esdelibro

DETERMINACIÓ PER GC-MS DE VAINILLA EN DIFERENTS PRODUCTES

La cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (GC/MS) és una tècnica analítica que permet identificar i quantificar els compostos presents en una mostra.
Aquesta s'introdueix al port d'injecció del cromatògraf (injector) on es volatilitza. Els vapors s'introdueixen a l'interior d'una columna farcida de fase estacionària per arrossegament amb un flux d’una fase mòbil de gas inert. El punt d’ebullició i el diferent grau d'interacció dels components de la mescla amb la fase estacionària de la columna en permeten la separació.

Les columnes més utilitzades en l’actualitat son les capil·lars, de diàmetre intern reduït (0’25 a 0’53 mm) I longitud de 25 a 60 m. La fase estacionaria es troba adherida a les parets i acostuma a ser un polisiloxà. Les columnes es troben a l’interior d’un forn amb una temperatura controlada.

La columna emprada per nosaltres té les següents característiques:

  • Marca: J&W 1235563; Fase: HP5. Longitud: 50 m; diàmetre: 320 micres i espessor de fase 1 micra. 

Les condicions del forn emprat en el nostre cas:
  • Temperatura inicial: 50 ºC amb temps inicial 5 min. 
  • Rampa: 5 ºC/min 
  • Temperatura final: 250 ºC amb temps final 10 min. 

A la sortida de la columna, les fraccions separades passen a un espectròmetre de masses.

A continuació mostrarem les gràfiques de les anàlisis que vam realitzar als laboratoris químics de l’empresa Solvay al llarg dels dos mesos. Al laboratori de química de l’institut realitzàrem la part de tractament de les mostres i extraccions i un cop teníem varies mostres encapsulades anàvem una tarda a la setmana a la Solvay.

La primera substància que analitzàrem i que ens va servir de patró per a la resta d’anàlisis va ser la vainillina pura que hi havia al laboratori de l’institut.


En aquest cromatograma podem veure dos pics significatius. El primer de tots, surt entre els 5 i 10 minuts, es tracta del dissolvent hexà. Cal dir que aquest pic surt en tots els cromatogrames en els que hem emprat l’hexà com a dissolvent en l’extracció. El següent pic que observem, surt als 32,2 min.

L’espectre de masses obtingut als 32,2 min coincideix en un 96% amb l’espectre de la vainillina de la llibreria NIST (National Institute of Standards and Technology).

Cal dir que aquesta primera anàlisi ens va servir per esbrinar que en totes les mostres que analitzaríem, si contenien vainillina hauria d’estar aquest pic, aproximadament a aquest temps i, a més a més, amb aquest espectre de masses.

La següent mostra que analitzàrem correspon a la beina de vainilla. Per obtenir el component essencial d’aquesta mostra vam emprar els dos mètodes d’extracció ja descrits abans, la maceració i l’extracció amb Soxhlet.
Vam injectar al cromatògraf cadascun dels extractes i els resultats obtinguts són molt semblants, tot i això els comentarem per separat. En el cas de la maceració:


El primer pic significatiu que trobem és el de la vainillina, al mateix temps que la trobàvem a la vainillina pura, als 32,2 min. Això ens indica que la beina de vainilla té exactament el mateix component químic que la vainillina pura sòlida.

L’espectre de masses obtingut en aquest temps és el següent:



Aquest espectre de masses obtingut a aquest temps coincideix en un 96% amb el de la llibreria NIST.

La següent anàlisi correspon a l’extracció dels components essencials de la beina amb soxhlet.


El pic de la vainilla surt al mateix temps que el pic de la vainillina pura, als 32,2 min. L’espectre de masses que hem obtingut en aquest temps coincideix amb un 95% amb l’espectre de la llibreria NIST.
L’espectre de masses que es va obtenir als 32,2 min és el següent:



Anàlisis del Licor 43.

Com podem observar els primers pics són deguts a la presència de dissolvent, com sempre trobem a tots els nostres cromatogrames. Però en aquest cas, el dissolvent utilitzat va ser el dicloroetà. Tot i això als 14,3 min, just abans del gran pic de vainilla trobem un pic que correspon al Geraniol, un compost pressent a les roses i a la pell de la llimona, producte que segurament forma part en la fabricació d’aquest licor.



Després del pic de Geraniol surt el pic de Vainillina, en aquest cas està situat als 19,2 min. Això es degut a què en aquest cas en el mètode d’anàlisi que s’ha emprat la temperatura era més elevada. 

L’espectre de masses del Geraniol coincideix un 96% amb el de la llibreria NIST, mentre que el de la vainillina en un 95%.

La següent mostra, la colònia de vainilla "Monogotas Vainilla" adquirida a Mercadona





Esmentar que no hem necessitat fer cap extracció prèvia degut a què la colònia ja porta l’alcohol i per tant, permet la seva introducció directa amb el cromatògraf.

Per això els tres primers pics que observem són de alcohols presents en les colònies. El següent pic que trobem és el etilmaltol, un compost utilitzat per potenciar sabors i aromes tant d’aliments com de perfums, cosmètics, tabac, etc. Aquest compost l’hem detectat als 24,7 min. Aquest compost que hem obtingut coincideix un 93% amb la llibreria NIST.

El següent compost detectat és el 4-anisaldehid, un compost utilitzat a les industries dels licors i a la indústria de la perfumeria com a simulador de la vainilla. Aquest compost fa que olorem a la vainilla quan realment no està present. Aquest compost apareix als 27 min i té una coincidència d’un 94% amb el de la llibreria NIST.

El següent pic que veiem torna a ser un alcohol present a les colònies. Després d’aquest pics trobem el pic de l’etil vainilla, la vainilla sintètica. La utilització de la vainilla sintètica en substitució de la natural es degut al fet de què el cost de producció de la vainilla sintètica és menor que el d’obtenció de la vainilla natural. La trobem als 34,5 min i té una coincidència del 92% amb la llibreria NIST.




Després d’aquest pic trobem un altre gran pic que és una impuresa de la mostra ja que és un derivat del plàstic que en moltes altres mostres també ens va sortir. Aquesta impuresa segurament es deguda al fet de què la mostra la vam tapar amb un tap de plàstic.

Per últim, trobem l’àcid benzoic. Aquest és un compost que s’utilitza a la perfumeria per augmentar l’olor de les colònies i aromes. Aquest compost apareix als 45,8 min i té una coincidència amb la llibreria NIST del 89%.

Com al llarg de la recerca botànica vam assabentar-nos de què el gust d'alguna de les espècies de vainilla, com per exemple la Vainilla panifolia Andrews, recorda a l’extracte de canyella vam analitzar la canyella per identificar el compost responsable de la seva aroma segons la bibliografia i veure si contenia algun compost químic present a la vainilla.

A continuació mostrem d’aquests anàlisis els cromatogrames i comentem els resultats.

Canyella en pols



Tot i que al cromatograma podem veure dos pics molt significatius els dos són de cinamaldehid, el compost principal de la canyella. Els dos tenen una coincidència del 97% amb la llibreria NIST. El primer surt als 21 min mentre que el segon als 27,5 min. 

L’espectre de masses és el següent:






Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada