Партнерство между Центром Джона Иннеса и Институтом Квадрама, расположенным в исследовательском парке Норвича, Бристольским университетом и специалистами компании по выращиванию растений в закрытых помещениях LettUs Grow позволило успешно обеспечить рекомендуемую суточную норму (РСН) витамина B12 в 15-граммовой порции побегов гороха.
Обогащенный витамином B12 урожай гороха не только превзошел ожидания, обеспечив в одной порции салата содержание витамина B12, превышающее рекомендуемую суточную норму, но и показал, что содержание витамина B12 в ростках сохраняется в течение длительного периода хранения в холодильнике – факторы, необходимые для коммерческого успеха этой культуры.
Эксперименты по имитации пищеварения человека, проведенные в Институте Квадрам, подтвердили, что обогащенные витамином B12 побеги гороха легко усваиваются организмом. Это означает, что урожай не только успешно обогащен витамином B12, но и что это жизненно важное питательное вещество будет попадать в кровь тех, кто его употребляет.
Исследование, опубликованное в журнале Communications Biology, предлагает новый коммерчески жизнеспособный подход к дополнительному поступлению витаминов и питательных веществ в организм человека. Технология, как ожидается, будет эффективна не только для гороха, но и для быстрорастущих салатных культур, выращиваемых в закрытых помещениях.
В более широком смысле, проект предлагает быстрое, экономически эффективное и устойчивое решение проблемы скрытого голода. Это происходит, когда люди получают достаточно калорий, но не получают необходимого сочетания питательных веществ для поддержания хорошего здоровья. Термин «скрытый голод» также применяется к дефициту питательных веществ, который может возникать у некоторых людей, принимающих препараты, подавляющие аппетит.
Профессор Энтони Додд, руководитель исследовательской группы в Центре Джона Иннеса и ведущий автор исследования, сказал: «Этот новый метод обогащения может быть реализован с чрезвычайно низкими затратами для производителей, предоставляя потребителям экономически эффективный способ восполнения дефицита витамина B12 в форме, которую может усвоить их организм».
Витамин B12, также известный как кобаламин, является незаменимым питательным веществом, которое растения не вырабатывают и которое представляет риск дефицита для людей, переходящих на вегетарианскую и веганскую диету без приема добавок. Симптомы дефицита могут включать анемию, мышечную слабость, психологические, когнитивные и неврологические проблемы.
Витамин B12, обладающий самой сложной структурой, вырабатывается исключительно бактериями. Человек получает витамин B12 из продуктов животного происхождения, входящих в его рацион, включая рыбу, мясо, птицу, яйца, молоко и другие молочные продукты.
По оценкам, около 6% населения Великобритании страдают от дефицита витамина B12, а еще 44% могут испытывать его недостаток, хотя многие люди не осознают, что испытывают дефицит питательных веществ. В глобальном масштабе дефицит витамина B12 распространен, особенно среди населения, потребляющего мало продуктов животного происхождения, и среди пожилых людей.
Таблетированные добавки широко доступны, однако у них есть недостатки: их легко забыть принять, и они менее эффективны при приеме натощак, поскольку в процессе еды высвобождаются ферменты, необходимые для усвоения питательных веществ. Кроме того, многие люди предпочитают не принимать добавки, а получать питательные вещества из цельных продуктов.
Учитывая эти ограничения, а также рост популярности устойчивых растительных диет, существует острая необходимость в альтернативных растительных источниках витамина B12.
Одной из проблем является непомерно высокая стоимость промышленного производства витамина B12 из-за его молекулярной сложности, что делает традиционный химический синтез невозможным. Для производства требуется огромное количество бактерий, что делает этот витамин самым дорогим на рынке, в Великобритании его цена достигает 20 000 фунтов стерлингов за килограмм – это треть цены золота. В настоящее время около 90 процентов мирового производства витамина B12 приходится на Китай.
В этом проекте команда использовала аэропонную технологию, разработанную компанией LettUs Grow, для снабжения корней побегов гороха питательным раствором, обогащенным витамином B12, который подавался в виде аэрозоля.
Благодаря этой технологии на корнях образуется тонкая пленка питательных веществ, и витамин поглощается и усваивается системой транспорта питательных веществ растения.
В течение восьмидневного периода выращивания растения получали наиболее доступную и биодоступную форму витамина B12 — цианокобаламин.
Эксперименты на собранных растениях показали, что листья накапливали большее количество витамина B12, чем необходимо для обеспечения рекомендуемой суточной нормы потребления в 15 г растительного материала.
Аэропонный метод позволяет контролировать применение дорогостоящих витаминов, что делает производство более эффективным и экономически выгодным как для коммерческих партнеров, так и для потребителей.
Группа исследователей подсчитала, что дополнительные затраты, связанные с добавлением витамина B12 в пакеты с ростками гороха (или в пакеты с салатом, содержащим ростки гороха), могут составлять менее одного пенни.
В настоящее время они изучают коммерческие способы доставки продукта и адаптируют технологию таким образом, чтобы она работала как в вертикальных фермах, так и в теплицах для выращивания растений.
Первый автор исследования, доктор Бетани Элдридж, получившая грант BBSRC Flexible Talent Mobility Account (FTMA) и грант BBSRC Follow-on Fund для поддержки своей ключевой роли в этом партнерстве между исследованиями и промышленностью, сказала: «Прелесть этой работы в том, как она сочетает высокие и простые технологии таким экономически эффективным способом. Побеги гороха буквально впитывают витамин B12, а вертикальные фермы обеспечивают контролируемую среду, в которой мы можем регулировать его усвоение растениями. Этот метод расширяет возможности получения витамина B12 естественным путем, особенно если вы, будучи веганом или вегетарианцем, не употребляете мясо и молочные продукты, или если вы потребляете их в меньших количествах в рамках флекситарианской диеты. Во всем мире уровень витамина B12 снижается, и если мы сможем найти различные способы его поступления в организм в виде биодоступных веществ, это будет очень здорово».
Доктор Джонатан Кларк, руководитель отдела развития бизнеса в Центре Джона Иннеса и один из авторов исследования, сказал: «Задача, с которой мы столкнулись, заключалась в том, чтобы найти способ обеспечить биодоступный источник витамина B12 в вегетарианском блюде. Решение нашлось не путем генной инженерии растения, а просто благодаря использованию способности растения усваивать витамин B12 при внесении в пищу. Это инновационный, междисциплинарный подход, который подчеркивает прочность партнерства между Научно-исследовательским парком Норвича и его промышленными и академическими партнерами».
Профессор Мартин Уоррен, главный научный сотрудник Института Квадрам и один из авторов исследования, сказал: «Дефицит витамина B12 часто рассматривается исключительно как проблема для людей, придерживающихся вегетарианской или веганской диеты, но реальность гораздо шире. Во многих группах населения недостаточное потребление B12 способствует тому, что диетологи называют «скрытым голодом» — дефициту микронутриентов, который возникает даже при достаточном потреблении калорий. Разработка практических способов включения B12 в повседневные продукты питания, такие как эти обогащенные ростки гороха, открывает захватывающие перспективы для повышения устойчивости к недостатку питательных веществ. Это демонстрирует, как достижения в сельском хозяйстве и пищевых технологиях могут помочь решить тихую, но серьезную глобальную проблему здравоохранения».
Джек Фармер, руководитель отдела исследований и разработок компании LettUs Grow, сказал: «Самое интересное в этом проекте то, что впервые потенциал повышения урожайности за счет аэропоники сочетается с улучшением питательных свойств за счет обогащения витамином B12 таким образом, что это можно масштабировать до коммерческих объемов».
Источник: John Innes Centre.
