Ученые заинтересованы в обогащении гидропонной клубники кремнием для укрепления костей и против минерального голодания, а также в повышении лежкости продуктов. В поисках ответа на один вопрос ученые обнаружили важную роль в эпифитном микробном сообществе на поверхности ягод.
Группа итальянских ученых, изучая перспективы биофортификации клубники, определила влияние кремния на микробное сообщество ягод, опубликовав результаты в статье в журнале Agronomy 2021 на портале MDPI.
«Минеральное недоедание - это явление, от которого страдают две трети населения мира как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах, и оно оказывает огромное влияние на здоровье человека. Учитывая, что клубника является популярным продуктом, обогащение ее полезными соединениями выглядит многообещающим решением проблемы.
В случае свежих ягод, фруктов и овощей увеличение содержания полезных соединений может быть достигнуто либо за счет улучшения генотипов, за счет программ селекции, либо за счет использования определенных агрономических методов, например, биофортификации.
В частности, агрономическая биофортификация достигается путем снабжения растений, обычно выращиваемых в беспочвенных производственных системах (таких как гидропоника), специальными минеральными удобрениями, направленными на повышение концентрации целевого питательного вещества в съедобных органах.
Клубника неизменно лидирует в мировых рейтингах ягод. Садовая клубника считается очень ценной не только из-за своих сенсорных характеристик, но и из-за ее потенциальной пользы для здоровья, поскольку она особенно богата антиоксидантными соединениями, такими как витамин С, антоцианин, фенольные соединения и флавоноиды.
Однако клубника плохо хранится после сбора урожая из-за высокого уровня метаболизма, который вызывает быстрое обезвоживание, потерю упругости, ухудшение цвета и мягкости тканей.
Эти проблемы приводят к экономическим потерям, и промышленность постоянно ищет способы продлить срок хранения клубники.
На сегодняшний день послеуборочные методы, направленные на продление срока хранения ягод, включают либо физические (высокие и низкие температуры, облучение и использование модифицированной или контролируемой атмосферы), либо химические (фумигация, окунание в кальций, покрытие, озонирование) и лечения.
Тем не менее, влияние подхода биофортификации на послеуборочную жизнь клубники также заслуживает внимания.
Объем данных, собранных за последние десятилетия, показывает, что, помимо других питательных микроэлементов, кремний (Si) играет фундаментальную роль в укреплении здоровья человека, участвуя в формировании костей и минерализации.
Кремний, второй по распространенности элемент в почве, не является необходимым для растений. Однако включение Si в программы удобрений показало положительный эффект на урожай, улучшив устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам, повысив урожайность.
В контексте биофортификации было проведено несколько исследований по увеличению концентрации Si в съедобных органах растений.
По результатам были отобраны лучшие кандидаты: клубника, листовые овощи и стручковая фасоль.
Интересно, что биофортификация клубники привела к дифференциальной модуляции биологически активных соединений, а именно к снижению содержания фенольных соединений и увеличению флавоноидов.
Кроме того, различные эксперименты продемонстрировали, что подходы к биофортификации с использованием минеральных питательных веществ также могут увеличить срок хранения сельскохозяйственных продуктов.
Целью данной работы было оценить влияние кремниевого биотоплива гидропонной клубники на лежкость ягод после сбора урожая.
Растения клубники выращивали в контролируемых условиях, и увеличивающуюся концентрацию Si добавляли в стандартный питательный раствор. Затем клубнику оценивали по параметрам качества (т. Е. Титруемой кислотности, жесткости, шкале Брикса и сладости), а затем моделировали хранение с использованием различных температур и временных интервалов.
Кроме того, клубника также оценивалась по составу эпифитного микробного сообщества, чтобы выяснить, может ли на него влиять диета, установленная для растения, и, в конкретном случае, программа биофортификации Si.
Результаты показали, что биообогащение не оказало значительного влияния на твердость плодов, в то время как при самых высоких уровнях Si наблюдалось повышение титруемой кислотности.
Анализ микробного сообщества впервые выявил наличие пробиотических бактерий, а именно: Bacillus breve, которые могут иметь интересные технологические особенности в виде штаммов, адаптированных к плодовой сфере клубники.
Кроме того, по мере увеличения уровня биофортификации Si также наблюдалось истощение потенциально патогенных микроорганизмов, таких как Escherichia coli и Terrisporobacter glycolicus.