La produzione in indoor farm di microgreen di mais e frumento: valutazione di diverse varietà e biofortificazione

Microgreens, young immature vegetables with high nutritional value, have garnered increasing attention as superfoods in recent years. Their cultivation has grown significantly, partly due to the COVID-19 pandemic, which has heightened demand for fresh and healthy foods. By employing advanced systems such as hydroponics and aeroponics, both in greenhouses and indoor farming environments, microgreens require less space and resources compared to traditional crops, thus contributing to reduced environmental impact. Introduced in the United States in the 1980s and initially valued by chefs for their culinary qualities, microgreens are now recognized for their ability to enrich diets with essential nutrients such as vitamins, minerals, and phenolic compounds. Their versatility and superior nutritional content compared to mature plants make them particularly suited to meet modern dietary needs. Furthermore, their sustainable production and ease of cultivation in small spaces make them ideal for urban agriculture and addressing food security challenges. Species suitable for microgreen production belong to various botanical families, including Brassicaceae, Asteraceae, Fabaceae, Lamiaceae, and Poaceae. Although already rich in nutrients, microgreens can be further enhanced through biofortification practices, increasing their nutritional value. This study analyzed several varieties of maize and wheat with the aim of evaluating the microgreens obtained and the effect of selenium biofortification on the most promising varieties. In-depth analyses were conducted on yield, height, and the content of bioactive compounds such as chlorophylls, phenols, sugars, and proteins, along with assessments of antioxidant activity and the content of antinutritional elements like nitrates. During the initial screening phase, 16 varieties were examined, eight of maize and eight of wheat. Selenium biofortification had significant effects on the microgreens, increasing the concentration of bioactive compounds and mineral elements, depending on the specific variety and the different concentrations of sodium selenate used. However, excessively high doses showed variable and often negative effects, highlighting the need to carefully balance selenium concentration to optimize nutritional benefits without compromising crop quality. Spectroscopic analyses confirmed that biofortification is an effective method for enriching microgreens with essential elements such as calcium, iron, magnesium, and zinc, in addition to selenium. This makes these crops a potentially valuable resource in combating micronutrient malnutrition.

I microgreen, giovani ortaggi immaturi con un elevato valore nutrizionale, hanno acquisito crescente interesse come "superfood" negli ultimi anni. La loro coltivazione è aumentata significativamente, in parte a causa della pandemia di COVID-19, che ha accentuato la domanda di alimenti freschi e salutari. Utilizzando sistemi avanzati come l'idroponica e l'aeroponica, sia in serra sia in ambienti chiusi ("indoor farming"), i microgreen richiedono meno spazio e risorse rispetto alle colture tradizionali, contribuendo così a ridurre l'impatto ambientale. Introdotti negli Stati Uniti negli anni '80 e inizialmente apprezzati dagli chef per le loro qualità culinarie, i microgreen sono ora riconosciuti per la capacità di arricchire la dieta con nutrienti essenziali come vitamine, minerali e composti fenolici. La loro versatilità e il contenuto nutrizionale superiore rispetto alle piante adulte li rendono particolarmente adatti a soddisfare le esigenze alimentari moderne. Inoltre, la produzione sostenibile e la facilità di coltivazione in spazi ridotti li rendono ideali per l'agricoltura urbana e per affrontare le sfide legate alla sicurezza alimentare. Le specie adatte alla produzione di microgreen appartengono a diverse famiglie botaniche, tra cui Brassicaceae, Asteraceae, Fabaceae, Lamiaceae e Poaceae. Pur essendo già ricchi di nutrienti, i microgreen possono essere ulteriormente migliorati attraverso pratiche di biofortificazione, incrementando il loro valore nutrizionale. Il presente studio ha analizzato diverse varietà di mais e frumento con l'obiettivo di valutare i microgreen ottenuti e l'effetto della biofortificazione con selenio sulle varietà più promettenti. Sono state condotte analisi approfondite su resa, altezza e contenuto di composti bioattivi come clorofille, fenoli, zuccheri e proteine, oltre alla valutazione dell'attività antiossidante e del contenuto di elementi antinutrizionali come i nitrati. Durante la fase iniziale di screening, sono state esaminate 16 varietà, otto di mais e otto di frumento. La biofortificazione con selenio ha mostrato effetti significativi sui microgreen, aumentando la concentrazione di composti bioattivi ed elementi minerali, in relazione alle singole varietà e alle diverse concentrazioni di selenato di sodio utilizzate. Tuttavia, dosi eccessivamente elevate hanno evidenziato effetti variabili e spesso negativi, suggerendo la necessità di bilanciare attentamente la concentrazione di selenio per ottimizzare i benefici nutrizionali senza compromettere la qualità delle colture. Le analisi effettuate tramite tecniche spettroscopiche hanno confermato che la biofortificazione rappresenta un metodo efficace per arricchire i microgreen con elementi essenziali come calcio, ferro, magnesio e zinco, oltre al selenio. Questo rende tali colture una risorsa potenzialmente preziosa per contrastare la malnutrizione da micronutrienti.