Blackberry-Züchter entwickelt neue Tools, um Verbraucherpräferenzen zu erschließen

Aug 23, 2023

Trotz der Sprünge in der Brombeerzüchtung in Arkansas in den letzten Jahrzehnten gibt es immer noch Raum für Fortschritte mit Hilfe einer genomweiten Assoziationskartierung, Verbraucherpanels und einer Maschine mit einem Namen voller Namen – einem Gaschromatographie-Olfaktometrie-Massenspektrometer. Margaret Worthington, außerordentliche Professorin für Obstzüchtung und Genetik an der Arkansas Agricultural Experiment Station, hat viele Brombeeren probiert und weiß, wie eine gute Beere schmeckt. Aber Verbraucher-Sensorpanels seien genauer und objektiver als die Bewertungen eines Obstzüchters, sagte Worthington.

Als Hauptforscherin für ein neues Stipendium des US-Landwirtschaftsministeriums wird sie neue genomische Werkzeuge und neuartige Ansätze zur Verbesserung des Geschmacks einsetzen, um ihre Bemühungen zu unterstützen, das größte öffentliche Züchtungsprogramm für Frischmarkt-Brombeeren in den Vereinigten Staaten voranzutreiben.

Das Brombeerzuchtprogramm der University of Arkansas System Division of Agriculture hat 43 Brombeersorten für den Frischmarkt entwickelt und patentiert, darunter viele, die einen aufrechten Wuchs, Dornlosigkeit und eine verbesserte Transportfähigkeit vereinen. Im Rahmen des Züchtungsprogramms wurden auch die ersten primocanefruchtenden Brombeersorten entwickelt, die an erstjährigen Stöcken Früchte tragen. Die Versuchsstation ist der Forschungszweig der Abteilung Landwirtschaft.

Das National Institute of Food and Agriculture des USDA wird den Zuschuss der Agriculture and Food Research Initiative in Höhe von 650.000 US-Dollar in den nächsten vier Jahren verwalten. Neben weiteren Daten von Verbraucherpanels stellt der Zuschuss auch Mittel für die Durchführung von Studien bereit, die statistisch mit einem bestimmten Merkmal assoziierte Genomvarianten identifizieren, die sogenannte genomweite Assoziationskartierung.

Verbraucher-Sensorpanels gelten als „Goldstandard für die Geschmacksbewertung von Obstkulturen“, sagte Worthington, aber sie kosten Geld und Zeit.

„Hier geht es darum herauszufinden, was die Verbraucherpräferenzen antreibt“, sagte Worthington. „Durch den Vergleich der Chemiedaten von Brombeeren mit Daten von Verbraucherpanels haben wir viel mehr Möglichkeiten, Rückschlüsse darauf zu ziehen, was Verbraucher wollen und wie man Brombeeren züchtet.“

Sie sagte, dass trotz des Anstiegs des Brombeerkonsums und -verkaufs der inkonsistente Geschmack als Hindernis für das Branchenwachstum angesehen werde. Sie fügte hinzu, dass eine häufige Beschwerde von Verbrauchern und Lebensmittelhändlern über Brombeeren darin besteht, dass sie zu säuerlich oder nicht süß genug seien, entweder weil sie zu früh gepflückt wurden oder weil sie einfach einen schlechten Geschmack hätten.

Mit dem USDA-NIFA-Zuschuss werden Untersuchungen unterstützt, die die Daten des Verbraucher-Sensorikpanels mit den verschiedenen flüchtigen Geschmacksstoffen in den von Verbrauchern am meisten bevorzugten Brombeer-Genotypen verknüpfen. Dabei spielt das Gaschromatographie-Olfaktometrie-Massenspektrometer eine Rolle. Dieses Instrument kann zur Analyse der chemischen Bestandteile von Brombeeraromen verwendet werden, einschließlich spezifischer Geschmacks- und Aromastoffe, die als „flüchtige Stoffe“ bezeichnet werden.

Obwohl die Grundgeschmacksrichtungen von Brombeeren – Süße, Säure und Bitterkeit – ihren Geschmack beeinflussen, sind flüchtige Aromastoffe auch für die typischen Aromen und aromatischen Geschmacksrichtungen von Brombeeren verantwortlich, bemerkte Worthington. Flüchtige Stoffe sind Substanzen in Früchten, die bei Umgebungstemperatur leicht verdampfen. In Brombeeren umfassen diese flüchtigen Stoffe Säuren, Ester und Alkohole, variieren jedoch je nach Sorte, Reifegrad, Erntezeitpunkt und Lagerbedingungen.

Worthington wird alle gesammelten Informationen nutzen, um bei der Auswahl von Brombeerpflanzen in Züchtungsversuchen zu helfen.

Das Stipendium ermöglicht auch die Finanzierung einer Promotion. Studentin Katelyn Lust-Moore.

„Wir wollen nach Korrelationen zwischen bestimmten flüchtigen Stoffen und Verbraucherpräferenzen suchen, um herauszufinden, was genau den Geschmack einer Brombeere begehrenswert oder abstoßend macht“, sagte Lust-Moore. „Dann können wir diese Informationen nutzen, um Werkzeuge für Züchter zu entwickeln, damit sie effizienter Pflanzen auswählen können, die besser schmeckende Früchte produzieren.“

Worthington, der der Gartenbauabteilung angehört, arbeitet mit den Lebensmittelwissenschaftlern Renee Threlfall, Forscherin für Nachernte/Qualität im Gartenbau, und Scott Lafontaine, Assistenzprofessor für Geschmackschemie, zusammen. Samuel B. Fernandes, Assistenzprofessor für Agrarstatistik und quantitative Genetik am Center for Agricultural Data Analytics der Experimentierstation; und Lust-Moore.

Worthington stellte fest, dass die Zusammenarbeit ergänzende Felder und Tools umfasst. Lafontaine beispielsweise betreibt das Shimadzu-Gaschromatographie-Olfaktometrie-Massenspektrometer, das Proben für die chemische Analyse auswertet. Und Fernandes kombiniert Fortschritte in der Informatik mit Elementen der Landwirtschaft, um Pflanzenzüchtern, Züchtern und Verbrauchern zu helfen.

Worthington sagte, ein Projekt dieser Größenordnung wäre noch vor einigen Jahren nicht realisierbar gewesen.

Ein Faktor, der das Projekt ermöglicht, ist ihre Zusammenarbeit mit einem Team internationaler Wissenschaftler, die die erste vollständige Sequenz des Brombeergenoms zusammengestellt haben. Ein weiterer Faktor war seltsamerweise die COVID-19-Pandemie.

Während der Pandemie, als die Beschränkungen Forscher daran hinderten, sensorische Panels durchzuführen, entwickelten Threlfall und ihr Team ein Protokoll, das es ihnen ermöglichte, Brombeeren aufzubewahren, bis die Beschränkungen aufgehoben wurden. Sie froren die Brombeeren nach der Ernte ein, tauten sie auf und bereiteten ein Püree zur Verkostung zu, kurz bevor die Sensorik-Panels stattfanden.

Der Betrieb von Verbraucher-Sensorpanels während der Brombeer-Erntesaison sei zusammen mit den regulären Brombeer-Züchtungsaufgaben schwer zu bewältigen, sagte Worthington. Threlfalls Protokoll aus der Pandemie-Ära wird es Worthingtons Team ermöglichen, die Sensorik-Panels im Winter und Frühling durchzuführen, wenn sie weniger mit der Brombeerzucht beschäftigt sind.

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