Paprikák csípősségére ható tényezők

Pontos statisztikák nem állnak rendelkezésre a chili paprika termesztés helyzetéről hazánkban, de megfigyelhető, hogy a régóta kedvelt és széles körben fogyasztott csípős magyar fűszerpaprika termékek mellett a csípősebb fajtákra is növekvő igény mutatkozik.

A csípős étkezési és chili paprikák fontos értékmérője a termés kapszaicinoid-tartalma. A csípősséget okozó vegyületek vizsgálatának kezdete P. A. Bucholtz nevéhez fűződik, aki 1816-ban dörzsmozsárban eldörzsölt termésből vonta ki a csípős érzetet előidéző vegyületeket szerves oldószerekkel (1. kép).

1. kép Kapszaicinoidok kinyerése 100% metanollal szűrés és tisztítás előtti és utáni fázisban

Kapszaicinoidok meghatározásának módja

A kapszaicinoidok aminosav eredetű vegyületek. Szintézisükben közös kiinduló lépés a vanillilamin gyűrű és az ehhez csatlakozó 8, illetve 13 szénatomszámú zsírsavláncok. A kapszaicinoidok mérését nagy teljesítményű folyadékkromatográf (HPLC) készülékkel végezzük. Mennyiségi meghatározásuk során 100% metanolban vagy acetonitrilben oldják ezeket, majd a kivonatból analitikai oszlopon történik a vegyületek elválasztása, detektálása pedig fluoreszcens elven működő detektorral. Az elválasztás pontossága és a genotípus függvényében általában 6-9 kapszaicinoidot lehet meghatározni és koncentrációban kifejezni (1. ábra).

1. ábra ’Fire Flame’ kapszaicinoid profil meghatározása fluoreszcens detektálással
(1: Nordehidrokapszacin, 2: Kapszaicin, 3: Dehidrokapszaicin, 4-5: Homokapszaicin 1-2, 6-7: Nordehidrokapszaicin 1-2).

Bevált gyakorlat, hogy Scoville (Scoville Heat Unit – SHU) skálán is megadják a csípősség mértékét. Ezt hagyományosan úgy állapították meg, hogy öt képzett paprika kóstoló meghatározta, hogy hányszorosára kell cukoroldattal hígítani az egyes mintákat, hogy a csípősség már éppen ne legyen érezhető. Azonban a folyadékkromatográfiás technika fejlődésével a régi kóstolásos módszer már nem használatos csípősség meghatározásra, mert sok hibalehetőséggel terhelt módszer.

Léteznek csípős ízt nem okozó kapszaicinoidok, ezeket összefoglaló néven kapsziátoknak nevezzük. Pozitív élettani hatásuk hasonló a csípős párjukhoz. Paprika csípősség csökkentéssel enzimes úton japán kutatók foglalkoznak, céljuk, hogy olyan genotípusokat tudjanak előállítani, amelyek a magas kapsziát-tartalom révén egészségesek, ugyanakkor azok számára is fogyasztható, akik nem szeretik vagy érzékenyek a csípős „ízre”, de a többi jótékony hatású vegyülethez, mint például C-vitamin, karotinoidok, E-vitaminok szeretnének hozzájutni. Az első teljesen csípősségmentes fűszerpaprikát hazánkban nemesítették és vonták termesztésbe az 1930-as évek elején. Így, a költséges kézi erezés nélkül vált lehetővé édes fűszerpaprika őrlemény gazdaságos előállítása. A bogyó erezete a kocsánytól a csúcs fele csökkenő mennyiségű kapszaicinoidot tartalmaz. A kapszaicinoidok főleg az erek belső, termésüreg felé eső részei mentén akkumulálódnak. A magok belseje nem tartalmaz kapszaicinoidokat, de azok felületükön adszorbeálódhatnak. A jelenleg legerősebb fajták a C. chinensis fajhoz tartozó ’Trinidad Moruga Scorpion’ és ’Dragon Breath’ csípőssége SHU-ban kifejezve meghaladhatja a kétmilliót.

Paprika táplálkozási szempontból egyéb fontos vegyületei

A paprika más, élettani szempontból fontos vegyületei a piros színért felelős karotinoidok (kapszanthin, kapszorubin), utóbbi a magyar fűszerpaprikákban különösen jelentős. A kapszaicinoidokhoz hasonlóan e vegyületeknek is a (piros) paprika az egyetlen természetes forrása. Továbbá nagy mennyiségű C-vitamin kivonása először csípős fűszerpaprikából történt meg sikeresen, amelyért Szent-Györgyi Albertet Nobel-díjjal jutalmazták. Két domináns E-vitamin található a paprikákban: az α-tokoferol a termés falban, a γ-tokoferol pedig a magokban található nagy koncentrációban. Egy összevont paraméter a totál-antioxidáns-kapacitás, amely nem koncentrációt, hanem az összes antioxidáns hatású vegyület együttes szabadgyök redukáló képességét határozza meg. A csípős érett paprika egy tanulmány szerint benne van a tíz legjelentősebb antioxidáns kapacitással bíró zöldségnövény között.

Mely környezeti tényezők vannak hatással a termés kapszaicinoid-tartalmára?

A termesztéstechnológia, az érettség és az egyéb, főként szabadföldi termesztésben fellépő és nem kontrollálható tényezők potenciálisan mind befolyásolják a bogyókban kialakuló kapszaicinoid- összetételt és -mennyiséget, ezáltal a faj és a fajta szerinti csípősség osztályozás csak hozzávetőleges információt ad egy bogyó várható csípősségéről.

A Szent István Egyetem Kertészeti Intézetében kétvig végeztünk chili és kápia paprikával kísérleteket, jelenleg pedig csípős fűszerpaprikával folynak kísérletek. Kísérleteink célja az volt, hogy a különböző érési fázisokat összehasonlítsuk tápanyag-tartalom szempontjából, továbbá színes árnyékoló raschel hálók és különböző szedési időpontok szimultán hatását vizsgáljuk meg a bogyó tápanyagtartalmára (2. kép).

2. kép Fóliában és szabadföldön használt színes hálók elrendezése (Gödöllő)

A genotípusok közötti különbségek összehasonlítására számos tanulmány elérhető. Általánosságban elmondható, hogy a Capsicum chinensis és frutescens fajok genotípusai között találjuk a legcsípősebb paprikákat (habanero típusok, szellemchili, thai chilik). A Capsicum annuum fajba tartozó típusok pedig jelentősebbek a termesztés szempontjából; ide tartoznak a jalapeno és cayenne típusú chilik, a fűszerpaprikák és az étkezési paprikák. Egy másik alapvető befolyásoló tényező az érési stádium. A bogyóérés előrehaladtával a lebontó enzimek működése kerül előtérbe. Egy 1998-as kísérlet eredményei alapján megtudhatjuk, hogy a kapszaicin-peroxidáz (lebontó) enzim aktivitása akkor kezdett el megemelkedni, amikor a kapszaicinoid mennyiség csökkenni kezdett ’Habenero’ (C. chinense) és ’Arbor’ (C. annuum) paprikákban, ugyanakkor a ’Piquin’ (C. annuum var. aviculare) fajtában a peroxidáz enzim a kapszaicinoid csökkenés előtt kezdett el növekedni. Megállapították, hogy a bontó enzim működési mechanizmusa genotípusonként nagyon eltérő. Egy három csípős paprika fajtát öt érési stádiumban (beleértve az utóérleltet is) vizsgáló kísérlet megállapítása szerint a kapszaicin és dehidrokapszaicin két fajtában a zöld éréskor, egyben a kormosdás fázisában volt a legtöbb. Mások megfigyelése szerint egy magyar fűszerpaprika fajta (C. annuum) a kormos fázisban érte el a csípősség maximális értékét, majd utána csökkent ennek mennyisége. Egy három különböző C. frutescens fajtát vizsgáló kísérlet három különböző csípősségmaximum fenofázist állapított meg.

Saját munkánk során hét genotípus vizsgálata (öt C. annuum és két C. frutescens) alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a csípősség alapvetően csökken az érés előrehaladtával, ellentétben a C-vitamin és a karotinoid mennyiséggel, amelyek az alacsony kezdeti érték után hirtelen megnőnek a kormos állapotban, és a kormosodás és piros érés között kisebb különbséggel, de még növekednek. A ’Fire Flame’ és ‘Pepperocini’ paprikáknál a kormosodáskor volt maximális a C-vitamin. Javaslatom, hogy a felhasználási cél határozza meg, hogy mikorra időzítsük a szedést, ha a nagy kapszaicinoid-tartalom a cél, akkor a zöld érésben, ha a többi beltartalmi paraméter fontos, akkor a piros érésben érdemesebb szedni (3. kép).

3. kép Jalapeno típusú ’Pepperocini’ fajta kormosodása fóliában (Gödöllő)

A kapszaicinoidok és bizonyos fitonutriensek szintézise (mint például polifenolok és C-vitamin) bizonyos környezeti stresszre fokozódik, mert ilyenkor a növény a lebontó folyamatokat helyezi előtérbe. A műtrágya és a talajnedvesség hatása a kapszaicinoidokra szintén egy gondosan kutatott terület. Eltérő nitrogén- és káliummennyiség kiadását vizsgáló kísérletben a műtrágyát nem kapott növények érték el a legmagasabb csípősséget habanero típusú (C. chinensis) paprikában, hiszen a növény számára stresszforrás a tápanyagszegény talaj. Továbbá jalapeno típusú (C. annuum) paprikán végzett vizsgálatból megtudjuk, hogy a nitrogénadag emelésével a dehidrokapszaicin vegyület mennyisége emelkedett, de a főkomponens, vagyis a kapszaicin mennyisége a köztes nitrogénadag esetében volt a legmagasabb. ’Padrón’ chilinél (C. annuum) a N:P:K 13:40:13 összetételű műtrágya használat okozta a legcsípősebb bogyókat. Érdekessége a ’Padrón’ fajtának, hogy kevéssé csípős, de környezeti hatásra 10%-ban rendkívül erős bogyókat tud érlelni. Vizsgálták a levéltrágyaként kijutatott mikroelem hatását zöld étkezési csípős paprika csípősségére, és azt az eredményt kapták, hogy a molibdén kivételével az összes mikroelem emelte a kontrollhoz képest a csípősséget. Továbbá 2000-ben megállapították, hogy a talajban kialakult vízdeficit közvetve hat a bogyókra, amelyekben nagyobb csípősség alakulhat ki ez által. Habenero típusú paprikán (Capsicum chinense) vizsgálták a virágzás után hét, illetve kilenc napi öntözés-elhagyás és a mindennapos öntözés hatását, majd megállapították, hogy a kapszaicinoid-;alom minden mérési időben a kilenc napig tartó öntözés elhagyással nevelt növényekben jelentősen magasabb volt. Ugyanakkor fűszerpaprika fajtákkal végeztek négy öntözési szintet összehasonlító kísérletet, és arra a következtetésre jutottak, hogy ez a kapszaicin-tartalmat nem befolyásolta.

Egy 2015-ben növényházban végzett vizsgálatunk során azt tapasztaltuk, hogy a vízellátás drasztikus csökkentése szeptember végére a kiinduló júliusi szinthez képest az összes kapszaicinoid-tartalom 1,5-3-szoros emelkedését okozta. Ez a megfigyelés azonban még nem egy precízen beállított öntözési kísérlet során született. Ezért idén végeztünk egy fűszerpaprika kísérletet különböző öntözési szintek alkalmazásával. E kísérlet eredményeinek kiértékelése még jelenleg is folyik.

A hőmérséklet és a besugárzás hatása a kapszaicinoid-tartalomra egy kevéssé kutatott terület. A nappali és éjszakai hőmérsékleti viszonyokat tekintve az alacsonyabb éjjeli hőmérséklet indukálja, hogy a paprikák csípősebbek legyenek. Egy édes paprikákkal foglalkozó kísérletben hat édes fajtát termesztettek talaj nélkül két különböző hőmérsékleten, és azt tapasztalták, hogy a magasabb hőmérséklet stimulálta a kapsziátok termelődését. Üvegházban és szabadföldön nevelt hét chili fajtát (mind C. annuum) figyeltek meg, a magasabb hőmérséklet magasabb csípősséget eredményezett öt fajtában, de különböző mértékben, és két fajtában (’Jalapeno’ és ’Arbol’) csökkenést. Továbbá enzimesen vizsgálták, hogy a PAL (a kapszaicinoid-szintézis egyik kulcs-enzime) alacsonyabb fénykitettség mellett aktívabb, és a direkt besugárzásnak kitett növények védekezésképpen a sejtfal lignin-tartalmát igyekeznek növelni, ezáltal tápanyagot vonnak el a kapszaicinoid szintézistől.

Saját kísérleteinkben a legmarkánsabb hőmérsékleti hatást 2014-ben szabadföldön tapasztaltuk, amikor a szeptember végi szedéskor rendkívül magas összes kapszaicinoid-tartalmat mértünk (611,4±45,3 μg/g), ami körülbelül kétszeres emelkedés volt az augusztusi szedéshez képest. Véleményünk szerint az intenzív bogyófejlődési időszakban (kb. szedés előtt 14 nappal) bekövetkezett 2-3 °C-os napi minimum hőmérsékleteknek volt köszönhető a növekedés. Ez a hőmérséklet egy melegigényes növény számára egy komoly stresszor, és erre emelt totál kapszaicinoid-tartalommal válaszolt a paprika.

A fényintenzitás és a kapszaicinoidok kapcsolatát eredményesen „in vivo” kísérletben egy alkalommal vizsgálták. Ennek eredménye az volt, hogy a 70%-os árnyékolási százalékú kezelés az 50 és a 0%-hoz képest bizonyos genotípusokban, de nem mindegyikben, szignifikánsan növelte a csípősséget. Kísérleteinkben a fényintenzitást, mint változót nem vizsgáltuk, de a különböző színű árnyékoló hálók használata hatott a totál kapszaicinoid-tartalomra, de egyértelmű tendencia nem írható le. Általánosságban azt találtuk, hogy a zöld háló vagy nem változtatja, vagy növeli az összes kapszaicinoidot a nem árnyékolt kontrollhoz képest, a piros háló pedig nem változtatja, vagy csökkenti azt. A fehér háló hatása a C-vitaminra egyértelműen kedvező volt, mert a színes hálókkal ellentétben ez nem szelektál a fotoszintetikusan aktív régióban, és az UV tartományban magasabb az átengedése (4. kép).

4. kép ’Fire Flame’ ikersorok fóliában színes hálós árnyékolással kezelve (Gödöllő)

Konyhai feldolgozás és a tárolás hatása

A post-harvest tényezők és a konyhai feldolgozás az előbb említett környezeti hatásoktól könnyebben kontrollálhatók, ezáltal egyértelműbb eredményeket mutatnak a kutatások. Zöld érettségi állapotú jalapeno típusú paprikában a főzés 55%-kal, a grillezés 72%-kal csökkentette a fő kapszaicinoid vegyületek koncentrációját, a piros érési stádiumban ez a csökkenés 0-10% között mérhető. Ugyanebben a kísérletben a –20 °C-os 6 hónapos fagyasztás hatását is vizsgálták, és arra a következtetésre jutottak, hogy a zöld érésben szedett minták kapszaicinoid-tartalma 75%-kal csökkent, a pirosoké viszont 60%-kal növekedett. Tíz és húsz perc főzés, valamint 10 perc kuktában főzés hatását is vizsgálták a kapszaicinoidokra, majd 18-36%-os csökkenést mértek, a magasabb veszteséget a kuktában főzéskor.

Egyéves tárolás hatását vizsgálták chiliőrleményen; 24 °C-on 75%-os csökkenést, míg –18 °C-on változatlan mennyiségű kapszaicinoidot mértek. Egy kísérletben, megfigyelték török fűszerpaprikán, hogy napon szárítva 25%-kal, mesterséges szárítással 20%-kal csökkent a kapszaicin-koncentráció, a különbséget a mesterséges szárítással elért gyors peroxidáz enzim inaktiválásnak tulajdonították. Különböző dózisú γ-sugárzás (0-10 kG) hatását is vizsgálták és arra a következtetésre jutottak, hogy a sugárzásdózis növelésével a tárolt és szárított termés kapszaicinoid-tartalma magasabb volt. Ugyanebben a kísérletben azt találták, hogy a napon szárított bogyók kapszaicinoid-tartalma alacsonyabb a 70 °C-on szárítószekrényben szárítottakéhoz képest.

*

A szakirodalmi adatok és tapasztalataink alapján megállapítható, hogy a csípősség nem egy állandó érték egy adott genotípusban. Egy tágabb skálán mozoghat, amely alapján tudunk következtetni, de csak nagy szórásértékkel arra, hogy egy adott termesztéstechnológia és környezeti tényező egyidejűleg hogyan fogja befolyásolni a végleges -artalmat. Ezért a pontosan prognosztizálható csípősség elérése jelenleg nem lehetséges.