Metody biotechnologiczne zwiększyły zawartość beta-karotenu w liściach nawet 30-krotnie, poprawiając jego biodostępność bez wpływu fotosynteza. Może to zwiększyć wartość odżywczą warzyw liściastych.
Z badania wynika, że dzięki metodom biotechnologicznym i ekspozycji na duże natężenie światła poziom beta-karotenu w liściach można zwiększyć nawet 30-krotnie. Poprawę tę osiąga się poprzez rozwój nowych obszarów magazynowania beta-karotenu, które nie zakłócają podstawowych funkcji, takich jak fotosynteza. Wyniki tych badań opublikowano niedawno w czasopiśmie „ Dziennik roślin.
Beta-karoten to jeden z głównych karotenoidów, pigmentów występujących naturalnie w roślinach i innych organizmach fotosyntetyzujących, które korzystnie wpływają na zdrowie, a także mają właściwości przeciwutleniające, immunostymulujące i poprawiające funkcje poznawcze.
W szczególności beta-karoten jest głównym prekursorem retinoidów, związków chemicznych spełniających podstawowe funkcje organizmu (wzrok, proliferacja i różnicowanie komórek, układ odpornościowy…), w tym witaminy A.
Używanie roślin tytoniu (Nicotiana benthamiana) jako model laboratoryjny i sałata (Lactuca sativa) jako model uprawy, zespołowi kierowanemu przez Manuela Rodrígueza Concepcióna, badacza CSIC w IBMCP, udało się zwiększyć zawartość beta-karotenu w liściach bez negatywnego wpływu na inne procesy życiowe, takie jak fotosynteza.
„Liście do prawidłowego funkcjonowania potrzebują karotenoidów, takich jak beta-karoten, znajdujących się w kompleksach fotosyntetycznych chloroplastów” – wyjaśnia badacz CSIC. „Kiedy w chloroplastach wytwarza się za dużo lub za mało beta-karotenu, przestają one funkcjonować, a liście ostatecznie obumierają. W wyniku naszej pracy udało się wyprodukować i zgromadzić beta-karoten w przedziałach komórkowych, gdzie normalnie nie jest on spotykany, dzięki połączeniu technik biotechnologicznych i zabiegów o dużym natężeniu światła” – podsumowuje.
Wyższa akumulacja i biodostępność
Wyniki tego badania opublikowane w czasopiśmie „ Dziennik roślinwykazali, że możliwe jest zwielokrotnienie poziomu beta-karotenu w liściach poprzez utworzenie nowych miejsc ich magazynowania poza kompleksami fotosyntetycznymi. Z jednej strony udało im się zgromadzić wysoki poziom beta-karotenu w plastoglobulach, a pęcherzyki magazynujące tłuszcz są naturalnie obecne w chloroplastach. Pęcherzyki te nie biorą udziału w fotosyntezie i zwykle nie gromadzą karotenoidów.
„Stymulowanie tworzenia i rozwoju plastoglobul technikami molekularnymi i intensywną obróbką światłem nie tylko zwiększa akumulację beta-karotenu, ale także jego biodostępność, czyli łatwość, z jaką można go wyodrębnić z matrycy pokarmowej w celu wchłonięcia przez nasz układ trawienny, ” – mówi Luca Morelli, pierwszy autor badania.
Biofortyfikacja warzyw
Z badań wynika także, że syntezę beta-karotenu w plastoglobulach można połączyć z jego produkcją poza chloroplastami metodami biotechnologicznymi. W tym przypadku współautor Pablo Pérez Colao mówi: „Beta-karoten gromadzi się w pęcherzykach podobnych do plastoglobul, ale zlokalizowanych w cytozolu, wodnej substancji otaczającej organelle i jądro komórkowe”.
Połączenie obu strategii pozwoliło uzyskać aż 30-krotny wzrost dostępnego poziomu beta-karotenu w porównaniu z liśćmi nietraktowanymi. Masywne nagromadzenie beta-karotenu nadało również liściom sałaty charakterystyczny złoty kolor.
Według naukowców odkrycie, że beta-karoten może być wytwarzany i przechowywany w bardzo dużych ilościach i w bardziej biodostępnej formie poza miejscami, w których zwykle występuje w liściach, „stanowi bardzo znaczący postęp w poprawie odżywiania poprzez biofortyfikację warzyw, takich jak jak sałata, boćwina czy szpinak, nie rezygnując przy tym z charakterystycznego zapachu i smaku.”
Odniesienie: „Zwiększanie zawartości prowitaminy A i biodostępności w liściach poprzez połączenie opracowanej biosyntezy i ścieżek przechowywania z zabiegami światłem” Luca Morelli, Pablo Perez-Colao, Diego Reig-Lopez, Xueni Di, Briardo Llorente i Manuel Rodriguez-Concepcion , 9 sierpnia 2024 r., Dziennik roślin.
DOI: 10.1111/tpj.16964
