Caracterización del aroma de una línea casi isogénica climatérica de melón respecto a su parental no climatérico con diferentes metodologías analíticas

Resumen

El melón (Cucumis melo L.) como planta modelo de las cucurbitáceas, ha sido objeto en los últimos quince años de diversos estudios para conocer las bases genéticas involucradas a nivel de bioquímica, crecimiento y maduración que intervienen en la calidad del fruto del melón. Esta tesis se incluye en la línea de investigación en calidad de postcosecha orientada a la mejora genética del fruto de melón, y más concretamente está centrada en lo relativo a la calidad aromática. Se estudió la misma en dos campañas sucesivas (con notables diferencias ambientales) en una línea casi isogénica de melón (SC3-5-1) climatérica respecto a su parental no climatérico el cultivar español del tipo ‘Piel de Sapo’ (PS). La línea SC3-5-1 presenta dos QTLs (quantitative trait loci) en los grupos de ligamiento (LG) III y VI. Cuyo efecto conjunto sobre los compuestos volátiles no ha sido estudiado en profundidad y sistemáticamente con anterioridad. Para ello se analizaron volátiles en muestras de zumo de SC3-5-1 y PS con dos técnicas diferentes de extracción: 1) la micro extracción de fase solida de espacio de cabeza y análisis por cromatografía de gases y espectrometría de masas (HS-SPME/GC-MS); 2) preconcentración en aguja de extracción dinámica y análisis por espectrometría de masas acoplada a un dispositivo de nariz electrónica (INDEX/MS-E-nose). Esta última técnica no ha sido evaluada previamente en estudios de melón. Los datos experimentales obtenidos de cada técnica y campaña se procesaron empleando técnicas estadísticas no supervisadas y supervisadas con el objetivo de determinar los compuestos volátiles discriminantes entre las líneas SC3-5-1 y PS acompañados de análisis no lineales como las redes de correlación y conglomerados jerárquicos. Los análisis de datos estadísticos supervisados como la importancia de variables en proyección (VIP) del análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) o con la técnica no paramétrica de clasificación de árboles de decisión aleatorios - random forest (RF), demostraron ser adecuados en la selección de compuestos volátiles y iones discriminantes para las dos técnicas valuadas. Las técnicas empleadas permitieron identificar 137 compuestos volátiles del tipo ésteres, alcoholes, ésteres derivados de azufre e incluso algunos aldehídos y otros. Entre los compuestos identificados se presentaron concentraciones significativas más altas en SC3-5-1 comparando con PS en las dos campañas evaluadas, siendo estos compuestos volátiles en su mayoría ésteres y azufrados, además de iones m/z 74, 91, 104, 105, 106 y 108, derivados principalmente del precursor fenilalanina en el perfil de aromas de la SC3-5-1 asociados la presencia de dos QTLs. En la identificación putativa de QTLs de compuestos volátiles se obtuvieron un total de 104 y 86 para la campaña 1 y 2, respectivamente en la regulación de la producción de aroma. De los cuales 65 QTLs comunes se identificaron en ambas campañas implicados en un efecto positivo en la producción volátil de aroma en la SC3-5-1 comparado con PS. El contenido relativo de cetonas, aldehídos y ésteres principalmente en SC3-5-1, fueron afectados en número y en concentración relativa debido a las diferencias entre campañas. La caracterización de compuestos volátiles permitió identificar la presencia en PS y la ausencia en la SC3-5-1 de compuestos, como: pent-1-en-3-ol; pentanal; (2E, 6Z)-nona-2,6-dienal; (2E,4E)-nona-2,4-dienal; β-cyclocitral; pent-1-en-3-one y 2-butylfuran; y compuestos en una mayor concentración en PS respecto a SC3-5-1: propanal; butanal; hexanal; (E)-5-ethyl-6-methylhept-3-en-2-one; propan-2-one, 1-phenylethanone; non-3-en-1-ol y methanethiol. Las técnicas empleadas de extracción y análisis de aromas identificaron las diferencias por fenotipo. Sin embargo al comparar GC-MS y MS-E-nose la primera presento mayor utilidad en especificar los compuestos significativos e influyentes en cada perfil y condiciones del cultivo. Una limitación de MS-E-nose que se presento fue la identificación de iones comunes como m/z 43; 44; 45; 57; 77, 79 y 66 o m/z 109 de los grupos de compuestos químicos, como aldehídos, alcoholes y ésteres. Las diferencias en los perfiles de aroma entre SC3-5-1 y PS presentaron ser notables, independientemente de la técnica multivariante empleada. Se obtuvieron mejores resultados empleando GCMS en la discriminación de compuestos volátiles