Influencia de diferentes patrones Prunus sobre el contenido de azúcares, ácidos orgánicos y compuestos antioxidantes del fruto de la nectarina ‘Big Top’

El Departamento de Pomología de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC) desarrolla un programa de mejora genética de patrones Prunus para distintas especies frutales de hueso, buscando la buena adaptación a las condiciones edafo-climáticas del área mediterránea. También otros centros de investigación y empresas del sector han desarrollado recientemente nuevos patrones con ese objetivo. En este trabajo se estudia la influencia de trece patrones Prunus, con diferente base genética, sobre la calidad nutricional del fruto (azúcares, ácidos orgánicos y compuestos antioxidantes) de la variedad de nectarina ‘Big Top’. Entre los patrones estudiados se encuentran cinco híbridos almendro-melocotonero (Adafuel, Adarcias, GF 677, PADAC 9902-01 y Rootpac 70); un híbrido melocotonero x P. davidiana (Cadaman); tres ciruelos ‘Pollizo de Murcia’ (Adesoto 101, PM 105 AD y PM 150 AD); tres híbridos ciruelo x almendro-melocotonero (PADAC 04-01, PADAC 04-03 y PADAC 99-05), y un híbrido ciruelo x almendro (Rootpac R).

Los consumidores están cada vez más interesados en su salud y esperan que los alimentos no solo sean sabrosos y atractivos, sino que también sean seguros y saludables. Por lo tanto, los programas de mejora genética de melocotonero y nectarina pero también de patrones Prunus, están focalizando sus prioridades en potenciar la calidad de la fruta (Byrne y col., 2012). Los compuestos bioquímicos más importantes en distintas frutas son los fenoles, la vitamina C y el contenido en azúcar entre otros, ya que confieren propiedades antioxidantes a la dieta humana. Además, algunos de estos compuestos nutricionales previenen la aparición de enfermedades cardiovasculares, trastornos digestivos, determinados tipos de cáncer y otras dolencias neurodegenerativas, previniendo también la obesidad y el sobrepeso (Prior y Cao, 2000).

Las primeras variedades de nectarina (también llamadas pavías en algunas regiones españolas) se cultivaron en China donde alcanzaron una gran importancia hasta el punto de que se las denominaba como el ‘néctar de los dioses’. Las referencias históricas sobre el cultivo de nectarinas en Europa son mucho más recientes que las de variedades de melocotón. Prácticamente no existen textos escritos que las mencionen hasta el siglo XVII en Inglaterra y en América, donde fueron llevadas por los colonizadores europeos. Aparecen registradas en Estados Unidos por primera vez en el siglo XVIII (Byrne y col., 2012).

España es el primer país productor de melocotones y nectarinas de la Unión Europea y también el primer país exportador a nivel mundial (Reig y col., 2013). La zona de mayor producción en el territorio español es la del Valle del Ebro, principalmente Aragón y Cataluña, con algo más del 60% de la producción total nacional (Iglesias y Ruiz, 2018; MAPAMA, 2019).

La variedad de nectarina ‘Big Top’ se considera, en la actualidad, una de las más apreciadas para consumo en fresco, de referencia en Europa, y una de las variedades de media estación más cultivadas en España (Reig y col., 2016). En particular, los frutos de ‘Big Top’ conservan su firmeza en el árbol durante más tiempo que el resto de las nectarinas. Esto permite el desarrollo completo del color rojo de la piel y unas buenas cualidades organolépticas, debido al elevado nivel de azúcar, baja acidez, jugosidad y excelente sabor del fruto (Iglesias y Echeverría, 2009).

En las plantaciones comerciales, es bien sabido que la calidad del melocotón y de la nectarina y su composición bioquímica dependen principalmente del genotipo de la variedad injertada. Sin embargo, como se ha demostrado en estudios recientes dicha calidad puede verse muy influida por el patrón utilizado (Font i Forcada y col., 2014; Reig y col., 2016). Además, el patrón es un componente esencial en la producción actual, debido a su mayor capacidad de adaptación que la variedad injertada, frente a las condiciones del suelo y a determinadas prácticas culturales (Gainza y col., 2015). De hecho, la elección del patrón para una variedad específica representa una de las consideraciones más importantes desde el punto de vista económico para que una plantación de frutales sea productiva y rentable.

En los países mediterráneos, los suelos pesados y calizos, junto al uso repetido del mismo terreno con la misma especie, lleva a los productores de melocotón y nectarina a lidiar y sufrir con algunas de las condiciones de producción más limitantes, como la asfixia de raíces y deficiencia de hierro (clorosis férrica), además de las enfermedades asociadas a la replantación (Font i Forcada y col., 2014; Mestre y col., 2015; Ben Yahmed y col., 2016). Para superar estas limitaciones, que pueden afectar en gran medida a la supervivencia de los árboles y a las buenas características de producción y de calidad de la fruta, algunos programas de mejora son muy activos en la obtención de nuevos patrones, que permitan mejorar la adaptabilidad del cultivo a los diferentes tipos de suelo y con especial énfasis en potenciar la buena calidad de la fruta.

El Departamento de Pomología de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC) desarrolla un programa de mejora genética de patrones Prunus para distintas especies frutales de hueso. Como consecuencia de dicho programa, se dispone de patrones ya comercializados (Moreno, 2003; 2005) y de otros nuevos en fase final de selección. También la empresa Agromillora Iberia S.L. ha seleccionado recientemente una serie de patrones para distintas especies frutales de hueso (Pinochet, 2010), que están siendo comercializados para condiciones de cultivo típicas del área mediterránea. El presente estudio tiene como objetivo conocer la influencia de trece patrones Prunus de diferente origen genético, entre ellos algunos de los ya seleccionados en dichos programas de mejora. Se pretende evaluar su influencia sobre los parámetros nutricionales del fruto de la nectarina ‘Big Top’, especialmente teniendo en cuenta el perfil de azúcares, ácidos orgánicos y compuestos antioxidantes del fruto.

En el invierno de 2008-2009 se plantaron los árboles de la variedad ‘Big Top’ injertada sobre trece patrones Prunus de diferente origen genético. Entre ellos, se incluyeron cinco híbridos almendro-melocotonero (Adafuel, Adarcias, GF 677, PADAC 9902-01 y Rootpac 70), un híbrido P. persica x P. davidiana (Cadaman), tres ciruelos ‘Pollizo de Murcia’ (Adesoto 101, PM 105 AD y PM 150 AD), tres híbridos ciruelo x almendro- melocotonero (PADAC 04-01, PADAC 04-03 y PADAC 99-05), y un híbrido ciruelo-almendro (Rootpac R) (Tabla 1). Entre los patrones usados en este estudio, tanto los híbridos inter-específicos PADAC 04-01, PADAC 04-03, PADAC 9902-01 y PADAC 99-05, como los ‘Pollizos de Murcia’ PM 105 AD y PM 150 AD están en fase final de selección.

Se consideró la parcela elemental de un árbol y el ensayo tuvo cinco repeticiones por cada combinación patrón-variedad. El marco de plantación fue de 5 x 4 m (Imagen 1). La finca en la que se desarrolló el ensayo estuvo situada en la Estación Experimental de Aula Dei (Zaragoza), con un suelo franco-arcilloso y calizo (pH=8,3; caliza activa=8,0%; carbonatos totales=27%), susceptible de provocar problemas de asfixia de raíces y de clorosis en árboles injertados sobre patrones sensibles.

En las cosechas de los años 2014, 2015 y 2016, se determinaron los azúcares solubles (sacarosa, glucosa, fructosa y sorbitol) y los ácidos orgánicos (cítrico, málico, quínico, succínico y siquímico) mayoritarios del fruto, mediante técnicas de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) (Imagen 2). Los valores de los azucares y ácidos orgánicos se expresaron en gramos del compuesto correspondiente por kg de peso fresco de la fruta (g/kg). También se analizaron, mediante técnicas de espectrofotometría (Imagen 2), los compuestos antioxidantes: fenoles totales en mg ácido gálico (GAE)/100 g peso fresco, flavonoides en mg de catequina equivalente (CE)/100 g peso fresco, vitamina C en mg de ácido ascórbico (AsA)/100 g peso fresco y capacidad antioxidante relativa en mg de Trolox/100 g peso fresco (Font i Forcada y col., 2019).

Contenido en azúcares

El perfil de azúcares juega el papel más determinante en el sabor de la fruta y, en particular, de las nectarinas. De hecho, el contenido en azúcar es uno de los rasgos de calidad más importantes percibidos por los consumidores (Cirilli y col., 2016). Al analizar la composición de los azúcares individuales mayoritarios (Figura 1), la sacarosa mostró los valores más altos seguidos de la glucosa y fructosa, y en menor medida sorbitol. Los valores de sacarosa oscilaron entre 51,5 g/kg PF (peso fresco) en el patrón Adafuel (cosecha de 2016) y 86,7 g/kg PF en el patrón PADAC 99-05 (2016). El híbrido ciruelo x almendro-melocotonero PADAC 04-01 indujo los valores más altos de sacarosa en promedio de los tres años evaluados, aunque sin diferir significativamente de PADAC 99-05, PM 150 AD y Rootpac R. Para el contenido en glucosa, los valores variaron desde 6,1 g/kg PF en el patrón Adafuel (2016) hasta 11,2 g/kg PF en el patrón PM 105 AD (2015). Respecto al contenido en fructosa, los valores oscilaron entre 7,2 g/kg PF en el patrón PADAC 99-05 (2016) y 13,5 g/kg PF en Adesoto 101 (2015). El contenido en sorbitol varió entre 1,5 g/kg PF en el patrón PM 105 AD (en 2014) y 7,9 g/kg PF en el patrón Adesoto 101 (en 2016). Hay que destacar que para el promedio de los tres años evaluados y la suma de todos los azucares, el patrón PADAC 04-01 indujo el mayor valor aunque sin diferir significativamente de Adesoto 101, PADAC 99-05, PM 150 AD y Rootpac R.

Los rangos obtenidos para los azucares mencionados coinciden con los de otros trabajos en melocotón y nectarina (Reig y col., 2013; Font i Forcada y col., 2014; 2018). A pesar del menor contenido en sorbitol comparado con el resto de azucares (sacarosa, glucosa y fructosa), su interés radica en su mayor relación con los atributos del aroma y del sabor en las frutas (Colaric y col., 2005). Además, el contenido en sorbitol es más beneficioso que otros azúcares con respecto al control de la dieta y para evitar problemas gastrointestinales (Colaric y col., 2005).

Ácidos orgánicos

Tanto en nectarinas como en melocotones, el sabor también depende en gran medida del contenido y perfil de los ácidos orgánicos y su proporción con el contenido de azúcares (Cirilli y col., 2016). Los análisis por cromatografía líquida (HPLC) revelaron que el ácido málico era el mayoritario en los frutos de ‘Big Top’ (Reig y col., 2013), seguido por el cítrico y, en menor medida, por el quínico, succínico y siquímico (Figura 2) (Font i Forcada y col., 2019). El contenido en ácido málico osciló entre 2,13 g/kg PF para el patrón PADAC 04-03 (2014) y 4,79 g/kg PF en PM 105 AD (2015). El ‘Pollizo de Murcia’ PM 105 AD mostró la tendencia hacia los valores más altos y los patrones Adafuel y PADAC 04-03 hacia los más bajos. Respecto al ácido cítrico, los valores variaron desde 0,82 g/kg PF en los patrones PADAC 04-01 y PADAC 9902-01 (2015) hasta 3,08 g/kg PF en el patrón PM 105 AD (2014). Respecto a los ácidos orgánicos minoritarios, los valores del ácido quínico oscilaron entre 0,81 g/kg PF para el patrón Adafuel (2016) y 1,78 g/kg PF en PM 150 AD (2016). Finalmente, para la suma del succínico más siquímico los valores oscilaron entre 0,49 g/kg PF en PADAC 99-05 (2016) y 0,98 g/kg PF en PM 105 AD (2014). Hay que mencionar que los valores están dentro del rango de los encontrados en otros estudios (Wang y col., 1993; Wu y col., 2005; Reig y col., 2013).

Compuestos antioxidantes

El contenido de fenoles totales (Figura 3) varió en gran medida según patrones y años de estudio, desde 8,7 mg GAE/100 g PF en Adafuel (cosecha de 2015), hasta 22,3 mg GAE/100 g PF sobre PM 150 AD (en 2016). En el promedio de los tres años de estudio (2014-2016), el híbrido interespecífico PADAC 04-01 indujo los valores más altos, aunque sin diferir significativamente de los patrones Adarcias, Adesoto 101, PADAC 04-03, PADAC 99-05, PM 105 AD, PM 150 AD y Rootpac R. El contenido en flavonoides osciló entre 2,9 mg CE/100 g PF en Adafuel (en 2015) y 12,5 mg CE/100 g PF en PADAC 04-01 (en 2016). Según la media de los tres años evaluados, el ‘Pollizo’ PM 150 AD indujo los valores más altos, aunque sin diferir significativamente de los patrones Adesoto 101, PADAC 04-01, PADAC 04-03 y PADAC 99-05. Respecto a la vitamina C, los valores oscilaron desde 4,6 mg AsA/100 g PF en Adafuel (2016) hasta 12,5 mg AsA/100 g PF en PADAC 04-01 (2016). Según la media de los 3 años, el híbrido almendro-melocotonero Adarcias y el híbrido ciruelo PADAC 04-01 indujeron los valores más altos, mientras que el híbrido almendro-melocotonero PADAC 9902-01 indujo el más bajo, sin diferir significativamente del resto de los patrones. Finalmente, los valores de la capacidad antioxidante oscilaron entre 37,1 mg trolox/100 g PF en Adafuel (2015) y 226 mg trolox/100 g PF en PADAC 99-05 (2016). El ciruelo ‘Pollizo de Murcia’ PM 150 AD indujo el mayor valor promedio, aunque sin diferir significativamente de los patrones Adarcias, Adesoto 101, Cadaman, PADAC 04-01, PADAC 04-03, PADAC 99-05 y Rootpac R. Los valores para estos compuestos bioquímicos también estuvieron dentro del rango observado en otros estudios de nectarina y melocotonero (Reig y col., 2013; Font i Forcada y col., 2018).

Por todo ello, cabe destacar que tanto el perfil de azúcares como el contenido en los ácidos orgánicos y antioxidantes de la variedad de nectarina ‘Big Top’ se vieron significativamente influidos por el patrón utilizado. Se demuestra así que no solo el vigor y la producción son afectados por el patrón, sino que también la calidad del fruto, en este caso determinada mediante los compuestos nutricionales, también puede verse muy influida (Orazem y col., 2011).

Algunos trabajos en melocotones y nectarinas refieren la necesidad de una mayor acidez para potenciar el dulzor de la fruta (Crisosto y Crisosto, 2005). También, el aroma, la astringencia y la textura son características muy importantes en la aceptación por parte del consumidor. La variedad ‘Big Top’ se caracteriza por presentar muy baja acidez y elevado contenido en azúcar. Por ello, los patrones ‘Pollizos de Murcia’ (Adesoto 101, PM 105 AD y PM 150 AD) aumentarán en gran medida la sensación de dulzor en los frutos de ‘Big Top’, al incrementar su contenido en ácidos orgánicos y azucares. Estudios previos mostraron que los patrones Adesoto 101, PM 105 AD y Rootpac R presentaban una buena adaptación a los suelos calizos y pesados, además de conferir una buena calidad de fruto, basada en el perfil de azúcares y otras características bioquímicas (Font i Forcada y col., 2014; Reig y col., 2016; Mestre y col., 2017). Por otro lado, también es interesante observar que los híbridos más complejos (ciruelo x almendro-melocotonero) y muy especialmente el patrón PADAC 04-01, parecen inducir contenidos más altos en los azúcares mayoritarios, fenoles totales y vitamina C. Ben Yahmed y col. (2016) en un ensayo establecido en Túnez, también mencionaron la buena adaptación del patrón PADAC 04-01 injertado con la variedad de melocotonero ‘Subirana’, lo que confirma su posible interés para el área mediterránea.

Correlaciones entre compuestos bioquímicos

Se encontraron correlaciones significativas y positivas entre los azúcares, ácidos orgánicos y compuestos antioxidantes analizados. Como era previsible, la sacarosa se correlacionó positivamente con el contenido de los otros azúcares (Font i Forcada y col., 2014; 2019). Con respecto a los ácidos orgánicos, se encontró una correlación negativa entre el ácido cítrico y el ácido málico, de acuerdo a otros trabajos (Reig y col., 2013). Hay que destacar que la capacidad antioxidante relativa se correlacionó positivamente con el contenido en fenoles totales y flavonoides (Font i Forcada y col., 2019). También se observaron correlaciones positivas y significativas entre el contenido de los azúcares y el de otros compuestos bioquímicos, como por ejemplo entre la sacarosa y los fenoles totales, probablemente debido al papel de los azúcares en la regulación de la biosíntesis de los compuestos fenólicos (Colaric y col., 2005).

Este estudio demuestra que el patrón utilizado afecta significativamente la calidad y composición nutricional de la fruta. El uso de patrones como los ciruelos ‘Pollizos de Murcia’ (Adesoto 101 y PM 150 AD) podría aumentar la percepción del dulzor de la nectarina ‘Big Top’. El contenido de algunos compuestos antioxidantes también podría verse potenciado con el uso de dichos patrones y, sobre todo, por algunos de los híbridos interespecíficas más complejos como PADAC 04-01, PADAC 99-05 y Rootpac R. Estos patrones híbridos con base genética de ciruelo, influyen en gran medida en caracteres bioquímicos muy importantes de la fruta, como el contenido de azúcares, ácidos orgánicos y antioxidantes. Este estudio demuestra la disponibilidad de nuevos patrones con buenas características productivas y que además aumentan los compuestos nutricionales del fruto de la variedad injertada, aportando así un valor añadido en cuanto a la calidad de la fruta producida.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por los proyectos AGL2011-24576, RFP 2015-00019 y RTI2018-094176-R-C33, con cofinanciación FEDER, y Grupos del Gobierno de Aragón (A44 y T07-17R). C. Font i Forcada fue beneficiaria de un contrato posdoctoral ‘Juan de la Cierva-Incorporación’ (IJCI-2015-23397).

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