Análisis y preparación de muestras de compuestos volátiles y semivolátiles en
alimentación, fragancias y medio ambiente
NUEVAS APLICACIONES DE TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN POR
SORCIÓN EN EL ANÁLISIS DE LA FRACCIÓN VOLÁTIL: EXTRACCIÓN
SECUENCIAL EN VINOS ESPUMOSOS Y SEGUIMIENTO “ONLINE" DE
FERMENTACIONES
Dra. Mª Lourdes Morales Gómez Prof. Titular
Área de Nutrición y Bromatología Facultad de Farmacia Universidad de Sevilla
http://grupo.us.es/agr167/
Sevilla, 17 de Noviembre 2016
Análisis y preparación de muestras de compuestos volátiles y semivolátiles en
alimentación, fragancias y medio ambiente
NUEVAS APLICACIONES DE TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN POR SORCIÓN EN EL ANÁLISIS DE LA FRACCIÓN VOLÁTIL
- Analysis for chloroanisoles and cholorophenols in cork by stir bar sorptive extraction and gas chromatography-mass spectrometry. Callejón, RM.; Troncoso A.M. & Morales M.L., Talanta 71 (2007) 2092–2097.
NUESTRAS APLICACIONES DE LA TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN POR SORCIÓN:
-Volatile and sensory profile of organic red wines produced by different selected autochthonous and commercial Saccharomyces cerevisiae strains. Callejón, R.M.; … Paneque, P.; Morales, M.L., Anal. Chim. Acta 660 (2010) 68-75. - Effect of store time at low temperature on the volatile compound composition of Sevillana and Maravilla raspberry. Morales, M.L.; Callejón, R.M.; Ubeda, C. et al., Postharvest Biol. Technol. 96 (2014) 128-134.
- Optimization and validation of headspace sorptive extraction for the analysis of volatile compounds in wine vinegars. Callejón, R.M.; González, A.G.; Troncoso, A.M.; Morales, M.L., J. Chromatogr. A. 1204 (2008) 93-103.
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
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Elaboración de un vino espumoso:
Vino base + Licor de tiraje
Monovarietal o “Coupage”
Vino espumoso
Primera fermentación Segunda fermentación
Método tradicional o Método Charmat
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Segunda fermentación:
Método tradicional
Vino base + Licor de tiraje Remoción
Segunda fermentación
Eliminación de lías por congelación y degüelle
Licor de expedición
Maduración con lías
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Segunda fermentación:
Método Charmat
Segunda fermentación
Tanque presurizado
Embotellado Vino base + Licor de tiraje
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
AROMA FINAL
Compuestos volátiles
Variedad de uvas
Vino base
Tipo de segunda fermentación
Compuestos volátiles
PROBLEMAS ANALÍTICOS
- Gran número de sustancias a analizar
- Disparidad química
- Amplio intervalo de concentraciones
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXTRACCIÓN
Volumen de muestra: 7,5 mL de vino espumoso + 2,25 g NaCl + 10μL PI
1 hora a 200 rpm en placa agitadora Temperatura ambiente
Comparación de métodos de extracción por sorción
INMERSIÓN (SBSE) DOBLE SECUENCIAL (1ºSBSE-2ºHSSE)
ESPACIO DE CABEZA (HSSE)
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXTRACCIÓN
Comparación de métodos de extracción por sorción
Volumen de muestra: 7,5 mL de vino espumoso + 2,25 g NaCl + 10μL PI
INMERSIÓN (SBSE)
1 hora a 200 rpm en placa agitadora Temperatura ambiente
ESPACIO DE CABEZA (HSSE)
1 hora a 62 ᵒC en baño de agua
DOBLE SECUENCIAL (1ºSBSE-2ºHSSE)
TDU-CIS-GC-MS
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6,25% 3,12%
28,12%
62,5%
no pico por SBSE
no pico por HSSE
<1
>1
Áreas Relativas SBSE/HSSE
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SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXTRACCIÓN
Comparación de métodos de extracción por sorción con PDMS
6,25%
93,75%
no pico por SBSE
>1
Áreas Relativas Doble/SBSE
HSSE<SBSE<Doble 65,62% mejor SBSE 100% mejor doble secuencial
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Muestras: 20 espumosos
Nº País Variedad Método
15 Chile
Chardonnay/Pinot Noir Chardonnay/Pinot Noir/Semillon
Charmat (8)
Chardonnay/Pinot Noir Pinot Noir Chardonnay
Tradicional (7)
3 España Chardonnay/Palomino Macabeo/Parellada/Xarel·lo
Tradicional
2 Francia Merlot/Cabernet Franc/Cabernet Sauvignon Pinot Noir/Chardonnay/Pinot Meunier
Tradicional
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Nº de compuestos: 130
78: LRI, STD, MS (NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library)
19: LRI, MS
33: MS
Ésteres
Alcoholes
Ácidos
Cetonas
Terpenos
Aldehídos
Acetales Lactonas
Otros
C13-Norisopreniodes
Fenoles volátiles
Etílicos (30) Acetatos (8) Metílicos (4) Isoamílico (4) Otros (6)
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Diferencias entre Espumosos Chilenos: Método Charmat-Método Tradicional
Comparación de perfiles de compuestos volátiles (áreas relativas a PI)
Acetatos min.
Acetatos máx.
0
2
4
6
8
10
12
Chile Charmat
Chile Tradicional
Intervalos de valores totales de acetatos
T < CH Acetato de Isoamilo 0,15-1,18 2,6-5,3 (p>0,01)
Valores medios totales para cada grupo químico
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Ésteresetílicos
Acetatos Alcoholes Ácidos
Chile Charmat
Chile Tradicional
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Diferencias entre Espumosos Chilenos: Método Charmat-Método Tradicional
Comparación de perfiles de compuestos volátiles (áreas relativas a PI)
Valores medios totales para cada grupo químico
T > CH Succinato de dietilo 6,8-21,7 2,75-5,04 (p>0,01)
Ác. Decanoico CH > T (p>0,01)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Ésteresetílicos
Acetatos Alcoholes Ácidos
Chile Charmat
Chile Tradicional
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
Diferencias entre Espumosos Chilenos: Método Charmat-Método Tradicional
0
0,02
0,04
0,06
Tradicional
Chamat
Acetoína
0
0,01
0,02
0,03
0,04
Chamat
Tradicional
TDN
0
0,01
0,02
0,03
0,04
TradicionalChamat
4-Vinilguiacol
0
0,005
0,01
ChamatTradicional
Eugenol
Cetonas C13-norisoprenoide
Fenoles volátiles
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
Diferencias entre Espumosos Chilenos: Método Charmat-Método Tradicional
0
0,01
0,02
0,03
0,04
Chamat
Tradicional
Óxido de cis-Linalol
0
0,05
0,1
0,15
TradicionalChamat
Linalol
Terpenos
0
0,005
0,01
0,015
Chamat
Tradicional
Óxido de trans-Linalol
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Diferencias entre Espumosos Chilenos: Método Charmat-Método Tradicional
Análisis de componentes principales
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Diferencias entre Espumosos Chilenos: Método Charmat-Método Tradicional
Análisis de componentes principales
ChardonnayPinotNoir
ChardonnayPinotNoir
ChardonnayPinotNoir
ChardonnayPinotNoir
ChardonnayPinotNoir
ChardonnayPinotNoir
ChardoPinotNoirSemil lon
ChardoPinotNoirSemillon
-15 -10 -5 0 5 10
Factor 1: 30,03%
-08
-06
-04
-02
00
02
04
06
08
010
Fac
tor
2:
22,8
0%
Hexanal
Óxido de cis-linalol
4-Etilfenol
Decanoato de metilo
β-ionona
3-Etoxipropionato de etilo
Formiato de furfurilo
2-Hidroxi-4-metilpentanoato de etilo
Método Charmat Método Tradicional
ChardonnayPinotNoir
ChardonnayPinotNoir
PinotNoir
PinotNoir
PinotNoir
Chardonnay
Chardonnay
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
Factor 1: 27,37%
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Facto
r 2:
23,9
2%
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
Diferencias entre Espumosos tradicionales: Chilenos y europeos
Alto peso negativo en PC2: Malato de dietilo Fumarato de dietilo Furoato de etilo Isovalerato de etilo Glutarato de dietilo 2-Metilbutirato de etilo 3-Etoxipropionato de etilo 2-hidroxi-3-metilsuccinato de dietilo Pirrol Óxido de trans-linalol
Alto peso positivo en PC2: Valerato de etilo 3-Hexanoato de etilo Acetato de cis-3-hexenil Acetato de isoamilo Acetato de 2-feniletanol Acetato de isobutilo Acetoina Linalol α-Terpineol Isobutanol Hexanoato de 4-hexenil
Análisis de componentes principales
Chile
Chile
Chile
Chile
Chile
Chile
Chile
España
España
España
Francia Francia
-10 -5 0 5 10
Factor 1: 22,70%
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
Facto
r 2: 15,5
9%
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“CARACTERIZACIÓN AROMÁTICA DE ESPUMANTES DE CHILE”
Volatile profile characterisation of Chilean sparkling wines produced by traditional and Charmat methods via sequential stir bar sorptive extraction. C. Ubeda, R.M. Callejón, A.M. Troncoso, A. Peña-Neira, M.L. Morales Food Chemistry 207 (2016) 261–271
Otra aplicaciones del método de doble extracción secuencial: Trabajo fin de Máter: - Caracterización de levaduras de velo de flor implicadas en la crianza biológica de
los vinos finos de Jerez de la Frontera. Lda. Maite Valdivia Torrejón. Máster en Ciencia y tecnología de bebidas fermentadas.
- Estudio composición volátil producida por levaduras de velo de flor procedentes de la denominación de origen “Jerez-Xéres-Sherry” y “Manzanilla de Sanlúcar de Barrameda”. Lda. Mariana Ochoa Cordero. Máster en Ciencia y tecnología de bebidas fermentadas.
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Gracias a
Dra. Raquel Mª Callejón Prof. Titular Área de Nutrición y Bromatología Facultad de Farmacia Universidad de Sevilla
Dra. Cristina Úbeda Personal docente e investigador Facultad de Ciencias de la salud Universidad Autónoma de Chile
Dra. Patricia Paneque Profesora Contratada Doctora Área de Edafología y Química Agrícola Facultad de Química Universidad de Sevilla
Gracias a todos por su atención