Reaxion UTL
Identificación de compuestos volátiles relacionados con el aroma y sabor de la albahaca (Ocimum basilicum L.)

Por: Salvador González Palomares, Luis Humberto Rivera Cambero, Luis A. Macedo González, Héctor Manuel González Sánchez, Alejandro Hernández Estrada.

Resumen

Este proyecto consistió en identificar compuestos volátiles relacionados con el aroma y sabor de albahaca (Ocimum basilicum L.), procedente de La Huerta, Jalisco. El objetivo fue Identificar los compuestos aromáticos más abundantes de albahaca (Ocimum basilicum L.) de La Huerta, Jalisco por microextracción en fase sólida y cromatografía de gases. Los compuestos volátiles de la albahaca (Ocimum basilicum L.) fueron aislados por microextracción en fase sólida (SPME) y caracterizados por cromatografía de gases – espectrometría de masas (GC-MS). Se evaluaron dos fibras de extracción: polidimetilsiloxano/divinilbenceno (PDMS/DVB, 65 μm) y carbowax/divinilbenceno (CW/DVB, 65 μm). Se identificaron fenilpropanoides, monoterpenos, sesquiterpenos, ésteres y aldehídos. La fibra CW/DVB es mejor con respecto al número de compuestos aislados y considerando la concentración total de compuestos.

Palabras clave: albahaca, cinamato de metilo, SPME, volátiles.


Abstract

This project consisted of identifying volatile compounds related to the aroma and flavor of basil (Ocimum basilicum L.), from La Huerta, Jalisco. The objective was to identify the most abundant basil’s aromatics components (Ocimum basilicum L.) from La Huerta, Jalisco, by solid phase microextraction and gas chromatography. Volatiles basil’s components (Ocimum basilicum L.) were isolated by solid phase microextraction (SPME), and characterized by gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS). Two extracted fibers were evaluated: Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene (PDMS/DVB, 65 μm) and Carbowax/Divinylbenzene (CW/DVB, 65 μm). Phenylpropanoids, monoterpenes, sesquiterpenes, esters and aldehydes were identified. CW/DVB fiber is apparently superior with respect to the number of isolated components as well as the total concentration of compounds.

Key words: basil, methyl cinnamate, SPME, volatile.


Introducción

La albahaca (Ocimum basilicum L.) es una planta aromática anual de la familia Labiaceae que tiene una altura aproximada de 60 cm. Sus hojas son ovaladas y dentadas (Figura 1) y las flores forman un ramillete en colores blanco o rosáceo. Es originaria de Asia, se le han atribuido algunas propiedades medicinales1.

Albahaca (Ocimum basilicum L.) de La Huerta, Jalisco

Figura 1. Albahaca (Ocimum basilicum L.) de La Huerta, Jalisco.

Varias de las propiedades medicinales de la albahaca y sus usos alimenticios se deben a la gran cantidad de compuestos volátiles que contiene, y que son responsables principalmente de su aroma y sabor característico2. El aroma y sabor son propiedades sensoriales que tienen un efecto importante en la calidad y aceptación de los alimentos3,4,5,6.

Para la caracterización de compuestos volátiles de la albahaca en este trabajo, se utilizó la Microextracción en Fase Sólida (SPME) y Cromatografía de Gases – Espectrometría de Masas (GC-MS). Existen varios métodos de extracción de compuestos volátiles como la extracción líquido – líquido, y la extracción – destilación simultánea3. Sin embargo, en este proyecto se utilizó la SPME por la facilidad de uso7, y porque es un método que se tuvo disponible en el Laboratorio de Cromatografía del Instituto Tecnológico Superior de Jalisco “Mario Molina”, Campus La Huerta, Jalisco, al momento de llevar a cabo esta investigación.

La Microextracción en Fase Sólida o SPME (por sus siglas en inglés) es una técnica que se utiliza para extraer compuestos químicos para su posterior identificación en cromatografía de gases. Se desarrolló a principios de los años noventa por el equipo del Dr. Pawliszyn en la Universidad de Waterloo; no requiere uso de solventes, es fácil de implementar y relativamente económica2. Por mencionar algunos proyectos de otros autores, la fibra CW/DVB permitió a Costa y colaboradores (2001), la clasificación de los compuestos volátiles del café con base en el origen geográfico8. Por su parte, Klimánková y colaboradores (2008)9, identificaron perfiles de compuestos volátiles de albahaca muy similares entre las fibras PDMS/DVB y CW/DVB. Con base en lo anterior, se planteó el siguiente objetivo: identificar los compuestos aromáticos de albahaca (Ocimum basilicum L.) de La Huerta, Jalisco por microextracción en fase sólida y cromatografía de gases.


Método de trabajo

El trabajo de Laboratorio de esta investigación se realizó en el estado de Jalisco, en el Instituto Tecnológico Superior de Jalisco “Mario Molina”, Campus La Huerta y en el Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario No. 127 “Mariano Azuela”.


Material vegetal

Se usaron muestras frescas de hojas de albahaca (Ocimum basilicum L.), con un contenido de 70% de humedad, procedentes de un campo de producción de La Huerta, Jalisco (Figura 2).

Albahaca (Ocimum basilicum L.) utilizada en este proyecto

Figura 2. Albahaca (Ocimum basilicum L.) utilizada en este proyecto.


Fibras y equipos utilizados

Se usaron dos fibras de extracción: una de polidimetilsiloxano/divinilbenceno (PDMS/DVB, 65 μm) y otra de carbowax/divinilbenceno (CW/DVB, 65 μm). Se emplearon: una jeringa, dos fibras y 50 viales para SPME de la Compañía Supelco (Bellefonte, P.A., USA), además un termobaño RE52. También se usó un cromatógrafo de gases – espectrómetro de masas Hewlett-Packard 6890/5973 (Agilent Technologies, P.A., USA), equipado con una columna capilar polar Supelcowax-10 (Supelco, Bellefonte, P.A., USA) de 30 m de largo x 0,25 μm de diámetro interno y con fase estacionaria de polietilenglicol. El gas acarreador fue helio grado cromatográfico (INFRA S.A.), con un flujo de 0,8 ml/min.


Microextracción en Fase Sólida (SPME)

Se usó la técnica de SPME para la extracción de compuestos volátiles de la albahaca (Figura 3).

SPME en albahaca (Ocimum basilicum L.)

Figura 3. SPME en albahaca (Ocimum basilicum L.).

Se evaluaron dos fibras de extracción: PDMS/DVB, 65 μm y CW/DVB, 65 μm, respectivamente; acondicionadas considerando las instrucciones del fabricante: 30 min a 260 ºC para PDMS/DVB y 30 min a 250 ºC para CW/DVB. Las condiciones de la SPME durante el proceso de extracción de compuestos volátiles de la albahaca fueron: las hojas de albahaca se homogeneizaron a temperatura ambiente por 20 segundos. Se depositaron 8 g del homogenizado de albahaca, 1 g de NaCl y 8 ml de agua desioinizada (Barnsted E-pure) a un vial de 40 ml, el cual se selló herméticamente por medio de una septa PTFE-silicón. El vial se incubó a 60 ºC en un termobaño con agitación durante 30 min. Posteriormente, la fibra de SPME se insertó en el espacio de cabeza del vial, y se mantuvo la temperatura y la agitación durante 40 min. Enseguida, se retiró del vial la fibra con los compuestos volátiles adsorbidos y se insertó en el puerto de inyección de un cromatógrafo de gases con un tiempo de desorción de 5 min. Se realizaron cinco repeticiones en las mismas condiciones2.

 


Cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS)

Una vez que se extrajeron los compuestos volátiles de la albahaca mediante SPME, se caracterizaron en el cromatógrafo de gases – espectrómetro de masas (Figura 4). Se aplicaron las siguientes condiciones: temperatura del inyector y del detector de 190 °C y 240 ºC, respectivamente. La temperatura inicial del horno fue de 40 ºC, por 5 min hasta alcanzar una temperatura final de 250 ºC con incrementos de 5 ºC por minuto.

Cromatografía de gases

Figura 4. Cromatografía de gases.


Identificación y cuantificación de compuestos volátiles

Los compuestos volátiles de albahaca relacionados con su aroma y sabor característico se identificaron por comparación espectral de los picos del cromatograma de iones totales de las muestras con los compuestos de referencia de una biblioteca Wiley 275L instalada en el GC-MS. La cuantificación se realizó con base en el porcentaje de área de cada pico del cromatograma correspondiente a cada compuesto volátil de la albahaca2.


Resultados

La principal aportación de este proyecto es que se caracterizaron los compuestos volátiles relacionados con el aroma y sabor de la albahaca (Ocimum basilicum L.) procedente de La Huerta, Jalisco, México. Por ello, el trabajo realizado puede servir de referencia para futuras investigaciones relacionadas al uso de la Microextracción en Fase Sólida para la extracción de compuestos volátiles en plantas aromáticas.

Entre las dos fibras de extracción durante la SPME y los análisis en cromatografía de gases – espectrometría de masas, se identificaron y cuantificaron 25 compuestos volátiles en la albahaca (Tabla 1). El cinamato de metilo (fenilpropanoide), fue el compuesto más abundante encontrado en este trabajo en la albahaca, lo que coincide con reportes por otros autores10,12,15,16.

Tabla 1. Compuestos volátiles en albahaca (SPME y GC-MS).

Compuesto: Área (%):
a) Fibra PDMS/DVB b) Fibra CW/DVB
Cinamato de etilo 2.09 3.11
Cinamato de metilo 9.02 16.00
Linalol 5.00 8.33
Neral 1.01 3.00
α-Pineno -- 1.00
β-Pineno -- 0.50
β-Mirceno -- 1.22
p-Cimeno -- 0.42
α-Terpineno 1.00 2.11
β-Cariofileno 1.75 3.33
α-Cadineno -- 0.30
Acetato de isoamilo 0.50 2.31
Acetato de hexilo 0.56 2.21
Acetato de etilo 0.98 2.77
Acetato de octilo 1.30 1.30
Acetato de bencilo 1.11 2.32
2-metilbutirato de etilo 1.40 2.31
Miristato de etilo 2.00 2.11
Benzoato 2.00 2.21
Hexanoato 1.90 2.04
Nonanal -- 2.00
Hexanal 2.00 2.01
Decanal 0.40 0.43
(E)-2-Octenal 0.49 0.59
(E)-2-Nonenal 0.30 1.10


Discusión

De acuerdo con la prueba de “t de Student”, fue mejor la fibra CW/DVB de acuerdo al mayor número de extracción y cuantificación de compuestos aromáticos de la albahaca de La Huerta, Jalisco, México. Considerando que las condiciones fueron las mismas para ambas fibras, las diferencias encontradas pudieran explicarse que los compuestos volátiles tuvieron mayor afinidad química con la fibra compuesta de carbowax/divinilbenceno (CW/DVB, 65 μm), al momento de separar los compuestos.

En este trabajo, los compuestos aromáticos extraídos de la albahaca fueron con base en sus características estructurales, y son fenilpropanoides, monoterpenos, sesquiterpenos, ésteres y aldehídos. Los compuestos aromáticos de los tres primeros grupos coincidieron con los reportados en otros trabajos de investigación de Lachowicz y colaboradores 1996; Özcan y Chalchat, 2002; Viña y Murillo, 2003; Lee y colaboradores, 2005; Chang y colaboradores, 2009; González-Zúñiga y colaboradores, 20112,10,11,12,13,14.


Conclusiones

La técnica de SPME/GC-MS es un método apropiado para la extracción de compuestos volátiles de la albahaca. En las condiciones empleadas en este proyecto, la fibra CW/DVB presentó una mejor eficiencia de adsorción de compuestos volátiles de albahaca de La Huerta, Jalisco.


Referencias

1. GONZÁLEZ-PALOMARES, S., Rivera-Cambero, L.H., Sánchez-Zaragoza, G., García-Estrada, J., and González-Sánchez, H.M. “Solid Phase Microextraction of Volatile Compounds in Basil (Ocimum basilicum L.)”. XXX Congreso Nacional de Bioquímica. Sociedad Mexicana de Bioquímica. Guadalajara, Jalisco, México. 2014.
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3. GONZÁLEZ-PALOMARES, S., Estarrón-Espinosa, M., Gómez-Leyva, J.F., Flores-Martínez, H., y Andrade-González, I. “Caracterización de compuestos volátiles en un extracto de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) por diferentes métodos de aislamiento y GC-MS”. IV Congreso Internacional y XV Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica. CMIB. Morelia, Michoacán, México. 2006.
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Fecha de recepción Fecha de aceptación Fecha de publicación
07/06/2017 04/07/2017 31/01/2018
Año 5, Número 2. Enero - Abril, 2017