Влияние интенсивности светодиодного освещения на биохимический состав микрозелени капусты белокочанной

В последние годы в Беларуси наметилась тенденция к существенному увеличению спроса на продукцию микрозелени овощных культур, в том числе капусты белокочанной, как источника широкого спектра полезных веществ. Вместе с этим значимый аспект при выращивании микрозелени в условиях закрытой контролируемой среды – освещение, которое для высших растений одновременно является сигналом к росту и развитию и источником энергии. Растения адаптируются к условиям световой среды не только изменениями морфофизиологических показателей, но и перестройкой своего светособирающего комплекса. Одним из наиболее важных параметров режима освещения является величина плотности потока фотонов – интенсивность освещения, которая значительно влияет как на рост биомассы, так и накопление вторичных метаболитов. Приведены результаты сравнительного исследования влияния интенсивности светодиодного освещения (50, 100, 150, 200, 250 мкм/м2·с) на содержание в образцах микрозелени капусты белокочанной хлорофиллов, каротиноидов и ß-каротина, 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. Установлено, что лидирующее положение в эксперименте по интегральному уровню питательной витаминной ценности данной продукции, превосходившему таковой в контроле в 1,4 раза, принадлежало варианту опыта с минимальной интенсивностью светодиодного освещения – 50 мкм/м2·с, тогда как для варианта с интенсивностью освещения 150 мкм/м2·с было показано отставание в этом плане от контроля в 1,1 раза и, соответственно, от более успешных вариантов опыта в 1,2–1,6 раза, что позволило считать его неэффективным. Новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях республики проведено комплексное биохимическое изучение образцов капусты белокочанной, выращенной при различной интенсивности светодиодного освещения, что дало возможность рекомендовать данную овощную культуру для использования при промышленном производстве микрозелени. 

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

2. Ebert, A. W. Sprouts, microgreens, and edible flowers: the potential for high value specialty produce in Asia / A. W. Ebert // High value vegetables in Southeast Asia: production, supply and demand: proc. SEAVEG 2012, Chiang Mai, Thailand, 24–26 Jan. 2012 / ed.: R. Holmer [et al.]. – Shanhua, 2012. – P. 216–227.

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

4. Di Gioia, F. Microgreens. Nuovi alimenti freschi e funzionali per esplorare tutto il valore della biodiversità = Novel fresh and functional food to explore all the value of biodiversity / F. Di Gioia, P. Santamaria. – Bari: ECO-logica, 2015. – 115 p.

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

6. 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. Agric. Food Res. – 2020. – Vol. 2. – Art. 100046. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2020.100046

7. 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.] // Curr. Dev. Nutr. – 2020. – Vol. 5, № 2. – Art. 180. https://doi.org/10.1093/cdn/nzaa180

8. Singh, N. Cruciferous microgreens: growing performance and their scope as super foods at high altitude locations / N. Singh, S. Rani, A. Michra // Progress. Hortic. – 2019. – Vol. 51, № 1. – Р. 41–48. https://doi.org/10.5958/2249-5258.2019.00004.6

9. Evaluation of the bioaccessibility of antioxidant bioactive compounds and minerals of four genotypes of Brassicaceae microgreens / B. Fuente [et al.] // Foods. – 2019. – Vol. 8, № 7. – Art. 250. https://doi.org/10.3390/foods8070250

10. Functional quality in novel food sources: genotypic variation in the nutritive and phytochemical composition of thirteen microgreens species / M. C. Kyriacou [et al.] // Food Chem. – 2018. – Vol. 277. – Р. 107–118. https://doi.org/10.1016/j. foodchem.2018.10.098

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

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

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

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

15. Методы биохимического исследования растений / под ред. А. И. Ермакова. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. – 429 с.

16. Марсов, Н. Г. Фитохимическое изучение и биологическая активность брусники, клюквы и черники: дис. ... канд. фармацевт. наук: 15.00.02 / Н. Г. Марсов. – Пермь, 2006. – 200 л.

17. Swain, T. The phenolic constituents of Prunus domestica. I. The quantitative analysis of phenolic constituents / T. Swain, W. E. Hillis // J. Sci. Food Agric. – 1959. – Vol. 10, № 1. – P. 63–68. https://doi.org/10.1002/JSFA.2740100110

18. Скорикова, Ю. Г. Методика определения антоцианов в плодах и ягодах / Ю. Г. Скорикова, Э. А. Шафтан // Труды III Всесоюзного семинара по биологически активным (лечебным) веществам плодов и ягод / Урал. лесотехн. ин-т; отв. ред. Л. И. Вигоров. – Свердловск, 1968. – С. 451–460.

19. Методика определения антоцианов в плодах аронии черноплодной / В. Ю. Андреева [и др.] // Фармация. – 2013. – № 3. – С. 19–21.

20. Определение содержания дубильных веществ в лекарственном растительном сырье // Государственная фармакопея Союза Советских Социалистических Республик / М-во здравоохранения СССР. – 11-е изд. – М., 1987. – Вып. 1: Общие методы анализа. – С. 286–287.