Analisis de los componentes volátiles de la yerba mate por Head

Resumen: E-043
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005
Analisis de los componentes volátiles de la yerba mate por Head Space Analysis
en el proceso de maduración rápida.
Romero, Carlos R. - Jorge, Nelly L. - Gómez Vara, Manuel E.
Universidad Nacional del Nordeste. Fac. de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Área de Química-Física.
Av. Libertad 5400. (3400). Corrientes. República Argentina (e-mail: ing.romero@gmail.com)
Antecedentes
La importancia comercial de la yerba mate está relacionada no solo a su peculiar sabor y propiedades estimulantes, sino
también a sus características organolépticas (Filip, 2001). Su aroma es el resultado de un proceso de manufactura muy
complejo para inactivar las encimas de la planta. La yerba mate puede contener muchos compuestos volátiles que
pueden diferir cuantitativamente de un proceso de producción a otro, siendo importante su determinación tanto desde el
punto de vista tecnológico como económico.
Aunque la cromatografía gaseosa – espectrometría de masa (CG–EM) es el método analítico elegido, siempre es
necesario incluir un paso previo que involucra la extracción de componentes volátiles mediante HSA.
Diferentes métodos han sido utilizados para la extracción de compuestos volátiles como ser el proceso de extracción y
destilación simultánea (SDE) (Schutz et al., 1977; Kawakami et al. 1991). Constituyentes del aroma han sido reportados
por Kawakami M. y Kobayashi A. en la yerba mate y en la yerba mate tostada.
El propósito de este trabajo es desarrollar la técnica HSA, y analizar los componentes volátiles de la yerba mate por CGEM y comparar los resultados con aquellos obtenidos por otras técnicas conocidas, como la SDE.
Materiales y Métodos
La yerba mate utilizada es un producto de Las Marias Co. Ltd. Argentina que fue estacionada en forma acelerada,
sometida a unos 60ºC durante dos meses en cámaras especiales, y lista para ser llevada a molino para su envasado y
comercialización. Dos gramos de cada muestra fue puesta en un frasco hermético de 20 mL con septum de silicona para
permitir la extracción de los volátiles y mantenida aproximadamente a 120ºC durante 2 horas. Una muestra de 500 µL
de la fase gaseosa en equilibrio estático con el material sólido fue extraído para su correspondiente análisis.
Se utilizó un espectrómetro de masa Agilent 5973 conectado a un cromatógrafo de gases Agilent 6890 para la
identificación por EM bajo las siguientes condiciones: columna, 30m x 0.25mm HP 5MS columna capilar; la
temperatura de la columna fue mantenida a 40 ºC durante 2min y programada a 10 ºC/min hasta 190 ºC y mantenida a
esta temperatura durante 1min; temperatura del inyector 120ºC; Temperatura de la fuente iónica 230ºC; velocidad de
flujo del gas transportador (helio) 44cm/s, electron energy 70 eV. Los datos de EM fueron analizados por el programa
Nist Mass Spectral Search.
La mayoría de los componentes en las muestras analizadas fueron identificados comparando su espectro con aquellos
almacenados en el Nist Mass Spectral Library.
La composición porcentual de volátiles fue obtenida directamente del área total del pico más abundante.
Discusión y Resultados
Los compuestos identificados y las cantidades relativas de cada uno de ellos, calculado a partir de las áreas de los picos,
es mostrado en la Tabla 1. Un total de 36 compuestos fueron identificados como volátiles de la yerba, incluidos
alcoholes alifáticos, aldehídos, ácidos, lactonas, terpenos, alicíclicos, aromáticos, furan(ona)s, piranos y pirazoles.
Los resultados no indican presencia de 2-Butoxietanol, en comparación con lo encontrado por Kawakami et al. 1991,
utilizando el método SDE. La presencia de altos niveles de 2-Butoxietanol puede sugerir que este compuesto es un
contaminante proveniente de agroquímicos o es producido durante el proceso de maduración (Kawakami et al. 1991).
Altos niveles de Linalool fueron encontrados por otros autores mediante otro método, en nuestro caso, se detectó
Linalool oxide I (cis furanoid) que se trata de un producto de oxidación del Linalool y su presencia se debe a la
exposición a altas temperaturas que tiene la yerba mate durante el estacionamiento acelerado.
Los principales componentes fueron 2-methylfuran, pirazina, 2-ethyl-furan, 1-penten-3-ol, furfural, 4-heptanolide, dlimonene, beta-myrcene.
La mayoría de los alcoholes alifáticos y aldehídos de cadena larga, tales como el 1-pente-3ol y el hexanal, son productos
de degradación o degradación secundaria de ácidos grasos sometidos a tratamiento térmico (Frankel et al., 1981).
Los resultados vistos en la tabla 1 muestran que las ketonas no fueron encontradas, mostrando que no existe degradación
térmica de carotenoides o fotooxidación del ácido linoleico (Kawakami et al., 1990).
Furanos y Furaldehídos son formados a partir de aldehídos tales como carbohidratos o de aminoácidos vía desoxyosonas
(Kawakami1991). El Furfural fue producido a partir de la glucosa con serina calentando a 120 ºC en un sistema modelo
(Baltes et al.1989; Kawakami et al.1991).
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Conclusiones
1) Los compuestos volátiles que aportan al aroma de la yerba mate son productos de reacciones de degradación
termo-oxidativa que se presentan en el proceso de maduración acelerado y estacionamiento de la yerba mate.
2) Aplicando la técnica HSA se puede realizar un seguimiento del proceso de maduración de la yerba mate a
través de una técnica sencilla, con el objeto de determinar las condiciones optimas del proceso que favorezcan
la presencia de los componentes volátiles que incrementen la calidad del producto.
3) Se investigará la degradación de los componentes volátiles en el proceso de maduración natural.
4) Se investigará en mayor detalle las reacciones de degradación de los componentes presentes
Agradecimientos
Agradecemos a Las Marías Co. Ltd. por el aporte de muestras de yerba mate y a la Administración Provincial del Agua,
Chaco, por los estudios de CG-EM.
Referencias
-Baltes, W.; Kunert-Kirchert, J.; Reese, G. Model reactions on generation of thermal aroma compounds. In Thermal
Generation of Aromas; ACS Symposium Series 409; Parliment, T.H.; McGorrin, R. J.,: Ho, C.-T, Eds.; American
Chemical Society: Washington, DC, 1989; pp 143-155.
-Filip, R.; López P.; Giberti, G.; Coussio, J.; Ferraro,G. Phenolic compounds in seven South American Ilex species;
Fitoterapia, 2001, 72, 774-778.
-Frankel, E. N.; Neff, W. E.; Selke, E. Analysis of Autooxidized Fats by Gas Chromatographic-Mass Spectrometry: VII.
Volatile Termal Decomposition Products of Pure Hydroperoxides from Autoidezed and Photosensitized Oxidized
Methyl Oleate. Lipids 1981, 16, 279-285.
-Kawakami M.; Kobayashi A. Volatile Constituents of green Mate and Roasted mate. J. Agric. Food Chem. 1991, 39,
1275-1279.
-Kawakami, M. The efecct of Photooxidation for Tea Manufacturing. J. Shoku Bunka (Ibaraki Christian Junior College,
Japan) 1990, 2, 1-6.
-Schutz, T. H.; Flath, R. A.; Mon, T. R.; Eggling, S. B.; Teranishi, R. Isolation of volatile compound from a model
system., J. Agric. Food Chem. 1977, 25, 446-449.
RT
1.03
1.06
1.6
1.98
2.20
2.25
2.30
2.35
2.54
2.56
2.67
2.94
3.00
3.24
3.78
4.01
4.36
4.45
4.50
4.64
5.97
Tabla 1. Compuestos volátiles de la yerba mate por HSA y SDE.
Area de pico GC
Compuesto
HSAa
SDEb
Indol…
0.19
0.20
chloromethane
0.33
c
Pirazina…
21.23
d
2-methylfuran
8.48
c
1-penten-3-ol
3.74
2.50
(Z)-3-hexenol
0.94
0.2
4-ethyl-3-penten-2-one
2.78
c
2-ethylfuran
13.54
0.5
2-penten-1-ol
2.38
0.2
4-methyl-cyclohexanol
2.11
4-heptanolide
5.58
c
2-methyl-2-butenal
0.7
0.10
3-methyl-2-butenal
0.47
2,3-dihydro-2,5-dimethylfuran
1.12
0.2
2-methyl-3-buten-2-ol
1.83
0.5
hexanal
0.92
1.20
2-methyl-2-pentenal
0.72
0.50
3,5-dimethyl-1H-pyrazole
1.03
3,4-dimethyl-1H-pyrazole
2.64
Furfural
2.09
0.6
Bicyclo[3.1.0]hex-2-ene,2-methyl-5-(10.26
methylethyl)- (Thujene)
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RT
6.08
7.09
7.13
7.26
7.31
7.52
7.56
7.66
7.72
7.76
7.87
8.04
8.22
8.49
8.71
a
Compuesto
alpha-pinene
beta-myrcene
beta-pinene
3,7-dimethyl-1,5,7-octatrien-3-ol
alpha-phellandrene
(+)-2-carene
(+)-2-caren-3-ol
p-cymene
d-limonene
Limonene
3,7-dimethyl-1,5,7-octatrien-3-ol
1,3,7-Octatriene, 3,7-dimethyl(Ocimene)
gama-terpinene
Linalool oxide I (cis, furanoid)
alpha-terpinolene
HSA. b SDE c Not detected; d Values less than 0.05
Area de pico GC
HSAa
SDEb
0.35
d
2.59
0.2
1.95
0.3
0.68
0.1
0.94
d
0.43
0.36
0.97
0.2
2.82
1.48
0.5
1.13
0.1
1.26
0.1
0.66
0.36
0.89
0.2
0.8
0.1