Оптимизация подкормки цинком и освещённости для повышения питательной ценности микрозелени

от

Микрозелень — это молодые съедобные растения, которые можно собирать через 1–3 недели после посева. По словам учёных-ботаников из Пенсильванского государственного университета, микрозелень может стать решением проблемы голода в мире.

Исследователи в течение пяти лет экспериментировали с различными подходами и недавно опубликовали результаты двух новых исследований, в которых количественно оценены результаты обогащения микрозелени различными количествами цинка во время её роста (агрономическое биофортифицирование) и воздействия на растения разного количества света.

«Микрозелень идеально подходит для биофортифицирования цинком, потому что она быстро растёт, содержит много питательных веществ и низкий уровень антинутриентов — соединений, которые могут блокировать всасывание цинка», — сказал руководитель группы Франческо Ди Джойя, доцент кафедры овощеводства в Колледже сельскохозяйственных наук, старший автор обеих новых исследований.

Методы исследования

Учёные вносили цинк путём фертигации — внесения питательных веществ через орошение — и анализировали метаболомные профили (комплексный анализ молекул, участвующих в процессе метаболизма) микрозелени гороха и редиса в ответ на интенсивность освещения и внесение цинковых удобрений.

Результаты исследований

В первом исследовании, опубликованном в Journal of Agricultural and Food Chemistry, команда сообщила, как обогащение цинком и интенсивность освещения влияют на питательный состав микрозелени редиса. Они обнаружили, что высокая интенсивность освещения увеличивает содержание антиоксидантов, таких как витамин С, флавоноиды и фенольные кислоты в крошечных растениях — соединения, которые играют важную роль в защите растений, росте и цвете, а также обладают пользой для здоровья человека.

При этом высокая интенсивность освещения снижала содержание аминокислот и глюкозинолатов, которые являются соединениями, защищающими растения. Это говорит о том, что растения перераспределяют ресурсы для борьбы со стрессом, связанным с освещением, по словам Прадипа Пуделя, первого автора обоих исследований, недавно получившего докторскую степень в области сельскохозяйственных и экологических наук растений в Пенсильванском государственном университете.

Обогащение цинком привело к повышению уровня определённых антиоксидантов и повышению содержания незаменимых аминокислот, обнаружили исследователи. Это повлияло на ключевые метаболические пути растений, изменив метаболизм фенилпропаноидов, который связан с антиоксидантами; метаболизм азота, который способствует развитию белка; и энергетический метаболизм, который увеличивает уровень аденозинтрифосфата, что означает повышение клеточной энергии и часто связано с фотосинтезом и клеточным дыханием.

«Исследование показывает, как корректировка уровня цинка и освещённости может помочь в выращивании богатых питательными веществами функциональных продуктов, таких как микрозелень редиса, которые могут поддержать здоровье», — сказал Ди Джойя. «Это шаг вперёд в борьбе с дефицитом микроэлементов во всём мире».

Во втором исследовании, результаты которого опубликованы в Food Chemistry, учёные сообщили о результатах выращивания микрозелени гороха с различными концентрациями сульфата цинка в растворах для орошения и воздействия различных режимов интенсивности освещения.

Они обнаружили, что более высокая интенсивность освещения привела к тому, что растения вырабатывали больше флавоноидов и фенольных кислот, которые известны своими антиоксидантными свойствами. Это увеличение, вероятно, является реакцией на световой стресс, объяснил Пудель.

Обогащение цинком повысило уровень витамина B1, B6 и C, а также серосодержащих аминокислот, которые являются питательными веществами, критически важными для функционирования растений и здоровья потребителей растительной пищи. Кроме того, обогащение цинком повысило уровень щавелевой кислоты, что может помочь растению справиться с избытком металлов в процессе, называемом детоксикацией, сказал Пудель.

Из обоих исследований исследователи пришли к выводу, что интенсивность освещения влияет на общий состав метаболитов микрозелени больше, чем уровень цинка. «Это говорит о том, что оптимизация освещённости имеет решающее значение для улучшения питательной и функциональной ценности обогащённой цинком микрозелени», — сказал Пудель.

Оба исследования были частью более крупного исследовательского проекта, который стал докторской диссертацией Пуделя. За свои усилия он получил премию для выпускников Пенсильванского государственного университета и премию Колледжа сельскохозяйственных наук за выдающуюся диссертацию.

Предоставлено Пенсильванским государственным университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте