Extraction, separation, and identification of the carotenoid-xanthopyll, neoxanthin,
by HPLC-MS from the food species inga ingoides (RICH) willd,
pacay, collected in Coroico, Bolivia
Extracción, separación, e identificación del carotenoide y xantófilo neoxantina por
HPLC-MS de la especie alimentica inga ingoides (RICH) willd,
pacay, colectada en Coroico, Bolivia
Willy J. Rendón P.1,*, Galia Chávez1, Marcelo Bascopé2, J. Mauricio Peñarrieta3
Patricia Mollinedo3
1 Natural Product Laboratory, Instituto de Investigaciones en Productos Naturales IIPN, Chemical Sciences Department, Facultad
de Ciencias Puras y Naturales FCPN, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, P.O. Box 303, Calle Andrés Bello s/n,
Ciudad Universitaria Cota Cota, phone +59122792238, La Paz, Bolivia, wjrendon1@umsa.bo, www.umsa.bo
2 Centro de Investigaciones Químicas S.R.L., Calle Junín s/n, Zona Sapenco, Quillacollo, phone +59172288963, fax +59144391763,
Cochabamba, Bolivia, marbascope@hotmail.com, www.ciq-srl.com
3 Food Chemistry Laboratory, Instituto de Investigaciones Químicas IIQ, Chemical Sciences Department, Facultad de Ciencias Puras y ]]>
Naturales FCPN, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, P.O. Box 303, Calle Andrés Bello s/n, Ciudad Universitaria Cota Cota,
phone +59122795878, La Paz, Bolivia, jmpenarrieta1@umsa.bo, pamollinedo@umsa.bo, www.iiq.umsa.bo
* Correspondent author: wjrendon1@umsa.bo
Received 09 29 2020 Accepted 12 01 2020 Published 12 30 2020
Abstract
The present work describes the isolation and characterization of neoxanthin obtained in the aerial part of the plant species Inga ingoides collected in the town of Coroico in the Department of La Paz, Bolivia. The plant was subjected to extraction processes and column chromatography on silica gel, with a mobile phase of petroleum ether / ethyl acétate with an increasing polar gradient. The major fraction of reddish colour was chromatographed by high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry HPLCMS, being determined the presence of neoxanthin.
Keywords: Neoxanthin, Carotenoids, Pacay, Inga ingoides.
Resumen
]]> En el presente trabajo se describe el aislamiento y caracterización de neoxantina obtenida en la parte aérea de la especie vegetal Inga ingoides colectada en la localidad de Coroico del Departamento de La Paz, Bolivia. La planta fue sometida a procesos de extracción y de cromatografía en columna sobre silica gel, con fase móvil de éter de petróleo/acetato de etilo de gradiente polar creciente. La fracción mayoritaria de cromatografía de coloración rojiza obtenida, fue sometida a cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de masas HPLCMS determinándose la presencia de neoxantina.Palabras clave: Neoxantina, Carotenoides, Pacay, Inga ingoides.
INTRODUCCIÓN
Los bosques húmedos montañosos cobijan una gran variedad de familias botánicas como: Loraceae, Sapotaceae, Lauraceae, Meliaceae, Burseraceae, Sapinolaceae, Piperaceae, Rubiceae, Luguminaceae, etc. Dentro la familia Leguminaceae se encuentra el género Inga una Mimosoideae.
El género Inga está presente en la naturaleza en forma de arbustos, árboles pequeños hasta medianos, la especie Inga ingoides es originaria de la región de Coroico, provincia Noryungas, La Paz, y es conocida por el nombre común de Pacay. A éste género pertenecen unas 250 especies botánicas distribuidas en regiones cálidas y húmedas de América, el fruto es agradable al paladar y es consumido por los habitantes de estas regiones e incluso comercializadas en las poblaciones cercanas al lugar de su habitat [1].
En Bolivia se encuentran catalogadas 54 especies botánicas del género Inga, varias de estas especies son usadas con propósitos medicinales, por ejemplo el fruto crudo en el tratamiento de la diabetes [2], las hojas para el tratamiento de la bronquitis, diversas diarreas, así también es usado como anti inflamatorio y presenta un elevado poder antioxidante. [3].
Entre las sustancias químicas caracterizadas en estas especies vegetales se encuentra la ingasaponina aislada de /. laurina con actividad auxiliar inmunológica [4], así como de /. marginata. En general se detectaron saponinas, taninos, fitoesteroles, triterpenos, estigmasterol, aléanos de cadena larga y de los gajos se aislaron lupeol, lupenona, fricolelina y antraquinonas como fisciona y emodin y de las hojas emodin, quercetina, fisciona y ácido kaurénico [5], y un amino ácido no proteico, íra«s-4-metoxipipecólico de las hojas de /. paterno [6].
En el aceite esencial de las hojas de /. laurina se encontraron 30,05 % de terpenoides, 9,76 % de fitol, en la corteza de la planta encontraron esteres como: Z-hex-3-enil-benzoato en 10,15 % y el mayor componente del aceite esencial es la Z-hex-3-en-l-ol-benzaoato con un 14,23 %, terpenoides 33,84 %, aléanos de cadena larga 27,04 %,y ácidos grasos 21,72 %, los mayores componentes del aceite esencial de las hojas fueron: Fitol 33,21 %, nonacosano 21,95 % y ácido palmítico 15,20 %. El aceite esencial de/, laurina mostró una buena inhibición bacteriana [7].
]]> Otros investigadores también pudieron determinar propiedades antioxidantes como es el caso de la /. edulis debido a la presencia de compuestos fenólicos. [8]De acuerdo a estudios realizados por otros investigadores la especie Inga ingoides posee propiedades antioxidantes incluida la vitamina C, los carotenos y las xantofilas, estos dos últimos poseen colores rojo a a amarillo, los cuales han sido usados para darles pigmentación a algunos animales como es el caso de la tilapia, Oreochromis niloticus [9].
Los carotenos son pigmentos liposolubles sintetizados por plantas, algas y bacterias fotosintéticas, por sus características estructurales son sensibles al oxígeno, metales, ácidos, calor, luz y las lipoxigenasas. Algunas de estas moléculas tienen capacidad de actuar como precursores de la vitamina A [10-12]. La neoxantina es un carotenoide y xantofila, presente en plantas en forma de isómeros trans y 9-cis. Fue reportada en Tomates [13]. Su rol específico en las plantas es la protección contra el estrés foto oxidativo [14].
EXPERIMENTAL
Material vegetal
Partes aéreas de la planta fueron colectadas en la localidad de Coroico, Provincia Nor Yungas del Departamento de La Paz. Un espécimen voucher fue depositado bajo WR-101 en el Herbario Nacional de Bolivia, donde, la especie vegetal fue clasificada cómo Inga ingoides.
Reactivos
Los reactivos utilizados en la presente investigación fueron los siguientes: Chloroformo (p.a.), metanol (grado HPLC) y tolueno (p.a.) Merck (Darmstadt, Germany), ácido fórmico, ácido clorhídrico, bicarbonato de sodio (p.a.), cloruro de sodio (p.a.), H2SO4 (p.a.), y silica gel de Sigma-Aldrich (St. Louis, USA)
Cromatografía en Columna
]]> La parte aérea (Hojas y tallos) de la especie Inga ingoides fue limpiada, secada y molida (1621g.), fue tratada con éter de petróleo, el extracto seco etéreo (13 g.), fue sometido a una cromatografía en columna sobre silica gel, eluyéndose en principio con éter de petróleo y posteriormente con mezclas de diferentes concentraciones de éter de petróleo y acetato de etilo de gradiente de polaridad creciente, la fracción eluída con éter de petróleo-acetato de etilo (5:1 v/v) fue la que mostró la presencia de sustancias coloridas rojizas.Cromatografía de Alta resolución acoplada a un espectrómetro de masas HPLC-MS
El análisis HPLC-MS se llevó a cabo en una columna Purospher® RP-18 (5 µm) en un módulo de separación Waters 2695, con una fase móvil compuesta de ácido fórmico al 0,1% en agua como solvente A y metanol como solvente B. Velocidad de flujo: lmL min-1. El analito, se separó mediante elución isocrática usando A / B = 35/65 (v / v) en 15 min. El compuesto se detectó con un espectrómetro de masas Waters Quattro ESI operado en modo positivo., modelo 4micro (Milford Massachusetts, USA). La fracción eluida con tiempo de retención [11,77 min..] fue identificada como el compuesto 1, después del análisis de ESI-MSMS: ESI-MS / MS.
Espectrometría de masas: electrospray ionization MS/MS [13]
Análisis ESI-MSMS: ESI-MS / MS se realizó en un instrumento Waters Quattro Micro que funciona en modo de iones positivos (Electrospray). La adquisición de datos se llevó a cabo con el software MassLynx 4.1 con los siguientes ajustes: voltaje capilar, 2500 V; voltaje de cono, 30 V; extractor, 2 V; RF, 0,0 V; temperatura de la fuente, 120 ° C; temperatura de desolvatación, 350 ° C; flujo de gas de cono, 50 L / h; flujo de gas de desolvatación, 350 L / h; ResoluciónLM 1, 15; ResoluciónHM 1, 15; energía iónica 1, 0,2; Entrada al modo MS /MS, 15; Energía de colisión MSMS, 30 eV (Gal-6S-P) y 30 eV (Gal-6S-IS); Salida del modo MS / MS, 15; Resolución LM 2, 15,0; Resolución HM 2, 15,0; energía iónica 2, 2,0; Multiplicador, 650; presión de la celda de colisión, <10-4 mbar; gas de colisión, argón. La muestra se introdujo mediante infusión directa con un caudal de 10 ul / min; espectrómetro del Centro de Investigaciones Químicas S.R.L (Responsable: Dr. Marcelo Bascopé).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Pigmentos naturales como los carotenoides han sido hallados en animales y plantas y han hallado aplicación en la protección contra ciertas formas de cáncer, así como en enfermedades cardiacas, regeneración de células musculares relacionadas con la edad, siendo importante su acción contra el daño oxidativo de macromoléculas. La búsqueda de compuestos eficientes antioxidantes incluye a los carotenoides que han demostrado que a través de su consumo pueden disminuir la incidencia de ciertas enfermedades, además representan una fuente de vitamina A actuando en la neutralización de especies reactiva de oxígeno y nitrógeno.
Los carotenoides son compuestos tetraterpenos lineales, que contienen anillos hexagonales, algunos constituidos por solo por carbono e hidrógeno, y otros por grupos funcionales OH, epóxidos en 5,6 o 5,8, carbonilos, ácidos, esteres y metóxilos, junto a dobles enlaces conjugados aislados. Se han reportado hasta la fecha aproximadamente unos 600 carotenoides.
El compuesto 1 mostró las siguientes características: peso molecular 601 (M+H). Fragmentos 583 (M+H-18), 565 (M+H-18-18), 547 (M+H-18-18-18), 509 (M+H-92), 491 (M+H-18-92), 393, 221. Los valores fueron corroborados por un espectro de UV/vis en un equipo Thermo spectronic modelo helios Alpha.
]]> Del espectro de masas se constató la presencia de un compuesto de peso molecular 601 (M+H), correspondiente a neoxantina [14-17] (compuesto 1, figura 1) valores que fueron corroborados por su espectro UV/vis. La figura 2 muestra el espectro de masas de la neoxantina (1).
CONCLUSIONES
La técnica de separación, así como la cromatografía líquida de alta resolución acoplada a un espectrómetro de masas resultaron una forma eficiente de separación e identificación de un caroteno. Este es el primer trabajo que muestra la presencia de neoxantina en plantas superiores del género Inga.
RECONOCIMIENTOS
A la Lie. Emilia García E. por su valiosa colaboración en la clasificación taxonómica de la especie Igna ingoides. Este trabajo fue financiado por fondos IDH, para el Proyecto "Carotenoides en Alimentos de Bolivia".
]]> REFERENCIAS
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