Analise de carotenoides em alimentos brasileiros por cromatografia liquida de alta eficiencia : espectrometria de massas
Cristiane Hess de Azevedo-Meleiro
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP Az25a
Campinas, SP : [s.n.], 2003.
246 p. : il.
Orientador: Delia Rodriguez-Amaya
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: Estudos multidisciplinares mais recentes apontam as funções dos carotenóides não apenas como corantes naturais, mas como fitoquímicos com atuação benéfica à saúde humana. Uma vez que as atividades biológicas estão intimamente ligadas às estruturas e as concentrações dos carotenóides, há...
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Resumo: Estudos multidisciplinares mais recentes apontam as funções dos carotenóides não apenas como corantes naturais, mas como fitoquímicos com atuação benéfica à saúde humana. Uma vez que as atividades biológicas estão intimamente ligadas às estruturas e as concentrações dos carotenóides, há grande necessidade de dados analíticos confiáveis. O esforço no campo analítico vem testemunhando as dificuldades inerentes da análise de carotenóides e apesar dos avanços conquistados em instrumentação e no reconhecimento das fontes de erros, erros analíticos persistem na literatura internacional. A crescente utilização da cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) em carotenóides e a utilização da espectrometria de massas vem ganhando destaque nos artigos científicos e permitindo aos pesquisadores da área de alimentos contar com mais ferramentas de identificação e quantificação. O Capítulo 1 apresenta uma revisão bibliográfica sobre a evolução e aplicação da CLAE-EM na análise de carotenóides em alimentos, mostrando as suas vantagens bem como as suas limitações. Os capítulos 2 e 3 demonstram os efeitos do estádio de maturação, estação do ano e processamento mínimo nos teores de carotenóides em verduras folhosas -(couve, chicória e espinafre). Em verduras minimamente processadas, adquiridas -do mercado em Campinas, os carotenóides luteína, ?-caroteno, violaxantina e neoxantina apresentaram-se significativamente maiores no verão do que no inverno, com exceção do ?-caroteno da couve, que não variou significativamente. Em verduras minimamente processadas, estocadas em sacos plásticos por cinco dias a 7-9 °C, houve perdas de 14-42%, 19-32%,12-20%, 8-31 % para ?-caroteno, luteína, violaxantina e neoxantina, respectivamente, as maiores perdas acontecendo em espinafre, com exceção de neoxantina que degradou mais em couve. O efeito do estádio de maturação diferiu entre as folhas. Em couve, o ?-caroteno e a luteína foram significativamente mais alto em folhas maduras, violaxantina apresentou-se maior nas folhas jovens e neoxantina ficou em teores semelhantes. Em chicória, os carotenóides tiveram concentrações duas a quatro vezes maiores nas folhas maduras. Por outro lado, as folhas mais jovens de espinafre contiveram níveis ligeiramente mais altos de carotenóides. Sendo vegetais mundialmente produzidos e consumidos, servindo de base de alimentação de algumas regiões mais carentes, as abóboras e morangas foram investigadas no Capítulo 4. Tendo perfis semelhantes, a C. moschata cv. "Menina Verde" apresentou 67,7±9,1 ?g/g de ?-caroteno, 26,8±5,1 ?g/g de ?-caroteno, 17,4±3,5 ?g/g de luteína e 7,8±2,1 ?g/g de neoxantina, enquanto que a C. moschata cv. "Goianinha" teve 56,7±7,6 ?g/g, 23,8±3,3 ?g/g, 18,3±5,0 ?g/g e 6,3±1,7 ?g/g, respectivamente, para os mesmos carotenóides. A luteína (56,6±9,7 ?g/g) foi o principal carotenóide do híbrido "Tetsukabuto", seguido por ?-caroteno (30,5±5,4 ?g/g), violaxantina (21,9±5,0 ?g/g) e neoxantina (14,4±3,0 ?g/g). Por outro lado, em C. maxima cv. "Exposição", a violaxantina (20,6±3,3 ?g/g) predominou, tendo ainda ?-caroteno (1S,4±4,2 ?g/g), luteína (10,7±3,9 ?g/g) e neoxantina (9,8±1,9 mg/g). O C. pepo cv. "Mogango" foi o que apresentou teores menores, apresentando apenas 9,8±2,9 ?g/g luteína, 6,9±2,2 ?g/g violaxantina, 5,4±1,6 ?g/g ?-caroteno e 3,6±1,4 ?g/g neoxantina. Os Capítulos 5 e 6 trataram da confirmação da identidade dos carotenóides de frutas brasileiras, utilizando parâmetros tradicionais como comportamento cromatográfico em coluna e camada delgada, reações químicas e espectros de absorção e parâmetros modernos como a cromatografia líquida de alta eficiência com detector de conjunto de diodos e acoplada a espectrometria de massas. Observou-se que o uso em conjunto dos parâmetros tradicionais foi suficiente para identificar os carotenóides conhecidos. A espectrometria de massas confirmou as identificações por estes parâmetros, reforçando especialmente a identificação dos carotenos (carotenóides hidrocarbonetos) pelo fornecimento de fórmulas moleculares contendo apenas carbono e hidrogênio. Em acerola o carotenóide majoritário foi o ?-caroteno, seguido por luteína, violaxantina, ?-criptoxantina, neoxantina, a-caroteno e cis-?-caroteno. Em camu-camu houve predominância de luteína, tendo ainda ?-caroteno, zeaxantina, neoxantina, ?-criptoxantina, ?-caroteno-5,6-epóxido e cis-?-caroteno. Nas três cultivares de manga o destaque foi para violaxantina, cis-violaxantina e ?-caroteno. Foram também identificados como carotenóides minoritarios neoxantina, luteína, zeaxantina, ?-criptoxantina, ?-caroteno-5,6-epóxido, ?-caroteno e cis-??-caroteno. Para melão-laranja o carotenóide principal foi o ?-caroteno, tendo também luteína, ?-caroteno-5,6-epóxido, ?-caroteno e cis-?-caroteno. Em pequi violaxantina, luteína e zeaxantina foram os majoritários, com ?-criptoxantina, ?-caroteno e neoxantina em pequenas quantidades. Pitanga apresentou rubixantina, cis-rubixantina, licopeno e ?-criptoxantina como carotenóides principais, com violaxantina, luteína, zeaxantina, ?-caroteno-5,6-epóxido, cis-licopeno, ?-caroteno e ?-caroteno como minoritários. Para uma identificação conclusiva dos carotenóides conhecidos de frutas o espectro de absorção e as reações químicas de identificação de estrutura mostraram ser suficiente. A espectrometria de massas tem sua importância para carotenóides desconhecidos ou como complemento de identificação. Sendo vegetais muito consumidos no Brasil e no mundo, pimentões foram estudados no Capítulo 7. Os parâmetros tradicionais (comportamento cromatográfico, espectro de absorção na região UV-visível e reações químicas) foram suficientes para identificar conclusivamente a maioria dos carotenóides, porém, a espectrometria de massas foi necessária para identificar conclusivamente a capsantina e capsorubina. Os principais carotenóides do pimentão amarelo (híbrido F1 Amanda) foram violaxantina (27,13 a 36,57 ?g/g), luteína (5,30 a 9,30 ?g/g) e f3-caroteno (1,56 a 3,91 ?g/g). Em pimentão vermelho (híbrido F1 Magali) os carotenóides majoritários foram: capsantina (29,15 a 36,18 ?g/g), seguida por f3-caroteno (5,06 a 6,83 ?g/g), luteína (5,84 a 8,66 ?g/g) e violaxantina (1,84 a 3,58 ?g/g)
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Abstract: Recent multidisciplinary studies have shown functions or actions of carotenoids, not only as natural pigments, but also as phytochemicals with beneficial effects on human health. Since the biological activities are intimately related to the structures and concentrations of the carotenoids,...
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Abstract: Recent multidisciplinary studies have shown functions or actions of carotenoids, not only as natural pigments, but also as phytochemicals with beneficial effects on human health. Since the biological activities are intimately related to the structures and concentrations of the carotenoids, there is a great need for reliable analytical data. Efforts in the analytical field have demonstrated the inherent difficulties of carotenoid analysis and, in spite of advances in instrumentation and in the recognition of the sources of errors, analytical errors persist in the literature. The increased utilization of high performance liquid chromatography (HPLC) and the use of mass spectrometry (MS) have gained prominence in scientific articles, giving researchers in the area more tools for identification and quantification. Chapter 1 presents a literature review on the evolution and application of HPLC-MS in carotenoid analysis of foods, demonstrating the advantages as well as the limitations. Chapters 2 and 3 show the effects of the stage of maturity, season and minimal processing on the carotenoid levels of leafy vegetables (kale, endive and New Zealand spinach). In minimally processed vegetables, marketed in Campinas, lutein, ?-carotene, violaxanthin and neoxanthin were significantly higher in the summer than in winter, with the exception of ?-carotene in kale which did not vary significantly. In minimally processed vegetables, stored in plastic bags for five days at 7-9°C, losses of 14-42%, 19-32%,12-20% and 8-31% were observed in ?-carotene, lutein, violaxanthin and neoxanthin, respectively, the losses being greater in New Zealand spinach, except for neoxanthin which degraded more in kale. The effect of the stage of maturity differed among the leaves. In kale, ?-- carotene and lutein were signiticantly higher in the mature leaves, violaxanthin was higher in the young leaves and neoxanthin had similar levels in the mature and young leaves. In endive, the carotenoids had concentrations two to four times greater in the mature leaves. On the other hand, the young leaves of New Zealand spinach had levels slightly greater than those of the mature leaves. Being vegetables produced and consumed worldwide, serving as a major component of the diet of some of the poor regions, squashes and pumpkins were investigated in Chapter 4. Having similar patterns, C. moschata cv. "Menina Verde" had 67.7±9.1 ?g/g ?-carotene, 26.8 i: 5.1 ?g/g ?-carotene, 17.4 i: 3.5 ?g/g lutein and 7.8 i: 2.1 ?g/g neoxanthin, while C. moschata cv. "Goianinha" contained 56.7 i: 7.6 ?g/g, 23.8 i: 3.3 ?g/g , 18.3 i: 5.0 ?g/g and 6.3 i: 1.7 ?g/g, respectively, of the same carotenoids. Lutein (56.6 i: 9.7 ?g/g) was the principal carotenoid of the hybrid "Tetsukabuto," followed by ?-carotene (30.5i: 5.4 ?g/g), violaxanthin (21.9 i: 5.0 ?g/g), and neoxanthin (14.4 i: 3.0 ?g/g). On the other hand, in C. Maxima cv. "Exposição", violaxanthin (20.6 i: 3.3 ?g/g) predominated, ?-carotene (15.4 i: 4.2 ?g/g), lutein (10.7 i: 3.9 ?g/g) and neoxanthin (9.8 i: 3.9 ?g/g) being also present. C. pepo cv. "Mogango" had the lowest levels, having only 9.8 :t 2.9 ?g/g lutein, 6.9 :t 2.2 ?g/g violaxanthin, 5.4 :t 1.6 ?g/g ?-carotene and 3.6 :t 1.4 ?g/g neoxanthin. Chapters 5 and 6 dealt with the confirmation of the identity of the carotenoids of Brazilian fruits, using traditional parameters such as chromatographic behavior in column and thin layer, chemical reactions and absorption spectra, as well as modem parameters through HPLC with photodiode array and mass detectors. It was observed that the combined use of the traditional parameters was sufficient to identify known carotenoids. Mass spectrometry confirmed the identifications obtained by these parameters, especially the identification of carotenes (hydrocarbon carotenoids), by fumishing molecular formulas having only carbon and hydrogen. In acarola, the major carotenoid was ?-carotene, followed by lutein, violaxanthin, ?-cryptoxanthin, neoxanthin, ?-carotene and cis-??-carotene. In camu-camu, there was a predominance of lutein, ?-carotene, zeaxanthin, neoxanthin, ?-cryptoxanthin, ?-carotene-5,6-epoxide and cis-?-carotene being also found. In three cultivars of mango, the major carotenoids were violaxanthin, cis-violaxanthin and ?-carotene. Neoxanthin, lutein, zeaxanthin, ?-cryptoxanthin, ?-carotene-5,6-epoxide, ?-carotene and cis-?-carotene were also identified as minor constituents. In cantaloupe, the principal carotenoid was ?-carotene, lutein, ?-carotene-5,6-epoxide, ?-carotene and cis-??-carotene being also present. In pequi, violaxanthin, lutein and zeaxanthin were the main carotenoids, with ?-cryptoxanthin and ?-carotene in small amounts. Pitanga had rubixanthin, cis--rubixanthin, Iycopene and ?-cryptoxanthin as principal carotenoids, with violxanthin, lutein, zeaxanthin, ?-carotene-5,6-epoxide, cis-Iycopene, ?-carotene and ?-carotene as minor carotenoids. For the conclusive identification of known carotenoids in fruits, the absorption spectrum and the chemical reactions for structure identification were shown to be sufficient. Mass spectrometry is important for unknown carotenoids and as a complement of identification. Being widely consumed vegetables in Brazil and the world, pepper was studied in Chapter 7. The traditional parameters (chromatographic behavior, absorption spectrum in the UV-visible region and chemical reactions) were sufficient in identifying conclusively majority of the carotenoids. However, mass spectrometry was necessary for the conclusive identification of capsanthin and capsorubin. The principal carotenoids of yellow pepper F1 Amanda hybrid) were violaxanthin (27.13 to 36.57 ?g/g) , luteina (5.30 to 9.30 ?g/g) and ?-carotene (1.56 to 3.91 ?g/g). In red pepper (F1 Magali hybrid), the major carotenoids were: capsanthin (29.25 to 36.18 1l9/g), followed by ?-carotene (5.06 to 6.83 ?g/g), lutein (5.84 to 8.66 ?g/g) and violaxanthin (1.84 to 3.58 ?g/g)
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Rodriguez-Amaya, Delia, 1941-
Orientador
Kimura, Mieko
Avaliador
Sabino, Myrna
Avaliador
Miyasaka, Celio Kenji, 1963-
Avaliador
Carvalho, Roberto Nogueira
Avaliador
Analise de carotenoides em alimentos brasileiros por cromatografia liquida de alta eficiencia : espectrometria de massas
Cristiane Hess de Azevedo-Meleiro
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Cristiane Hess de Azevedo-Meleiro
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