Tiedemiehet ovat kiinnostuneita hydroponisten mansikoiden rikastamisesta piillä lujuuden vahvistamiseksi ja mineraalien nälkää vastaan sekä tuotteiden säilyvyyden parantamisesta. Etsiessään vastausta yhteen kysymykseen tutkijat ovat löytäneet tärkeän toimijan epifyyttisessä mikrobiyhteisössä marjojen pinnalta.
Ryhmä italialaisia tutkijoita tutkiessaan mansikoiden biolisäyksen näkymiä määritti piin vaikutuksen marjojen mikrobiyhteisöön ja julkaisi tulokset artikkelissa Agronomy 2021 -lehdessä MDPI-portaalissa.
”Mineraalialiravitsemus on ilmiö, joka vaikuttaa kahteen kolmasosaan maailman väestöstä sekä teollisuus- että kehitysmaissa ja jolla on syvällinen vaikutus ihmisten terveyteen. Ottaen huomioon, että mansikat ovat suosittu tuote, niiden rikastaminen hyödyllisillä yhdisteillä näyttää lupaavalta ratkaisulta ongelmaan.
Tuoreiden marjojen, hedelmien ja vihannesten osalta hyödyllisten yhdisteiden pitoisuutta voidaan lisätä joko genotyyppejä parantamalla, jalostusohjelmilla tai käyttämällä tiettyjä agronomisia menetelmiä, esimerkiksi biofortifikaatiota.
Erityisesti agronominen biolinnoitus saavutetaan syöttämällä yleisesti maattomissa tuotantojärjestelmissä (kuten hydroponiikka) kasvatettuja kasveja erityisillä mineraalilannoitteilla, joiden tarkoituksena on lisätä kohderavinteen pitoisuutta syötävissä elimissä.
Mansikat johtavat jatkuvasti marjamaailman kärkeä. Puutarhamansikoita pidetään erittäin arvokkaina paitsi niiden aistinvaraisten ominaisuuksien, myös mahdollisten terveyshyötyjen vuoksi, sillä ne sisältävät erityisen runsaasti antioksidanttisia yhdisteitä, kuten C-vitamiinia, antosyaania, fenoliyhdisteitä ja flavonoideja.
Mansikat eivät kuitenkaan säily hyvin sadonkorjuun jälkeen korkean aineenvaihdunnan vuoksi, mikä aiheuttaa nopeaa kuivumista, kiinteyden menetystä, värin ja kudosten pehmeyden heikkenemistä.
Nämä ongelmat johtavat taloudellisiin tappioihin ja teollisuus etsii jatkuvasti keinoja pidentää mansikoiden säilyvyyttä.
Tähän asti marjojen säilyvyyden pidentämiseen tähtääviä sadonkorjuun jälkeisiä menetelmiä ovat olleet joko fysikaaliset (korkeat ja alhaiset lämpötilat, säteilytys ja muunnetun tai kontrolloidun ilmakehän käyttö) tai kemialliset (kaasutus, kalsiumin kasto, päällystys, otsonointi) ja hoidot.
Kuitenkin biolinnoituslähestymistavan vaikutus mansikoiden sadonkorjuun jälkeiseen elämään on myös huomionarvoinen.
Viime vuosikymmeninä kerätty tietomäärä osoittaa, että piillä (Si) on muiden hivenravinteiden ohella keskeinen rooli ihmisten terveyden edistämisessä osallistumalla luun muodostukseen ja mineralisaatioon.
Pii, maaperän toiseksi runsain alkuaine, ei ole välttämätön kasveille. Si:n sisällyttäminen lannoitusohjelmiin on kuitenkin osoittanut myönteisiä vaikutuksia kasveihin, mikä on parantanut vastustuskykyä bioottisia ja abioottisia stressitekijöitä vastaan satojen lisääntyessä.
Biofortifikaation yhteydessä on tehty useita tutkimuksia syötävien kasvien elinten Si-pitoisuuden lisäämiseksi.
Tulosten perusteella valittiin parhaat ehdokkaat: mansikat, lehtivihannekset ja vihreät pavut.
Mielenkiintoista on, että mansikoiden biorikastaminen johti biologisesti aktiivisten yhdisteiden erilaiseen modulaatioon, nimittäin fenoliyhdisteiden pitoisuuden laskuun ja flavonoidien lisääntymiseen.
Lisäksi useat kokeet ovat osoittaneet, että kivennäisravinteita käyttävillä biorikastusmenetelmillä voidaan myös pidentää maataloustuotteiden säilyvyyttä.
Tämän tutkimustyön tavoitteena oli arvioida hydroponisten mansikoiden piibiopolttoaineen vaikutusta marjojen säilyvyyteen sadonkorjuun jälkeen.
Mansikkakasveja kasvatettiin kontrolloiduissa olosuhteissa ja Si:a lisättiin kasvavassa pitoisuudessa standardiravinneliuoksessa. Sen jälkeen mansikoista arvioitiin laatuparametrit (eli titrattava happamuus, kovuus, Brix ja makeus) ja varastointia simuloitiin käyttämällä erilaisia lämpötiloja ja aikavälejä.
Lisäksi mansikoista arvioitiin myös epifyyttisen mikrobiyhteisön koostumus, jotta selvitettäisiin, voisiko siihen vaikuttaa kasville laadittu ruokavalio ja konkreettisessa tapauksessa Si-biolinnoitusohjelma.
Tulokset osoittivat, että biofortifikaatio ei merkittävästi vaikuttanut hedelmän kovuuteen, kun taas korkeimmilla Si-tasoilla havaittiin titrattavan happamuuden lisääntyminen.
Mikrobiyhteisön analyysi paljasti ensimmäistä kertaa probioottisten bakteerien esiintymisen, nimittäin: Bacillus breve, jolla voi olla mielenkiintoisia teknologisia piirteitä mansikoiden hedelmäpalloon sopeutuneiden kantojen muodossa.
Lisäksi, kun Si biofortifikaatiotaso nousi, havaittiin myös potentiaalisesti patogeenisten mikro-organismien, kuten Escherichia colin ja Terrisporobacter glycolicuksen, ehtymistä.