In einer bedeutenden Weiterentwicklung der personalisierten Ernährung haben Forscher in Italien Microgreens mit maßgeschneiderten Nährwertprofilen angebaut, um den individuellen Ernährungsbedürfnissen gerecht zu werden.
Die Studieveröffentlicht in der Zeitschrift für Ernährungs- und Landwirtschaftswissenschaftbietet eine Blaupause für den erdlosen Anbau nährstoffreicher Pflanzen in einem kommerziellen Gewächshaus.
Co-Autoren Massimiliano D’Imperio und Francesco Serio, beide am National Council of Research (CNR) des Institute of Sciences of Food Production (ISPA); und Massimiliano Renna, Professor für Agrar- und Umweltwissenschaften an der Universität Bari Aldo Moro, Italien, erläuterte die Motivation hinter der Forschung.
„Angetrieben durch das immer größer werdende Bewusstsein für die Bedeutung der Einhaltung von Ernährungsempfehlungen steigt das Interesse an personalisierter Ernährung. Die erdlose Bioanreicherung von Gemüse hat die Möglichkeit eröffnet, die Gemüseproduktion an spezifische Ernährungsbedürfnisse anzupassen“, sagte Renna.
Das Team kultivierte vier verschiedene Arten – Rettich, Erbse, Rucola und Mangold – und konzentrierte sich auf zwei Nährstoffe, die eine entscheidende Rolle für Gesundheit und Ernährung spielen: Jod und Kalium.
Jod ist für die Schilddrüsenfunktion von entscheidender Bedeutung. Weltweit sind etwa zwei Milliarden Menschen von Jodmangel betroffen. Die Anreicherung von Speisesalz mit Jod ist eine international angewandte Strategie zur Bekämpfung von Jodmangel, während andere Quellen in der menschlichen Ernährung Fisch, Milch und Eier sind.
Allerdings führen die Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation, die tägliche Salzaufnahme zu reduzieren, gepaart mit einer Zunahme der vegetarischen und veganen Ernährung, dazu, dass die Nachfrage nach alternativen Jodquellen steigt.
Mit maßgeschneiderten Nährstofflösungen für das Pflanzenwachstum kultivierte das Team erfolgreich Pflanzen mit einem bis zu 14-mal höheren Jodgehalt als nicht angereicherte Microgreens als neuartige Nahrungsquelle für Jod.
Sie bauten auch Microgreens an, deren Kaliumgehalt um 45 % gesenkt wurde, um den Bedürfnissen von Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen gerecht zu werden, deren Aufnahme eingeschränkt werden muss, um gesundheitliche Komplikationen zu vermeiden.
„Da Gemüse hohe Konzentrationen an Kalium enthält, wird Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion manchmal davon abgeraten, Gemüse zu essen, oder es in Wasser einzuweichen und zu kochen, um den Kaliumgehalt durch Auslaugen zu reduzieren.“
„Allerdings kann die Reduzierung des Kaliums durch solche Kochmethoden als begrenzt angesehen werden, während andere wichtige Mineralien und Vitamine erheblich verloren gehen könnten“, stellten die Forscher fest. „In diesem Zusammenhang könnte die Produktion von Gemüse mit niedrigem Kaliumgehalt von großem Interesse sein.“
Die Studie wurde in einem kommerziellen Umfeld durchgeführt – bei Ortogourmet, einer bewirtschafteten Mikrogrünfarm in Süditalien. Dies unterstützt vor allem die Machbarkeit des großflächigen Anbaus maßgeschneiderter Microgreens bei gleichzeitiger Beibehaltung einer optimalen agronomischen Leistung.
Die Microgreens wurden in einem erdlosen System angebaut, bei dem anstelle von Erde ein flüssiges Medium verwendet wird und die Pflanzen über eine Nährlösung ernährt werden.
Die Autoren erklärten die Vorteile eines erdlosen Systems wie folgt: „Erdloser Anbau gilt als fortschrittliche, umweltfreundliche landwirtschaftliche Praxis zur Verbesserung der Qualität von Frischgemüse.“ Obwohl erdlose Anbausysteme in erster Linie entwickelt wurden, um der Herausforderung übermäßiger Ernte zu begegnen, erklärten die Autoren die Vorteile eines erdlosen Systems Obwohl sie keine bodenpathogenen Krankheitserreger sind, begünstigen sie dennoch eine optimale Kontrolle des Pflanzenwachstums, eine hohe Produktivität und einen effizienten Einsatz von Wasser und Düngemitteln. Darüber hinaus stellen erdlose Systeme eine Möglichkeit dar, die Nährstofflösung präzise und effizient zu modulieren.“
Die Forscher richten ihre Aufmerksamkeit nun auf die Manipulation der biologischen Wege von Pflanzen, um gewünschte Verbindungen herzustellen.
„Die Schlüsselidee besteht darin, fundiertes Wissen über pflanzliche Stoffwechselwege zu nutzen, um Schlüsselpunkte zu identifizieren, an denen ein Eingriff möglich ist, um die Produktion gewünschter Moleküle zu steigern“, stellen sie fest.
„Die Optimierung dieser Techniken erfordert eine eingehende Erforschung der Molekularbiologie von Pflanzen, einschließlich der Stoffwechselwege, die an der Synthese von Zielmolekülen beteiligt sind, und eine ständige Verfeinerung der Wachstumsbedingungen. Die Kombination aus fortschrittlichen wissenschaftlichen Erkenntnissen und innovativen Technologien kann neue Wege eröffnen.“ neue Perspektiven bei der Produktion von gesünderem und ernährungsphysiologisch angereichertem Gemüse.“
Mehr Informationen:
Massimiliano D’Imperio et al., Bodenlose Anbausysteme zur Herstellung maßgeschneiderter Microgreens für spezifische Ernährungsbedürfnisse, Zeitschrift für Ernährungs- und Landwirtschaftswissenschaft (2023). DOI: 10.1002/jsfa.13222
Zur Verfügung gestellt von der Society of Chemical Industry