关于成人膳食类胡萝卜素摄入量估算值与HPLC测定值的比较

【摘要】 目的 评价采用美国类胡萝卜素成分数据估算的膳食类胡萝卜素摄入量水平与HPLC测定的膳食类胡萝卜素摄入量数据之间的差异和相关性。方法 采用双饭份法和称质量记录法，在夏、秋、冬、春4个季节，调查不同社区184名30～60岁居民连续3 d膳食，利用美国的食物成分数据建立β胡萝卜素、α胡萝卜素、β隐黄质、番茄红素、叶黄素玉米黄质5种类胡萝卜素的食物成分表，计算5种类胡萝卜素每日摄入量。同时，采用HPLC测定膳食样品中类胡萝卜素的含量。结果 用两种方法获得的夏、秋、冬、春4个季节的膳食中β胡萝卜素、α胡萝卜素、番茄红素摄入量均无明显差异(t=0.17～1.68，P&>0.05)。除了秋季，夏、冬、春季β隐黄质的摄入量差异明显(t=2.35～8.51，P&<0.05)。4个季节中，两组叶黄素玉米黄质摄入量水平均有明显差异(t=3.24～3.93，P&<0.05)。两组5种类胡萝卜素的测定水平均存在显著的相关关系(r=0.45～1.00，P&<0.05)。结论 以美国食物成分数据估算的中国居民膳食类胡萝卜素摄入量与HPLC测定值非常接近。表明在尚未建立中国食物的类胡萝卜素成分数据的情况下，借用美国食物成分数据估算中国居民膳食类胡萝卜素摄入量是比较可靠的。
【关键词】 类胡萝卜素 摄入量 膳食调查 HPLC测定
［ABSTRACT］ObjectiveTo evaluate the accuracy of the estimated and calculated dietary carotenoid intakes of adults with the US carotenoid database.MethodsThis study consisted of 184 subjects， age 30-60 years， (84 males and 100 females) from various communities for a dietary investigation， in which the diets of continuous three days were recorded in summer， autumn， winter and spring in a year. The dietary records were used to calculate intakes of carotenoids (βcarotene， αcarotene， βcryptoxanthin， lycopene， and lutein/zeaxanthin)， based on American carotenoid database. Meanwhile， the 3day dietary samples from the dietary investigation were analyzed by HPLC for carotenoid contents， and analyzed values of dietary carotenoid intakes were thus obtained. Two kinds of carotenoid intake values were compared statistically.ResultsThere was no significant difference between calculated and analyzed values of βcarotene， αcarotene and lycopene intakes in the four seasons during a year (t=0.17-1.68，P&>0.05). The two kinds of intake values of βcryptoxanthin in summer， winter， spring were different significantly (t=2.35-8.51，P&<0.05). For intakes of lutein/zeaxanthin， the differences of two kinds of values existed in every season of the year (t=3.24-3.93，P&<0.05). The intake values from calculation and HPLC analysis were correlated on all five carotenoids and in the four seasons (r=0.45-1.00，P&<0.05). ConclusionDietary carotenoid intakes of adults estimated with the US food carotenoid database were much similar to those values from HPLC analysis， indicating the feasibility of evaluating carotenoid intakes of adults based on the U.S. carotenoid database before the China’s food carotenoid database is set up.
　　［KEY WORDS］carotenoids; intake; dietary survey; HPLC
　　类胡萝卜素是植物源性的脂溶性色素，在蔬菜水果中含量丰富，能够有效淬灭单线态氧和自由基[1]，作为抗氧化剂能降低心血管疾病及其他慢性病的危险性[2]。目前国内尚未建立中国食物类胡萝卜素成分表[3]，无法进行膳食类胡萝卜素摄入量的计算或相关研究。本研究利用美国食物成分数据库，计算部分成人的5种主要膳食类胡萝卜素的摄入量，并与HPLC测定膳食样本而获得的膳食类胡萝卜素摄入量数据进行比较，以探讨在没有建立中国食物类胡萝卜素成分数据的情况下，借用美国食物成分数据来估算中国居民膳食类胡萝卜素摄入量的可行性和可靠性。

　　1 资料与方法
　　1.1 对象
　　按照类型抽样的方法，分别选择济宁市城区中心位置的北门社区、城市周边的国光社区和远郊农村任城区的安居镇某自然村为调查地点，采用“知情同意”的原则，从3个社区随机选择184名30～60岁居民为调查对象（男84名，女100名），平均年龄（44.1±8.1）岁。
　　1.2 方法
　　1.2.1 膳食调查方法 采用双饭份法和称质量记录法，分别于2005年6～7月、2005年9～10月、2005年12月～2006年1月以及2006年3～4月进行。调查前对调查人员进行培训，统一规范技术方法，包括食物的分类、食物的称量和估量方法、食物样品的留存方法等。以抽样复查的方法对调查进行质量控制。连续调查3 d的饮食（其中包括1 d周末，但避免节假日或非常规聚餐），记录被调查者摄取的食物种类、数量和特征，并收集膳食平行样品。膳食平行样品要求与摄入食物的种类、状态、数量完全相同，留取后暂存家庭冰箱，由调查人员每日收集，留备进行实验室HPLC测定。
　　1.2.2 膳食类胡萝卜素成分估算方法 ①食物类胡萝卜素成分数据：依据1993年美国USDANCI食物类胡萝卜素数据库、1998年美国USDANCC食物类胡萝卜素成分数据库，以及最新的美国食物成分表（第18版），对本调查中涉及食物的类胡萝卜素成分数据进行归纳、整理，形成一个小的类胡萝卜素成分表，数据涵盖β胡萝卜素、α胡萝卜素、β隐黄质、番茄红素、叶黄素玉米黄质的含量[4]。少量中国特色食物在美国的上述数据库中查不到相关数据，则根据食物的种类、水分含量以及国内食物成分表中胡萝卜素含量水平找到类似食物的类胡萝卜素值进行代用、估计。 ②膳食类胡萝卜素的计算：利用上述食物类胡萝卜素成分数据和调查的食物消费量，计算膳食样品中β胡萝卜素、α胡萝卜素、β隐黄质、番茄红素、叶黄素玉米黄质的含量和每日膳食摄入量。
　　1.2.3 膳食类胡萝卜素含量的测定 ①仪器: HP 1100液相色谱仪系统，包括两个Waters 510泵、VWD紫外可见光检测器和Waters 717 Plus 型自动进样仪。色谱柱为Waters YMCTM Carotenoids S3 4.6 mm×150.0 mm Column ，由美国TUFTS 大学类胡萝卜素与健康研究实验室赠送（the carotenoids and Health Laboratory of Jean Mayer USDA Human Nutrition Research Center on Aging at TUFTS University，Boston）。设定检测器波长在450 nm检测类胡萝卜素[5]。②膳食样品抽提[6]:取4～10 g的膳食匀浆样品入100 mL容量瓶中，加入30 mL抽提溶剂（正己烷∶丙酮∶无水乙醇∶甲苯为10∶7∶6∶7），振摇1 min，放置16 h（在暗环境中）；加入400 g/L氢氧化钾甲醇溶液4 mL，振摇1 min，放置1 h；加入30 mL的正己烷，振摇1 min；加入100 g/L Na2SO4溶液至100 mL；用力振荡1 min，放置1 h；取上层液0.5 mL至10 mm×75 mm 玻璃试管中，氮气吹干；加入1 mL无水乙醇复溶，机械振荡和超声波振荡各20 s；取200 μL移入自动进样仪样管中。③色谱分离:HPLC流动相为甲醇(MeOH)、特丁基甲基醚(MTBE)以及水的混合液，其中水中含有10 g/L的乙酸铵。流动相A、B中MeOH∶MTBE∶h3O的体积比分别为83∶15∶2和8∶90∶2。流动相流量1 mL/min。梯度洗脱程序为:体积分数1的流动相A开始保持1 min，经 1 min 线性梯度变化至体积分数0.93的A和体积分数 0.07的 B，保持3 min，然后17 min线性梯度变化至体积分数 0.45 的A和体积分数0.55的B，保持1 min，再经11 min 线性梯度变化至体积分数0.05的A和体积分数0.95的B，保持4 min，最后用2 min线性梯度回调至体积分数为1的A。体积分数为1的A持续10 min 使系统平衡，至下一轮初始状态。该程序可有效分离类胡萝卜素组分和视黄醇[7]。

1.2.4 统计分析 采用配对样品均数差值t检验的方法，比较估算法和测定法获得每日膳食类胡萝卜素摄入量的差异，计算相关系数，进行相关性检验。所有数据均采用Excel录入、预处理，再用SPSS 11.5 for Windows进行统计处理。
　　2 结　　果
　　2.1 估算法和测定法获得的每日膳食类胡萝卜素摄入量比较
　　用两种方法获得的夏、秋、冬、春4个季节膳食中β胡萝卜素、α胡萝卜素、番茄红素摄入量均无显著性差异(t=0.17～1.68，P&>0.05)。除秋季，夏、冬、春季β隐黄质的摄入量差异明显(t=2.35～8.51，P&<0.05)。4个季节中，两种方法叶黄素玉米黄质摄入量水平均有明显差异(t=3.24～3.93，P&<0.05)。 见表1。 表1 估算法和测定法获得的每日膳食类胡萝卜素摄入量比较
　　2.2 估算法和测定法获得的每日膳食类胡萝卜素摄入量相关性检验
　　两组5种类胡萝卜素的测定值均存在显著的相关关系(r=0.45～0.97，P&<0.05)。
　　3 讨　　论
　　在本研究的人群类胡萝卜素膳食调查中，我们分别应用了营养成分计算法和化学成分测定法获得了部分成年人的类胡萝卜素的每日摄入量。在国内缺乏类胡萝卜素数据库的情况下，计算法利用的是美国食物类胡萝卜素数据库，而测定法的结果则来源于HPLC法。本文结果表明，β胡萝卜素、α胡萝卜素、番茄红素在夏、秋、冬、春四季用两种方法获得的摄入量结果均无明显差异；β隐黄质除了秋季，夏、冬、春季差异明显；叶黄素玉米黄质在夏、秋、冬、春四季均有明显差异。
　　造成上述结果的原因是多方面的：①本研究采用了美国的食物类胡萝卜素成分数据，来计算中国部分成年人的类胡萝卜素摄入量，换句话说，虽然我们调查的是中国居民的膳食，而实际计算的数据可能并不一定能代表这些膳食中的类胡萝卜素含量，这与直接利用HPLC测定的数据有着根本差异。②类胡萝卜素主要来源于植物性食物，一种食物类胡萝卜素含量多少受基因类型、植物成熟度、气候及其他生长环境条件等因素的影响[8]。由于存在这些差异，即使是同一种食物，不同季节和来源时，其类胡萝卜素的含量也可能存在巨大差异。③在成分计算法中，少数中国特色食物在美国食物成分数据库中缺少对应的食物。对于这类食物，本研究选用了类似食物的数据给予估计，这也是两种差异的来源之一，但由于这类食物消费量极少，其形成的差异极为有限。
　　在评价人群膳食营养素摄入量时，成分计算法相对于化学测定法，具有简单、省时、省力的特点。本文借助美国成分数据库，利用计算法估计了部分中国居民的类胡萝卜素摄入量，虽然计算得到的数据与实际化学测定数据存在一定的差异，但是整体数据接近，而且两组数据间具有密切的相关关系，表明在缺少中国食物类胡萝卜素成分数据的情况下，借用美国食物成分数据进行估算是一条简便、可行、有效的途径。

参考文献

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[2]SESSO H D. Carotenoids and cardiovascular disease: what research gaps remain[J]. Curr Opin Lipidol， 2006，17(1):1116.

[3]中国疾病预防控制中心营养与食品安全所. 中国食物成分表2004[M]. 北京:北京大学医学出版社， 2004:135.

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[5]汪之顼，焦华，曹岷光，等. 人体β胡萝卜素的肠转化和吸收后转化的研究[J]. 卫生研究， 2003，32，215221.

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[7]JOHNSON E J， HAMMOND B R， YEUM K J， et al. Relation among serum and tissue concentrations of lutein and zeaxanthin and macular pigment density[J]. AmJ Clin Nutr， 2000，71:15551562.

[8]TUCKER K L， CHEN H， VOGEL S， et al. Carotenoid intakes， assessed by dietary questionnaire， are associated with plasma carotenoid concentrations in an elderly population[J]. J Nutr， 1999，129:438445.