Análisis de la influencia de algunos parámetros poco estudiados en

Análisis de la influencia de algunos parámetros poco estudiados en la
extracción de los ácidos grasos de cadena corta para la caracterización
sensorial de un vino mediante HS-SPME-CG-MS
Sergio Javier Pérez Olivero
Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología
Universidad de La Laguna, 38071, La Laguna, Tenerife.
Tel.: 617103744 / E-mail: [email protected].
RESUMEN: Se hace un análisis de la influencia de parámetros poco estudiados como el contenido en azúcar,
pH y contenido en polifenoles en la caracterización sensorial de un vino mediante HS-SPME-CG-MS.
PALABRAS CLAVES: Espacio de cabeza, cromatografía de gases, SPME, vino, ácidos grasos.
ABSTRACT: It’s performed a study of the influence of parameters such as sugar content, pH and
polyphenols content for the sensory characterization of wine using HS-SPME-CG-MS.
KEYWORDS: Headspace, gas chromatography, SPME, wine, fatty acids.
Introducción
La Microextracción en fase sólida (MEFS) o SPME (por sus siglas en inglés) es una técnica utilizada en
química analítica para extraer compuestos químicos para su posterior identificación. Fue desarrollada a
principios de los años noventa por el equipo del Dr. Pawliszyn en la Universidad de Waterloo. Esta técnica
novedosa y relativamente económica se puede implementar tanto en el laboratorio como en el campo y no
requiere el uso de solventes (1).
La MEFS puede ser entendida como un una columna capilar de cromatografía de gases (CG) muy corta
abierta al exterior. La MEFS es una fibra cubierta con una fase que sirve para la extracción, que puede estar
constituida de un polímero liquido o un sorbente sólido. Esta capa puede extraer diferentes tipos de moléculas,
volátiles o no volátiles, de diferentes tipos de medios en fase líquida o gaseosa. La cantidad de moléculas
extraídas por la fibra es proporcional a su concentración en la muestra, siempre y cuando se alcance el
equilibrio termodinámico. En caso de que la extracción se realice en tiempos cortos la agitación manual de la
muestra acelera el proceso de extracción (1).
Entre los diferentes ácidos identificados en el vino se considera que los ácidos grasos son los únicos que
realmente pueden influir en el aroma del vino, ya que, al contrario de los otros ácidos, presentan
simultáneamente bajos umbrales de olfacción, relativamente altas concentraciones en los vinos y suficiente
volatilidad a temperatura ambiente (2).
A concentraciones iguales o inferiores al umbral sensorial, los ácidos grasos volátiles contribuyen a la
complejidad del bouquet del vino. Por encima del umbral de olfacción ejercen una influencia negativa en el
aroma del vino (3). Los ácidos grasos poseen olores intensos considerados como negativos; el acético a
vinagre, el propiónico se define como graso, el butírico a mantequilla rancia y los restantes desde el C6 al C10
se dice que poseen un olor llamado “goaty”.
Experimental
Instrumental: Cromatógrafo de Gases Varian CP-3800 con detector de espectrometría de masas Varian Saturn
2000. Autotherm Varian 8200 Autosampler.
Fibras de SPME: Poliacrilato (PA) de 85 µm.
1
Procedimiento experimental: Para la extracción se han utilizado viales de 2 ml, saturados en cloruro sódico, y
la fibra en el espacio de cabeza (HS). Para la separación se ha usado una columna cromatográfica capilar DBWAXETR. Las condiciones generales de extracción para este estudio han sido de 60 min y 25 ºC.
Resultados y discusión
Para este estudio se varió el contenido en taninos entre 0 y 1 g.L-1 y el contenido en antocianos entre 0 y 5 g.L1
. Los resultados para las áreas de pico normalizadas se muestran en las figuras 1 y 2. Como se puede apreciar
ni el contenido en taninos ni el contenido en antocianos parecen influir en la extracción de los analitos.
Influencia del contenido en taninos
A.Abs/Concentración
4,30E+05
2,15E+05
0,00E+00
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Concentración taninos (g/l)
ácido acético
ácido pro pió nico
ácido iso butírico
ácido butírico
ácido iso valérico
ácido 2-metilbutírico
ácido pentano ico (P I)
ácido hexano ico
ácido o ctano ico
ácido decano ico
Figura 1. Influencia del contenido en taninos en la extracción de los analitos.
2
Influencia del contenido en antocianos
A.Abs/Concentración
4,15E+05
2,08E+05
0,00E+00
0
1
2
3
4
5
Concentración antocianos (g/l)
ácido acético
ácido pro pió nico
ácido iso butírico
ácido butírico
ácido iso valérico
ácido 2-metilbutírico
ácido pentano ico (P I)
ácido hexano ico
ácido o ctano ico
ácido decano ico
Figura 2. Influencia del contenido en antocianos en la extracción de los analitos.
Para estudiar la influencia del contenido en azúcares se ha procedido a variar su contenido de sacarosa entre 0
y 200 g.L-1. Los resultados de las áreas de pico normalizadas, figura 3, muestran que no existe influencia del
contenido en sacarosa en la extracción de ninguno de los analitos.
Influencia del contenido en sacarosa
A.Abs/Concentración
4,50E+05
2,25E+05
0,00E+00
0
50
100
150
200
Concentración sacarosa (g/l)
ácido acético
ácido pro pió nico
ácido iso butírico
ácido butírico
ácido iso valérico
ácido 2-metilbutírico
ácido pentano ico (P I)
ácido hexano ico
ácido o ctano ico
ácido decano ico
Figura 3. Influencia del contenido en sacarosa en la extracción de los analitos
3
Cuando los analitos presentan varias especies en disolución, las especies extraídas en SPME son las que se
encuentran en forma molecular. En este caso los analitos en estudio se pueden presentar en forma iónica o
molecular según el pH del medio. Dado que el pH de los vinos suele estar comprendido entre 3 y 4, se ha
procedido a estudiar la influencia de este parámetro en dicho intervalo de pH. Los resultados obtenidos se
representan en la figura 4.
Influencia del pH
A.Abs/Concentración
4,10E+05
2,05E+05
0,00E+00
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
pH
ácido acético
ácido pro pió nico
ácido iso butírico
ácido butírico
ácido iso valérico
ácido 2-metilbutírico
ácido pentano ico (P I)
ácido hexano ico
ácido o ctano ico
ácido decano ico
Figura 4. Influencia del pH en la extracción de los analitos.
Como se puede observar, en el intervalo de pH estudiado, el mismo no influye en la extracción de los analitos,
lo cual es lógico pues de acuerdo con el valor del pKa de los diferentes ácidos: acético (4.76), propiónico
(4.86), isobutírico (4.88), butírico (4.83), isovalérico (4.77), 2-metilbutírico (4.80), pentanoico (4.84),
hexanoico (4.85), octanoico (4.89) (4) , decanoico (4.90) (5) , la especie predominante en el medio para todos
los analitos es la forma molecular.
Conclusiones
No se aprecia influencia en la extracción de ninguno de los parámetros analizados y que podrían ayudar a una
mejor comprensión de las dificultades que entraña el proceso de paso de estos analitos de la fase líquida a la
gaseosa y posterior retención sobre la fase estacionaria de la fibra.
Agradecimientos
Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología de la Universidad de La Laguna y a Bodegas
Viñátigo C.B por el suministro de las muestras.
Referencias
(1) (http://es.wikipedia.org/wiki/SPME)
(2) Etievant, P.X. Wine. In ”Volatile compounds in foods and beverages” (H. Maarse, ed), Dekker, New
York, 1991.
4
(3) Jackson, R.S. Wine Science. Principles and Applications. Food Science and Technology Series. Academic
Press, Inc. San Diego, California. 1994.
(4) http://www.zirchrom.com/organic.htm
(5) Kasemets, K.; Kahru, A.; Laht, T-M.; Paalme, T. Study of the toxic effect of short- and medium-chain
monocarboxylicacids on the growth of Saccharomyces cerevisiae using theCO2-auxo-accelerostat
fermentation system. International Journal of Food Microbiology 111, 206–215, 2006.
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