Evaluation of Fruit Quality in a Collection of Pepper Landraces (Capsicum Annum) under Organic Agroforestry Conditions in Portugal

Abstract

[ES] En la actualidad, la demanda mundial de una producción de alimentos más sanos desde el punto de vista nutricional y respetuosos con el medio ambiente ha provocado una rápida transformación de la agricultura ecológica. Las variedades locales con amplia diversidad genética se han convertido en recursos para el cultivo ecológico debido al aumento del consumo de productos ecológicos. En España, los pimientos son muy valorados por su importancia económica y sus compuestos bioactivos que ofrecen beneficios para la salud de los consumidores. Comprender el impacto del cultivo agroforestal ecológico en la calidad de los frutos de pimiento, en particular su contenido en compuestos bioactivos, es crucial para el mercado ecológico. Este estudio evaluó cinco variedades autóctonas españolas de Capsicum annuum en condiciones agroforestales ecológicas en Portugal en el marco del proyecto LIVESEEDING. Además de los rasgos agronómicos, se analizaron los niveles de flavonoides principales, fenólicos totales, azúcares, carotenoides y contenido de ácido ascórbico de los frutos de pimiento mediante HPLC y espectrofotometría, en el laboratorio de la UPV-COMAV. Se consideraron dos estados de maduración, frutos verdes maduros y frutos secos completamente maduros. Los carotenoides se evaluaron sólo en el estado de maduración completa. El análisis estadístico se realizó utilizando el programa Stat Graphics 18. Se utilizó el análisis de varianza (ANOVA) y la prueba de Student-Newman-Keuls para la separación de medias a un nivel de significación de p ¿ 0,05. Se observaron efectos significativos de la variedad, el estado de maduración y su interacción en el diámetro del fruto, el peso del fruto, el número de lóculos y el rendimiento total. El análisis de los compuestos bioactivos reveló que la quercetina (61%) y la luteolina (32%) eran los principales contribuyentes al total de flavonoides en ambas fases de maduración. El proceso de maduración aumentó en general los niveles de flavonoides individuales, excepto para la quercetina y, en general, para los fenoles totales. La glucosa y la fructosa fueron los principales contribuyentes al azúcar total, especialmente en la fase de maduración completa. Se observaron notables efectos de interacción para el ácido ascórbico, y hubo un significativo efecto varietal sobre los carotenoides rojos y amarillos, que oscilaron entre 1019-3121 µg/g DW. Se encontraron correlaciones positivas entre flavonoides, especialmente entre quercetina y kaempferol, así como entre luteolina y apigenina (p > 0,8). Estos resultados enfatizan la importancia de la agricultura ecológica, especialmente en condiciones agroforestales, para producir pimientos con compuestos bioactivos de alto valor añadido, además de la influencia de la variedad y el estado de maduración. Este enfoque se alinea con la creciente preocupación por la calidad de los alimentos entre la población mundial.

[EN] Nowadays, the global demand for nutritionally healthier and environmentally friendly food production has led to a rapid transformation in organic agriculture. Local varieties with broad genetic diversity have become resources for organic cultivation due to the increased consumption of organic products. In Spain, peppers are highly valued for their economic significance and bioactive compounds that offer health benefits for consumers. Understanding the impact of organic agroforestry farming on pepper fruit quality, particularly their content of bioactive compounds, is crucial for the organic market. This study evaluated five Spanish landraces of Capsicum annuum under organic agroforestry conditions in Portugal in the frame of the project LIVESEEDING. In addition to agronomic traits, the levels of main flavonoids, total phenolics, sugars, carotenoids, and ascorbic acid contents of pepper fruits were analyzed using HPLC and spectrophotometry, at the UPV-COMAV laboratory. Two ripening stages were considered, green ripe and fully ripe dry fruits. Carotenoids were assessed only at the fully ripe stage. The statistical analysis was performed using Stat Graphics 18 software. The analysis of variance (ANOVA) was used and the Student-Newman-Keuls test was utilized for mean separation at a significance level of p ¿ 0.05. Significant effects were observed for variety, ripening stage, and their interaction regarding fruit diameter, fruit weight, number of locules, and total yield. The analysis of bioactive compounds revealed that quercetin (61%) and luteolin (32%) were the primary contributors to total flavonoids at both ripening stages. The ripening process generally increased the levels of individual flavonoids, except for quercetin and overall, for total phenolics. Glucose and fructose were the major contributors to total sugar, particularly at the fully ripe stage. Noteworthy interaction effects were observed for ascorbic acid, and there was a significant varietal effect on red and yellow carotenoids, which ranged between 1019-3121 µg/g DW. Positive correlations were found between flavonoids, especially between quercetin and kaempferol as well as between luteolin and apigenin (p > 0.8). These findings emphasize the significance of organic farming, particularly under agroforestry conditions, for producing peppers with high-value-added bioactive compounds, in addition to the influence of variety and ripening stage. This approach aligns with the growing concern for food quality among the global population.