DETERMINACIÓN DE MINERALES ESENCIALES EN VEGETALES POR ABSORCIÓN ATÓMICA

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1 ISSN DETERMINACIÓN DE MINERALES ESENCIALES EN VEGETALES POR ABSORCIÓN ATÓMICA María de la Luz Zambrano Zaragoza FES-Cuautitlán- UNAM María Elena Jiménez Vieyra ESIQIE-IPN Adriana Naranjo Martínez ESIQIE-IPN Abstract La problemática de la alimentación moderna con respecto a su valor nutritivo ha motivado el análisis de la constitución química de los vegetales ya que, además de proveer fibra, también incluyen metales esenciales para muchas reacciones metabólicas. En el presente trabajo se tuvo como objetivo la determinación de los metales de calcio, cobre, magnesio, hierro y zinc. Para estas determinaciones se seleccionaron algunos vegetales que se consumen en diferentes regiones de México: acelga, apio, berros, brócoli, espinaca, huauzontle, nopal, sábila, verdolaga y xoconostle. Se determinaron los metales constitutivos de los vegetales: calcio, cobre, hierro, magnesio y zinc por medio de la técnica de absorción atómica por flama, en la que los vegetales fueron digeridos por vía húmeda (se analiza el vegetal y el agua de filtrado obtenido del cocimiento de cada vegetal). La cuantificación del metal se realizó mediante una curva de calibración y los resultados de las muestras tratadas como residuo y filtrado de la cocción de cada vegetal fueron los siguientes: los residuos de huauzontle tienen mayor cantidad de zinc, cobre y magnesio; la verdolaga en calcio y los berros en hierro. Los filtrados contenían los siguientes metales: el nopal y sábila tiene mayor cantidad de magnesio y calcio; el brócoli en zinc; el huauzontle en cobre y la acelga en hierro. Palabras clave: Minerales esenciales, absorción atómica, vegetales. Ejemplar 16. Enero-junio de 217 1

2 ISSN Existe una gran cantidad de alimentos endémicos a los que se les han concedido muchas propiedades casi mágicas, entre estos se encuentran: la acelga, el apio, el berro, el brócoli, la espinaca, el huauzontle, el nopal, la sábila, la verdolaga y el xoconostle. En realidad, estos vegetales tienen las mismas propiedades que otros al ser alimentos ricos en fibra, minerales, aminoácidos y vitaminas. Sin embargo, sí se destacan en algunas propiedades, por ejemplo: el huauzontle es excelente para la memoria ya que es rico en calcio; el nopal facilita la digestión y es hipoglucemiante; la sábila tiene efectos antiinflamatorios y cicatrizantes y por último el xoconostle, el cual es hipoglucemiante, incluso mejor que el nopal. Las funciones de los vegetales anteriormente descritas requieren de reacciones metabólicas en las que intervienen enzimas y al mismo tiempo, dichas enzimas utilizan metales como cofactores para llevar a cabo sus funciones. Por lo anterior, se puede deducir que estos vegetales aportan los metales esenciales para dichas funciones. Otra ventaja importante de estos alimentos es que el tratamiento térmico no elimina o altera a los minerales o metales presentes como cofactores, aunque en algunos casos se eliminan algunas vitaminas. Dichas vitaminas se obtienen de otras fuentes siempre y cuando se tenga una dieta equilibrada. Otra razón para consumir estos alimentos es que proveen los minerales o metales esenciales que permiten mantener el cuerpo en estado reducido y con ello evitar las reacciones de oxidación en el cuerpo humano con lo cual se aumenta la probabilidad del deterioro de la salud o envejecimiento de los órganos internos. La razón por la cual los vegetales contienen minerales es porque ellos mismos los necesitan para realizar sus funciones metabólicas. El objetivo del presente trabajo fue determinar algunos metales esenciales o cofactores que utilizan las enzimas para estas reacciones, los metales como el calcio, magnesio, cobre, fierro y zinc, presentes en acelga, apio, berro, brócoli, espinaca huauzontle, nopal, sábila verdolaga y xoconostle. MATERIALES Y MÉTODOS Los vegetales utilizados en el presente estudio fueron acelga, apio, berros, brócoli, espinaca, huauzontle, nopal, sábila, verdolaga y xoconostle, todos en su estado natural. Se pesó 1 g de cada muestra y se llevó a cabo la digestión en ácido nítrico concentrado con calentamiento con el fin de favorecer la oxidación hasta obtener una solución clara libre de materia orgánica. El análisis se realizó por triplicado. Para obtener los metales del filtrado de cocción, se utilizaron 1 g del vegetal los cuales se hirvieron en 2 ml de agua destilada por 5 minutos, tomando alícuotas de 5 ml por triplicado, las cuales se digirieron en ácido nítrico. Las muestras del residuo y agua de filtrado digeridas se filtraron y aforaron a 1 ml. Se prepararon estándares de los metales de calcio, magnesio, cobre, hierro y zinc. La cuantificación fue mediante curva de calibración utilizando la técnica de espectrofotometría de absorción atómica por flama, en un equipo de Perkín Elmer Analysist 1. Las características de las lámparas de cátodo hueco fueron: Calcio, longitud de onda nm, Magnesio, longitud de onda Cobre, longitud de onda de nm; el Hierro a una longitud de onda de nm; el Zinc a nm. Ejemplar 16. Enero-junio de 217 2

3 ppm Fe en Residuos y Filtrado mg Fe/1g Residuo ISSN RESULTADOS Y DISCUSIÓN Con respecto al análisis de hierro en el filtrado de la cocción de los vegetales, la acelga y apio reportaron mayor cantidad como lo muestra la Figura 1A. El intervalo del contenido de este metal es de.3 a 2.8 ppm. En la Figura 1B se observa que el hierro en el vegetal, crudo, contienen de.13 a.6 mg por cada gramo (1.3 a 6. mg por cada 1 g) de vegetal crudo digerido para su cuantificación. La mayor cantidad corresponde a los berros y verdolagas Figura 1A Contenido de Fe en Filtrado de El contenido de cobre en el filtrado de la cocción del vegetal se encuentra entre.2 a.34 ppm, el máximo corresponde al apio como se observa en la Figura 2, le sigue en Figura 1B Contenido de Fe en Residuos de cantidad el huauzontle y el nopal. Por otro lado, la siguiente figura reporta el contenido de cobre en el vegetal natural digerido. El vegetal tiene.2 a.14 mg de cobre por cada 1 g de vegetal, la Figura 2B la mayoría delos vegetales reportan el contenido reportado, el que contiene menor cantidad de cobre es el nopal. El contenido de cobre en el brócoli fue menor que el primer estándar Ejemplar 16. Enero-junio de 217 3

4 mg Zn/1g Residuo ppm de Zn ppm Cu en Filtrado mg Cu/1 g de Residuo ISSN Figura 2A Contenido de Cu en Filtrado de Los metales de Zinc, Calcio y Magnesio se presentan en mayor cantidad en especial el Figura 3A Contenido de Zn en Filtrado de calcio y magnesio. El zinc prácticamente tiene un contenido muy similar en los vegetales estudiados de.8 a 1 mg por cada 1 gramos de muestra. En la Figura 3 A reporta el Zinc en el filtrado de cocción en mayor cantidad en el Brócoli y Nopal se encuentra de.1 a 1.9 ppm. En la Figura 3 B el Zinc en los vegetales analizados de huauzontle y Acelga reportaron 1 mg por cada 1 g de muestra, en general los vegetales analizados reportaron contenidos de zinc de.6 a 1 mg por cada 1 g. Figura 2B Contenido de Cu en Residuos de Figura 3B Contenido de Zn en Residuos de vegetales Ejemplar 16. Enero-junio de 217 4

5 mg Mg /1 g Residuo ppm Mg en Filtrado ppm Ca en Filtrados mg Ca/1g de Residuo ISSN El calcio se obtuvo en mayor cantidad en el filtrado de las aguas de cocción de los vegetales de Acelga, Apio, Espinaca, Nopal y Sábila, Figura 4 A, la cantidad presente es la más elevada de los metales estudiados hasta ppm. El los vegetales tratados, reportados en la Figura 4 B, el Brócoli y Verdolaga contiene mayor cantidad de calcio. La cantidad encontrada fue de 5 a 2 mg de Calcio por 1 g de muestra del vegetal Figura 4A Contenido de Calcio en Filtrados de Figura 4B Contenido de Calcio en Residuos de. También el magnesio se obtiene en elevadas cantidades en el filtrado de las aguas de cocción de los vegetales. Al igual que el calcio que se cuantificó en el huauzontle y el nopal fueron eliminados en mayor cantidad, más de 15 ppm, observado en la Figura 5 A. En la Figura 5 B, se reportó el contenido del magnesio presente en los vegetales de huauzontle y verdolaga reportan la cantidad hasta 5 mg por 1 g de muestra..6 Figura 5A Contenido.5 de Mg en Filtrados de Ejemplar 16. Enero-junio de 217 Figura 5B Contenido de Mg en Residuos de El huauzontle reportó contenidos de magnesio tanto en el vegetal como tal y en el filtrado de la cocción de éste. Se esperaba que también se manifestara el contenido de calcio, pero éste eliminó en mínima proporción en el filtrado de cocción, como se observa en la Figura 5 A. En la acelga no se encontró contenido detectable de magnesio, sin embargo de los 5

6 ISSN otros vegetales se requirió llevar a cabo varias diluciones para poder cuantificar dentro de los estándares. CONCLUSIONES Los metales esenciales encontrados en mayor cantidad fueron calcio y magnesio. Las muestras de huauzontle reportaron los mejores contenidos de los metales esenciales tanto en el vegetal como tal y en los filtrados de cocción a excepción del calcio. Los metales de calcio magnesio y zinc participan en la estructura del tejido del vegetal y su presencia se manifiesta en el color y forma de estos, además de proveer un nutriente en la alimentación humana. Cada uno de estos metales esenciales tiene una función metabólica para el ser humano como es ya conocido, pero el contenido de estos metales en los vegetales analizados puede explicar también el comportamiento en el proceso de deterioro. También el hierro y cobre son utilizados por los vegetales en sus procesos enzimáticos, de tal forma que catalizan estas reacciones. REFERENCIAS Citak, D. y M. Tuzen. (21). A novel preconcentration procedure using cloud point extraction for determination of lead, cobalt and copper in water and food samples using flame atomic absorption spectrometry, Food and Chemical toxicology: 48, Oniabwa, P. C., I.G. Adetola, C.M. Iwegbue, M.F. Ojo y O.O. Tella. (1999). Trace heavy metals composition of some Nigerian beverage and food drinks, Food Chemistry: 66, Sahan, Y., F. Basoglu y S. Gücer. (27). ICP-MS análisis of a series of metales (namely: Mg, Cr, Co, Ni, Fe, Cu, Zn, Sn, Cd y Pb) in black and green olive samples from Bursa, Turkey, Food Chemistry: 15, Sapp, R.E. y S.D. Davidson. (1991). Microwave digestion of multi-component foods for sodium analysis by atomic absorption spectrometry, Journal of Food Science: 25(5), Zukowska, J. y M. Biziuk. (28). Methodological evaluation of method for dietary heavy metal intake, Journal of Food Science: 73 (2), R21-R28. Ejemplar 16. Enero-junio de 217 6