¿Sabe cuánta vitamina A hay en el aceite de hígado de bacalao que produce?

Por Accelerating Science Food Personal, científico de aplicaciones

Los Institutos Nacionales de Salud (NIH) definen la vitamina A como el nombre de un grupo de retinoides liposolubles, principalmente retinol y ésteres de retinol. Esta vitamina interviene en la función inmunitaria, favorece el crecimiento celular y desempeña un papel fundamental en el funcionamiento normal del corazón, los ojos, los pulmones y otros órganos. Los NIH indican en su sitio web la cantidad diaria recomendada (CDR) de vitamina A y advierten de que tanto la deficiencia como el exceso de esta vitamina en el cuerpo humano tienen consecuencias para la salud.

La National Library of Medicine reconoce que el aceite de hígado de bacalao es una fuente de vitamina A y se puede obtener comiendo hígado de bacalao fresco o tomando suplementos. Fortune Business Insights señala que «se prevé que el mercado mundial del aceite de hígado de bacalao crezca de 88,75 millones de dólares en 2022 a 162,86 millones de dólares en 2029».

Es crucial que los fabricantes de suplementos, incluidos los que suministran cápsulas de aceite de hígado de bacalao, cuenten con múltiples procedimientos de control de calidad. En la fabricación de alimentos o suplementos, donde el producto es una mezcla compleja, la espectroscopia UV-Visible ofrece un control de calidad rápido y sencillo. Las muestras complejas no tienen que ser trabajadas o separadas en componentes para las pruebas de calidad. La muestra puede ser medida tal cual. Para la gestión de la producción, esto podría eliminar la necesidad de pasos de análisis adicionales y ahorrar tiempo en general, ya que los científicos alimentarios pueden utilizar la espectroscopia de derivados UV-Visible para determinar el contenido de vitamina A en el aceite de hígado de bacalao, una muestra compleja que consta de múltiples cromóforos.

Espectroscopia de derivados UV-Visible

La espectroscopia de absorción UV-Visible es una técnica robusta y no destructiva para cuantificar cromóforos en solución. Es una técnica analítica muy útil que se utiliza con mayor frecuencia para la cuantificación de analitos dentro de una muestra de fase de solución determinada. El método se centra en la capacidad de las moléculas para absorber luz en la región UV-Visible del espectro electromagnético, lo que puede provocar transiciones electrónicas entre los estados fundamental y excitado. Dado que la estructura electrónica y la probabilidad de transición asociada son únicas para una molécula determinada, el espectro de absorción medido proporcionará información específica del analito de interés. A través de la ley de Beer (eq. 1), donde A es la absorbancia medida en función de la longitud de onda, c es la concentración del analito, l es la longitud de onda y ε es el coeficiente de extinción en función de la longitud de onda, se demuestra que la absorción medida es linealmente proporcional a la concentración del analito. Esto permite un análisis cuantitativo sencillo y rápido.

Las bandas de absorción UV-visible suelen ser amplias debido a diversos factores, 1 y, como resultado, pueden ser complicadas de interpretar cuando hay varios cromóforos presentes en la solución (Figura 1). Mientras que la ley de Beer (ecuación 1) describe la correlación entre la absorbancia y la concentración de un cromóforo, cuando se miden varios cromóforos en una sola muestra, el espectro de absorción resultante es aditivo. La ecuación 2 describe la relación entre la absorbancia medida y la absorción relacionada con cada cromóforo, donde AT,λ es la absorbancia total y A1,λ, A2,λ y An,λ son las absorbancias relacionadas con cada componente individual. Para muestras con una superposición espectral significativa, determinar las contribuciones de cada cromóforo puede ser difícil o, en el caso del análisis de componentes principales, requerir un cierto grado de ajuste matemático y estimación inherente.

Para combatir estas deficiencias, se puede emplear la espectroscopia derivada como un método relativamente sencillo para analizar los espectros UV-Visibles de sistemas complejos. En este método, se toma la enésima derivada (1ª, 2ª, etc.) del espectro UV-Visible recogido y se representa gráficamente en función de la longitud de onda. Estos espectros resultantes pueden ayudar a resolver mejor las características espectrales superpuestas 2-5 y se utilizan en una variedad de espacios de aplicación, como la ciencia de los alimentos o el análisis farmacéutico. 3,5-8 Aunque anteriormente se obtenían mediante procedimientos experimentales complicados, como la modulación de la longitud de onda, el software moderno es capaz de calcular matemáticamente los espectros derivados de forma rápida y sin necesidad de cálculos adicionales.9

Para demostrar el uso de la espectroscopia derivada para matrices complejas, se analizó el contenido de vitamina A en el aceite de hígado de bacalao, un suplemento común. Se sabe que el aceite de hígado de bacalao no solo contiene cantidades apreciables de vitamina A, también conocida como retinol, sino que también puede contener una variedad de otras sustancias, incluidos isómeros de vitamina D.13,14 Se sabe que el retinol absorbe en el rango UV-visible,11,12 mientras que, al mismo tiempo, algunos de los otros componentes presentes en el aceite de hígado de bacalao también son absorbentes e incluyen características en la misma región espectral que el retinol. Como resultado, se espera que el espectro de absorción UV-Visible del aceite de hígado de bacalao incluya características de absorción superpuestas.

Se llevó a cabo un experimento utilizando un espectrofotómetro UV-Visible, en el que se recogieron los espectros de absorción de una muestra de aceite de hígado de bacalao y de soluciones estándar de retinol. Los datos resultantes se procesaron posteriormente para obtener espectros de primera y segunda derivadas. Estos espectros resultantes se utilizaron posteriormente para analizar cualitativa y cuantitativamente el contenido de vitamina A en el aceite de hígado de bacalao.

Mediante el uso de la espectroscopia derivada, se pudieron evitar complicaciones por bandas de absorción superpuestas, y se encontró que la concentración de vitamina A estaba en buena concordancia con la concentración anticipada.

Conclusión

La espectroscopia derivada UV-Visible puede utilizarse para resolver mejor las características espectrales superpuestas y evaluar con precisión los niveles de concentración. Si bien la espectroscopia derivada puede ayudar en el análisis cualitativo, existen métodos mediante los cuales los espectros derivados también pueden analizarse cuantitativamente. Esta técnica es relevante en una variedad de espacios de aplicación, como la ciencia de los alimentos o el análisis farmacéutico.

En la nota de aplicación Análisis de la vitamina A en el aceite de hígado de bacalao: uso de derivados en técnicas de absorción UV-visible, se pueden encontrar detalles exhaustivos sobre los procedimientos y resultados del experimento, incluidos los espectros y gráficos.

Recursos y referencias

• Nota de aplicación: Análisis de la vitamina A en el aceite de hígado de bacalao: uso de derivados en técnicas de absorción UV-visible
• Grabación del seminario web a petición: Espectroscopia derivada UV-visible: teoría y aplicaciones
• Recursos adicionales del sitio web para espectrofotómetros UV-Vis

Tenga en cuenta que las referencias que figuran a continuación se utilizan a lo largo de la nota de aplicación, así como en el artículo anterior:

1. Hollas, J. M., Modern Spectroscopy; John Wiley and Sons, 2015
2. Talsky, G.; Mayring, L.; Kreuzer, H., High-Resolution, Higher-Order UV/VIS Derivative Spectrophotometry, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1978, 17, 785 – 799.
3. Karpińska, J., Derivative Spectrophotometry – Recent Applications and Directions of Developments, Talanta, 2004, 64, 801 – 822.
4. Parmar, A.; Sharma, S., Derivative UV-vis Absorption Spectra as an Invigorated Spectrophotometric Method for Spectral Resolution and Quantitative Analysis: Theoretical Aspects and Analytical Applications: A Review, Trends Anal. Chem., 2016, 77, 44 – 53.
5. Rojas, F. S.; Ojeda, C. B.; Pavon, J. C., Derivative Ultraviolet-Visible Region Absorption Spectrophotometry and its Analytical Applications, Talanta, 1988, 35, 753 – 761.
6. Atole, D. M.; Rajput, H. H., Ultraviole Spectroscopy and its Pharmaceutical Applications – A Brief Review, Asian J. Pharma. Clin. Res., 2018, 11, 59 – 66.
7. Habtamu, D.; Belay, A., Espectros de derivadas de primer orden para determinar la cafeína y los ácidos clorogénicos en granos de café defectuosos y no defectuosos, Food Sci. Nutr., 2020, 8, 4757 – 4762.
8. Hassib, S. T.; Asmaa, A. E.-Z.; Marwa, A. F., Métodos validados de derivados indicadores de estabilidad y de relación de derivados para la determinación de algunos fármacos utilizados para aliviar trastornos del tracto respiratorio y sus productos de degradación, Drug Testing and Analysis, 2011, 3, 306 – 318.
9. O’haver, T. C., Derivative and Wavelength Modulation Spectrometry, Anal. Chem., 1979, 51, 91A-99A.
10. Ojeda, C. B., Rojas, F. S., Recent Developments in Derivative Ultraviolet/Visible Absorption Spectrophotometry, Anal. Chim. Acta, 2004, 518, 1-24.
11. Barua, A. B.; Furr, H. C., Properties of Retinoids: Structure, Handling, and Preparation, Molecular Biotechnology, 1998, 10, 167-182.
12. Furr, H. C., Analysis of Retinoids and Carotenoids: Problems Resolved and Unsolved, J. Nutr., 2004, 134, 281S – 285S.
13. Wahbi, A. A. M.; Abounassif, M. A.; Alkahtani, H. M., Spectrophotometric Determination of Vitamin A in Oily Capusles Using First Derivative Curves, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 1989, 7, 39 – 43.
14. Holick, M. F., Vitamin D: A Millenium Perspective, Journal of Cell Biology, 2003, 88, 296 – 307.
15. Orlova, T. N.; Terenetskaya, I. P., Possible Use of Provitamin D3 Photoisomerization for Spectral Dosimetry of Bioactive Antiachitic UV Radiation, J. Appl. Spectrosc., 2009, 76, 240 – 244.