Increased value creation of Norwegian Brassica vegetables - mapping sensory quality and plant compounds to improve consumer choice

Brassica grønnsaker, også kjent som kålvekster, er viktige i nordisk kosthold og utmerkede kilder til essensielle næringsstoffer og helsefremmende plantestoffer. Men selv om grønnsaksomsetningen har økt de senere år, har ikke kålvekster hatt samme økning. Nøkkelen til økt verdiskaping innen kålvekster kan være produktdifferensiering, slik som for tomat, løk, potet og gulrot. Den bitre og svovelaktige smaken og at forbruker ikke har forhåndskunnskap om smak og bruksområder for ulike kålvekster er ofte til hinder for innkjøp, gjenkjøp og økt konsum av sunne kålvekster. I dag finnes det lite forskningsbasert kunnskap om hvordan sensoriske egenskaper (smak, lukt og tekstur), innhold av smaks- og helserelaterte plantestoffer og dyrkingsrelaterte egenskaper varierer mellom ulike typer og sorter kål produsert i Norge. Hvilke sammenhenger er det mellom smaks- og helserelaterte innholdsstoffer? Er det slik at smaksintense sorter har høyere innhold av sunne plantestoffer enn dem med mildere smak? Hvordan påvirkes kålvekstenes smak og helseverdi av dyrkingsforholdene? Hovedmålet for prosjektet KålSmak (feb.2016- apr.2020) har vært å etablere og formidle kunnskap om sensoriske egenskaper i utvalgte kålvekster, deres innhold av smaks-, lukt-, og helserelaterte plantestoffer og sammenhenger mellom disse parameterne. Prosjektet har gjennomført sortsforsøk på hodekål, blomkål og bladkål i forsøksfelt hos feltverter. Sortsforsøkene omfattet 27 ulike sorter hodekål (tidlig, høst og vinter), inkl. både godt etablerte og nye sorter hodekål (runde, flate, spisse, hvite, røde), 11 sorter blomkål (hvite, lilla, gul, grønn) og et screeningsforsøk med 23 sorter bladkål der 12 av sortene ble valgt ut til sortsforsøket.Ytre kvalitet og dyrkingsrelaterte egenskaper ble evaluert for alle sortene. Et profesjonelt sensorisk panel beskrev 17-23 sensoriske egenskaper ved sortene rett etter innhøsting. Det ble funnet tydelige forskjeller i smaksintensitet, kombinert med andre egenskaper, mellom hodekålsortene innen hver sesong, noe som gir et godt grunnlag for produktdifferensiering innen hodekål. Enda større forskjeller i sensoriske egenskaper ble funnet mellom sorter av bladkål. Blomkålsortene hadde derimot mer like smaksegenskaper, men skilte seg fra hverandre for noen lukt- og teksturegenskaper. Det ble laget sensorisk beskrivende kart («smakskart») basert på prinsipalkomponentanalyse (PCA) av alle egenskapene som visualiserte hvilke lukt, smak og teksturegenskaper som var mest beskrivende for sortene innen hver sesong. Disse kartene er nyttige for å velge ut sorter til ulike bruksområder, f.eks. for ferskkonsum eller industriell videreforedling basert på tekstur, farge og smak. Plantestoffer med betydning for smak, lukt og sunnhet, som flyktige aromastoffer, sukker, glukosinolater (svovelholdige plantestoffer), vitamin C og vanninnhold ble kartlagt for de samme sortene. Hodekål- og bladkålsortene varierte mer i innholdsstoffer enn blomkålsortene. Brennende og stikkende smak og mye ettersmak kjennetegnet ofte de sortene som også hadde høyt nivå av glukosinolater knyttet til helsemessig kvalitet, men ikke alltid. Dette er viktig informasjon mht. valg av sorter for markedet. Ved bruk av metabolomics analyse er det identifisert flyktige aromastoffer som i stor grad skiller sortene fra hverandre. PCA- og PLS- plott («aromakart») viser sammenhenger mellom grupper av flyktige stoffer og sensoriske egenskaper for sortene. Ettersmak og astringens økte med høyere innhold av isothiocyanater (ITC) og aldehyder. I forsøk der utpust fra personer ble direkte analysert vha. «Proton-transfer-reaction» massespektrometri (PTR-TOF-MS) under tygging av kålprøvene, ble det tydelig at enkelte aromastoffer har lengre oppholdstid i munn- og nesehulen enn andre, og derfor påvirker grad av ettersmak man har ved inntak av kål. Prosjektet har kartlagt hvordan balansen mellom tilført nitrogen (N) og svovel (S) i gjødsel (3 nivåer og i kombinasjoner) til hodekål og blomkål, samt tørkestress (3 nivåer) under produksjon av blomkål, påvirker ytre og indre kvalitetsegenskaper. For hodekål var det begge år effekt av N-nivå på plantestørrelse og friskhet, men liten effekt av ulike svovelnivå. I blomkål var det nesten ingen effekt av N- og S-nivå på de dyrkingsrelaterte egenskapene. N- og S-nivå påvirket i liten grad ulike smaks- og luktegenskaper i hodekål og blomkål, mens tekstur ble påvirket av N-nivå begge år. Innhold av aroma- og helserelaterte plantestoffer ble påvirket av både N- og S-nivå i hodekål og blomkål. Tørkestress påvirket ikke dyrkingsrelaterte egenskaper signifikant, men ga mindre søthet og sprøhet og medførte økning i glukosinolater og smaksintense aromastoffer (ITC og nitriler). Resultatene viser at tilgang på nitrogen, svovel og vann under vekst kan påvirke sensorisk og helsemessig kvalitet uten nødvendigvis å påvirke synlig kvalitet av kålvekster.

Prosjektet KålSmak har gitt ny, tverrfaglig kunnskap om dyrkingsrelaterte, sensoriske (smak, lukt, tekstur)- og helserelaterte egenskaper til nye og etablerte sorter av hodekål, blomkål og ulike typer bladkål under norske vekstvilkår. Kunnskapen vil bidra til økt produktdifferensiering innen kålvekster, slik at både matindustri og forbruker enklere kan velge «rett sort til rett bruk». Prosjektet har etablert en database med de nevnte egenskaper for 50 ulike sorter hodekål, blomkål og bladkål. Resultatene skal bidra til å gjøre mer bevisste sortsvalg fremover basert på samlet kunnskap om sortenes dyrkingspotensiale, vekstegenskaper, sensoriske egenskaper, helseverdi og bruksmuligheter. Det er også av betydning for hele verdikjeden å ha kunnskap om at tilgang på nitrogen, svovel og vann under vekst kan påvirke sensorisk og helsemessig kvalitet uten nødvendigvis å påvirke synlig kvalitet av kålvekster.

Increased vegetable consumption is a goal in the nutritional guidelines issued by the Norwegian health authorities. Brassica vegetables, also known as cabbages, are important parts of a Nordic diet and excellent sources of essential nutrients and a range of health-promoting phytochemicals. However, the bitter and sulphurous taste and variable sensory quality of these vegetables are often hinders for consumers to increase their Brassica consumption. To date little is known about how sensory attributes vary among Brassica varieties and their cultivars, or how they are affected by climate and crop production factors. Hence, delivering Brassica vegetables with a stable sensory quality and distributing knowledge about their sensory attributes to the consumer is challenging for both growers and traders. In the present project, the aim is to generate and disseminate knowledge about the sensory attributes of Brassica vegetables, their content of taste-, flavour- and health-associated plant compounds and the relationship between these parameters. The work will include generation of sensory descriptive maps as well as mapping of the content and chemical variation of plant compounds in cauliflower, white cabbage and leafy cabbage in different seasons, and Brassica grown under varied nutrient (N and S) regimes. Improved knowledge on how genetic and environmental factors influence the sensory and nutritional quality will give Brassica producers a potential tool to impact the quality already during the growing season. It will also provide traders a potential for product differentiation, and give consumers information about the expected sensory attributes of Brassica products. This project will create a much needed knowledge base for the participating companies and the producers of Brassica vegetables.