Desarrollo de métodos de fenotipado de aroma en sandía y melón y su aplicación a la evaluación de líneas de mejora de portainjertos

Abstract

El melón (Cucumis melo L.) y la sandía (Citrullus lanatus Thunb.) son frutos muy consumidos en épocas de calor ya que son alimentos refrescantes por su alto contenido en agua y su bajo aporte calórico. Ambas especies tienen en común que es difícil intuir su calidad interna a partir del aspecto exterior. Debido a la dureza de ambos en estado maduro, ni siquiera es posible para un consumidor estándar apreciar el grado de maduración de la fruta. Por esta razón, el auge del consumo de ambos se ha conseguido a través de la oferta de fruta cortada y, en la actualidad, a través de productos de cuarta gama. En cualquier caso, la consolidación de su mercado pasa necesariamente por satisfacer las expectativas de calidad organoléptica demandadas por el consumidor. Por esta razón, los programas de mejora que pretenden abarcar mercados de calidad tratan de desarrollar nuevas variedades que maximicen la calidad organoléptica. Si bien la mejor forma de determinar el sabor es a través de paneles de cata, su uso se hace inviable en programas de mejora. Por ello, es necesario contar con herramientas de análisis objetivas que permitan cuantificar los compuestos involucrados en la definición del sabor. En el caso de estas especies, la calidad vendría fundamentalmente determinada por el contenido en azúcares (glucosa, fructosa y sacarosa) y en compuestos volátiles relacionados con el aroma. La presente tesis ha tratado de abordar este problema en el caso del aroma. En primer lugar, se abordó la optimización de un método de cuantificación basado en cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) de los principales compuestos volátiles de ambas especies. La extracción de volátiles es quizá el paso más complejo del análisis y que puede presentar más variabilidad. Su optimización se consiguió mediante el uso de superficies de respuesta multivariante a partir del método de extracción por purga y trampa. Las condiciones óptimas de extracción se obtuvieron empleando 30 g de muestra, 49 min de tiempo de extracción y un flujo de gas portador de 1.6 L min-1. Este método fue validado e hizo posible la extracción de varias muestras simultáneamente. El menor coste y rapidez de extracción lo hace ideal para analizar un número elevado de muestras. Este método fue aplicado con éxito a la evaluación del efecto del injerto sobre el perfil de volátiles de la sandía. Esta técnica está muy extendida en el manejo de esta especie y sin embargo su efecto sobre el aroma ha sido muy poco estudiado. Así, se comparó la composición de volátiles de los frutos de sandía (F1 Oneida) injertada en portainjertos de híbridos de Cucurbita, uno experimental (F1 C. maxima x C. moschata) y uno comercial (F1 Cobalt), y un portainjerto experimental de melón citroides (Citrullus lanatus var. citroides) respecto a los de sandía autoinjertada y sin injertar. Los resultados demostraron que existe un efecto del injerto sobre el perfil de compuestos volátiles, lo que resalta la importancia de valorar este aspecto en programas de mejora de líneas portainjerto. Por otro lado, en el estudio se demostró que la variedad citroides puede representar una alternativa interesante a los híbridos de Cucurbita generalmente usados, ya que presentó un perfil de volátiles similar a las plantas sin injertar. Además, se comprobó que los frutos provenientes de portainjertos híbridos de Cucurbita presentaron una mayor acumulación de Z-6-nonen-1-ol, que está relacionado al aroma de calabaza y que podría disminuir la calidad del aroma de sandía. A pesar de la eficacia del método obtenido, la cromatografía de gases sigue requiriendo equipos caros, personal cualificado, largos tiempos de análisis y un importante gasto en fungible. Por tanto, si bien es ideal para contrastar la idoneidad de un número limitado de líneas en fases finales de un programa de mejora, su uso no sería viable a lo largo del mismo. En este contexto, se abordó la utilización de un olfatómetro electrónico con 18 sensores de metales semiconductores como un sistema alternativo de fenotipado del aroma en sandía, que permitiera evaluar grandes cantidades de material en tiempos de análisis contenidos y con un gasto mínimo en fungible. El primer paso consistió en desarrollar un patrón sintético del aroma que permitiera corregir la variación intra- e inter-día, para a continuación aplicarlo a la evaluación de líneas de mejora de portainjertos en sandía. Mediante esta técnica, se pudo desarrollar mapas de similitud en el perfil de volátiles que permiten seleccionar los materiales más parecidos a la sandía sin injertar. Además estos mapas mostraron una completa sintonía con la misma información obtenida mediante GC-MS. Adicionalmente, utilizando regresiones i-PLS, se obtuvieron modelos matemáticos semicuantitativos que permitieron obtener valores de concentración aproximada para algunos compuestos importantes como el Z-6-nonen-1-ol, ya señalado por su efecto negativo en portainjertos de Cucurbita. De esta forma, el uso de olfatómetro electrónico permitirá en fases iniciales de programas de mejora seleccionar aquellas líneas que afectan menos al perfil volátil y que presentan menor acumulación de compuestos considerados como negativos.