Wetenschappers zijn geïnteresseerd in het verrijken van hydrocultuuraardbeien met silicium voor sterke botten en tegen minerale honger, evenals het verbeteren van de houdbaarheid van producten. Op zoek naar een antwoord op één vraag hebben wetenschappers een belangrijke speler ontdekt in de epifytische microbiële gemeenschap op het oppervlak van bessen
Een groep Italiaanse wetenschappers heeft tijdens het bestuderen van de vooruitzichten voor biofortificatie van aardbeien het effect van silicium op de microbiële gemeenschap van bessen bepaald en de resultaten gepubliceerd in een artikel in het tijdschrift Agronomy 2021 op het MDPI-portaal.
“Minerale ondervoeding is een fenomeen dat twee derde van de wereldbevolking treft, zowel in geïndustrialiseerde landen als in ontwikkelingslanden, en heeft een grote impact op de menselijke gezondheid. Aangezien aardbeien een populair product zijn, lijkt het verrijken met nuttige stoffen een veelbelovende oplossing voor het probleem.
In het geval van verse bessen, fruit en groenten kan een verhoging van het gehalte aan nuttige verbindingen worden bereikt door genotypen te verbeteren, door fokprogramma's of door het gebruik van bepaalde agronomische methoden, bijvoorbeeld biofortificatie.
In het bijzonder wordt agronomische biofortificatie bereikt door planten die gewoonlijk worden gekweekt in bodemloze productiesystemen (zoals hydrocultuur) te voorzien van speciale minerale meststoffen die gericht zijn op het verhogen van de concentratie van een doelvoedingsstof in eetbare organen.
Aardbeien leiden consequent de wereldtop van bessen. Tuinaardbeien worden niet alleen als zeer waardevol beschouwd vanwege hun sensorische eigenschappen, maar ook vanwege hun potentiële gezondheidsvoordelen, omdat ze bijzonder rijk zijn aan antioxidanten zoals vitamine C, anthocyanine, fenolverbindingen en flavonoïden.
Aardbeien worden echter niet goed bewaard na de oogst vanwege hun hoge stofwisseling, wat leidt tot snelle uitdroging, verlies van stevigheid, verslechtering van de kleur en zachtheid van het weefsel.
Deze problemen leiden tot economische verliezen en de industrie is constant op zoek naar manieren om de houdbaarheid van aardbeien te verlengen.
Tot op heden omvatten methoden na de oogst om de houdbaarheid van bessen te verlengen fysieke (hoge en lage temperaturen, bestraling en het gebruik van een gemodificeerde of gecontroleerde atmosfeer) of chemische (fumigatie, calciumdompeling, coating, ozonisatie) en behandelingen.
De impact van de biofortificatie-aanpak op het leven na de oogst van aardbeien is echter ook opmerkelijk.
De hoeveelheid gegevens die de afgelopen decennia is verzameld, toont aan dat, naast andere micronutriënten, silicium (Si) een fundamentele rol speelt bij het bevorderen van de menselijke gezondheid door deel te nemen aan botvorming en mineralisatie.
Silicium, het op één na meest voorkomende element in de bodem, is niet essentieel voor planten. De opname van Si in bemestingsprogramma's heeft echter positieve effecten op gewassen aangetoond, waardoor de weerstand tegen biotische en abiotische stressoren is verbeterd met verhoogde opbrengsten.
In het kader van biofortificatie zijn er verschillende onderzoeken gedaan om de Si-concentratie in eetbare plantenorganen te verhogen.
Op basis van de resultaten zijn de beste kandidaten geselecteerd: aardbeien, bladgroenten en sperziebonen.
Interessant is dat de biofortificatie van aardbeien leidde tot differentiële modulatie van biologisch actieve verbindingen, namelijk een afname van het gehalte aan fenolische verbindingen en een toename van flavonoïden.
Bovendien hebben verschillende experimenten aangetoond dat benaderingen van biofortificatie met behulp van minerale voedingsstoffen ook de houdbaarheid van landbouwproducten kunnen verlengen.
Het doel van dit onderzoekswerk was om het effect van siliciumbiofueling van hydrocultuuraardbeien op de houdbaarheid van bessen na de oogst te evalueren.
Aardbeienplanten werden onder gecontroleerde omstandigheden gekweekt en een toenemende concentratie Si werd toegevoegd in een standaard voedingsoplossing. De aardbeien werden vervolgens beoordeeld op kwaliteitsparameters (dwz titreerbare zuurgraad, hardheid, Brix en zoetheid) en opslag werd vervolgens gesimuleerd met verschillende temperaturen en tijdsintervallen.
Daarnaast werden aardbeien ook beoordeeld op de samenstelling van de epifytische microbiële gemeenschap om na te gaan of deze kan worden beïnvloed door het dieet dat voor de plant is vastgesteld, en in het specifieke geval door het Si-biofortificatieprogramma.
De resultaten toonden aan dat biofortificatie de hardheid van het fruit niet significant beïnvloedde, terwijl bij de hoogste Si-niveaus een toename van de titreerbare zuurgraad werd waargenomen.
Analyse van de microbiële gemeenschap onthulde voor het eerst de aanwezigheid van probiotische bacteriën, namelijk: Bacillus breve, die mogelijk interessante technologische kenmerken heeft in de vorm van stammen die zijn aangepast aan de fruitsfeer van aardbeien.
Bovendien werd, naarmate het niveau van Si-biofortificatie toenam, ook de uitputting van potentieel pathogene micro-organismen zoals Escherichia coli en Terrisporobacter glycolicus waargenomen.