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

Los pimientos, chiles y ajies (Capsicum spp.), especialmente los pertenecientes a la especie mas extendida C. annuum L., son unos de los vegetales y especias mas importantes del mundo y sus frutos se utilizan en una gran variedad de platos, para proporcionar aroma y sabor. Espana es el principal productor y exportador de pimiento de Europa, asi como centro de diversidad de gran relevancia para el pimiento comun (C. annuum L). En los ultimos anos, se ha incrementado la demanda de frutas y hortalizas con mayor calidad interna, tanto nutricional como organoleptica. En este sentido, los principales factores responsables de la calidad organoleptica o flavor en pimiento son los capsaicinoides (responsables de la pungencia en frutos picantes) y los volatiles responsables del aroma. Los estudios mas recientes han revelado una considerable diversidad interespecifica e intraespecifica en terminos de composicion volatil. En la presente tesis doctoral se ha estudiado una considerable diversidad varietal entre los pimientos en terminos de calidad de aroma y la variacion cualitativa y cuantitativa en la fraccion volatil. Con el objetivo de poder establecer, de forma preliminar, el modo de herencia de los compuestos aromaticos se diseno una primera linea experimental donde se caracterizo cualitativa y cuantitativamente la fraccion volatil de 175 muestras de frutos maduros de una coleccion diversa de 10 variedades de pimientos, que abarcaba diferentes tipos varietales y cualidades aromaticas, asi como varios hibridos entre ellos, analizando ademas por separado el pericarpio y los tejidos placentarios. Adicionalmente, se planteo un segundo objetivo experimental dirigido a determinar la diversidad intravarietal a partir de la caracterizacion cualitativa y cuantitativa de la fraccion volatil de pimientos de un tipo varietal representativo a nivel mundial, i.e. jalapeno, en estado inmaduro, el mas importante economicamente en el caso de esta variedad, incluyendo cuatro cultivares ancestrales, dos variedades modernas, una variedad de polinizacion abierta y el chile serrano como variedad ancestral de los jalapenos. En ambas lineas experimentales las fraccion volatil se aislo mediante microextraccion en fase solida en el espacio en cabeza (head space-solid phase microextraction, HS-SPME) y se analizo mediante cromatografia de gases-espectrometria de masas (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS). En la primera linea experimental se encontro un perfil de volatiles muy diverso entre las accesiones evaluadas y sus hibridos, incluidos terpenoides, esteres, alcanos y varios aldehidos y alcoholes. En la mayoria de los casos, la hibridacion proporciono mayores cantidades de volatiles totales y una composicion mas compleja (i.e. mayor numero de volatiles que los correspondientes parentales). Ademas, la fraccion volatil se puede heredar de los padres a la descendencia, ya que la mayoria de los volatiles individuales en los hibridos, 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 hibrido, ausentes en los padres) en muchas muestras, lo que sugiere la existencia de fenomenos de complementacion genica y confirma la compleja base genetica y metabolica de estos compuestos. Comparativamente, los tejidos placentarios tenian niveles volatiles totales e individuales mas altos en comparacion con el pericarpio en la mayoria de las accesiones parentales e hibridos. Este hecho es importante a considerar por los mejoradores varietales, especialmente en variedades empleadas en formulas culinarias que incluyan esta parte del fruto. En la linea experimental correspondiente al segundo objetivo, los antiguos jalapenos (espinaltecos) mostraron los niveles mas altos de volatiles totales, mientras que los valores mas bajos se encontraron en las variedades modernas F1. Ademas, tanto Jalapeno M como el ancestro de jalapenos Serrano mostraron niveles intermedios. Este patron tambien se encontro dentro de los principales grupos de volatiles, asi como en muchos compuestos individuales, en terpenoides (3-careno, α-longipineno, α-coapeno, β-cariofileno, α-himachaleno y β-himachaleno), esteres (4-metilpentil-3-metilbutanoato, 2-metilbutanoato de hexilo, 4-metilfenil pentanoato), 3-isobutil-2-metoxipirazina y salicilato de metilo. En conclusion, nuestros resultados indican que combinar lineas parentales con fracciones volatiles complementarias mediante hibridacion es un metodo factible para mejorar la composicion volatil de los frutos maduros en pimientos Capsicum, al permitir fracciones mas abundantes, ricas y complejas que los parentales. Ademas, hemos encontrado que las variedades antiguas son muy ricas en la fraccion volatil total y en volatiles 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 hibridacion o alternativamente mediante introgresion y retrocruzamiento.