Estudio de los componentes que producen el carácter picante en pimiento

El pimiento es la segunda solanácea más cultivada en el mundo, por detrás del tomate, siendo la superficie total cultivada de 1.491.670 ha y China el mayor productor. En España, el pimiento ocupa el sexto lugar en superficie cultivada entre las hortalizas, aunque representa la segunda en cultivo protegido, con unas 22.000 ha. La principal zona productora es Almería, seguida de Murcia, mientras que en el Valle del Ebro se cultivan alrededor de 1.500 ha. Esto hace de España el principal suministrador de pimiento a Europa.

Mientras que en España, y en general en Europa occidental, se consume mayoritariamente pimiento dulce, en el resto del mundo se prefiere el pimiento picante. También el carácter picante es lo normal en el género Capsicum, al que pertenecen todas las variedades de pimiento.

Como es conocido por todos, uno de los atributos más llamativos del pimiento consiste en su picor, provocado por un estímulo físico. La sensación picante se origina en la mucosa bucal y la irritante en la mucosa olfativa, provocándose un mezcla de dolor y calor, captada por receptores en la superficie de la lengua, labios, garganta y nariz.

Además de su interés en la industria agroalimentaria, los compuestos que causan el picante del pimiento tienen reconocidos efectos medicinales, como analgésicos y anticancerígenos y también son empleados como arma defensiva.                        

El carácter picante es producido por una serie de compuestos alcaloides, llamados capsicinoides. Entre ellos el más abundante es la capsicina, seguido por la dihidrocapsicina, pero existen hasta 14 de estos compuestos.

La ruta biosintética para la producción de los capsicinoides no está totalmente aclarada, pero se sabe que ocurre a partir del aminoácido fenilalanina y que se producen diversos fenilpropanoides.

La acumulación de los capsicinoides se produce durante un período corto, al final del desarrollo del fruto y se acumula en la placenta del pimiento. Además, se ha comprobado que la aparición del picante está influenciada por las condiciones ambientales del cultivo. En general, el contenido en capsicinoides puede variar dependiendo de las variedades de pimiento escogidas, las condiciones de cultivo y el momento de la recolección.

En del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria (CITA) del Gobierno de Aragón se inició hace 4 años una línea de investigación para conocer más detalladamente cómo se produce el picante en el pimiento. El problema se está abordando de una forma multidisciplinar, siendo los objetivos principales los siguientes:

1. Desarrollo de técnicas de determinación de los capsicinoides, en colaboración con el Grupo de Fisiología de Estrés en Plantas, experto en tecnologías avanzadas de análisis, perteneciente a la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
2.  Análisis genético de la síntesis de capsicinoides.
3. Análisis molecular de la síntesis de capsicinoides.

Dentro de estos estudios se han comenzado a desarrollar nuevos métodos de determinación de los capsicinoides, mediante la colaboración entre el CITA y la EEAD, basados en la cromatografía líquida de alta resolución acoplada a la espectrometría de masas por tiempo de vuelo (HPLC-MS/TOF).

En España se dispone de muy pocos aparatos de este tipo, que tienen una capacidad analítica muy elevada. Se ha puesto a punto un nuevo método para la detección de capsicina y dihidrocapsicina, consiguiendo sensibles mejoras en los límites de detección de estos compuestos en comparación con estudios anteriores

Además de desarrollar este tipo de herramientas, muy eficaces y precisas, para la medición de los niveles de capsicinoides, en el CITA-DGA se está trabajando en el estudio del carácter picante a nivel genético, Para ello, se ha analizado, tanto cualitativa como cuantitativamente, la variación en la presencia de los dos principales capsicinoides en diversas generaciones (parentales, F₁, F₂ y retrocruzamientos) de un cruce entre una variedad picante (‘Serrano Criollo de Morelos-334’) y otra dulce (‘Yolo Wonder’). De los datos cualitativos parece confirmarse la hipótesis de que existe un gen dominante (locus C). El análisis cuantitativo mostró la existencia de una interacción genotipo x ambiente (primavera y verano), y también se puso de manifiesto la participación de alelos del parental dulce en la expresión del carácter picante en ambos ambientes y en presencia del gen C.

Paralelamente a lo descrito anteriormente, en el CITA-DGA se han iniciado diversos trabajos a nivel molecular sobre el carácter picante. En uno de ellos se ha realizado un estudio, en diferentes variedades de pimiento, de algunas secuencias de ADN involucradas en la síntesis de capsicinoides, Se han diseñado cebadores de ADN específicos para algunas de las secuencias de las enzimas involucradas en esa ruta biosintética.

Amplificación de ADN de diversas variedades de pimiento con cebadores específicos para las enzimas CA4H y PAL de la ruta biosintética para la producción de capsicinoides. Se indica el tamaño en pares de bases (bp) de los fragmentos de interés.

Las amplificaciones de ADN y las posteriores secuenciaciones de los fragmentos de interés han reflejado diferencias a nivel de ADN entre especies del genéro Capsicum, algunas de las cuales pueden estar relacionadas con la presencia o no del carácter picante.

Miembros de la Unidad de Tecnología en Producción Vegetal del CITA:

1. Ramiro Gil Ortega (Jefe de grupo)
2. Mª Soledad Arnedo Andrés (Investigadora contratada programa INIA-CCAA)
3. Ana Garcés Claver (estudiante predoctoral)

Miembros del Grupo de Fisiología de Estrés en Plantas, Dpto. de Nutrición Vegetal de la EEAD:

1. Javier Abadía (Profesor de Investigación del CSIC)
2. Ana Mª Alvarez-Fernández (Investigadora contratada del CSIC, programa Ramón y Cajal del MEC)

Fecha Aragón Investiga: 19/05/2005

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