DETERMINACION DE CAPSAICINA Y DIHIDROCAPSAICINA EN GAS PIMIENTA POR LC-MS/MS
Córdoba Estévez, Mónica; Pereyro, M. Agustina; Comin, M. Julieta INTI Química
mcordoba@inti.gob.ar
Introducción
La capsaicina y la dihidrocapsaicina se extraen del fruto del Capsicum y son los componentes mayoritarios con mayor poder irritante dentro de la familia de los capsainocidos.
O
NH
CH3
HO
CH3
O H3C
Figura 1: Capsaicina, C18H27NO3 (PM: 305g/mol)
O
NH
CH3
HO
CH3
O H3C
Figura 2: Dihidrocapsaicina, C18H29NO3 (PM: 307g/mol)
Figura 3: Fruto del Capsicum
En el mercado se pueden encontrar distintos gases pimienta utilizados para defensa personal. Los mismos contienen un principio activo que puede ser de origen natural o sintético. Los primeros suelen contener un 10% de Oleoresin Capsicum (OC), extracto de ajies picantes, disuelto en algún solvente adecuado (cloruro de metileno, tricloroetileno, isopropanol, etc) y gas propelente (N2 o CO2). La exposición a estos compuestos provoca una respuesta fisiológica intensa como: ceguera temporal, desorientación, irritación ocular, sensación de quemadura y sofocación. La variabilidad en la concentración de los capsainocidos en OC utilizados en defensa personal puede alterar la potencia y efectividad del mismo.
En el caso de los gases sintéticos, el activo utilizado es PAVA (vanililamida de ácido pelargónico).
O
NH
CH3
HO O
H3C
Figura 4: PAVA, C17H27NO3 (PM: 293g/mol)
Objetivo
Verificar el origen de los principios activos de un gas pimienta importado, mediante la determinación de los mismos en una muestra por cromatografía líquida acoplada a espectrometría masa-masa (LC-MS/MS).
Descripción
Para la realización del trabajo se utilizó un sistema HPLC Waters Alliance acoplado a Espectrómetro de masa Quattro Premier XE marca Waters. Se empleó ionización por Electrospray en modo positivo (ESI+) y se desarrolló un método cromatográfico compatible con el detector de masa. Fase móvil: 0.1% Ácido Fórmico en agua: 0.1% Ácido Fórmico en Acetonitrilo Columna: ACE 3 C18 50x2.1mm Se analizaron las muestras obtenidas esprayando las mismas en un vial de vidrio y disolviéndolas en metanol HPLC.
Resultados
En la Figura 4 se presenta el cromatograma de iones totales (TIC) obtenido por barrido desde 100-800 (relación masa/carga, m/z) de las muestras analizadas. Se observan dos picos principales a un tiempo de retención (tr) de 7 y 8 minutos.
MP\_1\_100\_02May17\_6
1: Scan ES+ TIC
6.45e7
MP\_1\_100\_04May17\_4 46 (7.786) Cm (45:47)
100
137.0
1: Daughters of 308ES+ 3.44e6
%
%
%
31
Time
6.00
6.25
6.50
6.75
7.00
7.25
7.50
7.75
8.00
8.25
8.50
8.75
9.00
9.25
9.50
9.75
10.00
Figura 4: HPLC-MS, TIC ESI+
En la figura 5 se presentan los espectros de
masa obtenidos para los mismos.
MP\_1\_100\_02May17\_6 48 (7.069) Cm (46:51)
100
306.2
1: Scan ES+ 2.78e7
184.2
172.2
155.1
0
m/z
136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186
Figura 7: Espectro de barrido de iones hijos de m/z 308
A continuación se muestran en la tabla 1 los
resultados y las estructuras sugeridas para los
compuestos hallados:
tr [M+H]+ Iones
min
hijos
Fórmula molecular sugerida
7
306
137
8
308
137
C18H27NO3 C18H29NO3
Capsaicina
Dihidrocapsaicina
Tabla 1: Resultados HPLC-MS y MS/MS
Se proponen las siguientes fragmentaciones para los compuestos:
216.9
261.1
328.2
0
200.9
239.1 218.8
283.1 304.7 326.8
349.2 350.8
393.2 405.9437.4 447.3 466.2 479.1
592.8 611.4 633.5
689.2 701.7 712.3
m/z
180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720
MP\_1\_100\_02May17\_6 89 (7.896) 100
308.2
1: Scan ES+ 1.23e7
Figura 8: Fragmentación propuesta para el ion m/z 306
%
217.0
261.1
305.1
0
200.8
239.0 239.3
218.5
304.7
300.1
309.6 330.2 349.4
282.7
320.4
371.5 393.4
427.2437.0 467.7 487.4 503.2 540.3 579.4 593.5 614.6
649.5 688.9 708.3 714.9 744.6 766.2
m/z
180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780
Figura 5: Espectro de masa de barrido 100-800, ESI+. a)
tr 7 min, b) tr 8 min.
En el espectro de masa se observa el ion cuasimolecular [M+H]+ con relación m/z de 306 para el pico de tr 7 minutos y m/z 308 para el pico en tr 8 minutos. En las figuras 6 y 7 se presentan los espectros MS/MS, obtenidos por fragmentación de los iones cuasimoleculares de cada pico.
MP\_1\_100\_04May17\_4 22 (6.915) Cm (21:23) 100
137.0
2: Daughters of 306ES+ 6.92e6
%
182.2
107.0 109.1
114.0
126.1
133.0
151.2 153.1
170.1
0
m/z
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
Figura 6: Espectro de barrido de iones hijos de m/z 306
Figura 9: Fragmentación propuesta para el ion m/z 308
En la espectrometría masa-masa se produce la
la disociación inducida por colisión. Los iones
son acelerados mediante potencial eléctrico y
colisionan con móleculas neutras de Argón. La
energía cinética se transforma en energía
interna dando como resultado la ruptura de
enlaces.
Estas fragmentaciones son
características de la estructura de los
compuestos y permiten la elucidación
estructural de los mismos.
Conclusiones
Los resultados obtenidos en los espectros de masa de las muestras coinciden con los iones cuasimoleculares hallados en bibliografía para los principales componentes del Oleoresin Capsicum (OC), extracto natural de ajíes picantes. La fragmentación de los iones cuasimoleculares es coincidente con la hallada en bibliografía. En base a todo lo expuesto se infiere la presencia en las muestras de Capsaicina y Dihidrocapsaicina, proveniente del extracto natural de ajíes picantes.
Bibliografía
*Reilly CA, Crouch DJ, Yost GS. Quantitative analysis of capsaicinoids in fresh peppers, oleoresin capsicum and pepper spray products. J Forensic Sci. Vol 46, 2001.
*Reilly CA, Crouch DJ, Yost GS Determination of Capsaicin, Nonivamide, and Dihydrocapsaicin in Blood and Tissue by Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry. Journal of Analytical Toxicology, Vol. 26, September 2002. *Garces-Claver,A.;Arnedo-Andres,M;Abadia,J;Gil-Ortega,R; Alvarez-Fernandez,A.Determination of Capsaicin and Dihydrocapsaicin in Capsicum Fruits by Liquid ChromatographyElectrospray/Time-of-Flight Mass Spectrometry. J. Agric. Food Chem. Vol.54, 2006.
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