Влияние продолжительности светодиодного освещения на биохимический состав микрозелени капусты белокочанной

В последние годы во всем мире наблюдается устойчивое повышение интереса общества к здоровым и сбалансированным продуктам питания. Микрозелень капусты белокочанной в этом отношении является источником широкого спектра полезных веществ и отличается более высоким их содержанием по сравнению с аналогичным товарным овощем. Вместе с тем информация о технологических аспектах выращивания, к которым в первую очередь относится продолжительность освещения, об их связи с биохимическим составом микрозелени промышленных сортов и гибридов данной культуры недостаточна и ограничивается весьма узким набором их характеристик. По этой причине особую актуальность обретает выявление оптимальной продолжительности светодиодного освещения в культуре микрозелени капусты белокочанной, обеспечивающей накопление наиболее высокой питательной и витаминной ценности и определяющей вкусовые качества данной продукции. Приведены результаты сравнительного исследования 14 количественных характеристик биохимического состава микрозелени капусты белокочанной (содержание сухих, дубильных и пектиновых веществ, свободных органических, аскорбиновой и гидроксикоричных кислот, растворимых сахаров, основных групп биофлавоноидов – собственно антоцианов, лейкоантоцианов, катехинов, флавонолов и показатель сахарокислотного индекса) при разной продолжительности светодиодного освещения (8, 10, 12, 14, 16 ч). Наименее значительное влияние исследуемого фактора на биохимический состав микрозелени выявлено при 10-часовой экспозиции, тогда как максимальное, превышавшее его в три раза, – при 16-часовой. Показано, что наиболее высокий интегральный уровень питательной и витаминной ценности продукции по совокупности анализируемых показателей обеспечивался при 16-часовой продолжительности светодиодного освещения, тогда как минимальный – при 8-часовой. Впервые в Республике Беларусь выявлена оптимальная продолжительность светодиодного освещения для накопления физиологически ценных соединений микрозеленью капусты белокочанной, что дало возможность рекомендовать ее для использования при промышленном производстве данной продукции.

1. Пашкевич, А. Микрозелень – функциональный продукт XXI века / А. Пашкевич, А. Чайковский // Наука и инновации. – 2021. – № 11 (225). – С. 58–63.

2. Crucial facts about health benefits of popular cruciferous vegetables / S. Manchali, K. N. Chidambara Murthy, B. S. Patil // J. of Functional Foods. – 2012. – Vol. 4, № 1. – P. 94–106. https://doi.org/10.1016/j.jff.2011.08.004

3. Heber, D. Vegetables, fruits and phytoestrogens in the prevention of diseases / D. Heber // J. of Postgraduate Medicine. – 2004. – Vol. 50, № 3. – P. 145–149.

4. Nutrient levels in Brassicaceae microgreens increase under tailored light-emitting diode spectra / G. Samuolienė [et al.] // Frontiers in Plant Science. – 2019. – Vol. 10. – Art. 1475. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01475

5. Howard, B. V. Phytochemicals and cardiovascular disease. A statement for healthcare professionals from the American Heart Association / B. V. Howard, D. Kritchevsky // Circulation. – 1999. – Vol. 95, № 11. – P. 2591–2593. https://doi.org/10.1161/01.CIR.95.11.2591

6. Microgreens of Brassicaceae: genetic diversity of phytochemical concentrations and antioxidant capacity / Z. Xiao [et al.] // LWT – Food Science a. Technology. – 2018. – Vol. 101. – Р. 731–737. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.10.076

7. Hacişevki, A. An overview of ascorbic acid biochemistry / A. Hacişevki // J. of Fac. of Pharmacy of Ankara Univ. – 2009. – Vol. 38, № 3. – P. 233–255. https://doi.org/10.1501/Eczfak_0000000528

8. Johnson, E. J. The role of carotenoids in human health / E. J. Johnson // Nutrition in Clinical Care. – 2002. – Vol. 5, № 2. – P. 56–65. https://doi.org/10.1046/j.1523-5408.2002.00004.x

9. Edge, R. The carotenoids as anti-oxidants: a review / R. Edge, D. J. McGarvey, T. G. Truscott // J. Photochemistry a. Photobiology B: Biology. – 1997. – Vol. 41, № 3. – P. 189–200. https://doi.org/10.1016/S1011-1344(97)00092-4

10. Пашкевич, А. М. Микрозелень – новая категория органической овощной продукции / А. М. Пашкевич, А. И. Чайковский, К. И. Беляева // Научно-инновационные основы развития отрасли овощеводства : тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф., аг. Самохваловичи, Мин. р-н, 22–24 авг. 2018 г. / Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т овощеводства ; редкол.: А. И. Чайковский (гл. ред.) [и др.]. – Самохваловичи, 2018. – С. 25–28.

11. Определение содержания нитратов в семенах, проростках, микрозелени и продукции бобовых овощных культур / А. М. Пашкевич [и др.] // Овощеводство : сб. науч. тр. / Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т овощеводства. – Самохваловичи, 2020. – Т. 28. – С. 89–96.

12. Ebert, A. W. Sprouts, microgreens, and edible flowers: the potential for high value specialty produce in Asia / A. W. Ebert // SEAVEG 2012: regional symposium on high value vegetables in Southeast Asia: production, supply and demand, 24–26 January 2012, Chiang Mai, Thailand : proceedings / Thailand Dep. of Agriculture ; ed.: R. Holmer [et al.]. – Thailand, 2012. – P. 216–227.

13. Микрозелень, или система земледелия без почвы / М. И. Иванова [и др.] // Гавриш. – 2016. – № 6. – С. 34–42.

14. Renna, M. Book review: Microgreens: novel fresh and functional food to explore all the value of biodiversity / M. Renna // South Afr. J. of Botany. – 2016. – Vol. 106. – P. 250. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2016.05.002

15. Comparison between the mineral profile and nitrate content of microgreens and mature lettuces / E. Pinto [et al.] // J. of Food Comp. a. Analysis. – 2015. – Vol. 37. – Р. 38–43. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2014.06.018

16. Ghoora, M. D. Comparative evaluation of phytochemical content, antioxidant capacities and overall antioxidant potential of select culinary microgreens / M. D. Ghoora, A. C. Haldipur, N. Srividya // J. of Agriculture a. Food Research. – 2020. – Vol. 2. – Art. 100046. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2020.100046

17. Comprehensive evaluation of metabolites and minerals in 6 microgreen species and the influence of maturity species and the influence of maturity / S. A. Johnson [et al.] // Current Developments in Nutrition. – 2020. – Vol. 5, № 2. – Р. 1–12. https://doi.org/10.1093/cdn/nzaa180

18. Singh, N. Cruciferous microgreens: growing performance and their scope as super foods at high altitude locations / N. Singh, S. Rani, A. Mishra // Progressive Horticulture. – 2019. – Vol. 51, № 1. – Р. 41–44. https://doi.org/10.5958/2249-5258.2019.00004.6

19. Evaluation of the bioaccessibility of antioxidant bioactive compounds and minerals of four genotypes of Brassicaceae microgreens / B. de la Fuente [et al.] // Foods. – 2019. – Vol. 8, N 7. – Art. 250. https://doi.org/10.3390/foods8070250

20. Functional quality in novel food sources: genotypic variation in the nutritive and phytochemical composition of thirteen microgreens species / M. C. Kyriacou [et al.] // Food Chemistry. – 2019. – Vol. 277. – Р. 107–118. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.10.098

21. Intensity of sole-source light-emitting diodes affects growth, yield, and quality of Brassicaceae microgreens / C. Jones-Baumgardt [et al.] // HortScience. – 2019. – Vol. 54, № 7. – Р. 1168–1174. https://doi.org/10.21273/HORTSCI13788-18

22. Responses of yield and appearance quality of four Brassicaceae microgreens to varied blue light proportion in red and blue light-emitting diodes lighting / Q. Ying [et al.] // Scientia Horticulturae. – 2020. – Vol. 259. – Art. 108857. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.108857

23. Sprouts and microgreens: trends, opportunities, and horizons for novel research / A. Galieni [et al.] // Agronomy. – 2020. – Vol. 10, № 9. – Art. 1424. https://doi.org/10.3390/agronomy10091424

24. Teng, J. The role of emerging micro-scale vegetables in human diet and health benefits-an updated review based on microgreens / J. Teng, P. Liao, M. Wang // Food & Function. – 2021. – Vol. 12, № 5. – Р. 1914–1932. https://doi.org/10.1039/d0fo03299a

25. Meng, Q. Substituting green or far-red radiation for blue radiation induces shade avoidance and promotes growth in lettuce and kale / Q. Meng, N. Kelly, E. S. Runkle // Environmental a. Experimental Botany. – 2019. – Vol. 162. – Р. 383–391. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.03.016

26. Влияние узкополосного красно-синего освещения на пигментный комплекс некоторых декоративных растений / А. А. Анисимов [и др.] // Докл. ТСХА. – 2015. – Вып. 287, ч. 1. – С. 9–12.

27. Оптимизация светодиодной системы освещения витаминной космической оранжереи / И. О. Коновалова [и др.] // Авиакосм. и экол. медицина. – 2016. – Т. 50, № 3. – С. 17–22.

28. A review on the effects of light-emitting diode (LED) light on the nutrients of sprouts and microgreens / X. Zhang [et al.] // Trends in Food Science & Technology. – 2020. – Vol. 99. – Р. 203–216. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.02.031

29. Blue and red LED illumination improves growth and bioactive compounds contents in acyanic and cyanic Ocimum basilicum L. microgreens / A. Lobiuc [et al.] // Molecules. – 2017. – Vol. 22, № 12. – Art. 2111. https://doi.org/10.3390/molecules22122111

30. Changes in mineral element content of microgreens cultivated under different lighting conditions in a greenhouse / A. Brazaitytė [et al.] // Acta Horticulturae. – 2018. – № 1227. – P. 507–516. https://doi.org/10.17660/actahortic.2018.1227.64

31. Comparison of LED and HPS illumination effects on cultivation of red pak choi microgreens under indoors and greenhouse conditions / A. Brazaitytė [et al.] // Acta Horticulturae. – 2020. – № 1287. – P. 395–402. https://doi.org/10.17660/actahortic.2020.1287.51

32. Kong, Y. Growth and morphology responses to narrow-band blue light and its co action with low-level UVB or green light: a comparison with red light in four microgreen species / Y. Kong, Y. Zheng // Environmental a. Experimental Botany. – 2020. – Vol. 178. – Art. 104189. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2020.104189

33. Light intensity and light quality from sole-source light-emitting diodes impact phytochemical concentrations within brassica microgreens / J. K. Craver [et al.] // J. of the Amer. Soc. for Horticultural Science. – 2017. – Vol. 142, № 1. – P. 3–12. https://doi.org/10.21273/JASHS03830-16