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微生物生物刺激剂能否改善食品功能质量?

作者:Paola Ganugi, Erika Martinelli, Luigi LuciniPaola Ganugi, Erika Martinelli, Luigi Lucini
意大利皮亚琴察Cattolica del Sacro Cuore大学可持续食品工艺系
*通讯方式:luigi.lucini@unicatt.it

 

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微生物生物刺激剂是根据最近的欧盟条例2019/1009设计的,涉及非致病性和非致毒性的微生物,如Azotobacter spp.、Rhizobium spp.、Azospirillum spp.和菌根真菌。一般来说,它们代表了一种改善植物和根茎层特性的绿色方法,包括非生物/生物抗逆性、质量特征和土壤营养成分的可用性。这可以转化为一种可持续的方法,旨在最大限度地减少农业化学品的应用,促进环境的可持续性。
然而,尽管信息匮乏,但由于微生物生物刺激剂在减轻食品功能质量方面的潜在作用,人们对其使用的兴趣正在增加。植物有益的微生物共生体在应对环境压力(干旱、盐度)和病原体攻击方面表现出更好的性能,主要与防御相关的次级代谢产物的积累有关。这些代谢物也是促进健康的化合物,在人类营养中具有功能性作用,改善了一些感官特征(香气、颜色)和营养品价值。

因此,微生物生物刺激剂活性的概念不应局限于植物-土壤范围,还应该扩展到生产人类健康和促进衰老的活性食品。

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哪些是这些促进健康的化合物?

这些代谢物中的大多数在植物和食品质量方面都具有功能活性,以酚类化合物、萜类化合物和抗坏血酸为代表,最近的许多工作都强调在微生物生物刺激剂处理后这些化合物的浓度更高。
酚类化合物通常与植物的防御反应有关,对抗食草动物以及细菌和真菌。然而,由于它们的抗氧化和抗增殖特性,它们也参与了赋予花/果实色素和减少心血管和癌症疾病的风险。酚类化合物的高水平已经被微生物处理所激发。臂杆菌根真菌(AMF)、假单胞菌菌株、巴西唑啉菌根瘤菌PEPV16,单独或联合接种,在许多水果和蔬菜中显示出更高的酚类含量,如番茄、藏红花、迷迭香、百里香和草莓。特别是在酚类化合物中,发现花青素、对香豆酸、阿魏酸、肉桂醇、香兰素、原儿茶酸、迷迭香酸、芹菜素、山奈酚、槲皮素和木犀草素的含量较高。
关于萜类化合物,这些化合物在植物防御生物和非生物压力方面发挥着关键作用。然而,类胡萝卜素(属于萜类化合物)已被证明可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病和阿尔茨海默氏症,以及决定许多水果的颜色。AMF和植物生长促进菌的接种,包括地衣芽孢杆菌、巨型芽孢杆菌、Azotobactersp.、Azospirillumsp.和Herbaspirillumsp.,对藏红花、番茄和莴苣中的类胡萝卜素含量有积极的调节作用。

最后,抗坏血酸在帮助植物应对各种非生物压力方面的作用,减轻了过多的细胞活性氧活动,如今已是众所周知。然而,在一些重要的食品特性方面也发现了积极的进展,包括新鲜度、颜色和新鲜度。在用微生物生物刺激剂(AMF、Azospirillum sp.、Azotobacter sp.、Rhizobium)处理番茄、辣椒、大葱、洋葱和灰葫芦之后,抗坏血酸的浓度增加。

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参考文献(点击)。

Ganugi, P., Martinelli, E., & Lucini, L. (2021).微生物生物刺激剂是提高植物性食品功能质量的一种可持续方法:回顾。食品科学的当前观点,41: 217-223。