Almendras dulces y amargas: determinación del contenido de amigdalina mediante cromatografía líquida de alta resolución y clasificación mediante espectroscopia visible y de infrarrojo cercano

Abstract

[ES] La almendra es una drupa de semilla comestible, consumida y comercializada en su estado natural o como parte de diversos productos elaborados. Se distinguen dos clases de almendras: amargas y dulces. El sabor amargo se debe a la presencia de compuestos cianogénicos, como la amigdalina, que es un compuesto altamente toxico que influye directamente en la calidad sensorial y aceptabilidad del producto. En este estudio se determinó del contenido de amigdalina en almendras mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). En primer lugar, se optimizaron las condiciones de extracción de la amigdalina de las almendras, seleccionándose metanol como disolvente y un tiempo de 24 h de agitación. Posteriormente se procedió a la optimización de las condiciones de separación, obteniéndose los mejores resultados con una fase móvil compuesta por una mezcla de agua y acetonitrilo (80:20, v/v) en elución isocrática con un caudal de 1 mL·min-1 y un volumen de inyección de 20 µL. El método cromatográfico desarrollado dio lugar a repetibilidades inter-día con RSDs menores de 0,31 y 1,41 % para tiempos de retención y áreas de pico, respectivamente. Además, se obtuvo un LOD del 0,40 mg·L -1 y recuperaciones en todos los casos cercanas al 100 %. El contenido de amigdalina obtenido en almendras dulces varió en un rango de 0,67 a 348 mg·Kg-1 , en tanto que para las almendras amargas se detectó un contenido de amigdalina entre 14734 y 50412 mg·Kg-1 . Previo a la determinación de amigdalina mediante HPLC, todas las almendras consideradas en él estudio fueron analizadas mediante espectroscopia visible (VIS) y de infrarrojo cercano (NIR). Los espectros obtenidos fueron empleados junto con tres técnicas distintas de clasificación (PLS-DA, SVM y LDA) para ver si eran capaces de discriminar entre almendras dulces y amargas sin necesidad de recurrir a los análisis por HPLC. Los mejores resultados se obtuvieron mediante el método PLS-DA, alcanzando una exactitud en la clasificación del conjunto de validación del 100 %, mientras que con los métodos SVM y LDA se obtuvo una clasificación global del 88,90 % y del 70,90 %, respectivamente. En base a estos resultados, se puede concluir que la técnica de espectroscopia VIS-NIR es una buena alternativa no destructiva para la clasificación de almendras en dulces y amargas, con posibilidades de adaptación in-line en un sistema de clasificación automatizado aportando así ventajas en relación al tiempo de detección, versatilidad de los productos a analizar y reducción de la inversión a realizar en los procesos industriales con el fin de asegurar un correcto control de calidad.

[EN] The almond is an edible seed, consumed and marketed in its natural state or as part of processed products. There are two kinds of almonds: bitter and sweet. The bitter taste is due to the presence of cyanogenic compounds, such as amygdalin, which is a highly toxic compound that directly influences the sensory quality and acceptability of the product. In this study, the content of amygdalin in almonds was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). Firstly, the conditions of extraction of the amygdalin in the almonds were optimized, methanol being selected as the solvent and a 24 h stirring time. Subsequently were optimized the separation conditions, the best results were obtained with a mobile phase composed of a mixture of water and acetonitrile (80:20, v / v) in isocratic elution with a flow rate of 1 mL min-1 and a volume of injection of 20 μL. The chromatographic method developed gave rise to inter-day repeatability with RSDs of less than 0.31 and 1.41 % for retention times and peak areas, respectively. In addition, a LOD of 0.40 mg·L-1 and recoveries were obtained in all cases close to 100 %. The content of amygdalin obtained in sweet almonds ranged from 0.67 to 348 mg·kg -1 , whereas for bitter almonds the amygdalin content detected was between 14734 and 50412 mg·kg-1 . Before determination of the amygdala by HPLC, all the almonds considered in the study were analyzed by visible (VIS) and near infrared (NIR) spectroscopy. The obtained spectra were used together with three different classification techniques (PLS-DA, SVM and LDA) to see if they were able to discriminate between sweet and bitter almonds without the use of a destructive HPLC technique. The best results were obtained using the PLS-DA method, with a precision in the classification of the 100 % validation group, whereas with the SVM and LDA methods an overall classification of 88.90 % and 70.90 % was obtained, respectively. Based on these results, it can be concluded that the VIS-NIR spectroscopy technique is a good non-destructive alternative for the classification of sweet and bitter almonds, with possibilities of adaptation online in an automated classification system, obtaining advantages in relation to the time of detection, the versatility to analyzed the products and the reduction of the investment to be made in the industrial processes to safe a correct quality control.

[CA] L'ametla és una llavor comestible, consumida i comercialitzada en el seu estat natural o com a part de diversos productes elaborats. Es distingixen dos classes d'ametles: amargues i dolçes. El sabor amarg es deu a la presència de compostos cianogènics, com l'amigdalina, que és un compost altament tòxic que influïx directament en la qualitat sensorial i acceptabilitat del producte. En este estudi es va determinar el contingut d'amigdalina en ametles per mitjà de cromatografia líquida d'alta resolució (HPLC). En primer lloc es van optimitzar les condicions d'extracció d’amigdalina de les ametles, seleccionant-se metanol com a dissolvent i un temps de 24 h d'agitació. Posteriorment es va procedir a l'optimització de les condicions de separació, obtenint-se els millors resultats amb una fase mòbil composta per una mescla d'aigua i acetonitril (80:20, v/v) en elució isocràtica amb un cabal d'1 mL min-1 i un volum d'injecció de 20 µL. El mètode cromatogràfic desenvolupat va donar lloc a repetibilitats inter-dia amb RSDs menors de 0,31 i 1,41 % per a temps de retenció i àrees de pic, respectivament. A més, es va obtindre un LOD del 0,40 mg·L-1 i recuperacions en tots els casos pròximes al 100 %. El contingut d'amigdalina obtingut en ametles dolces va variar en un rang de 0,67 a 348 mg·Kg-1 , en tant que per a les ametles amargues es va detectar un contingut d’amigdalina entre 14734 y 50412 mg·Kg-1 . Previ a la determinació d'amigdalina per mitjà de HPLC, totes les ametles considerades en el estudi van ser analitzades per mitjà d'espectroscòpia visible (VIS) i la d'infraroig pròxim (NIR). Els espectres obtinguts van ser a continuació empleats junt amb tres tècniques diferents de classificació (PLSDA, SVM i LDA) per a veure si eren capaços de discriminar entre ametles dolces i amargues sense necessitat d’utilitzar una tècnica destructiva com l’HPLC. Els millors resultats es van obtindre amb el mètode PLS-DA, aconseguint una exactitut en la classificació del conjunt de validació del 100 %, mentres que amb els mètodes SVM i LDA es va obtindre una classificació global del 88,90 % i del 70,90 %, respectivament. Basant-se en estos resultats, es pot concloure que la tècnica d'espectroscòpia VIS-NIR és una bona alternativa no destructiva per a la classificació d'ametles en dolçes i amargues, amb possibilitats d'adaptació in-line en un sistema de classificació automatitzat aportant així avantatges en relació al temps de detecció, versatilitat dels productes a analitzar i reducció de la inversió a realitzar en els processos industrials a fi d'assegurar un correcte control de qualitat.