Valutazione dell'efficacia di trattamenti in post-raccolta con radiazioni UV-B e UV-A per migliorare la colorazione e la qualità di frutti di mela

La mela è uno dei frutti più consumati al mondo e rappresenta una delle più grandi fonti di antiossidanti alimentari, quali composti fenolici, flavonoidi e in particolar modo le antocianine, che sono concentrati nella buccia. Evidenze scientifiche hanno dimostrato che, grazie alla loro elevata capacità antiossidante, tali metaboliti sono in grado di contrastare l’insorgenza di diverse patologie quali cancro, malattie cardiovascolari e diversi disturbi correlati all'età ed all’invecchiamento. Lo scopo di questo lavoro è valutare l’efficacia di trattamenti con le radiazioni UV, in particolare UV-A o UV-B in post-raccolta nel promuovere la qualità organolettica e la qualità nutraceutica, in frutti di mela (Malus domestica L.Borkh) di diverse varietà tra le più commercializzate. In particolare, lo studio si focalizza sull’analisi di diversi parametri qualitativi quali il colore (L*, a*, b*), la durezza, la concentrazione zuccherina, il profilo aromatico, il contenuto dei composti fenolici totali, dei flavonoidi, delle antocianine e dell’attività antiossidante (tramite saggio ABTS). Sono stati svolti tre diversi trattamenti: il trattamento 1 sulle cv. Red Delicious e Fuji con LED a UV-A di 3,52 h per una dose totale pari a 106,2 kJ/m2 e con lampade Narrowband (NB), 36 h di irraggiamento, per una dose di UV totali pari a 282,5 KJ/m2 (UV-A= 106,3 kJ/m2; UV-B=176,2 kJ/m2), il trattamento 2, sulla cv. Pink Lady con LED a UV-B (3h, 6h e 12h, rispettivamente pari a 3.24, 6.48 e 12.96 kJ/m2) e il trattamento 3, sulla cv. Golden con LED a UV-A (0,5h, 1h e 3h, rispettivamente pari a 13.73, 27.46 e 82.38 kJ/m2). Le analisi sono state condotte su frutti campionati a diversi tempi di recupero dopo la fine del trattamento per verificare eventuali variazioni nella risposta durante il periodo di conservazione. I risultati ottenuti hanno permesso di evidenziare come il trattamento con lampade NB abbia influenzato la colorazione rossa della buccia, sia delle Red Delicious che delle Fuji. Poiché, le stesse varietà sottoposte al trattamento con UV-A non hanno evidenziato differenze apprezzabili di colore, è ragionevole assumere che la colorazione rossa intensa promossa dalle lampade NB sia imputabile alla componente UV-B delle lampade. Le Pink Lady sottoposte al trattamento con UV-B e le Golden sottoposte al trattamento con UV-A, non hanno mostrato una maggiore colorazione dei frutti rispetto al controllo. Non vi sono lavori in letteratura sull’aspetto aromatico delle mele trattate con radiazioni UV. Tramite HS-SPME e GC/MS, sono stati identificati i VOCs (volatile organic compounds) di mele trattate con radiazioni UV-B e UV-A e relativi controlli. Lo scopo del lavoro era quello di assicurarsi che il trattamento con radiazioni UV, alle concentrazioni scelte, non determinasse alterazioni negative del profilo aromatico dei frutti. Dalle analisi della componente aromatica effettuata sulle mele trattate con radiazioni UV-A e UV-B e quelle di controllo sono state identificate 62 molecole volatili facenti parte delle classi degli esteri, aldeidi, alcoli, acidi, terpeni, chetoni, idrocarburi e fenoli. L’analisi discriminante SDA ha permesso di discriminare le mele trattate da quelle di controllo. Nelle Fuji i composti quali ottanale, 3-metil-2-butenile acetato, (Z)-3-esanale, (E)-2-ottanale e acido 2-metilbutanoico caratterizzano le mele trattate con UV-B, mentre il 2-metilbutile isovalerato caratterizza il trattamento con UV-A. Nelle Golden l’acetato di 3-metil-2-butilene caratterizza le mele irradiate con UV-A. Nelle Pink Lady l’acido 2-metilbutanoico e butanoato di 2-metilpropile caratterizzano le mele irradiate con UV-B. Inoltre, mettendo in relazione i relativi controlli delle tre varietà è stato possibile discriminare le Fuji e le Golden dalle Pink Lady. I composti che caratterizzano le Pink Lady sono il butanoato di 2-metilesile e il 2-metil-2-butenoato di etile. Il contenuto dei fenoli totali e flavonoidi, nella cv. Red Delicious, aumenta dopo il 7° giorno di trattamento con radiazioni UV-A. Diversamente nella cv. Fuji è il trattamento con lampade NB a promuove l’accumulo dei fenoli totali e flavonoidi dopo il 6° giorno di recupero. Nella cv. Pink Lady l’accumulo dei fenoli totali e flavonoidi è stato influenzato dal trattamento con UV-B dopo 3h di irraggiamento. Nella cv. Golden il contenuto dei fenoli totale e flavonoidi non risulta influenzato dal trattamento con UV-A. L'accumulo di antociani nei frutti di mela è un fattore determinante per la qualità dei frutti, solitamente limitati alla buccia. Nella cv. Red Delicious l’irraggiamento con lampade NB promuove l’accumulo delle antocianine rispetto al controllo e alle mele trattate con UV-A, durante i tempi di conservazione. Contrariamente nella cv. Fuji la concentrazione delle antocianine non è stata influenzata dal trattamento. I risultati relativi all' attività antiossidante nella cv. Fuji è aumentata nei campioni trattati con l’irraggiamento con lampade NB e UV-A durante la conservazione. L’attività antiossidante non risulta influenzata nella cv. Pink Lady e nella cv. Golden trattate rispettivamente con UV-B e UV-A. I parametri di qualità durezza e concentrazione zuccherina delle varietà trattate non sono stati influenzati. In conclusione, l’irradiazione UV-A e UV-B in post-raccolta può rappresentare una potenziale tecnica per incrementare le caratteristiche organolettiche e nutraceutiche dei prodotti ortofrutticoli

Integrative Effect of UV-B and Some Organic Amendments on Growth, Phenolic and Flavonoid Compounds, and Antioxidant Activity of Basil (<i>Ocimum basilicum</i> L.) Plants

The application of organic amendments, biochar, and wood distillate (WD), as well as the exposure to UV-B radiation, are two sustainable ways to enhance soil fertility and increase plant nutraceutical quality, respectively. However, they have always been studied separately, without testing the eventual synergistic or antagonistic effect when applied together. The present study investigated the effects of biochar (2% w/w), WD (1:100), and their combination (BWD) on some biometric and biochemical parameters of basil plants (Ocimum basilicum L.) exposed to different doses of UV-B radiation (0, 1, 2 h d−1; UV-B irradiance of 1.36 W m−2) in controlled conditions. Root and stem length and weight were not affected by soil amendments, while 1 h d−1 UV-B increased the length (+28%) and weight (+62%) of the aerial part. When combining the above- and below-ground factors, a decrease in root length was observed in the 2 h d−1 UV-B-treated plants in both WD (−36%) and BWD (−39%) treatments. The co-application of below- and above-ground treatments generally decreased phenolic and flavonoid concentration in both fully expanded leaves and vegetative shoot apices. This preliminary study highlights an antagonistic action of the combination of the investigated factors, at these doses, on the plant growth and metabolism that should be considered

Supplemental UV-B Exposure Influences the Biomass and the Content of Bioactive Compounds in Linum usitatissimum L. Sprouts and Microgreens

The interest in the pre-harvest ultraviolet-B (UV-B) exposure of crops in indoor cultivation has grown consistently, though very little is known about its influence on the nutraceutical quality of microgreens. Flaxseeds constitute a valuable oilseed species, mostly appreciated for their nutritional properties and the presence of health-promoting compounds. Therefore, although scarcely studied, flaxseed sprouts and microgreens might constitute a high-quality food product to be included in a healthy diet. This study aims to unravel the effects of pre-harvest ultraviolet-B irradiation on the nutritional and nutraceutical quality of flaxseed sprouts and microgreens grown under artificial conditions. The UV-B irradiation decreased the biomass and stem length of microgreens. However, the content of total phenolics and flavonoids and the antioxidant capacity were strongly enhanced by the UV-B treatment in both sprouts and microgreens. Among photosynthetic pigments, chlorophyll a, violaxanthin, antheraxanthin, and lutein in sprouts were reduced by the treatment, while chlorophyll b increased in microgreens. In conclusion, our results showed that growing flaxseed sprouts and microgreens in controlled conditions with supplemental UV-B exposure might increase their nutritional and nutraceutical quality, as well as their antioxidant capacity, making them high-quality functional foods

Supplemental UV-B Exposure Influences the Biomass and the Content of Bioactive Compounds in <i>Linum usitatissimum</i> L. Sprouts and Microgreens

The interest in the pre-harvest ultraviolet-B (UV-B) exposure of crops in indoor cultivation has grown consistently, though very little is known about its influence on the nutraceutical quality of microgreens. Flaxseeds constitute a valuable oilseed species, mostly appreciated for their nutritional properties and the presence of health-promoting compounds. Therefore, although scarcely studied, flaxseed sprouts and microgreens might constitute a high-quality food product to be included in a healthy diet. This study aims to unravel the effects of pre-harvest ultraviolet-B irradiation on the nutritional and nutraceutical quality of flaxseed sprouts and microgreens grown under artificial conditions. The UV-B irradiation decreased the biomass and stem length of microgreens. However, the content of total phenolics and flavonoids and the antioxidant capacity were strongly enhanced by the UV-B treatment in both sprouts and microgreens. Among photosynthetic pigments, chlorophyll a, violaxanthin, antheraxanthin, and lutein in sprouts were reduced by the treatment, while chlorophyll b increased in microgreens. In conclusion, our results showed that growing flaxseed sprouts and microgreens in controlled conditions with supplemental UV-B exposure might increase their nutritional and nutraceutical quality, as well as their antioxidant capacity, making them high-quality functional foods

Chitosan and Essential Oils Combined for Beef Meat Protection against the Oviposition of Calliphora vomitoria, Water Loss, Lipid Peroxidation, and Colour Changes

Meat production has a higher economic and ecological impact than other commodities. The reduction in meat loss and waste throughout the whole supply chain is a demanding challenge. In recent years, the interest in the food-grade polysaccharide chitosan (CH) and essential oils (EOs) employed as allies in meat protection has increased. In this work, we selected five EOs obtained from plants traditionally used as spices, and after their chemical characterisation, a trained panel of expert sensorial analysts determined that, among them, Laurus nobilis (Lauraceae) and Piper nigrum (Piperaceae) EOs were the most suitable to season meat. Therefore, the effect of CH, the L. nobilis and P. nigrum EOs, and EOs-enriched CH solutions on meat was tested to assess how they deter the oviposition behaviour of the blowfly Calliphora vomitoria (Diptera: Calliphoridae) and against water loss, lipid peroxidation, and colour changes. All the applied treatments, compared to the control, did not accelerate meat dehydration but increased colour lightness, an attractive feature for consumers, and discouraged the blowfly&rsquo;s oviposition. In particular, the P. nigrum EO-enriched CH was the most active in repelling C. vomitoria without negatively affecting the organoleptic qualities and shelf-life of meat

Foliar and root comparative metabolomics and phenolic profiling of micro-tom tomato (Solanum lycopersicum L.) plants associated with a gene expression analysis in response to short daily UV treatments

Tomato (Solanum lycopersicum L.) is globally recognised as a high-value crop both for commercial profit and nutritional benefits. In contrast to the extensive data regarding the changes in the metabolism of tomato fruit exposed to UV radiation, less is known about the foliar and root metabolome. Using an untargeted metabolomic approach through UHPLC-ESI-QTOF-MS analysis, we detected thousands of metabolites in the leaves (3000) and roots (2800) of Micro-Tom tomato plants exposed to 11 days of short daily UV radiation, applied only on the aboveground organs. Multivariate statistical analysis, such as OPLS-DA and volcano, were performed to allow a better understanding of the modifications caused by the treatment. Based on the unexpected modulation to the secondary metabolism, especially the phenylpropanoid pathway, of which compounds were down and up accumulated respectively in leaves and roots of treated plants, a phenolic profiling was carried out for both organs. The phenolic profile was associated with a gene expression analysis to check the transcription trend of genes involved in the UVR8 signalling pathway and the early steps of the phenolic biosynthesis. The retention of the modifications at metabolic and phenolic levels was also investigated 3 days after the UV treatment, showing a prolonged effect on the modulation once the UV treatment had ceased