Autores
Guzman, B. (UNIVERSIDAD FEDERICO SANTA MARÍA Y UNI. VALPARAISO) ; Vivanco, B. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA) ; Tessini, C. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA)
Resumo
El ulluco es un tubérculo producido en la región Andina de América del Sur. Se
tiene poca información acerca del contenido de carbohidratos por lo que es
importante su caracterización utilizando diferentes métodos de análisis. En esta
investigación se determinó azúcares por GC/MS previa derivatización con
BSTFA+1%TMCS. Se analizaron glucosa, fructosa, arabinosa, ramnosa, xilosa
y sacarosa por HPLC-ELSD . El LOD fue de 19.83-37.13 mg/L y el LOQ de 66.09 –
123.78 mg/L. El rango lineal de trabajo fue de 100 a 500 mg/L. Las técnicas de
análisis fueron aplicadas a dos variedades de ulluco y los resultados indican que
la glucosa y fructosa se encuentran en mayor cantidad con respecto a otros
azúcares identificados por GC/MS.
Palavras chaves
Ullucus tubersosus; Azúcares en tubérculos; HPLC-ELSD
Introdução
El ulluco (Ullucus tuberosus) es un tubérculo que se cultiva desde Venezuela
hasta el noreste de Argentina (Malice & Baudoin, 2009). De acuerdo a su
distribución geográfica, existe una gran diversidad genética de este tubérculo y
se presenta en diversos colores, tamaños y formas (Rousi, A., et. al., 1989).
Además de ser uno de los alimentos principales para la población andina, es
también utilizado como medicina tradicional (IPGRI/CIP 2003). Es por esta razón,
que en los últimos años se ha incrementado el estudio y caracterización de los
tubérculos producidos en la región andina aplicando diferentes métodos de
análisis.
El avance de las técnicas analíticas cromatográficas acoplado a diferentes tipos
de detectores, ha hecho posible tener una mayor comprensión acerca de los
fitoquímicos presentes en los tubérculos (Lehotay, et al., 2002). Entre estos
fitoquímicos se encuentran los carbohidratos que constituyen la mayor parte de
los tubérculos y que aportan sabor, color, textura a los alimentos. Pacheco et
al., (2020) determinó glucosa, fructosa y sacarosa en ulluco por cromatografía
de gases con detector de ionización a la llama (GC-FID) y Gross et al., (1989) &
Pérez-Balladares et al., (2019) determinaron azucares en ulluco utilizando
cromatografía liquida de alto rendimiento con detector de índice de refracción
(HPLC-RI). Otras técnicas de análisis como la cromatografía de gases con
detector de masas (GC/MS) y la cromatografía liquida de alto rendimiento con
detector de dispersión de luz por evaporación (HPLC-ELSD) son técnicas
alternativas para la determinación de carbohidratos (Ruiz-Matute, A. I., et.
al., 2011). Por tanto, en el presente trabajo se presenta la determinación de
azucares solubles por GC/MS y HPLC-ELSD de la variedad morada y amarilla del
ulluco.
Material e métodos
Análisis por GC/MS
Se pesaron 0.1 g de muestra previamente liofilizados y molidos. La extracción se
realizó con ultrasonido por 30 min, utilizando metanol como solvente de
extracción, el extracto líquido fue separado por centrifugadora a 3000 rpm por
15 min. Posteriormente una alícuota fue secada bajo corriente de nitrógeno y
reconstituida con piridina para su derivatización con BSTFA+1%TMCS. Las muestras
fueron analizadas en un equipo HP 6890 Series cromatografía de gases y HP 5973
detector selectivo de masas, equipado con una columna capilar (HP 5MS, 29.9 m,
0.250 mm ID, 0.25 μm, Agilent). 1 µL de muestra y/o estándar fue inyectado
manualmente en modo split (100:1). La temperatura de inyección fue 250 °C,
temperatura de la línea de transferencia 280 °C, y la fuente de iones a 230 °C.
El gas de arrastre fue Helio a un flujo de 1 ml/min. El programa de temperatura
fue a 65°C como temperatura inicial, seguido de una rampa de temperatura de
horno de 6 °C/min hasta 300°C. Los parámetros de adquisición del MS fue en modo
scan, rango de masa (20-650) uma, con ionización de impacto electrónico (EI) a
70 eV.
Análisis por HPLC-ELSD
El HPLC consiste de un sistema de desgasificación (Desgassex TM
model DG- 440 phenomenex, a YL 9110 Plus+ Quaternary Pump), un detector de
dispersión de luz por evaporación 2424 Waters, y sistema de inyección manual de
20 μL de loop. Para la separación de los azúcares se utilizó una columna
Inerstil NH2, 5μm (4.6 I.D. x 150 mm). Se pesó 0.1 g de muestra de muestra
liofilizada y adicionó 10 ml
de etanol 80% como solvente de extracción utilizando ultrasonido por un tiempo
de 30 minutos, seguidos de una centrifugación a 3000 rpm por 15 min. Se tomó una
alícuota de 5 ml para concentrar y reconstituir con agua Clase 1 a un volúmen de
10 ml.
Resultado e discussão
A partir del cromatograma de iones totales (TIC) de las muestras de ulluco
morado y amarillo por GC/MS, se identificó los azúcares presentes en las
muestras obtenidas por derivatización con BSTFA+ 1%TMCS. Para la muestra de
ulluco morado se identificó alfa-D- Glucopiranosa, beta-D-Glucopiranosa, L (+)
Ramnopiranosa, D (-) Fructopiranosa, Arabinofuranosa y Sacarosa. En el ulluco
amarillo se identificaron azúcares como la D (-) Fructofuranosa, D (-)
Fructopiranosa, alfa-D- Glucopiranosa, beta-D- Glucopiranosa, Arabinofuranosa y
Sacarosa. Donde la glucosa y fructosa presentaron una mayor señal analítica en
ambas muestras, comparadas a la sacarosa, la arabinosa y la ramnosa.
Las condiciones cromatográficas óptimas por HPLC-ELSD para el análisis de
glucosa, fructosa, sacarosa, xilosa, arabinosa y ramnosa fueron utilizando una
fase móvil de acetonitrilo: agua (85:15, v/v), temperatura de la columna 25°C y
flujo de fase móvil de 1 ml/min. Las condiciones del detector fueron las
siguiente: temperatura de tubo de deriva 60° C, temperatura del nebulizador fue
fijado a COOL, flujo de gas Helio 50 PSI, GAIN 70 y, volumen de inyección 20 µL.
A partir del HPLC-ELSD se identificó y cuantificó glucosa y fructosa en las dos
muestras de ulluco estudiadas. La muestra morada contiene glucosa y fructosa
1.21 y 1.19 g/100 g en muestra seca, respectivamente. La muestra amarilla
contiene glucosa y fructosa 2.82 y 1.93 g/100 g en muestra seca,
respectivamente. Los azúcares como la ramnosa, xilosa y arabinosa no se
identificaron en las muestras utilizando esta técnica debido a que se encuentran
en concentraciónes bajas como se observó por GC/MS, por lo que es necesario la
optimizacón de los métodos de extracción para estos analitos.
Tiempos de retención de los azúcares separados por una columna Inerstil NH2, 5μm (4.6 I.D. x 150 mm) por HPLC-ELSD
Análisis de glucosa, fructosa, sacarosa, xilosa, ramnosa y arabinosa por HPLC-ELSD
Conclusões
Las técnicas cromatográficas GC/MS y HPLC-ELSD han hecho posible la determinación
de carbohidratos solubles presentes en la variedad morada y amarilla de tubérculos
de ulluco.
Los resultados revelan que ambas muestras tienen mayor contenido de glucosa y
fructosa con respecto a otros azúcares libres identificados por cromatografía de
gases. Sin duda, la aplicación conjunta de diferentes técnicas de análisis amplia
la información sobre la composición química del ulluco y da paso a una mayor
comprensión de las características fitoquímicas de este tubérculo.
Agradecimentos
A la Universidad técnica Federico Santa María (UTFSM) y Universidad de Valparaíso
(UV) por financiamiento otorgado para la investigación doctoral.
Referências
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RUIZ-MATUTE, A. I., HERNÁNDEZ-HERNÁNDEZ, O., RODRÍGUEZ-SÁNCHEZ, S., SANZ, M. L., & MARTÍNEZ-CASTRO, I. (2011). Derivatization of carbohydrates for GC and GC – MS analyses ଝ. Journal of Chromatography B, 879, 1226–1240.
