Estudio de la oxidación peryodica de la acetoina y posibilidad de su determinación espectrofotométrica mediante la formación de acetaldehído semicarbazona

DEPARTAMENTO DE BROMATOLOGIA, TOXICOLOGIA y ANALISIS QUIMICO APLICADO P o . D . D. RAFAEL GARCÍA VILLANOVA ESTUDIO DE LA OXIDACION PERYODICA DE LA ACETOINA y POSIBILIDAD DE SU DETERMINACION ESPECTROFOTO METRICA MEDIANTE LA FORMACION DE ACETALDEHIDO- SEMICARBAZONA M.a D. RUIZ LóPEZ, M.a R. F. OLEA Y R. GARGÍA-VILLANOVA RESUMEN Se ha ealizado un es udio espec o o omé ico de la eacción de la ace oina y semica bacida, p e ia oxidación de és a a ace aldehido pa a da ace aldehido-semica bazona. La ley de Bee se cumple pa a concen aciones de ace oina comp endidas en e 4,4.10-2 y 2,6.10-1 mg. Se ha de e minado el coe icien e de ex ención de ace aldehido-semica bazona y el alo encon ado esul a se : E223 = 10.133 M-1 L cn 1. Se con i ma la posibilidad de de e minación de ace oina po el mé odo espec o o omé ico ensayado. SUMMARY A spec opho ome ic s udy o he eac ion o ace oin and semica ba cide, p e iou axoda ion o ace oin o ace aldehyde o gi e ace aldehyde semica bazona has been ealized. Bee 's law is obeyed o he ange 4,4.10-2- 2,6.10-1 mg o ace oin. The ex inc ion ,coe icien o ace aldehyde-semica ba zone has been de e mina ed and he alue ound is E223 = 10.133 M-1 1 cm-l. The posibili y o de e mina ion o ace oin by his spec opho ome ic me hod has been con i med, RESUME On é udie pa spec o pho ome ie la eac ion de l'ace oine a ec la semi ca bazide p éalable l'oxida ion á ace aldehyde pou ob eni ace aldehyde semica bazone. La loy de Bee es sui ie po concen acions de ace oin comp ises en e 4,4.10-2 e 2,6.10-1 mg. On a de e miné le coe icien d'ex- A s Pha maceu ica. Tomo XXII. Núm. 3, 1981. 366 ARS PHARMACEUTICA inc ion de la ace aldehyde-semica bazone, e la aleu ou ée es E223 = = 10_133 M-l 1 cm-l. On a cons a é la posibili y de de e mina ion de l'!I!ce oine pa ce e me hode spec opho ome ique. INTRODUCCION La ace oina jun o con el diace ilo, p oduc o de oxidación de la p ime a, in luye en los ca ac e es o ganolép icos de nume osos p oduc os que se some en a p ocesos de e men ación o madu a ción, ales como queso, man equilla, inag e, e c. Se han iden i icado las bac e ias lác icas capaces de elabo a can idades impo an es de ac,e oina y diace ilo. Se a a del Leuco nos oc ci o o um y L. pa aci o o um. Pa a ac i a la o mación de sus ancias a omá icas hay que cul i a las en medio ácido y desa olla se en asociación con bac e ias muy acidi ican es como son los S ep ococos lac i y S. c emo is. Se ha acla ado el papel desempeñado po el ácido cí ico p e sen e en la na a. G acias a es e ácido, las bac e ias elabo an ace oina, diace ilo y bu Henglicol según un mecanismo es udiado po DE MAM Y PETTE, en la que pa icipan como in e media ios los ácidos pi ú icos, oxalacé ico y ace olác ico. Se han p opues o nume osos mé odos pa a la de e minación de la ace oina, basándose en di e en es écnicas, así la oxidación has a diace ilo con C13Fe y su pos e io de e minación g a imé ica median e la o mación de dime ilglioxima o de níquel p o pues o po LEcOK (1). Se de e mina asimismo po eacción con la c ea ina y ·el alcohol isop opílico po análisis espec o o omé ico, p e ia oxidación a diace ilo, écnica u ilizada po MATTIONI (2). La c oma og a ía ha sido empleada po di e sos in es igado es, de es e modo SKIBINA (3) hace una in es igación conjun a de ace oina diace ilo y 2-3 bu ilenglicol. MALAPRADE (4) in oduce el I04H como eac i o de oxidación de los glicol1es. GUERNET y col. (5) han es udiado la oxidación de la lac ulosa con I04H y MALANGEAU (6) hace un es udio compa a i o de la oxidación de ce ohexosas con pen óxido de anadio y con I04H. El I04H iene g an impo ancia en el análisis o gánico al se selec i o en e a de os g upos uncionales. Es aplicable a los ARS PHARMACEUTICA 367 compues os que ienen dos g upos hid oxilos, un g upo hid oxilo y un g upo ce o o un g upo hid oxilo y un g upo amino, en á omos de ca bono adyacen es. Se ha ealizado po noso os (7), con an e io idad un es udio es pec o o omé ico de la eacción de ace aldehido con el clo hid a o de semica bacida, cuya inalidad e a la de e minación de ace al dehido en alimen os, median e la o mación de ace aldehido-semi ca bazona. Es e p oduc o p esen a un máximo de abso ción a 223 nm y la abso i idad mola iene un alo de 10.133 M-II cm-l. PARTE EXPERIMENTAL Ma e ial Espec o o óme o U. V., Hi achi Pe kin Elme , modo 14 y egis o g á ico modo 165. Po encióme o- adiome e , pH-me e -26. Ma e ial de id io habi ual. Reac i os Ace oine, ma ca Me k (R. A.). ClH-semica bacida ma ca Me k (R. A.). Pe yoda o po ásico ma ca F. E. R. O. S. A. (R. A.). Los demás eac i os empleados son de pu eza analí ica. Disoluciones empleadas -Disolución de semica bacida 1O-2M.-0,1115 g de semica bacida disuel os en agua des ilada has a 100 mI. -Disolución egulado a de P04H3/P04H2K.-13,6 g de os a o monopo ásico y 0,311 g de ácido os ó ico y se lle an a un o lumen inal de 100 mI con agua des ilada. -Disolución de pe yoda o po ásico 10-2M.-2,30 g de I04K se di suel ,en en agua des ilada has a 1.000 mI. -Disolución de iosul a o sódico.-Se disuel en en agua des ilada has a 1.000 mI, 2,48 g de iosul a o sódico. 368 ARS PHARMACEUTICA Disolución de Iodu o po ásico al 15 %.-15 g de IK se disuel en en agua des ilada has a 100 mI. Disolución de ace oina 1O-3M.-0,088 g de ace oina se disuel en en agua des ilada has a 1.000 mI. Es udio de la concen ación óp ima de I04K pa a la oxidación de ace oina La ace oina en la oxidación con I04K se ans o ma cuan i a i amen e en ácido acé ico y aee aldehido de acue do con el si guien e esquema: Se han ealizado expe iencias con 0,5 mI de disolución de ace oina 10-3 M Y el ace aldehido esul an e de la oxidación pe yó dica, se ha condensado en b. m. hi ien e con 5 mI de disoluciones de CIH-semica bacida 10-2 M. Una ez ía la disolución, se ag ega 1 mI de disolución egulado a de os a o, pa a ija el pH = 3,5. Las lec u as espec o o omé icas se han p ac icado a 223 nm en e a un blanco de disolución egulado a diluida de os a o monopo ásico. En la abla siguien e se hacen cons a los alo es medios de la abso bancia de cinco expe iencias conco dan es. TABLA 1 ml Abso bancia IO¡K 10-2 M 223 nm 5 0,20 10 0,30 15 0,10 20 0,10 25 0,01 ARS PHARMACEUTICA 369 In luencia del iempo Se ealiza on expe iencias pa alelas empleando 5 y 10 mI de disolución de I04K 10-2 M Y 0,5 mI de ace oina 10-3 M. Aumen ando el iempo desde 5 a 180 mino Se ealizó la écnica ya desc i a y los esul ados se obse an en la g á ica de la igu a 1. ••• o',. ----- � ........ .,.. ..... , .......... .... .... .... ..... FIGURA 1 -- IOml IO .. K 1ÓnM -- 5ml "IO .. K 10·IM .... ..... .... '" " " '...., T (mll ) In e e encias de mínimas can idades de I04K y I03K en la de e  minación espec o o omé ica de ace aldehido-semica bazona El I03Ke I04K p esen an una banda de abso ción a 228 nm. Con 'el in de elimina la posible in e e encia, ya que el ace al dehido-semica bazona iene un espec o de abso ción ·con un má ximo a 223 nm, se hace necesa ia la educción del pe yoda o y yoda o con IK y iosul a o sódico. Volumen óp imo ecogido de la des ilación El ace aldehido p oceden e de la oxidación, se ecoge median e des ilación sob e 5 mI de clo hid a o de semica bacida 10-2 M. Se han ecogido di e en es olúmenes de des ilado y se obse a que a pa i de 10 mI los alo es de abso bancia pe manecen cons an e. Los esul ados encon ados es án indicados en la abla n. 370 ARS PHARMACEUTICA TABLA 11 Volumen ecogido del des ilado Abso bancia a ml 223 nm 5 0,44 7 0,53 10 0,55 12 0,55 15 0,55 Mé odo seguido pa a la oxidación pe yódica de la ace oina y pos e io de e minación espec o o omé ica Como paso p e io pa a comp oba el cumplimien o de la Ley de Lambe -Bee , se ha seguido la siguien e écnica. A un olu men de disolución de ace oina 10-3 M, se le ag ega 10 mI de diso lución de I04K 10-2 M Y an&,cu idos 15 min., iempo óp imo de oxidación, se adiciona 10 mI de IK al 15 % y 10 mI de disolución de iosul a o sódico 10-2 M. El conjun o se des ila has a ecoge 10 mI sob e 5 mI de clo  hid a o de semica bacida 10-2 M. El des ilado se man iene a e lujo en b. m. du an e 30 min., se deja .en ia y se añade 1 mI de disolución egulado a de os a o pa a man ene el pH a 3,5. Se ans asa cuan i a i amen e a un ma az a o ado de 25 mI y se comple a el olumen has a el en ase. Se mide la abso bancia de la disolución a 223 nm en e a un blan co de disolución diluida de os a o. Cumplimien o de la Ley de Lambe -Bee La comp obación de la Ley de Lambe -Bee se ha e ec uado siguiendo la écnica an e io men e desc i a. ARS PHARMACEUTICA 371 Se han omado can idades c ecien es de la disolución de ace oina 10-3 M. En la g á ica de la igu a 2 se consignan los alo es de abso bancia en e a la concen ación de ace oina empleada, los cuales se exponen en la abla III. Abl Ace oina 10-3 M ml 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 TABLA 111 Ace oina mg 8,8.1D--2 4,4.10--2 1,32.10--1 1,76.10--1 2,20.10--1 2,64.10--1 3,10.10-1 FIGURA 2 Abso bancia a 223 nm lO 0,28 0,50 0,66 0,88 1,08 1,28 1,28 30, •. 10-2 "', 372 ARS PHARMACEUTICA In e alo de aplicación de la Ley de Lambe -Bee . Rep esen a ción de Ringbom Pa a conoce el in e alo óp imo de aplicación de la Ley de Lambe -Bee y de e mina el e o o omé ico mínimo se ha ealizado la ep esen ación de Ringbom con los da os de la abla IIl. La g á ica de la igu a 3 ·co e.sponde a la ci ada ep esen ación. 4-T o'eo 0'80 o 0'.0 O' .0'40 00'," 020 0'72 FIGURA 3 o'� o·... ''Ole "'0 .. I ocnoe I . Cálculo de la concen ación de ace oina La abso i idad mola del ace aldehido-semica bazona es de 10.133 M-1 1 cm-1 y el ac o de con e sión pa a el cálculo de aC8- aina p e.sen e en una mues a a pa i de es e alo es de 200. La concen ación de ace oina se calcula po la exp esión: A = abso bancia. A Ace oina mg/Kg = --. 200 P P = peso de la mues a. ARS PHARl4ACEUTICA 373 Discusión de los esul ados La oxidación de la ace oina a ace aldehido y acé ico con I04K es posible, siemp e que la concen ación de oxidan e sea de 30 a 100 eces supe io cuando se abaja con una concen ación de ace oina del o den de 10-3 M. El iempo óp imo de oxidación pa a da ace aldehido es de 15 minu os si la concen ación de I04K en el ensayo es de 10-4 M. La pasible in e e encia del exceso de oxidan e en la medida espec o o omé ica, se e i a adicionando disoluciones de IK y disolución de iosul a o sódico. El ace aldehido p oceden e de la oxidación pe yódica se sepa a de los demás p oduc os de oxidación cuando el olumen ecogido po des ilación es de unos 10 mI. La Ley de Lambe -Bee se cumple pa a concen acione,s de ace oina comp endida en e 88 .IJ.g Y 264IJ.g. El e o o omé ico mínimo se log a pa a alo es de ace oina comp endido en e 88 IJ.g Y 220IJ.g. En consecuencia, es posible la de e minación de ace oina po es e mé odo a las concen aciones que se indican en la ep esen ación de Ringbom. BIBLIOGRAFIA l.-LECOK, R.: Manuel d'analyse alimen ai e e d'expe ises usuelles. Ed. Doin. Pa ís. 2.-MATTIONI, R. (968): Ind. Alimen ., 7 (45), 72. 3.-SKIBINA, E. M.; ARTAMONOV, P. A.; GORSHKOVA, E. 1. (975): Zh. Anal. Khim, 30 (9), 1839. 4.-MALAPRADE, L. (928): BulD. Soco Chim. (4), 43. 5.-GUERNET, M.; CIURO, C.; MALANGEAU, P. (965): Bull. Soco Chim. Biol., 47 (0), 47. 6.-MALANGEAU, P. (969): An. Real Acad. Fa m., 35 (1), 37. 7.-0LEA SERRANO, M.' R. F.; SÁNCHEZ, L.; GARCÍA-VILLANOVA, R.: Ciencia & Ind. Fa macéu ica (en p ensa).