Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl
Agro Forskning DCA

Plantebaseret farvestof fra gulerødder kan erstatte syntetisk farve i fremtidens fødevarer

Forskere fra blandt andet Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet har fundet en metode, hvorpå man kan aktivere mekanismer i orange gulerødder, så de producerer mere anthocyanin farvestof, som kan erstatte syntetisk fremstillede farvestoffer i fødevarer. Det giver nye muligheder for at erstatte syntetisk fremstillede farvestoffer med plantebaserede naturlige farvestoffer i den mad vi spiser.

Foto: Colourbox

Der benyttes stadig mange syntetiske farvestoffer i fødevareindustrien, men efter at EU har krævet advarsler mod bestemte syntetiske farvestoffer på emballage er efterspørgslen efter naturlige farvestoffer steget kraftigt. 

”Tidligere forskning har påvist uønskede bivirkninger hos specielt børn ved indtagelse af nogle bestemte synetiske farvestoffer,” fortæller professor og sektionsleder Henrik Brinch-Pedersen fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet.  

Sammen med en gruppe af forskere har han igennem en årrække undersøgt mulighederne for at erstatte syntetiske farvestoffer med naturlige farvestoffer fra gulerødder. Farvestoffet, der findes i lilla gulerodssorter hedder anthocyanin, og findes i nuancerne orange til rød og blå til lilla.  

Vil gøre orange gulerødder lilla

De orange gulerødder, som vi kender fra køkkenhaverne og middagsbordene, indeholder ikke anthocyaniner, men det gør de lilla gulerødder. Problemet er blot, at de er langt sværere at dyrke. 

”De her lilla gulerødder er meget eksotiske, og de giver ikke et særligt stort udbytte. Og det er problematisk, eftersom man skal bruge farvestoffet i meget store mængder. Det er derfor oplagt, hvis vi kunne få den almindelige orange gulerod til at producere anthocyaniner. Og det er det, vi har fundet en løsning på,” fortæller Inger B. Holme fra Institut for Agroøkologi. 

Den almindelige orange gulerod er forholdsvis resistent, så den skal ikke sprøjtes særlig meget, den giver et stort udbytte og blomstrer ikke i utide. Derfor var det netop den orange gulerod, der fangede forskernes opmærksomhed. Her var en mulighed for at kunne dyrke gulerødder til udvinding af naturligt og plantebaseret farvestof til fødevarer.  

Mulighed for at erstatte kemi med plantebaseret materiale

Det har taget forskerne flere år at nå frem til den helt rigtige løsning. I en artikel, der blev publiceret i sommeren 2020, forklarede forskerne, at de havde fundet en metode, der vil kunne gøre almindelige orange gulerødder lilla. 

”Når man ser på gulerodens historie, så kan man se, at den ikke altid har været orange, som vi kender den i dag. Den var faktisk lilla til at begynde med, men igennem en selektionsproces har gulerødderne ganske enkelt mistet evnen til at producere anthocyaniner, og derfor har de mistet den lilla farve,” forklarer Henrik Brinch-Pedersen. 

Ved at sammenligne lilla og orange gulerødder fandt forskerne frem til, at orange gulerødder stadig har generne for anthocyaniner – altså dele af maskineriet  liggende latent i sig, men at de ganske enkelt blot mangler det, der skal til for at kickstarte processen med at aflæse dem. Med andre ord fandt de ud at, at orange gulerødder har potentialet til at blive lilla og producere anthocyaniner, der kan bruges til naturligt farvestof.  

To manglende gener

Men her stoppede forskningen ikke, for selvom forskerne lykkedes med at finde mekanismen hos de orange gulerødder, så henstod det stadig at finde det, der mangler, for at få gulerødder selv til at producere farvestoffet.  

”I vores indledende forskning kunne vi  pege på de transskriptionsfaktorer (til bl.a. aflæsning af generne), der gør at gulerødderne udvikler anthocyanin farve, og vi viste at de mangler i de orange sorter. Nu har vi rent faktisk fundet de lilla gulerødders egne gener til regulering og transskription, altså dem der mangler i orange gulerødder. Og det betyder også, at vi kan genskabe dem, sætte dem på plads i den orange gulerod og gøre den lilla,” forklarer Henrik Brinch-Pedersen. 

Det er et skridt i retningen mod at kunne skabe en høj produktion af et stabilt, naturligt og plantebaseret farvestof, som kan erstatte de syntetiske og kemisk fremstillede farvestoffer, som har været meget omdiskuterede. 

Viser vejen frem

Som en sammenfatning på to foregående og ovennævnte publikationer fra forskerne, viser de i en tredje publikation vejen frem mod en større produktion af naturlige anthocyanin farvestoffer i gulerødder. 

”Nu har vi resultaterne, vi ved, hvordan vi kan ændre gulerøddernes produktion af farvestof. Vi har således opnået store fremskridt med identifikationen af gener, der er involveret i biosyntesen af anthocyanin. Derfor er det nu muligt for os, at modulere farven, stabliliteten og udbyttet af anthocyanin i lilla gulerødder gennem genetikken, og i vores seneste peer reviewed roadmap artikel viser vi forskellige tilgange til, hvordan man vil kunne optimere gensammensætningen for at opnå dette, ligesom vi viser, hvordan vi er nået hertil. Det baner vejen for i fremtiden at kunne modificere orange gulerødder til at producere anthocyanin med forskellige farvenuancer og i store nok mængder til at kunne bruges i fødevareindustrien,” forklarer Inger Holme.

Yderligere informationer
Vi bestræber os på, at alle vores artikler lever op til Danske Universiteters principper for god forskningskommunikation. På den baggrund er artiklen suppleret med følgende oplysninger:
Finansiering:Innovationsfonden (Grant No. 4105-00006B, NEWPLAN; Grant No. 9067-00006B, NaFoCo)
Samarbejdspartnere:Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet, Food ved Aarhus Universitet, Københavns Universitet og Christian Hansen Holding A/S
Metoden er blevet patenteret i samarbejde med Christian Hansen Holding A/S
Læs mere:

Den første publikation ”Cyanidin based anthocyanin biosynthesis in orange carrot is restored by expression of AmRosea1 and AmDelila, MYB and bHLH transcription factors” er udgivet I tidsskriftet Plant Molecular Biology i 2020. Den er skrevet af Shrikant Sharma, Inger B. Holme, Giuseppe Dionosio, Miyako Kodama, Tsaneta Dzhanfezova, Bjarne Joernsgaard og Henrik Brinch-Pedersen

Den anden publikation ”Anthocyanin synthesis in orange carrot cv. Danvers is activated by transgene expression of the transcription factors DcMYB113_NB and DcEGL 1_NB from Black carrot cv. Nightbird” er publiceret i tidskriftet Plant Molecular Biology i april 2021. Den er skrevet af Shrikant Sharma, Inger B. Holme, Giuseppe Dionosio, Tsaneta Dzhanfezova, Bjarne Joernsgaard og Henrik Brinch-Pedersen

Den tredje publikation ”A Roadmap to Modulated Anthocyanin Compositions in Carrots” er publiseret I Plants i 2021. Den er skrevet af Inger B. Holme, Giuseppe Dionisio og Henrik Brinch-Pedersen

Kontakt:

Professor Henrik Brinch-Pedersen, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: +45 8715 8268 eller mail: hbp@agro.au.dk

Seniorforsker Inger Holme, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: +45 8715 8238 eller mail: inger.holme@agro.au.dk

Dr. Giuseppe Dionisio, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: +45 87158261    mail:giuseppe.dionisio@agro.au.dk