EXTRACCIÓN DE CAPSAICINOIDES EN PIMIENTOS MEDIANTE

Avances de la Ciencia y Tecnología de los Alimentos en los inicios del siglo XXI
Análisis de alimentos
EXTRACCIÓN DE CAPSAICINOIDES EN PIMIENTOS MEDIANTE
FLUIDOS PRESURIZADOS
Fernández Barbero, G.; Palma Lovillo, M.; García Barroso, C.
Dpto. de Química Analítica. Facultad de Ciencias. Universidad de Cádiz.
Apdo. 40, C.P. 11510. Puerto Real, Cádiz.
RESUMEN
Se ha desarrollado un método de extracción de capsaicinoides a partir de pimientos mediante
fluidos presurizados (PLE), siendo éstos determinados mediante cromatografía líquida de alta
resolución en fase inversa (HPLC), con detección mediante espectroscopia de fluorescencia y
espectrometría de masas (MS).
Palabras clave: Capsaicinoides, extracción, fluidos presurizados.
INTRODUCCIÓN
Los capsaicinoides son los compuestos responsables del sabor picante que presentan muchos
pimientos (Constant y Cordell, 1996).
Muchas han sido las técnicas de extracción de capsaicinoides a partir de pimientos que han sido
estudiadas, como la maceración (Kirschbaum-Titze y col., 2002), agitación magnética
(Contreras-Padilla y Yahia, 1998), soxhlet (Korel y col., 2002), extracción asistida por
ultrasonidos (Karnka y col, 2002), extracción mediante fluidos supercríticos (Valle y col.,
2003), extracción mediante microondas (Williams y col., 2004) y extracción enzimática
(Santamaría y col, 2000).
La extracción mediante fluidos presurizados es una técnica de extracción, en la cual se utiliza la
temperatura y la presión para acelerar la extracción de compuestos procedentes de muestras
sólidas o muestras semisólidas. La temperatura y presión elevadas pueden modificar
enormemente las propiedades físicas de los disolventes de extracción, pudiéndose incrementar
la selectividad en la extracción (Huie, 2002).
Esta técnica es muy atractiva por muchas razones. Permite reducir enormemente la cantidad de
disolvente a emplear en la extracción. El tiempo de análisis de extracción también se reduce
considerablemente si lo comparamos con técnicas tradicionales de extracción. Además, la
automatización que presentan los equipos de extracción mediante PLE, hace que apenas haya
que manipular la muestra, lo que se traduce en resultados mucho más precisos (Alonso-Salces y
col, 2001). Además, la PLE ofrece la posibilidad de realizar las extracciones bajo atmósfera
inerte y en ausencia de luz, lo cual representa una gran ventaja a la hora de extraer compuestos
que sean sensibles a degradaciones oxidativas por acción del aire o de la luz (Palma y col,
2001).
MATERIAL Y MÉTODOS
El desarrollo del método de PLE se ha realizado con el pimiento picante cayena (Capsicum
annuum). Una vez desarrollado el método se han analizado 3 variedades de pimientos (pimiento
cayena, pimiento bolilla larga y pimiento bolilla redonda). Los pimientos fueron pelados frescos
quitándoles las semillas y el pedúnculo. Una vez separado el pimiento de las semillas y el
pedúnculo, estos fueron triturados mediante una batidora, obteniendo una pasta homogénea.
Posteriormente la muestra se ha almacenado a –20 ºC hasta el análisis.
Los capsaicinoides presentes en las muestras de pimientos han sido analizados mediante HPLC
acoplada a espectrofotometría de fluorescencia. Los extractos de pimientos obtenidos mediante
PLE han sido analizados mediante HPLC-MS. Mediante esta técnica se han determinado 5
capsaicinoides en los extractos del pimiento “cayena”. Los iones moleculares para los
capsaicinoides encontrados presentaban una relación m/z: nordihidrocapsaicina (294),
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capsaicina (306), dihidrocapsaicina (308), isómero de la dihidrocapsaicina (308) y
homodihidrocapsaicina (322). En los espectros de masas de estos 5 capsaicinoides aparece
claramente el pico m/z (137) característico de las fragmentaciones de los capsaicinoides.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se ha estudiado la estabilidad de la Capsaicina y de la Dihidrocapsaicina con la temperatura.
Para ello se ha preparado una disolución patrón de Capsaicina (22,1 ppm) y de
Dihidrocapsaicina (27,72 ppm) en metanol como disolvente. Las extracciones mediante fluidos
presurizados han sido llevadas a cabo a una presión de 100 atmósferas y con un tiempo de
extracción de 30 minutos. El disolvente empleado para la extracción ha sido metanol. Las
temperaturas de extracción que han sido estudiadas son de 50, 100, 150, 175 y 200 ºC.
120
100
Referencia
80
%
50 ºC
100 ºC
60
150 ºC
40
175 ºC
200 ºC
20
0
Capsaicina
DHC
Figura 1. Porcentaje de capsaicina y dihidrocapsaicina recuperada de la disolución patrón
mediante PLE a diferentes temperaturas.
A la vista de la figura 1, se observa que no existe una degradación aparente ni de la capsaicina
ni de la dihidrocapsaicina a medida que incrementamos la temperatura desde los 50 ºC hasta
200 ºC, dato que hace posible que se puedan realizar las extracciones de las muestras reales de
pimientos a la temperatura de 200 ºC.
Se han realizado extracciones de muestras de pimientos utilizando como disolventes de
extracción etanol (0-20 % H20) y metanol (0-20 % H20). Las condiciones de extracción en este
ensayo han sido las siguientes: Presión de extracción: 100 atmósferas; temperatura de
extracción: 200 ºC; cantidad de muestra: aproximadamente 0.7 g de pimiento tipo “cayena”; tres
ciclos de extracción de 5 minutos cada ciclo, lo que da un tiempo global de extracción con el
precalentamiento de 30 minutos aproximadamente. Los resultados se muestran en las figuras 2 y
3
400
350
µmol / kg
300
250
Etanol 100 %
200
Etanol 90 %
150
Etanol 80 %
100
50
0
n-DHC
Capsaicina
DHC
i-DHC
h-DHC
Figura 2 . Cantidad de capsaicinoides (µmol/kg) extraídos con etanol (0-20 % H20)
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450
400
350
µmol / kg
300
250
Metanol 100 %
200
Metanol 90 %
Metanol 80 %
150
100
50
0
n-DHC
Capsaicina
DHC
i-DHC
h-DHC
Figura 3. Cantidad de capsaicinoides (µmol/kg) extraídos con metanol (0-20 % H20)
A la vista de las figuras 2 y 3, se observa que la mayor recuperación con etanol (fig. 2) se
obtiene con un porcentaje de agua del 10 %.En cambio, la mayor recuperación con metanol (fig.
3) se obtiene con metanol puro sin adición de agua, siendo el metanol puro el disolvente capaz
de extraer una mayor cantidad de capsaicinoides.
Para comprobar que el método de extracción desarrollado mediante PLE produce extracciones
cuantitativas, se ha realizado un estudio de reextracción de las muestras. Para ello, se han
realizado reextracciones a 6 muestras extraidas previamente mediante el método de extracción
por PLE desarrollado. Las recuperaciones de capsaicinoides observadas en las reextracciones
vienen recogidas en la tabla 1.
Tabla 1. Rendimientos extracción y reextracción (µmol/kg) de capsaicinoides con el método
de PLE desarrollado. n.d.: no detectado.
Capsaicinoide
n-DHC
C
DHC
i-DHC
H-DHC
Muestra
91.2
432.9
262.0
29.3
46.8
Reextraccion
2.2
10.0
6.2
n.d.
1.5
A la vista de la tabla 1, se observa que se extraen cantidades de capsaicinoides inferiores al 5 %
de los capsaicinoides extraídos con el método desarrollado previamente.
Por último, se ha realizado la cuantificación de los capsaicinoides (nordihidrocapsaicina,
capsaicina, dihidrocapsaicina, isómero de la dihidrocapsaicina y homodihidrocapsaicina)
presentes 3 variedades de pimientos (pimiento cayena, pimiento bolilla largo (PBL) y pimiento
bolilla redondo(PBR)).
Tabla 2. µmol de capsaicinoide por kilogramo de pimiento fresco en las muestras analizadas.
n. d.: no detectado.
Pimiento
n-DHC
Cayena
93.8 ± 6.3
PBL
PBR
C
DHC
i-DHC
h-DHC
448.4 ± 28.3
265.1 ± 15.2
29.7 ± 1.3
46.8 ± 2.2
40.3 ± 2.7
369.8 ± 23.3
190.1 ± 10.9
n.d.
19.7 ± 0.9
25.3 ± 1.7
275.2 ± 17.3
122.5 ± 7.0
n.d.
14.5 ± 0.7
A la vista de la tabla 4, se observa que el pimiento cayena es el que posee una mayor cantidad
de capsaicinoides de las tres variedades de pimientos estudiadas, seguido por el pimiento bolilla
redondo y por último por el pimiento bolilla largo. Tanto en el pimiento bolilla redondo como
en el pimiento bolilla largo no se ha encontrado el isómero de la dihidrocapsaicina que aparece
en el pimiento cayena.
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CONCLUSIONES
En este trabajo se ha desarrollado un método rápido y cuantitativo de extracción de
capsaicinoides a partir de muestras frescas de pimientos utilizando PLE, no observando
degradación de estos compuestos. Los parámetros de extracción para capsaicinoides que se han
desarrollado son los siguientes (200 ºC, 100 atm, 1 ciclo estático de extracción de 5 minutos de
duración y metanol 100 % como disolventes óptimos de extracción). El método desarrollado ha
sido empleado para realizar la cuantificación de los capsaicinoides presentes en 3 variedades de
pimientos picantes cultivados en España.
BIBLIOGRAFÍA
Alonso-Salces, R.M.; Korta, E.; Barranco, A.; Berrueta, L.A.; Gallo, B. y Vicente, F. 2001. J.
Chromatogr. A. 933, 37-43.
Constant, H. L.; Cordell, G.A. 1996. J. Nat. Prod. 59, 425-426.
Contreras-Padilla, M. y Yahia, E.M. 1998. J. Agric. Food Chem. 46, 2075-2079.
Huie, C.W. 2002. Anal. Bioanal. Chem. 373, 23-30.
Karnka, R.; Rayanakorn, M.; Watanesk, S. y Vaneesorn, Y. 2002. Anal. Sci.. 18, 661-665.
Kirschbaum-Titze, P.; Hiepler, C.; Mueller-Seitz, E. y Petz, M. 2002. J. Agric. Food Chem. 50,
1260-1263.
Korel, F.; Bagdatlioglu, N.; Balaban, M.O. y Misil, Y. 2002. J. Agric. Food Chem. 50, 32573261.
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Santamaría, R.I.; Reyes-Duarte, M.D.; Bárzana, E.; Fernándo, D.; Gama, F.M.; Mota, M. y
López-Munguía, A. 2000. J. Agric. Food Chem. 48, 3063-3067.
Valle, M.; Jiménez, M. y Fuente, J.C. 2003. J. Supercrit. Fluid. 25, 33-44.
Williams, O.J.; Raghavan, G.S.V.; Orsat, V. y Dai, J.M. 2004. J. Food Biochem.. 28, 113-122.
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