Biofortificazione degli ortaggi per la nuova domanda dei consumatori

Over two-thirds of the world’s population lack one or more essential mineral elements in the diet. Biofortification of vegetables is a promising approach to increase the dietary intake of minerals, by increasing the mineral content of commonly consumed vegetables. Because of their global relevance in the human diet, carrot, tomato and lettuce were submitted to different biofortification protocols aiming to increase the mineral content in the edible part of these crops. Giving iron importance, 3 out of 5 experiments of this thesis are dedicated to the Fe-biofortification. Firstly, cherry tomatoes were submitted to three concentrations of Fe in the nutrient solution (0, 1 and 2 mM), and received foliar applications of Fe (0, 250 and 500 mM). The combined application of 2 mM and 500 mM of Fe successfully increased Fe content of tomato fruits. Secondly, foliar Se-biofortification (8 mM) of cherry tomato was carried out both at fruit set and fruit ripening. Evidence shows applying the fertilizer at fruit ripening increases Se-biofortification efficiency. In the third experiment, two cultivars of lettuce were submitted to three concentrations of Fe in the nutrient solution (0, 1 and 2 mM). The results showed that the best concentration to obtain Fe-biofortified lettuce is 1 mM. After, carrots received four foliar applications of Fe and Zn (6 mM) in different chemical forms. Results show chelate is the best form to obtain bioaccessible Fe and Zn in the diet, when compared to sulfate. Finally, in the fifth experiment, Si-biofortification of carrot was investigated at the concentration of 15 mM. Results indicate that foliar applications of Si successfully improved mineral content in carrots besides improving the quality during post-harvest. In general, these results indicate that foliar sprays are a good biofortification tool both in the open field and in the greenhouse. Also, soilless cultivated crops as tomato and lettuce can be Fe-biofortified through the management of the nutrient solution.

La dieta di oltre i due terzi della popolazione mondiale manca di uno o più elementi minerali essenziali per l’uomo. La biofortificazione degli ortaggi rappresenta un approccio promettente per aumentare l'assunzione di minerali nella dieta, attraverso l’incremento del contenuto di alcuni minerali negli ortaggi comunemente consumati. A causa della loro rilevanza globale nella dieta umana, carota, pomodoro e lattuga sono stati sottoposti a diversi protocolli di biofortificazione con l'obiettivo di aumentare il contenuto di minerali nella parte edibile di queste colture. In considerazione dell'importanza che il ferro assume nella nutrizione umana, tre capitoli su cinque del presente elaborato sono dedicati alla biofortificazione con ferro. In un primo esperimento, piante di pomodoro, tipologia “cherry” sono state sottoposte a tre concentrazioni di Fe nella soluzione nutritiva (0, 1 e 2 mM) e hanno ricevuto applicazioni fogliari di Fe (0, 250 e 500 mM). L'applicazione combinata di 2 mM nella soluzione nutritiva e 500 mM di Fe nella soluzione apportata alla chioma ha aumentato in maniera significativa il contenuto di Fe dei frutti di pomodoro. In un secondo esperimento, è stata effettuata la biofortificazione del pomodoro, sempre appartenente alla tipologia “cherry” con Se (8 mM), applicato sia all'allegagione che alla maturazione dei frutti. I risultati sperimentali hanno mostrato che l'applicazione della soluzione alla maturazione dei frutti ha aumentato l'efficacia della biofortificazione. In un’ulteriore prova, due cultivar di lattuga sono state sottoposte a tre concentrazioni di Fe nella soluzione nutritiva (0, 1 e 2 mM). I risultati hanno mostrato che la migliore concentrazione per ottenere lattuga biofortificata con Fe è 1 mM. Nel quarto capitolo, una coltura di carota ‘Dordogne’ ha ricevuto quattro applicazioni fogliari di Fe e Zn (6 mM) in diverse forme chimiche. I risultati mostrano che le forme chelate si sono dimostrate migliori per ottenere Fe e Zn bioaccessibili nella dieta, rispetto al solfato. Infine, nel quinto capitolo, è stata studiata la biofortificazione della carota con Si alla concentrazione di 15 mM. I risultati indicano che le applicazioni fogliari di Si hanno migliorato il contenuto di minerali nei fittoni di carota oltre a migliorare la qualità in post-raccolta. In generale, i risultati riportati nella presente tesi indicano che le applicazioni fogliari sono un buon mezzo agronomico di biofortificazione sia in pieno campo che in serra. Inoltre, alcune colture, come pomodoro e lattuga, allevate con sistemi di coltivazione fuori suolo possono essere biofortificate con Fe attraverso l’incremento della concentrazione dell’elemento nella soluzione nutritiva.