Análisis de alcaloides tropánicos en alimentos y medicamentos mediante cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas de baja y alta resolución

Résumé

Con la presente Tesis Doctoral se pretende avanzar en el estudio y control de alcaloides tropánicos (Tropane Alkaloids, TAs), que pueden contaminar matrices alimentarias, como es el caso de los cereales y pseudocereales, cuyo consumo se está incrementando en los últimos años. Para ello se han utilizado diferentes técnicas de extracción, como QuEChERS (siglas de Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, y Safe) y extracción sólido-líquido (Solid-Liquid Extraction, SLE), seguidas de una etapa de purificación mediante extracción en fase sólida (Solid Phase Extraction, SPE) y posterior análisis mediante la técnica de cromatrografía de líquidos de ultra alta eficacia (Ultra High Performance Liquid Chromatography, UHPLC) acoplada a espectrometría de masas (Mass Spectrometry, MS), haciendo uso tanto de analizadores de baja resolución (Low Resolution Mass Spectrometry, LRMS) como de alta resolución (High Resolution Mass Spectrometry, HRMS). La Tesis se ha estructurado en tres partes, abordando en las dos primeras el desarrollo de métodos de análisis para el control de TAs, mientras que en la última se estudia su estabilidad durante el procesado de alimentos, así como la búsqueda de posibles productos de transformación que se puedan generar. La primera parte se dedica al desarrollo de métodos de análisis para TAs mediante cromatografía de líquidos (Liquid Chromatography, LC) acoplada a LRMS, tipo triple cuadrupolo con MS en tándem (Triple Quadrupole Tandem Mass Spectrometry, QqQ-MS/MS). Los estudios desarrollados en esta parte incluyen: • Desarrollo y validación de un procedimiento de extracción basado en el método QuEChERS para la extracción de los dos principales TAs (atropina y escopolamina), reduciendo los límites de detección y cuantificación mediante su análisis por UHPLC-QqQ-MS/MS, en trigo sarraceno, trigo, soja y pasta elaborada a partir de trigo sarraceno, amaranto, chía y mijo. • Desarrollo y validación de un procedimiento de extracción QuEChERS y de análisis mediante UHPLC-QqQ-MS/MS para la enantioseparación de la mezcla racémica de atropina ((-)-hiosciamina y (+)-hiosciamina) y su posterior aplicación al análisis de semillas de Solanaceae (Datura Stramonium y Brugmansia Arborea), así como en muestras de trigo sarraceno contaminadas con dichas semillas. Además, se llevó a cabo un estudio de enantioconversión, evaluando diferentes parámetros de extracción como el pH y la temperatura. La segunda parte se centra en el desarrollo de métodos de análisis para TAs mediante LC-HRMS usando el analizador Exactive Orbitrap. A tal fin se desarrollaron los siguientes trabajos de investigación: • Desarrollo y validación de un procedimiento de extracción basado en SLE con una etapa de purificación mediante SPE para la extracción de un total de 14 TAs (anisodamina, escopolamina, atropina, litorina, apoescopolamina, homatropina, apoatropina, cuscohigrina, escopolina, tropina, phisoperuvina, pseudotropina, tropinona y tropano) y su posterior análisis a través del desarrollo de un método multianalito mediante UHPLC-Orbitrap-MS en matrices como trigo sarraceno, mijo, lino y soja y trigo sarraceno intencionadamente contaminado con semillas de D. stramonium y B. arborea. • Desarrollo y validación de un método de extracción de 14 TAs (anisodamina, escopolamina, atropina, litorina, apoescopolamina, homatropina, apoatropina, cuscohigrina, escopolina, tropina, phisoperuvina, pseudotropina, tropinona y tropano), incluyendo una etapa de purificación basada en SPE online, evitando la separación cromatográfica, y elución directa de los compuestos al espectrómetro de masas desde el cartucho de extracción. El acoplamiento de la etapa de extracción se realizó tanto a un analizador de LRMS como de HRMS, validando ambas metodologías y aplicándose al análisis de alimentos infantiles a base de cereales y pseudocereales, como trigo sarraceno, mijo o lino. • Estudio de TAs en medicamentos y productos homeopáticos. La tercera parte se centra en la investigación de cómo afectan diferentes condiciones de cocinado a las concentraciones de los TAs en diferentes alimentos. Además, se realiza un estudio no dirigido para identificar posibles productos de transformación de los TAs objeto de estudio, así como otros TAs o moléculas de interés que pudieran encontrarse en las muestras analizadas. En esta última parte se han desarrollado los siguientes estudios: • Evaluación del proceso de fermentado y horneado de pan elaborado a base de harina de trigo sarraceno y mijo contaminados con semillas de D. stramonium y B. arborea sobre los niveles de TAs. • Evaluación de los niveles de ATs tras cocer pasta elaborada con trigo sarraceno contaminado con semillas de D. stramonium y B. arbórea, así como de preparar té empleando muestras de té contaminadas con D. stramonium y B. arborea y té preparado a partir de hojas de coca.