Search

In vitro digestion and absorption simulation processes of non-extractable polyphenols (NEPs) obtained by pressurized liquid extraction combined with enzymatic-assisted extraction with Promod enzyme (PLE-EAE) from the residue of conventional extraction of sweet cherry pomace were studied. In general, total phenolic and proanthocyanidin contents decreased in each phase of the digestion. However, the antioxidant capacity increased when the digestion process progressed. In addition, the highest total phenolic and proanthocyanidin contents and antioxidant capacity were obtained in the absorbed fraction. NEPs from PLE-EAE extract, digestive fractions, absorbed and unabsorbed fractions were analyzed by ultra-high-performance liquid chromatography coupled to electrospray ionization quadrupole Exactive-Orbitrap mass spectrometry (UHPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS). Fifteen NEPs were identified in the intestinal fraction and five in the absorbed fraction after the digestion process. Results obtained in this study define for the first time the bioavailability of antioxidant NEPs obtained from sweet cherry pomace.

Extraction/purification of proteins, at both analytical and industrial levels, is a limiting step that usually requires the use of organic solvents and involves tedious work and a high cost. This work proposes a more sustainable alternative based on the use of magnetic nanoparticles (MNPs) coated with carboxylate-terminated carbosilane dendrons. MNPs coated with first- and second-generation carbosilane dendrons and bare MNPs were employed for the extraction of proteins with different molecular weights and charges. Interaction of proteins with MNPs significantly varied with the pH, the protein, and the dendron generation (different sizes and number of charges in the periphery). Optimal dendron:protein molar ratios and suitable conditions for disrupting interactions after protein extraction were also researched. Second-generation dendron-coated MNPs showed 100% retention capability for all proteins when using acidic conditions. They were reused without losing magnetism or interaction capacity after a disruption of protein-dendron interactions with 0.2% SDS at 100 °C for 10 min. The capacity of dendron-coated MNPs was successfully applied to the recovery/purification of proteins from two food by-products, olive seeds and cheese whey. Graphical abstract Supplementary Information The online version contains supplementary material available at 10.1007/s00216-021-03794-7.

doi: 10.1002/elps.201800483., The enantiomeric separation of FMOC-homocysteine by CE was investigated using γ-CD and the chiral ionic liquid (R)-N,N,N-trimethyl-2-aminobutanol- bis(trifluoromethane-sulfon)imidate (EtCholNTf2) as chiral selectors in a 50 mM borate buffer at pH 9.0. The separation of the enantiomers was achieved in 5 min with a resolution value of 0.9 when using 10 mM γ-CD. However, the enantiomeric separation did not take place when the ionic liquid was employed as sole the chiral selector. Thus, the combination of both selectors was studied, obtaining higher Rs values for FMOC-homocysteine and a reversal in the enantiomer migration order in comparison with the use of γ-CD alone in the separation buffer. Then, NMR experiments were carried out in order to explain the experimental results obtained. The NMR analyses showed the formation of an inclusion complex, being the hydrophobic group of FMOC-homocysteine inserted into the γ-CD cavity. Interactions between EtCholNTf2 and γ-CD were also observed, suggesting that the ionic liquid would also enter the cavity of the γ-CD.

doi: 10.1016/j.chroma.2018.07.023., The enantioseparation of the non-protein amino acid homocysteine by CE was investigated in this article using seven neutral cyclodextrins and five chiral ionic liquids as chiral selectors. Using a previous derivatization step with FMOC and the subsequent separation under neutral conditions, homocysteine enantiomers were only separated when gamma-CD or (R)-N,N,N-trimethyl-2-aminobutanol-bis(trifluoromethane-sulfon)imidate (EtCholNTf2) were employed as sole chiral selectors in the separation buffer. On the one hand, gamma-CD gave rise to the enantiomeric separation in 10 min with a resolution value of 1.9, whereas EtCholNTf2 let to obtain a resolution value of 1.4 in more than 50 min. Then, the evaluation of the combined use of both selectors was also carried out, resulting in a considerable increase in the Rs. The best enantioseparation for homocysteine was obtained when 10 mM EtCholNTf2 was added to 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 2 mM gamma-CD. In an attempt to discriminate specific chiral cation effect from the salt effect, the influence of adding LiNTf2 to the separation medium was also evaluated, resulting in lower resolution values for homocysteine when compared to those achieved with the addition of EtCholNTf2, indicating a synergistic effect between EtCholNTf2 and gamma-CD. Interestingly, the enantiomer migration order changed depending on the chiral selector used. When EtCholNTf2 or gamma-CD were used as sole chiral selectors, D-enantiomer was the first-migrating enantiomer. However, an inversion in the migration order was observed when both selectors were employed in a dual system being the L- enantiomer the first-migrating one.

Hypertension is one of the main causes of cardiovascular diseases. Synthetic drugs inhibiting ACE activity present high effectiveness in the treatment of hypertension but cause undesirable side effects. Unlike these synthetic drugs, antihypertensive peptides do not show any adverse effect. These peptides are naturally present in some foods and since hypertension is closely related to modern diet habits, the interest for this kind of foods is increasing. Different methods for the purification, isolation, and characterization of antihypertensive peptides in foods have been developed. Nevertheless, there is no revision work summarizing and comparing these strategies. In this review, in vivo and in vitro pathways to obtain antihypertensive peptides have been summarized. The ACE mechanism and the methodologies developed to assay the ACE inhibitory activity have also been described. Moreover, a comprehensive overview on the isolation, purification, and identification techniques focusing on the discovery of new antihypertensive peptides with high activity has been included. Finally, it is worthy to highlight that the quantitation of antihypertensive peptides in foods is a new trend since genotype and processing conditions could affect their presence. Analytical methodologies using mass spectrometry constitute an interesting option for this purpose.

El impacto de la quiralidad en los campos farmacéutico y medioambiental es muy alto debido a la diferente actividad biológica y distinto comportamiento que los enantiómeros de un compuesto quiral pueden tener. En esta Tesis Doctoral se han desarrollado nuevas metodologías analíticas para la determinación enantiomérica de fármacos (colchicina (antiurémico), duloxetina (antidepresivo), terbutalina (broncodilatador), econazol (antifúngico), propranolol (antihipertensivo), verapamil (antihipertensivo), metoprolol (antihipertensivo, infarto agudo de miocardio) y betaxolol (antihipertensivo)) y agroquímicos (los herbicidas fenoxiácidos fenoprop, mecoprop, dichlorprop, 4-CPPA, 3-CPPA y 2-PPA) por Cromatografía Electrocinética, utilizando ciclodextrinas como selectores quirales, con el fin de aplicarlas al análisis de formulaciones farmacéuticas comercializadas como enantiómero puro (en el caso de colchicina), de muestras medioambientales (todos los fármacos (excepto colchicina) y todos los herbicidas fenoxiácidos) y de medios de cultivo empleados para la evaluación de la estabilidad y toxicidad de contaminantes emergentes (duloxetina y econazol) en condiciones abióticas y bióticas (en presencia de la planta acuática Spirodela polyrhiza y del microcrustáceo Daphnia magna). Con el fin de alcanzar la sensibilidad necesaria para poder llevar a cabo la determinación individual de los enantiómeros de fármacos considerados contaminantes emergentes y de agroquímicos en muestras medioambientales, se han sintetizado y caracterizado cinco organosílices mesoporosas periódicas novedosas (cuatro de ellas sintetizadas por primera vez en esta Tesis Doctoral), tres de ellas utilizando ligandos neutros y dos más basadas en el empleo de ligandos catiónicos, y se ha demostrado su potencial como sorbentes para la extracción y preconcentración de los fármacos y agroquímicos estudiados en muestras de agua por Extracción en Fase Sólida previa a su determinación enantiomérica por Cromatografía Electrocinética con límites de detección para los métodos desarrollados del orden de los µg/L y factores de preconcentración entre 400 y 1500.

Los retos a los que se enfrenta la Química Analítica en la actualidad, hacen necesario el desarrollo de metodologías analíticas avanzadas de alta resolución, selectividad y sensibilidad, que permitan resolver los problemas planteados por la comunidad científica, la industria y la sociedad. Uno de los campos de mayor interés es el alimentario dado el reciente aumento de la preocupación de los consumidores por asegurar la calidad y seguridad de los alimentos y por mejorar su estilo de vida. Tres de los grandes retos planteados en el campo alimentario son la determinación de compuestos quirales, la búsqueda de marcadores de calidad y seguridad de los alimentos, y la identificación de compuestos bioactivos procedentes de alimentos o residuos de la industria alimentaria. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido desarrollar metodologías analíticas quirales y ómicas de alta selectividad y sensibilidad, basadas en el empleo de Técnicas (Micro)-Separativas y de la Espectrometría de Movilidad Iónica, que permitan afrontar los tres retos mencionados. Los enantiómeros de compuestos quirales pueden interaccionar de forma distinta en el entorno quiral de los seres vivos dando lugar a distintas actividades biológicas. Por ello, la quiralidad tiene un enorme impacto socioeconómico en el campo alimentario, dada la relevancia que tiene la determinación de la composición enantiomérica de componentes de los alimentos en el control de su calidad y seguridad. En esta Tesis Doctoral se han desarrollado un conjunto de metodologías analíticas quirales basadas en las técnicas de Electroforesis Capilar y de Espectrometría de Movilidad Iónica. En el formato de la Electroforesis Capilar, en su modo de separación de Cromatografía Electrocinética, se ha llevado a cabo la separación enantiomérica de ocho aminoácidos no proteicos utilizando ciclodextrinas como selectores quirales y la determinación enantiomérica de citrulina en suplementos alimenticios, permitiendo controlar su contenido de L-citrulina, asegurar el cumplimiento de las normativas legales que prohíben la presencia de su impureza enantiomérica (D-citrulina) e investigar el efecto del almacenamiento de dichos suplementos. El empleo de cloroformiato de 1-(9-fluorenil) etilo (FLEC) como agente derivatizante quiral y de la Cromatografía Electrocinética Micelar con un tensioactivo volátil, permitió la separación enantiomérica rápida (

Las separaciones quirales constituyen un tema de gran interés en la actualidad debido a su alto impacto en diferentes campos como el farmacéutico, agroquímico o alimentario, entre otros. Por ello, el desarrollo de nuevas fases estacionarias quirales que permitan obtener tiempos de análisis reducidos y altas eficacias, y trabajar en distintos modos de separación, presenta un gran interés. Las columnas monolíticas han atraído un interés creciente en los últimos años debido al amplio intervalo de pH en el que pueden trabajar, las bajas presiones que se obtienen a altos flujos, la alta eficacia y sensibilidad que proporcionan, el bajo consumo de disolventes y su fácil acoplamiento a Espectrometría de Masas. Las columnas monolíticas quirales pueden dividirse en tres categorías de acuerdo a los materiales en los que se basan: columnas monolíticas basadas en sílice, columnas monolíticas basadas en polímeros y columnas monolíticas híbridas orgánico-sílices. Aunque existen muchas posibilidades para llevar a cabo con éxito una separación quiral, las técnicas de micro-separación juegan un papel crucial. Entre las distintas estrategias miniaturizadas para llevar a cabo separaciones quirales, el empleo de columnas quirales en nano-cromatografía de liquidos (nano-LC) o electrocromatografía capilar (CEC) ha atraído mucho interés. En comparación con HPLC convencional, nano-LC no solo puede disminuir considerablemente el consumo de disolventes, muestras y residuos, sino que permite también obtener mayores eficacias de separación, buena resolución y tiempos de análisis más cortos. El objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido el desarrollo de columnas monolíticas quirales, su evaluación y su aplicación en nano-LC. Para ello, se han empleado tres selectores quirales como la vancomicina, teicoplanina y O-[2-(metacriloiloxi)-etilcarbamoil]-10,11-dihidroquinidina (MQD) para la preparación de las columnas monolíticas. Con el fin de reducir el tiempo asociado a la fabricación de columnas monolíticas basadas en polímeros orgánicos funcionalizados con vancomicina y reducir la complejidad de su preparación, en esta Tesis Doctoral se ha desarrollado una aproximación de co-polimerización basada en un solo paso. Con este fin, el derivado 2-isocianatoetil metacrilato (ICNEML) de vancomicina (ICNEML-vancomicina) se sintetizó y a continuación se co-polimerizó con el agente entrecruzante y el iniciador en un sistema porogénico binario para preparar la columna monolítica polimérica funcionalizada con vancomicina (poli(ICNEML-vancomicina-co-EDMA)). Las condiciones de polimerización se optimizaron sistemáticamente para obtener permeabilidad, eficacia de columna y resolución enantiomérica satisfactorias. La capacidad de enantioresolución de la columna monolítica optimizada se evaluó analizando una serie de fármacos quirales en los modos de fase polar orgánica y fase reversa. Asimismo, se seleccionaron las condiciones más adecuadas para llevar a cabo las separaciones enantioméricas incluyendo el tipo y concentración del disolvente orgánico, la concentración de la disolución reguladora y pH de la fase móvil, siguiendo un cuidadoso proceso de optimización. En esta Tesis Doctoral también se ha preparado una columna monolítica híbrida orgánico-sílice funcionalizada con teicoplanina mezclando el monómero de copolimerización teicoplanina-2-isocianatoetil metacrilato (Tei-ICNEML) y el iniciador en la disolución de hidrólisis de tetrametil ortosilicato (TMOS) and 3-(trimetoxisilil)-propilmetacrilato (γ-MAPS). Las condiciones de preparación y separación se optimizaron de forma sistemática y la columna monolítica óptima se aplicó a la separación enantiomérica de compuestos quirales en los modos de fase polar orgánica (POM) y de fase inversa (RPM). Con el fin de preparar una columna monolítica híbrida orgánico-sílice funcionalizada con quinidina, en esta Tesis Doctoral se seleccionaron derivados de quinidina (MQD) como selectores quirales para la preparación de dichas columnas mediante una estrategia fácil de un solo paso. Se evaluó el efecto de la composición de la fase móvil en la columna monolítica híbrida MQD-sílice optimizada en los modos de fase polar orgánica y fase reversa y se llevó a cabo la separación enantiomérica de un total de 52 aminoácidos proteicos y no proteicos N-derivatizados en los dos modos de separación. Asimismo, la columna monolítica híbrida MQD-sílice desarrollada se aplicó a la separación de aminoácidos proteicos y no proteicos por nano-LC. Con el fin de obtener una capacidad de enantioresolución satisfactoria, se investigaron distintos agentes derivatizantes y se optimizaron las condiciones cromatográficas. Se analizaron 27 aminoácidos, 19 proteicos y 8 no proteicos utilizando FMOC como agente derivatizante, se evaluaron las características analíticas del método desarrollado y se aplicó a la determinación de dos L-aminoácidos en suplementos dietéticos.

Premio Extraordinario de Doctorado de la UAH en el año académico 2013-2014, La hipertensión constituye un serio problema de salud y está considerada como una de las causas de las enfermedades cardiovasculares y renales. A pesar de la prevalencia de la hipertensión, la mitad de las personas afectadas desconocen que la padecen. Además, los estudios realizados acerca de las causas más importantes de muerte en el mundo predicen un aumento de la contribución de las enfermedades cardiovasculares. Debido a que los síntomas de la hipertensión pueden permanecer inadvertidos y raramente se ponen de manifiesto, la prevención y tratamiento de la hipertensión se consideran de gran importancia en la sociedad moderna. El tratamiento de la hipertensión ha disminuido la incidencia de accidentes cardiovasculares. Sin embargo, aunque la utilización de fármacos sintéticos ha sido decisiva en este descenso, estos fármacos poseen habitualmente efectos secundarios. Una alternativa interesante a estos fármacos la constituyen algunos péptidos que se encuentran de forma natural en determinados alimentos. De hecho, una estrategia básica para mejorar la salud cardiovascular es modificar la dieta y el estilo de vida ya que la dieta es uno de los factores que más influencia tienen en la salud humana. Entre los compuestos bioactivos que se encuentran en los alimentos, los péptidos bioactivos están recibiendo una gran atención en los últimos años. En particular, los péptidos antihipertensivos y antioxidantes son los más estudiados y han demostrado su efecto positivo sobre la salud cardiovascular. En efecto, los péptidos antihipertensivos pueden inhibir la actividad de la ACE y disminuir la presión arterial. Por su parte, los péptidos antioxidantes previenen el estrés oxidativo que puede iniciar y promover la aparición de la hipertensión. Los péptidos bioactivos pueden ser ingredientes naturales de los alimentos o bien originarse a partir de proteínas alimentarias de las que forman parte ya sea por procedimientos in vivo o in vitro. La digestión gastrointestinal constituye en sí misma un procedimiento in vivo mientras que el procedimiento in vitro implica la hidrólisis de las proteínas por la acción de enzimas o microorganismos adicionados a los alimentos. En el caso de productos procesados, los péptidos bioactivos se liberan a partir de las proteínas durante el procesado del alimento (queso, yogurt, kéfir, etc.). Hasta la fecha, la investigación relacionada con péptidos antihipertensivos y antioxidantes se ha centrado principalmente en alimentos de origen animal como la leche, los productos lácteos y la carne. Sin embargo, los péptidos bioactivos de origen vegetal, aunque menos estudiados, a menudo poseen actividades más altas. El maíz y la soja, son ejemplos de fuentes de péptidos bioactivos de elevada actividad. Las fórmulas infantiles de soja (SBIFs) constituyen una alternativa muy interesante a la leche y los productos lácteos para niños con intolerancia o alergia a algunos constituyentes de la leche, con problemas de alimentación o pertenecientes a familias vegetarianas. Sin embargo, en comparación con la leche y los productos lácteos, las SBIFs han sido poco investigadas en lo que al contenido de péptidos bioactivos se refiere. Estas fórmulas infantiles se elaboran a partir de aislados de proteína de soja que contienen alrededor de un 90% de proteínas. Durante su preparación, se someten a calor intenso o a hidrólisis proteica. Así, las SBIFs pueden contener de forma natural péptidos potencialmente bioactivos con efectos beneficiosos sobre la salud a parte de sus beneficios nutricionales. En este trabajo, las SBIFs se han elegido como una fuente potencial de péptidos bioactivos. Se han propuesto cuatro métodos diferentes para extraer péptidos de las SBIFs. En este trabajo, se ha desarrollado una metodología analítica para la determinación simultánea de los péptidos LRP, LSP y LQP de las [alfa]-zeínas presentes en granos de maíz. Adicionalmente, se desarrolló una metodología analítica por HPLC-Q-ToF-MS para la determinación de los tres péptidos mencionados en maíz. Con fines a llevar a cabo la determinación del péptido VLIVP en habas de soja, en este trabajo se desarrolló también una metodología analítica utilizando HPLC capilar acoplada a un sistema de espectrometría de masas de trampa de iones (HPLC capilar-IT-MS). Finalmente, en este trabajo se ha desarrollado un método SRM (selected reaction monitoring) utilizando detección por espectrometría de masas de triple cuadrupolo (QqQ) para evaluar el contenido de las isoformas de las proteínas kinasas PKA, PKG y CaMKII en distintos tejidos de rata. A modo de resumen, en este trabajo se ha investigado por primera vez la presencia de péptidos bioactivos nativos presentes en SBIFs. Estos estudios han permitido obtener una visión amplia del potencial de los péptidos bioactivos presentes en estos alimentos para bebés y al mismo tiempo observar grandes diferencias entre ellos contribuyendo a incrementar el conocimiento del valor nutricional real de estos alimentos así como de sus efectos fisiológicos y biológicos. Por otra parte, también se han desarrollado metodologías analíticas para la determinación de péptidos inhibidores de la ACE altamente potentes en cultivos de maíz y soja. Estos métodos se han caracterizado y se han aplicado al análisis de diferentes variedades de estos cultivos. Los resultados obtenidos tienen un importante potencial en el campo de la ciencia de los alimentos íntimamente relacionada con el área de la biomedicina. Finalmente, otro aspecto investigado en este trabajo ha sido la determinación de isoformas de proteínas de alto interés cardiovascular en diferentes tejidos de rata. Aunque se desarrolló un método SRM apropiado, la complejidad de la muestra no permitió la cuantificación fiable de las isoformas de PKA, PKG y CaMKII por lo que son necesarios más estudios para superar esta dificultad. Una vez superada, esta estrategia podría tener un impacto enorme en la investigación de los mecanismos moleculares que intervienen en el sistema cardiovascular.

García González, María Ángeles, codir., Hoy en día existen un gran número de compuestos orgánicos tanto naturales como sintéticos que se emplean con diversos fines y en cantidades realmente grandes. Este es el caso de los compuestos empleados y generados en la producción y conservación de alimentos, procesos industriales de todo tipo, fármacos de uso humano y veterinario, productos de higiene y cuidado personal, etc. Todos estos compuestos, sin embargo, no son del todo inocuos y además pueden llegar al medioambiente con relativa facilidad modificando la composición natural de las aguas, los suelos, el aire e incluso los alimentos, lo que los convierte en contaminantes químicos ambientales. Durante años la atención se ha centrado sobre aquellos contaminantes químicos más conocidos y regulados, sin embargo, hoy en día existen multitud de contaminantes ambientales que han sido considerados recientemente como tal y a los que se denomina contaminantes químicos emergentes. Estos compuestos no han sido muy estudiados y no existe una legislación clara para controlar su uso y sus residuos, a pesar del riesgo potencial que se les ha atribuido. Dentro de este grupo podemos encontrar drogas de abuso y fármacos, productos de cuidado personal, hormonas, tensioactivos, plastificantes, etc. Por otro lado muchos de los contaminantes químicos que se conocen hoy en día son quirales y este hecho tiene implicaciones cruciales desde el punto de vista biológico, toxicológico y medioambiental. A pesar de que los enantiómeros de un compuestos quiral poseen las mismas propiedades físico-químicas, su comportamiento en un entorno quiral, como es el caso de los procesos bioquímicos, puede ser completamente diferente para cada uno de los enantiómeros. Así puede que los enantiómeros de un compuesto reaccionen de distinta forma, tenga diferente actividad (pudiendo ser uno inactivo o incluso tóxico o antagonista, como en el caso de los fármacos) o se degraden de forma distinta permaneciendo uno de ellos mucho más tiempo en el medioambiente. Por todos estos motivos la quiralidad de los contaminantes químicos no puede ser subestimada y es necesario desarrollar nuevas metodologías analíticas que sean capaces de distinguir entre los enantiómeros de un compuesto y determinarlos de manera individual. Por todo lo expuesto el objetivo principal de este trabajo ha sido desarrollar nuevas metodologías analíticas empleando técnicas de separación electroforéticas y cromatográficas para la determinación de contaminantes químicos en muestras medioambientales, alimentarias, en productos cosméticos y en formulaciones comerciales con el fin de proponer estrategias rápidas, sensibles y de bajo coste económico y medioambiental que constituyan herramientas valiosas para la determinación de dichos contaminantes. Debido a que muchos de los contaminantes químicos de mayor interés son quirales, una parte del trabajo se ha centrado en el desarrollo de metodologías de análisis estereoselectivas con el fin de hacer posible la determinación individual de los estereoisómeros de estos compuestos, información muy valiosa por permitir el control de productos agroquímicos comerciales etiquetados como enantioméricamente puros, la evaluación de la toxicidad real de las muestras medioambientales o la investigación de los procesos metabólicos que afectan de distinta forma a los estereoisómeros de un compuesto determinado. Los trabajos concretos desarrollados incluyen diversas metodologías analíticas empleando las principales técnicas separativas como son la cromatografía de gases (GC), la cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) y la electroforesis capilar (CE). Como se ha dicho el trabajo presentado se puede dividir en dos grandes grupos. En el primero de ellos se presentan metodologías innovadoras en el campo de las separaciones quirales para la separación y determinación enantiomérica de pesticidas y bifenilos policlorados (PCBs) y sus metabolitos metilsulfonados (MeSO2-PCBs) empleando distintos modos de CE y nano-LC para los pesticidas y GC en dos dimensiones para los PCBs y MeSO2-PCBs. La segunda parte del trabajo se centra en el desarrollo de metodologías no quirales para la separación y determinación de ftalatos parentales por CE y fármacos tireostáticos y hormonas esteroideas por HPLC. En conclusión se puede decir que el trabajo de investigación presentado constituye un conjunto de nuevas metodologías analíticas completamente innovadoras que resuelven de manera satisfactoria diversos problemas relacionados con la determinación de contaminantes químicos en formulaciones agroquímicas comerciales y muestras alimenticias, cosméticas y medioambientales, una problemática cada vez más evidente.