1 determinación de los principales carotenoides de la

DETERMINACIÓN
DE LOS PRINCIPALES CAROTENOIDES
DE LA GUAYABA
(PSIDIUM GUAJAVA L.)
Marisabel Ventosa*, José Luis Rodríguez y Olga Lidia Zerqueira
Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia
Carretera al Guatao, km 3½, C.P. 19 200, La Habana, Cuba
E-mail: [email protected]
RESUMEN
ABSTRACT
El objetivo del presente trabajo comprendió la identificación
y cuantificación de los principales carotenoides presentes
en la guayaba (Psidium guajava L). Se tomaron 7 muestras
obtenidas en diferentes mercados de La Habana. La
separación y cuantificación se realizó mediante
cromatografía de columna abierta, combinada con
espectrofotometría visible. El estudio de recobrado para
los carotenoides presentes osciló entre 89 y 96 %. Se
identificaron y cuantificaron como carotenoides
mayoritarios: fitoflueno, β-caroteno y licopeno, con una
concentración promedio de 2,0 µg/g; 2,1 µg/g y 44,1 µg/g,
respectivamente.
Palabras clave: carotenoides, beta caroteno, licopeno,
guayaba.
Determination of major carotenoids in guava
(Psidium guajava L.)
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, ha cobrado mayor importancia el estudio
de los carotenoides por parte de analistas, investigadores
y médicos en general. Los carotenoides son hidrocarburos
liposolubles altamente insaturados derivados del isopreno,
cuya característica distintiva es un sistema de dobles
enlaces conjugados que constituye el grupo cromóforo,
responsable de la capacidad de absorción de energía en
el espectro visible. Esta insaturación es la causa principal
de la oxidación y degradación que pueden sufrir estas
sustancias (2).
La guayaba pertenece a la familia Myrtaceae, una de
las más ricas en especies, géneros y variedades; que
a pesar de ser una fruta no cítrica, presenta elevados
niveles de vitamina C y reviste gran importancia en la
dieta debido a la variedad y cantidad de sus
componentes, que varían grandemente entre cultivos
y localidades (1).
*Marisabel V
entosa F
ernández
Ventosa
Fernández
ernández: Licenciada en Ciencias
Alimentarias (IFAL,U.H., 2004). Labora en la Dirección de Vegetales
en el Laboratorio Químico-Físico, donde se dedica a realizar análisis
químico-físico a frutas y vegetales.
The objective of present work was the identification and
quantification of the major carotenoids present in guava
(Psidium guajava L). Seven samples from different markets of
Havana were analyzed. Open column chromatographic
combined with visible spectrophotometry was used for the
separation and quantification of major carotenoids. Recoveries
were found to be 89-96%. Phytofluene, β-carotene and licopene
were identified and quantified as majority carotenoids with
average concentrations of 2.0 µg/g; 2.1 µg/g and 44.1 µg/g,
respectively.
Key words: carotenoids, beta carotene, lycopene, guava.
Inicialmente la importancia del estudio de los carotenoides
estuvo basada en su papel como precursores de la vitamina
A, jugando un rol principal el β-caroteno (3); sin embargo,
diversos estudios epidemiológicos han demostrado que el
consumo dietético de carotenoides se relaciona con una
disminución del riesgo de padecer diferentes tipos de
cáncer; enfermedades cardiovasculares, cataratas,
Ciencia y Tecnología de Alimentos Vol. 18, No. 1, 2008
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degeneración macular, enfermedades neurológicas,
inflamatorias y desórdenes inmunológicos (4-6); así
como acciones atribuidas a la capacidad antioxidante y
a la propiedad de capturar el oxígeno singlete que
presentan los carotenoides (7).
El método tradicional para este tipo de análisis es la
cromatografía en columna abierta, aunque el método
por excelencia es la cromatografía líquida de alta
resolución (2,8).
El objetivo del presente trabajo comprendió la
identificación y cuantificación de los principales
carotenoides presentes en la guayaba (Psidium
guajava L).
La concentración de cada carotenoide aislado e
identificado fue determinada midiendo la absorbancia
(A) de las distintas fracciones a la longitud de onda
recomendada para la cual se emplearon las fórmulas
siguientes:
M ( x) =
A × V × 10 6 × f
C(x) = M(x)/ P
%
E11cm
× 100
Donde:
1%
E1cm
= Coeficiente de extinción del carotenoide para
un solvente determinado de acuerdo con (9),
cm-1 × (g/100 mL)-1
A=
Absorbancia de la solución de carotenoide.
V=
Volumen de la solución conteniendo el
carotenoide.
MATERIALES Y MÉTODOS
Las frutas maduras fueron adquiridas en mercados
agropecuarios de diferentes municipios de La Habana.
Los frutos sin pelar, se cortaron en cuartos, y se tomaron
las secciones opuestas, las que posteriormente fueron
homogeneizadas en una licuadora.
Se tomaron 5 g de la muestra homogeneizada y se
realizó la extracción adicionando 50 mL de la mezcla
éter de petróleo 40-60 ºC: etanol (1:1 v/v), seguido de
filtración en embudo Büchner a presión reducida. Estas
operaciones se repitieron hasta que el residuo quedó
exento de colores asociados a los carotenoides.
Posteriormente, se eliminó la fase acuosa del extracto
mediante el empleo de un embudo separador. Finalmente
el extracto de carotenoides fue secado con sulfato de
sodio anhidro y concentrado en un rotoevaporador a
presión reducida.
Para la separación cromatográfica se empleó una
columna cromatográfica de 1x 20 cm utilizando como
fase estacionaria Mg0: celite en proporción 1:1(m/m).
La separación de cada carotenoide tuvo lugar con la
adición de éter de petróleo y cantidades crecientes de
éter dietílico y acetona.
Para la identificación de cada fracción se tuvieron en
cuenta: el comportamiento en la columna
cromatográfica, espectro de absorción obtenido, con
un espectrofotómetro Shimadzu 2401PC, pruebas de
confirmación mediante cromatografía de capa fina, así
como pruebas químicas, reordenamiento epóxido
furanoide e isomerización cis-trans catalizada con yodo.
2
Ciencia y Tecnología de Alimentos Vol. 18, No. 1, 2008
C(x) = Concentración del analito expresada en mg/g.
P=
Peso de la muestra, expresado en g.
M(x) = Masa del carotenoide expresada en mg.
f=
Factor de dilución.
Para la cuantificación del valor de vitamina A, se tomó
como base la actividad provitamina A de los carotenoides
identificados. Se asumió que 1 µg equivalente de retinol
(E R) corresponde a 6 µg de β-caroteno (10).
Para el ensayo de recobrado se realizó una
cromatografía preparativa con el material de estudio
para la obtención de patrones de los carotenoides
mayoritarios, de los cuales se tomaron alícuotas de
concentración conocida, se continuó la marcha analítica
hasta la obtención final del carotenoide y posteriormente
se volvió ha determinar la concentración. El porcentaje
de recobrado fue calculado a partir de la fórmula
siguiente:
% recobrado = M2 (x) / (M1 (x). 100)
Donde:
M 2 (x) = masa del carotenoide determinado
analíticamente, expresada en µg.
M1 (x) = masa inicial del carotenoide, expresada en
µg.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la separación cromatográfica se obtuvieron 3
fracciones, la primera incolora, la cual mostró
fluorescencia al exponerse a radiación UV y eluyó
rápidamente con éter de petróleo. La segunda fracción
de color naranja tenue y la tercera de color rojo intenso,
fueron eluidas con 2 % de éter dietílico en éter de
petróleo y 2 % de agua en acetona, respectivamente.
Los carotenoides fueron identificados comparando el
espectro de absorción obtenido con los reportados en
la literatura, por lo que se identifica la fracción 1 como
fitoflueno, la fracción 2 como β-caroteno y la fracción
3 como licopeno (9,11).
Los valores observados de los Rf de cada carotenoide
fueron aproximadamente 1, lo cual excluye la presencia
de sustituyentes oxigenados (9). El β-caroteno y
licopeno obtenidos fueron todo trans ya que la prueba
de isomerización resultó negativa y se descartó la
oxidación del β-caroteno ya que la prueba de
reordenamiento epóxido furanoide fue negativa.
La Tabla 1 expone el contenido de fitoflueno, β-caroteno
y licopeno determinados en el presente estudio, además,
los resultados obtenidos en otras investigaciones
realizadas en guayaba (13-15). Se observan diferencias
cuantitativas, las cuales vienen dadas por la influencia
de factores tales como: variedad, estado de maduración,
clima, composición del suelo, duración de la postcosecha, procesamiento y almacenamiento (12).
El contenido promedio de licopeno de las muestras de
guayabas analizadas representó más de 90 % del total
de carotenoides y el mismo está dentro del rango de
valores informados en la literatura, excepto el brindado
por Setiawan y col. (9).
El contenido promedio de β-caroteno, se encuentra en
el límite inferior del rango de valores informados por
otros autores (13-15). Este caroteno, a diferencia del
licopeno, exhibe una gran variabilidad (Tabla 1). Este
comportamiento se debe básicamente a la influencia
del factor variedad, ya que en Cuba actualmente se
propaga a gran escala la variedad Enana, dentro de la
cual se destacan dos clones: EEA-18-40 y EEA-123, lo
que pudiera determinar en gran medida las diferencias
cuantitativas observadas.
En el estudio de recobrado se obtuvo 98 % de recobrado
para el β-caroteno y 89 % para el licopeno.
Tabla 1. Concentración (µg/g) de fitoflueno, β-caroteno y licopeno reportados en guayaba
Carotenoide
Fitoflueno
β-Caroteno
Licopeno
Presente
estudio
n=7
2,0
(1,5)
2,1
(1,9)
44,1
(13)
Variedad
a
IAC-4
n=4
Variedad
a
indefinida
n=3
Variedad
a
indefinida
n=3
Variedad
b
indefinida
n=3
Variedad
c
indefinida
n=3
-
-
-
-
-
3,7
(0,7)
53
(6)
12
(5)
53
(14)
5,5
(2,3)
47
(16)
a
b
4,14
(3,0-5,8)
53
(44,8 -60,6)
9,84
(1,0-26,7)
11,50
(7,7-18,2)
c
Valores medios (desviación estándar). ref. 13, ref. 14, ref. 15.
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La concentración de fitoflueno (Tabla 1) exhibe una
variabilidad similar al β-caroteno, aunque esta no se
puede explicar únicamente por la existencia de dos
clones, sino por factores como estado de maduración,
clima y composición del suelo.
El aporte de vitamina A dado por el β-caroteno, presente
en la guayaba y calculado a partir de los datos
presentados en la Tabla 1 resultó, como valor promedio,
35 µg equivalentes de retinol (E.R.)/100 g de fruta.
CONCLUSIONES
Fueron separados e identificados como carotenoides
mayoritarios de la guayaba Psidium guajava, el
fitoflueno, β-caroteno y licopeno en concentraciones
promedio de 2,0; 2,1 y 44,1 µg/g, respectivamente.
Teniendo en cuenta que la concentración promedio de
licopeno en la guayaba fue similar a los contenidos
aportados por alimentos como el tomate, se puede
considerar como una fuente excelente de este
carotenoide.
REFERENCIAS
1. Cañizares, Z. La guayaba y otras frutas Mirtáceas. Ed. Gente Nueva, La Habana, 1968, pp.17-33.
2. Rodríguez-Amaya, D. Carotenoides y preparación de alimentos: La retención de los carotenoides provitamina A.
Dpto. de Ciencia de Alimentos. Universidad Estatal de Campinas, Brasil, Ed. OMNI, 1999, pp. 10-12.
3. Philip, T. y Chen, T. J. Food Sci. 53(6):1703-1706, 1988.
4. Hughes, D. Revista del Laboratorio Clínico Médico 129: 309-317, 1997.
5. Bendich, A. Biological functions of dietary carotenoids. En: Carotenoids in Human Health. Ed. L.M.Canfield, N.I.
Krinsky, y J. A. Olson, Ann N.Y. Acad. Sci. New York, 1993.
6. Bendich, A. Pure Appl Chem. 66: 1017-1024, 1994.
7. Palozza, P. y Krinsky, N. Methods Enzymol. 213: 403-420, 1992.
8. Rodríguez-Amaya, D.; Raymundo, L. y Lee, T. Ann. Bot. 40:615-524, 1976.
9. Rodríguez-Amaya, D. A guide to carotenoid analysis in foods. Departamento de Ciencia de los Alimentos. Facultad de
Ingeniería de los Alimentos. Universidad Estatal de Campinas, Brasil, Ed. OMNI, 2001.
10. Mahan, K. y Escott-Saump, S. Nutrición y dietoterapia d’Krausse. McGraw-Hill Interoamericana, 9a ed., México, pp. 7980, 1998.
11. Adewvsi, S. y Bradbury, J. J. Food Sci. Agri. 62: 375-383, 1993.
12. Rodríguez-Amaya, D. Nature and distribution of carotenoids in foods. En: Charalambous G (ed), Shelf-life studies of
foods and beverages. Chemical, biological, physical and nutritional aspects. Elsevier Science Publishers. Amsterdam, pp.
547-589, 1993.
13. Padula, M. y Rodríguez-Amaya, D. Food Chem. 20:11-19, 1986.
14. Wilberg, V. y Rodríguez-Amaya, D. Lebensmittel-Wisseenschaft und Technologie. 28(5): 474-480, 1995.
15. Setiawan, B.; Sulaeman, A.; Giraud, D. y Driskell, J. J. Food Composition and Analysis 14:169-176, 2001.
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