Quantification By Gas Chromatography of the Content of Amino Acids Present in Sausages Fortified with Quinoa Vegetable Protein

Abstract

The objective of this research was to determine the quality of the protein present in sausages fortified with quinoa as a substitute for animal protein, through the identification and quantification of amino acids, using gas chromatography and precolumn derivatization. The amino acid composition found in the analyzed products was predominantly composed of: Threonine (THR) with a concentration of 1046.32µmol / L, aminobutyric acid (ABA) with a concentration of 9685.68 µmol / L and glutamic acid (GLU) with a concentration of 1178.71 µmol / L. These values were found in the treatment with the highest percentage of quinoa flour, establishing a directly proportional relationship between the concentrations of these amino acids and the percentage of quinoa. Gas chromatography was an adequate technique for determining the amino acid profile due to its speed and sensitivity.


Keywords: amino acids, sausages, quinoa, derivatization, gas chromatography.


RESUMEN


La presente investigación tiene por objetivo determinar la calidad de la proteína presente en embutidos fortificados con quinua como sustituyente de la proteína animal, a través de la identificación y cuantificación de aminoácidos mediante la aplicación de cromatografía de gases y la derivatización precolumna. La composición de aminoácidos encontrada en los productos analizados destaca la presencia mayoritaria de: Treonina (THR) con una concentración de 1046,32 µmol/L, ácido aminobutírico (ABA) con una concentración de 9685,68 µmol/L  y ácido glutámico (GLU) con una concentración de 1178,71 µmol/L, todos estos valores se presentaron en el tratamiento con mayor porcentaje de harina de quinua estableciéndose una relación directamente proporcional entre las concentraciones de estos aminoácidos y el porcentaje de adición de quinua en los tratamientos estudiados. Se puede concluir que la cromatografía de gases empleada resultó una técnica adecuada para la determinación del perfil aminoacídico por la rapidez y sensibilidad presentada sobre las muestras estudiadas. 


Palabras claves: aminoácidos, embutidos, quinua, derivatización, cromatografía de gases.


 

References
[1] Peña et al. Desarrollo de productos cárnicos funcionales: utilización de harina de quinua. Alimentos, Ciencia e Investigación. 2015; 23:21-26.

[2] Totosaus A. Productos cárnicos emulsionados bajos en grasa y sodio. Nacameh. 2007;1:53-66.

[3] Sánchez F, Jiménez F, Olmedilla B. Derivados cárnicos funcionales: Estrategias y perspectivas. 1st edition. Madrid: Fundación Española de nutrición; 2005.

[4] Price J. Ciencia de la carne y producto carnico. 2nd edition. España: 1994

[5] FAO. Valor Nutricional de la Quinua. International Year of Quinoa Secretariat; 2013.

[6] Romo S, Rosero A, Forero C, Cerón E. Potencial nutricional de harinas de quinua (Chenopodium quinoa W) variedad piartal en los andes colombianos primera parte. Revista Unicauca. 2006

[7] Callejón R. Desarrollo de un método de HPLC para la determinación de aminoácidos en vinagre y su validación en muestras reales [Tesis doctoral]. Sevilla: Universidad de Sevilla; 2014.

[8] Jimenez-Martın E, Ruiz J, Perez-Palacios T, Silva A, Antequera T. Gas chromatography-mass spectrometry method for the determination of free amino acids as their dimethyl-tertbutylsilyl (TBDMS) derivatives in animal source food. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2012;60(10):2456– 2463.

[9] Duncan MW, Poljak A. Amino acids analysis of peptides and proteins on the femtomole scale by gas chromatography/mass spectrometry. Analytical Chemistry. 1998;70(5):890–896.

[10] Silva BM, Casal S, Andrade PB, Seabra RM, Oliveira MB, Ferreira MA. Development and evaluation of a GC/FID method for the analysis of free amino acids in quince fruit and jam. Analytical Sciences. 2003;19(9):1285–1290.

[11] Gehrke CW, Leimer K. Trimethylsilylation of amino acids derivatization and chromatography. Journal of Chromatography A. 1971;57:219–238.

[12] Mart´ın L, Antequera T, Ventanas J, Benıtez-Donoso R, Cordoba JJ. Free amino acids and other non-volatile ´´compounds formed during processing of Iberian ham. Meat Science. 2001;59(4):363–368.

[13] Association of Official Analytical Chemists (AOAC). Official Methods of Analysis. Arlington: AOAC International; 2000.

[14] Mustafa A, Aman P, Andersson R, Kamal-Eldin A. Analysis of free amino acids in cereal products. Food Chemistry. 2007;105(1):317–324.

[15] Phenomenex E. User guide, Phenomenex. USA: Phenomenex; 2003.

[16] Leggio A, Belsito EL, de Marco R, Liguori A, Siciliano C, Spinella M. Simultaneous extraction and derivatization of amino acids and free fatty acids in meat products. Journal of Chromatography A. 2012;1241:96–102.

[17] Cornet M, Bousset J. Free amino acids and dipeptides in porcine muscles: differences between ‘red’ and ‘white’ muscles. Meat Science. 1999;51(3):215–219.

[18] Cordoba JJ, Antequera T, Ventanas J, Lopez-Bote C, Garcıa C, Asensio MA. Hydrolysis and loss of extractability of proteins during ripening of iberian ham. Meat Science. 1994;37(2):217–227.

[19] Alfocea F et al. Cuantificación por HPLC del contenido de aminoácidos presentes en el FITOMAS-E sobre los Derivados de la Caña de Azúcar. ICIDCA;2011.

[20] Danelli D, de Melo LM, Flôres SH, Jong EV. Chemical analysis of quinoa flakes: Characterization for use in food products. Braz. J. Food Technol. 2012;15(4):280-287.

[21] Mao X, Hua Y, Chen G. Amino Acid composition, molecular weight distribution and gel electrophoresis of walnut (juglans regia l.) proteins and protein fractionations. International Journal of Molecular Sciences. 2014;15:2003-2014.

[22] Gil-Hernández A. Tratado de nutrición: Composición y calidad nutritiva de los alimentos. 2nd edition. Madrid: Editorial Médica Panamericana; 2010.

[23] Perkin Elmer Instruments. User Guide of AutoSystem XL GC IPM. Conectituc: Shelton; 2006.

[24] Maldonado P. Elaboración de embutidos fortificados con proteína vegetal a base de quinua (chenopodium quinoa wild). Enfoque UTE. 2010; [citado 08 agosto 2020]; Disponible en: https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v1n1.15

[25] Restrepo J. Validación de un método cromatográfico para evaluar la calidad proteica de alimentos y su impacto en los niveles plasmáticos. Revista de ciencias. 2019; [citado 09 de agosto 2020]; Disponible en:
http://dx.doi.org/10.25100/rc.v23i1.8621. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021967312005869?via%3Dihub