椒、青花菜、菜豆及菠菜，各方法烹調後，抗氧化力皆增加；而南瓜、

豌豆及韭蔥則各方法烹調後，抗氧化力皆大致沒有變化，因此認為蔬菜烹調後抗

(23)

氧化力的變化，受蔬菜本身影響比受烹調方法影響大。Zhang 和Hamauzu （2004）

利用水煮及微波處理青花菜，二處理去除DPPH自由基的抗氧化力皆隨處理時間增加而減少。不論處理方法或取樣部位，處理5分鐘後各抗氧化力約變為原來的1/3。

Sultana等（2008）以水煮5分鐘、油炒5分鐘、微波5或8分鐘（2450MHz）三種方法調理六種蔬菜，結果顯示油炒有提升各蔬菜還原力的趨勢，水煮與微波則無；

水煮與油炒對各蔬菜過氧化的抑制效果沒有影響，然而微波卻有降低各蔬菜過氧化抑制效果的趨勢，因此相較於其他調理方法，以微波調理蔬菜可能較不利於蔬菜抗氧化力的維持。

（

（五五五五））））貯藏溫度對抗氧化力的影響貯藏溫度對抗氧化力的影響貯藏溫度對抗氧化力的影響 貯藏溫度對抗氧化力的影響

蔬菜在貯藏的過程，其抗氧化力會有所變化，且變化會隨貯藏條件與蔬果種類的不同而差異（Chu et al., 2000; Vin and Chaves, 2006; Patthamakanokporn et al., 2008）。Chu等（2000）以綠葉甘藷葉進行不同溫度（4及25℃）的貯藏處理，隨著處理時間的增加，類黃酮的含量減少，全部抗氧化力分析方法（DPPH、超氧陰離子、氫氧自由基去除率、還原力及脂質過氧化抑制率）測得的抗氧化力皆有減少的趨勢，而4℃冷藏下抗氧化力減少的趨勢較緩慢。Patthamakanokporn等（2008）

以番石榴進行-20℃冷凍與5℃冷藏的處理，番石榴均質液經-20℃冷凍2週後，抗氧化力（ORAC分析法）減少23%，之後到3個月持續有減少的趨勢；番石榴果實5℃

冷藏10天，抗氧化力有上升的趨勢。Vin 和Chaves（2006）分別於0℃、4℃及10

℃貯存芹菜28天，第21天前0℃冷藏的芹菜相較於其他溫度，皆維持較高的抗氧化力，第28天抗氧化力則變為最低。

六六六

六、、、、國人蔬菜攝取情況與國內蔬菜供給情況國人蔬菜攝取情況與國內蔬菜供給情況國人蔬菜攝取情況與國內蔬菜供給情況國人蔬菜攝取情況與國內蔬菜供給情況

根據衛生署「國民營養健康狀況變遷調查 1993-1996」（Wu et al., 1999），台灣 19-64 歲成年男性與女性每天各類食物的攝取量，分別為 1821g 與 1373g。針對所供應的食物重量，男性以點心零食類（19.8%）、蔬菜類（17.8%）、五穀根莖類

（14.8%）、水果類（9.8%）為主要來源；女性則以蔬菜類（23.6%）、水果類（15.8）、

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五穀根莖類（14.3%）、點心零食類（14.2%）為主要來源（圖 2.5）。每天蔬菜類的攝取量，男性與女性皆為 323g，但女性所攝取的蔬菜量佔食物總攝取量的 23.6%，

比男性的 17.8%高；所攝取的蔬菜種類，男、女性均以深色蔬菜類 153g 佔大多數

（圖 2.6）。蔬菜類所提供的熱量很少，佔總熱量的比例為男性 3.1%，女性 4.4%（圖 2.7）。蔬菜類提供的蛋白質佔男、女性總蛋白質攝取量的 6.6%及 9.0%，脂肪約佔男、女性總脂肪攝取量的 1%，醣類佔男、女性總醣類攝取量的 5.5% 及 4.0%。

經食物代換表可得知，台灣成年男性每天攝取 13.2 份的主食類（相當於 3.3 碗飯），3 份的油脂類，6.4 份的蛋豆魚肉類，0.3 份的奶製品類，3 份的蔬菜類，1 份的水果類；成年女性每天攝取 9 份的主食類（相當於 2.3 碗飯），3 份的油脂類，

4.5 份的蛋豆魚肉類，0.4 份的奶製品類，3 份的蔬菜類，1.2 份的水果類。衛生署

「成人均衡飲食建議量」的建議是每天攝取 3-6 碗的五穀根莖類（每碗約 200g），

2-3 湯匙的油脂類（每湯匙 15g），4 份的蛋豆魚肉類（肉每份約 30g），1-2 杯的奶類（每杯 240mL），3 碟的蔬菜類（每碟約 100g），2 個的水果類（每個約 100g）。

蔬果類的攝取方面，國際上最新的建議以至少 5 份，並應隨著個人的熱量與食量而增加，男性有必要增為 7 或 9 份。由此可知，國人蔬菜類食物的攝取量還有改進的必要，尤其是男性。

國內蔬菜的供給量是以國內蔬菜的生產量，加上進口量，再減去出口量而得之。根據行政院農委會「⁹⁵年糧食供需年報（更新版）」，國內各類別的蔬菜年供給量分別為葉菜類 946 千公噸、根菜類 252 千公噸、莖菜類 870 千公噸、花果菜類 699 千公噸及菇類 36 千公噸。若將分類於「薯類」中的馬鈴薯，以及分類於「子仁及油籽類」的落花生分別納入莖菜類與花果菜類一起討論，則莖菜類的年供給量為 1,165 千公噸，花果菜類為 780 千公噸（表 2.3）。各類別蔬菜的供給比例由高到低分別為莖菜類 36%、葉菜類 30%、花果菜類 25%、根菜類 8%及菇類 1%（圖 2.8）。

莖菜類為國內供給量最多的蔬菜，由細目可知竹筍的供給量最多（佔總莖菜類供給量的 28.1%），其次為馬鈴薯（25.3%）、蔥（9.4%）與洋蔥（7.2%）。不過，馬鈴薯有一部分是用作零食的原料（洋芋片），而非作為蔬菜使用。葉菜類以甘藍（高

(25)

麗菜）最多，佔葉菜類總供給量的 37.5%，其它依序為結球白菜（15.2%）、不結球白菜（8.7%）、大芥菜（5.7%）、蕹菜（又稱空心菜）（5.1%）及芹菜（4.3%）。花果菜類種類繁多，以番茄最多，佔總花果菜類供給量的 16.4%，其它依序為花椰菜

（12.1%）、落花生（10.3%）、長豇豆（俗稱菜豆）（9.3%）、胡瓜（7.2%）。根菜類作物種類相對較少（不包括甘藷），主要以蘿蔔與胡蘿蔔為主，分別佔國內供給總根菜類的 46.1%與 35.6%。菇類是供給比例最小的蔬菜，僅 1%，主要是洋菇與香菇，各佔所有菇類供給量的 17.1%與 12.7%。

國人蔬菜攝取情況的資料，可顯示國人獲取營養的情形，也能指出國人從蔬菜取得保健成分的可能情形，可作為國人飲食習慣上須要調整的依據，尤其在蔬菜攝取方面；而從國內蔬菜供給的情況，也可以推算出國內平均每人各種類蔬菜的供給量及平均每人蔬菜營養素的供給量，甚至是蔬菜保健成分的供給量。從國內供給量也可得知國人獲得各種蔬菜的比例，這些比例為國人蔬菜的消費習慣，

這些資訊可以作為蔬菜生產上的參考，進而提供消費者不同營養價值的蔬菜。

(26)

研究主題文獻

蔬果種類

Halvorsen et al., 2002; Szeto et al., 2002; Ou et al.,2002; Miller et al., 2000; Wu et al., 2004; Kaur and Kapoor, 2002; Zhou and Yu, 2006;

梁,1995; 陳, 2004.

蔬果品種

George et al., 2004; Eberhardt et al., 2005; Imeh and Khokhar, 2002;

Deepa et al., 2006.

蔬果部位

Toor and Savage, 2005; Li et al., 2006; Guo et al., 2003.

蔬菜加熱或烹煮方式

Chu et al., 2000; Graziani et al., 2003; Ismail and Lee, 2005; Sahlin et al., 2004;Sun et al., 2007; Zhang and Hamauzu, 2004.

抗氧化力的比較

蔬果貯藏

Chu et al., 2000; Puupponen-Pimiä et al., 2003. Vin and Chaves, 2006;

Leja et al., 2003.

抗氧化成分之含量與抗氧化力的相關性

Kaur and Kapoor, 2002; Zhou and Yu, 2006; Chu et al., 2000; George et al., 2004; Toor and Savage, 2005; Li et al., 2006; Eberhardt et al., 2005; Imeh and Khokhar, 2002.

表 2.2、蔬果抗氧化力相關的研究主題

Table 2.2 Topics of research related to antioxidant activity in fruit and vegetable.

表2.1、植物中酚類化合物的分類

Table 2.1 Classes of phenolic compounds in plants.

（Balasundram et al., 2006）

(27)

（⁹⁵年糧食供需年報<更新版>, 行政院農委會）

蔬菜類別國內生產量

(公噸) 進口量

(公噸) 出口量

(公噸) 國內供給量

(公噸) 占各類別之

百分比(%) 葉菜類 919,374 29,901 3,498 945,777

甘藍 355,072 7 － 355,079 37.5

大芥菜 53,949 －－ 53,949 5.7

結球白菜 132,830 10,552 14 143,368 15.2

不結球白菜 82,256 －－ 82,256 8.7

蕹菜 47,963 －－ 47,963 5.1

芹菜 33,356 7,582 6 40,933 4.3

其他 213,948 11,760 3,478 222,229 23.5

根菜類 223,646 43,265 14,527 252,384

蘿蔔 116,416 －－ 116,416 46.1

胡蘿蔔 93,897 2,848 6,779 89,966 35.6

其他 13,333 40,417 7,748 46,002 18.2

莖菜類 784,517 384,045 7,197 1,165,268

薑 29,824 1,059 1,894 28,989 2.5

芋 42,497 －－ 42,497 3.6

蔥 102,577 7,480 700 109,358 9.4

蔥頭 7,082 22,173 667 28,588 2.5

洋蔥 48,050 36,773 414 84,409 7.2

韭菜 39,521 －－ 39,521 3.4

青蒜 23,681 3,307 0 26,988 2.3

蒜頭 43,843 1,064 31 44,875 3.9

荸薺－ 2,478 1 2,477 0.2

竹筍 313,356 16,975 2,429 327,901 28.1

蘆筍 4,413 9,080 1 13,492 1.2

茭白筍 46,256 －－ 46,256 4.0

其他 33,848 41,491 312 75,027 6.4

馬鈴薯 49,569 242,166 748 294,891 25.3

花果菜類 664,456 153,256 38,096 779,616

花椰菜 75,871 18,466 13 94,325 12.1

金針菜 686 35 1 720 0.1

越瓜 7,445 －－ 7,445 1.0

胡瓜 52,946 4,402 844 56,505 7.2

冬瓜 37,668 1,148 7 38,809 5.0

苦瓜 35,807 0 1 35,806 4.6

南瓜 22,222 1,564 5 23,781 3.1

茄子 32,431 2 12 32,421 4.2

番茄 119,275 9,003 322 127,956 16.4

番椒 30,234 3,418 37 33,614 4.3

長豇豆 18,911 53,812 61 72,662 9.3

豌豆 7,811 －－ 7,811 1.0

毛豆 57,273 148 26,369 31,052 4.0

其他 94,315 52,404 10,250 136,469 17.5

落花生 71,561 8,854 174 80,241 10.3

菇類 29,082 13,155 6,082 36,154

洋菇 4,663 1,584 63 6,183 17.1

香菇 4,643 1 50 4,594 12.7

其他 19,776 11,570 5,969 25,377 70.2

合計 2,621,074 623,621 69,401 3,179,199

表 2.3、民國 95 年國內各種類蔬菜供給量

Table 2.3 Domestic supplies of the categories of vegetable in 2006.

(28)

圖2.2、生育酚的氧化及與抗壞血酸和麩胱甘肽氧化還原的循還圖 Fig 2.2 Schematic diagram of tocopherol oxidation and the redox cycle with

ascorbic acid and glutathione.

（Kitts, 1997）

圖2.1、抗壞血酸與去氫抗壞血酸的轉換

Fig. 2.1 The inter conversion of ascorbic acid and dehydroascorbic acid.

（James and Sareen, 2000）

(29)

圖2.3、一般飲食中類胡蘿蔔素的結構

Fig. 2.3 Structure of common dietary carotenoids.

圖2.4、類黃酮分子的基本結構

Fig. 2.4 Generic structure of a flavonoid molecule.

(30)

圖 2.6、台灣地區成年男女性平均每天各類蔬菜攝取量比例（國民營養健康狀態變遷調查 1993-1996）

Fig. 2.6 The percentages of the daily amount of each category of vegetable consumed by adults in Taiwan area. NAHSIT 1993-1996.

男性女性

圖 2.5、台灣地區成年男女性每天各類食物攝取比例（國民營養健康狀態變遷調查 1993-1996）

Fig. 2.5 The percentages of the daily amount of each category of food consumed by male and female adults in Taiwan area. NAHSIT 1993-1996.

（Wu et al.,1999）

(31)

圖 2.8、民國 95 年台灣各類別蔬菜供給量比例

Fig. 2.8 The percentages of domestic supply from each category of vegetables in Taiwan in 2006.

男性女性

圖 2.7、台灣地區成年男女性每天各類食物供應熱量比例（國民營養健康狀態變遷調查 1993-1996）

Fig. 2.7 The percentages of the daily amount of energy from each category of food consumed by male and female adults in Taiwan area. NAHSIT 1993-1996

（Wu et al.,1999）

（95 年糧食供需年報<更新版>）

(32)

第三章第三章第三章

第三章台灣蔬菜台灣蔬菜台灣蔬菜鐵離子還原抗氧化力台灣蔬菜鐵離子還原抗氧化力鐵離子還原抗氧化力鐵離子還原抗氧化力（（（（FRAP））））之研究之研究之研究之研究

一一一

一、、、、前言前言前言前言

目前已有許多蔬果或飲食相關的抗氧化力研究，當中包括各種類蔬菜抗氧化力的分析與比較（Miller et al., 2000；Halvorsen et al., 2002；Ou et al., 2002；Szeto et al., 2002 ; Zhou and Yu, 2006），這些抗氧化力的研究大多是以西方溫帶的蔬果作為研究材料。台灣地處熱帶、亞熱帶，栽培環境及風土民情與西方大不相同，台灣各類蔬果也和西方溫帶的蔬果大不相同，有關本土蔬果抗氧化力的研究並不多，

也缺乏有系統的排序評比，因此有需要縱觀地分析台灣各類蔬菜的抗氧化力，研究結果將有助於台灣蔬菜的保健價值得到提升與重視。

蔬菜不同的部位或組織結構所含成分的含量與種類可能不同，其抗氧化力可能也有所差異（Guo et al., 2003；Harbaum et al., 2008）。Harbaum等（2008）研究顯示，不結球白菜與芥菜之葉片，葉身部位的酚類與類黃酮含量皆高於葉柄部位；

Guo等（2003）研究指出，25種水果的果實外皮抗氧化力皆高於果肉部位。依據食物的調理方式，消費者常選擇性的攝取蔬菜的特殊部位，例如：一般芹菜的烹調會將辛香味較重的葉身去除僅食用葉柄、絲瓜去除粗糙的外皮再烹煮，蓮藕則是切除質地緊實莖節，食用節間部位等；因此了解蔬菜不同部位的抗氧化力分布，

有助於食物烹煮方式的調整，提供國人健康飲食的資訊。

根據研究指出，大蒜含有具保健功能的含硫特殊成分，這些成分需要經過酵素作用而生成（Shukla and Kalra, 2007）。大蒜在經切碎或去除外皮之後，蒜胺酸酶（alliinase）會立即將蒜胺酸（allin）轉換為蒜素（allicin），之後分別生成不同的含硫化合物，包括diallyl sulfide、diallyl disulfide、diallyl trisulfide以及ajoene等，

這些物質擁有多項保健功能，包括抑制細胞增生、調控細胞週期、抑制DNA加成物（adduct）形成以及調控致癌物的代謝等（Wu et al., 2005; Milner, 2006; Shukla and Kalra, 2007）；然而文獻並無探討其抗氧化力。

本研究以 Benzie 和Strain（1996）所提出的 FRAP 分析法分析蔬菜總抗氧化

(33)

力，影響其測定值的因子，可能有光譜分析儀、測定波長、溶劑、萃取時間及反應時間等。典型的光譜分析儀，除可自訂波長測吸光值外，亦可提供全波長掃瞄，

但每次只能分析1個樣品，進行大規模樣品的測定有其限制。以微量盤光譜分析儀

（microplate spectrophotometer or ELISA plate reader）作為分析光譜的儀器（Bob et al., 2000；Chaovanalikit and Wrolstad, 2004；Reyes-Carmona et al., 2005；Schmidt et al., 2005；Tsao et al., 2005），能在30秒內完成96個樣品的分析，但無法任意設定量測的波長。例如本實驗室Anthos 2010微量盤光譜分析儀（Anthos, Austria），20 個控制波長的濾鏡（filter）中，沒有針對593nm波長的濾鏡，最接近的波長為 595nm。根據文獻，不同研究者所測吸光值的波長有差異，從585nm至620nm範圍的波長皆有研究者使用（Bob et al., 2000；Halvorsen et al., 2002；Dragsted et al., 2004）（附表3.1），其中以593nm波長較多，各波長間並無比較。此外，有關標準溶液（硫酸亞鐵溶液，FeSO₄）反應呈色的吸光值特性，Halvorsen等（2002）指出濃度3000μM的標準溶液，吸光值為1.7（600nm波長下）；Pulido等（2000）研究也有提到，標準溶液與吸光值（595nm波長下）的迴歸曲線斜率為0.65×10^-3（即1000 μM的標準溶液，吸光值約為0.65），標準溶液的批次與標準曲線及其參數的代表性，則未有人探討及比較。在溶液反應時間方面，許多研究者使用有別於原作者所提出的4分鐘，反應時間由4分鐘至90分鐘皆有研究者使用（附表3.1），而反應時間長，樣品中的抗氧化物充分反應（Pulido et al., 2000；Imeh and Khokhar, 2002；

Stratil et al., 2006），但所測得的抗氧化力是否更能確實表示其能力，則未有研究報告說明。在萃取時間方面，若試驗樣品數多，實驗操作萃取的過程將會產生不易同步與一致的問題，關於萃取時間是否會影響萃取液的萃取程度，前人研究也未提出，因此有需要先進行試驗了解。

為了利用微量盤光譜分析儀建立FRAP快速分析系統，本試驗先以光譜分析儀

‘波長掃瞄’模式，分析1000μM硫酸亞鐵標準溶液反應呈色後450-700nm波長的吸收光譜，瞭解各波長下FRAP反應溶液的吸光值特性。再利用微量盤光譜分析儀

（Anthos 2010）與典型的光譜分析儀（U-2001, HITACHI）同時進行FRAP光譜的

(34)

分析，比較分析FRAP的操作步驟、量測結果以及標準溶液吸光值之特性（標準曲線），另外也探討標準溶液長時間保存是否影響反應呈色的吸光值。此外，也探討萃取時間是否會影響萃取液的萃取程度，以及反應時間影響各種蔬菜樣品FRAP 測定值的程度。在蔬菜抗氧化力分析與排序方面，為了瞭解抗氧化力與蔬菜特徵的關連性，本試驗針對科別、供食用部位、外觀顏色與中醫四氣性質將蔬菜分類，

再分析比較各類蔬菜平均抗氧化力的差異性。不同部位與前處理與蔬菜抗氧化力的關係上，本試驗針對包心白菜不同內外層葉片、小松菜和芹菜的葉片之葉柄與葉身部位，以及蓮藕地下莖節與節間部位進行抗氧化力的分析，也比較大蒜切碎與不切碎，還有絲瓜去除外皮與否的抗氧化力差異。