Characterization of purple carrot germplasm for antioxidant capacity and root concentration of anthocyanins, phenolics, and carotenoids

The present study characterized a genetically and phenotypically diverse collection of 27 purple and two non-purple (one orange and one yellow) carrot accessions for concentration of root anthocyanins, phenolics, and carotenoids, and antioxidant capacity estimated by four different methods (ORAC, DPPH, ABTS, FRAP), in a partially replicated experimental design comprising data from two growing seasons (2018 and 2019). Broad and significant (p < 0.0001) variation was found among the accessions for all the traits. Acylated anthocyanins (AA) predominated over non-acylated anthocyanins (NAA) in all the accessions and years analyzed, with AA accounting for 55.5–100% of the total anthocyanin content (TAC). Anthocyanins acylated with ferulic acid and coumaric acid were the most abundant carrot anthocyanins. In general, black or solid purple carrots had the greatest TAC and total phenolic content (TPC), and the strongest antioxidant capacities, measured by all methods. Antioxidant capacity, estimated by all methods, was significantly, positively, and moderately-tostrongly correlated with the content of all individual anthocyanins pigments, TAC, and TPC, in both years (r = 0.59–0.90, p < 0.0001), but not with the carotenoid pigments lutein and β-carotene; suggesting that anthocyanins and other phenolics, but not carotenoids, are major contributors of the antioxidant capacity in purple carrots. We identified accessions with high concentration of chemically stable AA, with potential value for the production of food dyes, and accessions with relatively high content of bioavailable NAA that can be selected for increased nutraceutical value (e.g., for fresh consumption).

Fil: Pérez, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina

Fil: Carvajal, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina

Fil: Beretta, Hebe Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina

Fil: Bannoud, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina

Fil: Fangio, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Grupo de Investigación del Departamento de Química de la Unmdp | Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Grupo de Investigación del Departamento de Química de la Unmdp; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química; Argentina

Fil: Berli, Federico Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Fil: Fontana, Ariel Ramón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Fil: Salomón, María Victoria del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Fil: Gonzalez, Roxana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina

Fil: Valerga, Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina

Fil: Altamirano, Jorgelina Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Fil: Yildiz, Mehtap. Van Yüzüncü Yıl University; Turquía

Fil: Iorizzo, Massimo. North Carolina State University. Department Of Food, Bioprocessing And Nutrition Sciences. Plants For Human Health Institute.; Estados Unidos

Fil: Simon, Philipp W.. University of Wisconsin; Estados Unidos

Fil: Cavagnaro, Pablo Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Departamento de Producción Agropecuaria. Cátedra de Horticultura y Floricultura; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina