Efecto del genotipo, tejido y estado de madurez en la composición de la fracción volátil del pimiento y especies relacionadas (capsicum spp.): implicaciones en la mejora de la calidad organoléptica
- Autores: Estela Moreno Peris
- Directores de la Tesis: Mónica Díez Díaz (dir. tes.), Adrián Rodríguez Burruezo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jaime Prohens Tomás (presid.), Carolina Padrón Sanz (secret.), María del Pilar Hellín García (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Vida y del Medio Natural por la Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
Los pimientos, chiles y ajíes (Capsicum spp.), especialmente los pertenecientes a la especie más extendida C. annuum L., son unos de los vegetales y especias más importantes del mundo y sus frutos se utilizan en una gran variedad de platos, para proporcionar aroma y sabor. España es el principal productor y exportador de pimiento de Europa, así como centro de diversidad de gran relevancia para el pimiento común (C. annuum L). En los últimos años, se ha incrementado la demanda de frutas y hortalizas con mayor calidad interna, tanto nutricional como organoléptica. En este sentido, los principales factores responsables de la calidad organoléptica o flavor en pimiento son los capsaicinoides (responsables de la pungencia en frutos picantes) y los volátiles responsables del aroma. Los estudios más recientes han revelado una considerable diversidad interespecífica e intraespecífica en términos de composición volátil.
En la presente tesis doctoral se ha estudiado una considerable diversidad varietal entre los pimientos en términos de calidad de aroma y la variación cualitativa y cuantitativa en la fracción volátil. Con el objetivo de poder establecer, de forma preliminar, el modo de herencia de los compuestos aromáticos se diseñó una primera línea experimental donde se caracterizó cualitativa y cuantitativamente la fracción volátil de 175 muestras de frutos maduros de una colección diversa de 10 variedades de pimientos, que abarcaba diferentes tipos varietales y cualidades aromáticas, así como varios híbridos entre ellos, analizando además por separado el pericarpio y los tejidos placentarios.
Adicionalmente, se planteó un segundo objetivo experimental dirigido a determinar la diversidad intravarietal a partir de la caracterización cualitativa y cuantitativa de la fracción volátil de pimientos de un tipo varietal representativo a nivel mundial, i.e. jalapeño, en estado inmaduro, el más importante económicamente en el caso de esta variedad, incluyendo cuatro cultivares ancestrales, dos variedades modernas, una variedad de polinización abierta y el chile serrano como variedad ancestral de los jalapeños.
En ambas líneas experimentales las fracción volátil se aisló mediante microextracción en fase sólida en el espacio en cabeza (head space-solid phase microextraction, HS-SPME) y se analizó mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS).
En la primera línea experimental se encontró un perfil de volátiles muy diverso entre las accesiones evaluadas y sus híbridos, incluidos terpenoides, ésteres, alcanos y varios aldehídos y alcoholes. En la mayoría de los casos, la hibridación proporcionó mayores cantidades de volátiles totales y una composición más compleja (i.e. mayor número de volátiles que los correspondientes parentales). Además, la fracción volátil se puede heredar de los padres a la descendencia, ya que la mayoría de los volátiles individuales en los híbridos, estaban presentes en al menos uno de los padres, siguiendo modelos de herencia intermedia (niveles entre los de los padres) o herencia transgresiva (niveles superiores al mejor parental). Adicionalmente, se encontraron compuestos de novo (presentes en el híbrido, ausentes en los padres) en muchas muestras, lo que sugiere la existencia de fenómenos de complementación génica y confirma la compleja base genética y metabólica de estos compuestos. Comparativamente, los tejidos placentarios tenían niveles volátiles totales e individuales más altos en comparación con el pericarpio en la mayoría de las accesiones parentales e híbridos. Este hecho es importante a considerar por los mejoradores varietales, especialmente en variedades empleadas en fórmulas culinarias que incluyan esta parte del fruto.
En la línea experimental correspondiente al segundo objetivo, los antiguos jalapeños (espinaltecos) mostraron los niveles más altos de volátiles totales, mientras que los valores más bajos se encontraron en las variedades modernas F1. Además, tanto Jalapeño M como el ancestro de jalapeños Serrano mostraron niveles intermedios. Este patrón también se encontró dentro de los principales grupos de volátiles, así como en muchos compuestos individuales, en terpenoides (3-careno, α-longipineno, α-coapeno, β-cariofileno, α-himachaleno y β-himachaleno), ésteres (4-metilpentil-3-metilbutanoato, 2-metilbutanoato de hexilo, 4-metilfenil pentanoato), 3-isobutil-2-metoxipirazina y salicilato de metilo.
En conclusión, nuestros resultados indican que combinar líneas parentales con fracciones volátiles complementarias mediante hibridación es un método factible para mejorar la composición volátil de los frutos maduros en pimientos Capsicum, al permitir fracciones más abundantes, ricas y complejas que los parentales. Además, hemos encontrado que las variedades antiguas son muy ricas en la fracción volátil total y en volátiles individuales. Esto ofrece a los mejoradores la oportunidad de mejorar y seleccionar cultivares antiguos por su sabor mejorado, o alternativamente, usarlos para mejorar el aroma y flavor de los cultivares modernos mediante hibridación o alternativamente mediante introgresión y retrocruzamiento.
