Mức độ bức xạ LED ảnh hưởng đến sự phát triển và chất lượng dinh dưỡng của rau mầm Brassica

G. Samuolienė1, A. Brazaityté1, J. Jankauskienė1, Akvile Viršilė1, R. Sirtautas1, A. Novičkovas2, S. Sakalauskienė1, J. Sakalauskaitė1, Pavelas Duchovskis1
11Institute of Horticulture, Lithuanian Research Centre for Agriculture and Forestry, 54333, Babtai, Lithuania
22Institute of Applied Research, Vilnius University, 10222, Vilnius, Lithuania

Tóm tắt

Tóm tắtNghiên cứu này xem xét ảnh hưởng của mức độ bức xạ do đèn LED trạng thái rắn (LEDs) tạo ra lên sự phát triển, chất lượng dinh dưỡng và tính chất chống oxy hóa của rau mầm thuộc họ Brassicaceae. Bắp cải củ (Brassica oleracea var. gongylodes, ‘Delicacy Purple’), cải mù tạt (Brassica juncea L., ‘Red Lion’), cải thìa đỏ (Brassica rapa var. chinensis, ‘Rubi F1’) và tía tô (Brassica rapa var. rosularis) đã được trồng sử dụng giá thể peat trong các buồng môi trường kiểm soát cho đến thời điểm thu hoạch (10 ngày, 21/17°C, 16 giờ). Hệ thống gồm năm module ánh sáng với đèn LED phát xạ ở 455, 638, 665 và 731 nm với mật độ quang thông sinh học (PPFD) tổng cộng lần lượt là 545, 440, 330, 220 và 110 µmol m−2s−1 đã được sử dụng. Mức độ bức xạ quang hoạt tính không đủ (110 µmol m−2 s−1) đã ngăn cản sự phát triển bình thường và làm giảm giá trị dinh dưỡng của các loại rau mầm Brassica được nghiên cứu. Nói chung, điều kiện thích hợp nhất cho sự phát triển và chất lượng dinh dưỡng của rau mầm là bức xạ 330–440 µmol m−2 s−1, dẫn đến diện tích bề mặt lá lớn hơn, hàm lượng nitrat thấp hơn và tổng anthocyanin, tổng phenol và khả năng quét gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) cao hơn. Mức độ ánh sáng cao (545 µmol m−2 s−1), mà dự kiến gây ra stress quang nhẹ, không có ảnh hưởng tích cực đáng kể cho hầu hết các tham số đã được nghiên cứu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Oh, 2009, Antioxidant contents of edible sprouts : effects of environmental shocks http dx org, Sci Food Agric, 27, 2221, 10.1002/jsfa.3711

Anjana, 2009, Factors responsible for nitrate accumulation : a review http dx org, Sustain Agric, 13, 533, 10.1007/978-90-481-2666-8_33

Charron, 2004, Glucosinolate contents and myrosinase activity in rapid - cycling brassica olearacea grown in controlled environment, Amer Soc Hort Sci, 8, 129

Ilieva, 2010, Plant experiments with light - emitting diode module in Svet space greenhouse http dx org, Adv Space Res, 12, 840, 10.1016/j.asr.2010.05.009

Xiao, 2012, Assessment of vitamin and carotenoid concentrations of emerging food products : edible microgreens http dx org, Agric Food Chem, 1, 7644, 10.1021/jf300459b

Samuolienė, 2012, LED lighting and seasonality effects antioxidant properties of baby leaf lettuce http dx org, Food Chem, 5, 134, 10.1016/j.foodchem.2012.03.061

Shao, 2008, Primary antioxidant free radical scavenging and redox signaling pathways in higher plant cells http dx org, Int J Biol Sci, 30, 8, 10.7150/ijbs.4.8

Johkan, 2010, Blue light - emitting diode light irradiation of seedlings improves seedling quality and growth after transplanting in red leaf lettuce, Hort Science, 6, 1809, 10.21273/HORTSCI.45.12.1809

Santamaria, 2001, Ways of reducing rocket salad nitrate content, Acta Hortic, 24, 548

Zhou, 2009, Impact of light variation on development of photoprotection antioxidants and nutritional value in Lactuca sativa http dx org, Agric Food Chem, 15, 5494, 10.1021/jf8040325

Kopsell, 2013, Increase in shoot tissue pigments glucosinolates and mineral elements in sprouting broccoli after exposure to short - duration blue light from light emitting diodes, Amer Soc Hort Sci, 3, 138

Sharma, 2012, Phenolic contents antioxidant and α - glucosidase inhibition properties of Nepalese strain buckwheat vegetables, Afr J Biotechnol, 2, 184

Golan, 2006, Photoprotection mutants of Arabidopsis thaliana acclimate to high light by increasing photosynthesis and specific antioxidants http dx org, Plant Cell Environ, 14, 879, 10.1111/j.1365-3040.2005.01467.x

Lefsrud, 2006, Irradiance levels affect growth parameters and carotenoid pigments in kale and spinach grown in a controlled environment http dx org, Physiol Plant, 9, 624, 10.1111/j.1399-3054.2006.00692.x

Geniatakis, 2003, Direct potentiometric measurement of nitrate in seeds and produce http dx org, Comm Soil Sci Plant Anal, 21, 571, 10.1081/CSS-120017840

Solfanelli, 2006, Sucrose - specific induction of the anthocyanin biosynthetic pathway in Arabidopsis http dx org, Plant Physiol, 31, 637, 10.1104/pp.105.072579

Oh, 2009, Environmental stresses induce health promoting phytochemicals in lettuce http dx org, Plant Physiol Bioch, 28, 578, 10.1016/j.plaphy.2009.02.008

Araya, 2010, Effect of nitrogen on the carbohydrate repression of photosynthesis in leaves of Phaseolus vulgaris http dx org, Plant Res, 25, 123, 10.1007/s10265-009-0279-8

Page, 2012, The influence of ascorbate on anthocyanin accumulation during high light acclimation in Arabidopsis thaliana : further evidence for redox control of anthocyanin synthesis http dx org, Plant Cell Environ, 29, 388, 10.1111/j.1365-3040.2011.02369.x

Walters, 2003, Identification of mutants of Arabidopsis defective in acclimation of photosynthesis to the light environment http dx org, Plant Physiol, 26, 131, 10.1104/pp.015479

Fu, 2012, Effects of different light intensities on anti - oxidative enzyme activity quality and biomass in lettuce, Hort Sci, 23, 129, 10.17221/192/2011-HORTSCI

Kopsell, 2012, Shoot tissue pigment levels increase in Florida Broadleaf mustard Brassica juncea microgreens following high light treatment http dx org, Sci Hort, 16, 96, 10.1016/j.scienta.2012.04.004

Stanciu, 2009, Spectrophotometric characterizations of anthocyans extracted from black grapes skin Ovidijus University, Chem, 19, 205

Tamulaitis, 2005, Highpower light - emitting diode based facility for plant cultivation http dx org, Phys D Appl Phys, 17, 3182, 10.1088/0022-3727/38/17/S20

Evans, 2001, Photosynthetic acclimation of plants to growth irradiance : the relative importance of specific leaf area and nitrogen partitioning in maximizing carbon gain Plant http dx org, Cell Environ, 22, 755, 10.1046/j.1365-3040.2001.00724.x

Stutte, 2009, Photoregulation of bioprotectant content of red leaf lettuce with light - emitting diodes, Hort Science, 11, 79, 10.21273/HORTSCI.44.1.79

Samuolienė, 2011, The impact of LED illumination on antioxidant properties of sprouted seeds http dx org, Cent Eur J Biol, 4, 68, 10.2478/s11535-010-0094-1

Janghel, 2007, Micro determination of ascorbic acid using methyl viologen http dx org, Talanta, 20, 1013, 10.1016/j.talanta.2006.12.041

Urbonavičiūtė, 2009, The effect of variety and lighting quality on wheatgrass antioxidant properties, Zemdirbyste, 10, 96

Ragaee, 2006, Antioxidant activity and nutrient composition of selected cereals for food use http dx org, Food Chem, 18, 32, 10.1016/j.foodchem.2005.04.039

Li, 2009, Effects of supplemental light quality in growth and phytochemicals of baby leaf lettuce http dx org, Environ Experiment Botany, 7, 59, 10.1016/j.envexpbot.2009.06.011