Millora de la qualitat sensorial i nutricional de les varietats tradicionals hortícoles: el cas del calçot (Allium cepa L.)

Abstract

Sensory and nutritional quality are key elements for consumers, providing added value to agri-food products. However, there is a general perception that horticultural products have lost their quality, especially their taste. Landraces have an identity associated with a specific area and historical origin, and are adapted to local conditions, both environmental (soil and climate) and crop management (generally low inputs). Nevertheless, they present a medium-low yield, resulting in a progressive replacement by improved varieties with high yields when cultivated in high-input systems. The landraces that remain in commerce are those which have found a high-quality niche market where consumers’ interests go beyond the price. The survival of landraces depends on their distinctive qualities, as in the case of calçots (the immature floral stems of second-year sprouts of onions (Allium cepa L.)). Calçots are typical of Catalonia, specifically from counties in the province of Tarragona where the European Union has designated them with the Protected Geographical Indication (PGI): Calçot de Valls. The calçot market is in constant evolution and expansion, and its cultivation extended beyond its traditional area many years ago. The quality attributed to a product should be objective and measurable, in order to make its control a routine. The determination of food sensory and nutritional qualities (the most relevant qualities for consumers) presents some limitations, especially when a large number of samples needs to be tested. This necessitates the search for alternative methodologies to measure food quality in the fastest and most efficient way. For example, NIR (Near Infrared) spectroscopy presents some advantages in comparison with conventional analytical methods: multi-analyte, speed, low cost, no reagents, etc. The objective of this thesis, structured around four articles, is to develop knowledge and tools to improve and control the nutritional and sensory qualities of calçots, with the aim of providing an identification based on those two characteristics in the Calçot de Valls. Nutritional properties of calçots are similar to those previously reported in onion bulbs, despite the fact that the part of the plant consumed is different. As happens with other vegetables, the cooking process has an important impact on the calçots’ composition, increasing most of the parameters tested, and decreasing others like total phenols or, more drastically, flavonoids, with an 85% loss. The environmental influence was found to be higher than genetic influence when only considering accessions from the Blanca Tardana de Lleida onion landrace (the only one authorized by the PGI). This result suggests to prioritize management optimization over plant breeding programs to increase quality. However, when considering three other onion varieties, the genetic variability sharply increases, as do the expected advances in plant breeding introducing new variability via cross-breeds between varieties. It would be feasible to use NIR spectroscopy to test the nutritional and sensory properties of calçots, while facilitating the management of a large number of samples. The accuracy of models developed to estimate chemical properties was between good and excellent (RPD (Ratio of Performance to Deviation) between 1.99 and 8.07). Although the developed models to estimate sensory attributes are less accurate (RPD between 1.41 and 1.78), NIR spectroscopy can help to detect those samples that differ substantially from the ideotype (high sweetness, low fiber perception and the absence of off-flavors), as a first screening in plant breeding programs or in the elimination of outliers in quality control.

La qualitat sensorial i nutricional són aspectes importants per al consumidor actual i donen valor afegit als productes agroalimentaris. Hi ha però, una percepció generalitzada que la qualitat, especialment el gust, dels productes hortofructícoles s’ha anat deteriorant. Les varietats tradicionals tenen una identitat reconeguda associada a una localització específica i un origen històric, amb una bona adaptació a condicions locals (tant a les edafoclimàtiques, com als sistemes tradicionals de cultiu, que solen ser de baixos inputs). Aquestes tenen però, un rendiment mitjà-baix, el que ha provocat la seva progressiva substitució per varietats millorades, molt més productives en cultius amb elevats inputs. Per això, la majoria de les varietats tradicionals que romanen en el comerç són aquelles que han trobat un nínxol de mercat amb demandes de característiques especials, mes enllà del preu. La seva supervivència passa doncs per tenir qualitats distintives, com és el cas dels calçots (tiges florals immadures de la ceba (Allium cepa L.)). Els calçots són un cultiu típic de Catalunya, en concret de les comarques de Tarragona, on hi tenen atorgada una marca de qualitat europea: la Indicació Geogràfica Protegida (IGP) Calçot de Valls. El mercat del calçot està en constant evolució i expansió, i fa anys que la seva producció s’ha estès també fora de la zona tradicional del cultiu. La qualitat que s’atribueix a un producte, hauria de ser objectiva i mesurable, per poder convertir el seu control en rutinari. La determinació del valor sensorial i nutricional dels aliments (dues de les qualitats més rellevants pels consumidors) presenta però una sèrie de limitacions, en especial quan el nombre de mostres a avaluar és elevat. Això fa necessari buscar mètodes alternatius que permetin quantificar la qualitat de manera més ràpida i eficient. Per exemple, l’espectroscòpia d’infraroig proper (NIR, Near Infrared) presenta avantatges en comparació amb els mètodes analítics convencionals: multi-analit, rapidesa, baix cost, sense reactius, etc. Amb la finalitat que el Calçot de Valls es pugui identificar tant per les seves característiques sensorials com nutricionals, aquesta tesi, estructurada en quatre articles, té l’objectiu de desenvolupar coneixement i eines per a la millora i control d’aquestes dues qualitats en els calçots. Les característiques nutricionals del calçot han resultat ser similars a les descrites en ceba, malgrat la part que s’aprofita de la planta sigui diferent. Com passa amb altres vegetals, la cocció té un fort impacte sobre la composició del calçot, incrementant el contingut de molts dels compostos estudiats, però disminuint d’altres com els fenols totals o, de manera dràstica, els flavonoides amb una pèrdua d’un 85%. La variabilitat fenotípica atribuïble a l’ambient ha estat superior a la genètica dins del tipus varietal ceba Blanca Tardana de Lleida (l’única autoritzada per la IGP). Això suggereix prioritzar la millora del maneig a la millora genètica intra-varietal si es vol incrementar la qualitat. No obstant, si considerem tres altres varietats de ceba, la variabilitat genètica s’amplia molt i, per tant, també les possibilitats de fer millora introduint nova variabilitat a través d’encreuaments. L’espectroscòpia NIR s’ha mostrat com una alternativa viable en l’avaluació de la qualitat nutricional i sensorial del calçot, facilitant l’anàlisi d’un nombre elevat de mostres. Per a els caràcters químics el nivell de predicció dels models ha estat entre bona i excel·lent (RPD (Ratio of Performance to Deviation) entre 1,99 i 8,07). Pel que fa a la predicció de caràcters sensorials, malgrat els models desenvolupats presenten un nivell de predicció inferior (RPD entre 1,41 i 1,78), aquets són capaços de discernir les mostres que més s’allunyen de l’idiotip establert (dolçor elevada, baixa fibrositat i absència de gustos estranys) facilitant un primer cribatge en millora, o eliminació de fora-tipus en el control de qualitat.