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Research Project
FortLight | Selenium and iodine biofortification of Swiss chard micro and baby greens: towards sustainable healthy foods
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Perfil mineral e fitoquímico de microvegetais de acelga biofortificados com selénio
Publication . Pereira, Alexis; Dias, Maria Inês; Oliveira, Beatriz; Pinela, José
O selénio (Se) é um micronutriente essencial nos mamíferos, desempenhando um papel crucial no funcionamento normal da tiroide e no fortalecimento do sistema imunológico [1]. Embora necessário em pequenas quantidades, a ingestão inadequada de alimentos ricos em Se está associada a graves problemas de saúde [1]. Além disso, quando o teor de selénio no solo agrícola é baixo, as colheitas apresentam inevitavelmente uma menor concentração deste mineral. A biofortificação de alimentos surge, portanto, como uma estratégia para mitigar a deficiência de selénio na dieta. Este estudo teve como objetivo produzir microvegetais de acelga (Beta vulgaris subsp. cicla) biofortificados com selénio em sistemas de agricultura vertical. Os microvegetais foram produzidos numa câmara climática de dimensões “walk-in”, com condições controladas de luz, temperatura e humidade, e suplementados com uma solução nutritiva contendo diferentes concentrações de selenato e selenito de sódio. Quatorze dias após a sementeira, os microvegetais foram colhidos, desidratados e submetidos a extração sólido-líquido com etanol a 80% para obtenção de extratos para análise. Os perfis de compostos fenólicos, betalaínas, ácidos orgânicos, açúcares livres e elementos minerais foram determinados através de diferentes técnicas, incluindo métodos cromatográficos e espectroscópicos. As análises permitiram identificar ácido oxálico, sete betalaínas e até oito compostos fenólicos; porém, não foram detetados açúcares solúveis. Por outro lado, os microvegetais biofortificados com selenato de sódio apresentaram teores mais elevados de selénio, potássio, cálcio e ferro, em comparação com aqueles biofortificados com selenito de sódio. Os resultados indicaram que a fonte inorgânica de selénio utilizada na biofortificação influencia o perfil mineral e fitoquímico dos microvegetais de acelga, sendo o selenato de sódio a fonte mais eficiente para a acumulação de nutrientes essenciais.
Biofortification of Swiss chard baby leafy greens with selenium and iodine in indoor vertical farming systems
Publication . Pereira, Alexis; Dias, Maria Inês; Oliveira, Beatriz; Pinela, José
Agrifood systems are currently facing scrutiny due to their capacity to address the challenges posed by
population growth, climate change, and depletion of natural resources. Consequently, addressing food
insecurity and malnutrition has become a significant focus of the UN's 2030 Agenda for Sustainable
Development. One critical aspect of human nutrition is the deficiency of essential micronutrients like
selenium and iodine (the so-called hidden hunger), which affects billion people worldwide and leads to
severe health issues [1]. Climate change can further exacerbate this problem by reducing the levels of
these elements in the soils and, consequently, in food crops [2]. Swiss chard (Beta vulgaris subsp. cicla)
is an herbaceous leafy vegetable consumed worldwide and popular for its year-round availability and
affordability. It is rich in antioxidants and the leaves and stalks contain high quantities of chlorophyll and
betalain pigments, dietary fiber, and micronutrients such as vitamins A and C and minerals such as
calcium, iron, and phosphorus [3].
This study aims to address these scientific questions by developing sustainable biofortification methods
for Swiss chard baby leafy greens in vertical farming systems. To achieve this, the combined effects of
different concentrations of selenium and iodine forms in the nutrient solution and variable blue-red LED
light ratios on the production of baby leafy greens will be investigated [4]. After harvest, the plants will
be characterized for morphophysiological, phytochemical, nutritional, and bioactive parameters using a
wide range of analytical techniques and in vitro cell-based assays [5,6]. The efficiency of biofortification
will be assessed through bioaccessibility and bioavailability studies of the target micronutrients [7].
This transdisciplinary research is expected to develop sustainable techniques to improve the nutritional
status of Swiss chard baby leafy greens through biofortification in controlled-environment vertical farms.
The anticipated outcomes have the potential to catalyse the development of innovative food production
processes, ultimately leading to the creation of more sustainable, healthier, and nutrient-rich plant foods.
Biofortificação de microvegetais de acelga através de fertirrigação com selénio
Publication . Pereira, Alexis; Dias, Maria Inês; Oliveira, Beatriz; Pinela, José
Este estudo teve como principal objetivo produzir microvegetais de acelga enriquecidos com selénio e avaliar a sua qualidade nutricional. Os microvegetais foram cultivados sob condições controladas de temperatura, humidade e fotoperíodo numa câmara de crescimento. O selénio foi suplementado através da solução nutritiva, nas formas de selenito e selenato de sódio, em concentrações de 10 a 40 µM. A colheita foi realizada 14 dias após a germinação. Os microvegetais foram estudados quanto a parâmetros morfológicos e aos teores de elementos minerais, ácidos orgânicos, açúcares solúveis, betalaínas e compostos fenólicos.
Diversidade nutricional de acessos de tomate de mesa das regiões Centro e Norte de Portugal
Publication . Pereira, Alexis; Añibarro-Ortega, Mikel; Rocha, Filomena; Lopes, V. Rolim; Carvalho, Ana Maria; Barata, Ana Maria; Barros, Lillian; Pinela, José
O tomate (Solanum lycopersicum L.) é uma das culturas hortícolas mais importantes em todo o mundo e desempenha um papel fundamental na dieta mediterrânica. Ao longo dos anos, o cultivo de tomate em sistemas agrícolas extensivos, como hortas e quintais, levou ao surgimento de várias variedades tradicionais com características morfológicas e sensoriais distintas. Estas variedades representam um valioso reservatório de diversidade genética que deve ser preservado. No entanto, há uma escassez de dados na literatura que relacionem as características morfológicas do tomate com diferenças na sua composição. O objetivo deste estudo foi caraterizar a diversidade nutricional de acessos de tomate de mesa originários das regiões Centro e Norte de Portugal, atualmente conservados no Banco Português de Germoplasma Vegetal. Para isso, foram selecionados vários acessos de tomate conhecidos localmente como "comum," "coração-de-boi," "pequenino," "rasteiro" e "miúdo". Estes acessos foram regenerados em campos experimentais, sob as mesmas condições edafoclimáticas, para obter frutos maduros para análise e reposição de sementes. Os frutos foram analisados quanto à sua composição centesimal, incluindo os teores de humidade, proteína, gordura, cinzas e hidratos de carbono, utilizando métodos analíticos oficiais para alimentos. Os perfis individuais de açúcares livres, ácidos orgânicos, ácidos gordos e tocoferóis foram caraterizados por meio de diferentes técnicas cromatográficas. Os carotenoides licopeno e β-caroteno foram quantificados utilizando um método espetrofotométrico. Os resultados destas análises contribuíram para uma compreensão abrangente sobre as características nutricionais dos acessos de tomate de mesa selecionados e com origem nas regiões Centro e Norte de Portugal.
Diversidade nutricional de acessos de tomate de mesa das regiões Centro e Norte de Portugal
Publication . Pereira, Alexis; Añibarro-Ortega, Mikel; Rocha, Filomena; Lopes, V. Rolim; Carvalho, Ana Maria; Barata, Ana Maria; Barros, Lillian; Pinela, José
O tomate (Solanum lycopersicum L.) é uma das culturas hortícolas mais importantes em
todo o mundo e desempenha um papel fundamental na dieta mediterrânica. Ao longo dos
anos, o cultivo de tomate em sistemas agrícolas extensivos, como hortas e quintais, levou
ao surgimento de várias variedades tradicionais com características morfológicas e
sensoriais distintas. Estas variedades representam um valioso reservatório de diversidade
genética que deve ser preservado. No entanto, há uma escassez de dados na literatura que
relacionem as características morfológicas do tomate com diferenças na sua composição.
O objetivo deste estudo foi caraterizar a diversidade nutricional de acessos de tomate de
mesa originários das regiões Centro e Norte de Portugal, atualmente conservados no
Banco Português de Germoplasma Vegetal. Para isso, foram selecionados vários acessos
de tomate conhecidos localmente como "comum," "coração-de-boi," "pequenino,"
"rasteiro" e "miúdo". Estes acessos foram regenerados em campos experimentais, sob as
mesmas condições edafoclimáticas, para obter frutos maduros para análise e reposição de
sementes. Os frutos foram analisados quanto à sua composição centesimal, incluindo os
teores de humidade, proteína, gordura, cinzas e hidratos de carbono, utilizando métodos
analíticos oficiais para alimentos. Os perfis individuais de açúcares livres, ácidos
orgânicos, ácidos gordos e tocoferóis foram caraterizados por meio de diferentes técnicas
cromatográficas. Os carotenoides licopeno e β-caroteno foram quantificados utilizando
um método espetrofotométrico. Os resultados destas análises contribuíram para uma
compreensão abrangente sobre as características nutricionais dos acessos de tomate de
mesa selecionados e com origem nas regiões Centro e Norte de Portugal
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Fundação para a Ciência e a Tecnologia
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2023.00954.BD