Установление подлинности растительных масел с использованием метода изотопной масс-спектрометрии

Масла растительного происхождения играют важную  роль в рационе питания человека. От вида  перерабатываемого сырья  в значительной степени зависят как физиологическая ценность продукта, так и его стоимость. В связи  с этим  установление вида  растительного сырья, используемого для  производства растительных масел, является важным направлением исследований при  идентификации данного вида продукции. На сегодняшний день  одним из  наиболее информативных методов оценки подлинности растительного сырья  является метод изотопной масс-спектрометрии. Исследовано 30 образцов растительных масел, произведенных из различного сырья  и мест  происхождения (Италия, Греция, Испания, Турция, Армения, Россия, Словения). В образцах измеряли значения изотопных отношений углерода, кислорода и водорода. Показано, что  образцы кукурузного масла  (С4 тип  фотосинтеза) характеризуются  наиболее высокими значениями показателя δ¹³С, от минус  17,00‰ до минус  17,73‰. Остальные исследуемые образцы растительных масел  были  произведены из С3-растений (масло  виноградных семян,  оливковое, льняное, кунжутное, тыквенное, горчичное, подсолнечное и др.). Для них значения δ¹³С лежат  в диапазоне от минус  26,60‰ до минус  31,14‰. Таким  образом, метод изотопной масс-спектрометрии позволяет выявить внесение кукурузного масла  в продукт, произведенный из растений с С3 типом  фотосинтеза, даже  в небольших количествах. Также  при  помощи этого  способа возможно установить  внесение дешевых масел  в кукурузное. Значения показателей δ¹⁸O и δ²H в значительной степени зависят от  года  урожая  и  климатических особенностей региона произрастания  сырья. Так,  значения изотопных характеристик δ¹⁸O структурных компонентов образцов масел  из виноградных семян, произведенных в Турции, Армении и Италии, имеют значительные различия (19,40 ± 0,77‰, 16,55 ± 0,66‰ и 23,29 ± 0,93‰ соответственно). Значения изотопных характеристик водорода δ²H образца из Армении отличались от значений образцов из Турции  и Италии в сторону большего содержания «легких» изотопов  (минус  189,86 ± 1,13‰, минус  163,17 ± 0,97‰ и минус  160,72 ± 0,97‰ соответственно). Проведение ежегодного мониторинга этих значений, создание базы данных, а также  использование статистических методов анализа позволит в перспективе проводить идентификацию растительных масел  по месту  их географического происхождения с высокой степенью достоверности.

1. Ильина Г. Г., Ламоткин С. А., Колногоров К. П., Скаковский Е. Д. (2014). Идентификация состава растительных масел хроматографическими и спектральными методами. Труды БГТУ. № 4. Химия, технология органических веществ и биотехнология, 4(168), 207–210.

2. Kalivas, J. H., Georgiou, C. A., Moira, M., Tsafaras, I., Petrakis, E. A., Mousdis, G. A. (2014). Food adulteration analysis without laboratory prepared or determined reference food adulterant values. Food Chemistry, 148, 289–293. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.10.065

3. Olmo-García, L., Polari, J. J., Li, X., Bajoub, A., Fernandez-Gutierrez, A., Wang, S. C.et al.(2018).Deep insight into the minor fraction of virgin olive oil by using LC–MS and GC–MS multi-class methodologies. Food Chemistry, 261, 184–193. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.04.006

4. Tena, N., Aparicio-Ruiz, R., Koidis, A., García-González, D. L. (2017). Analytical tools in authenticity and traceability of olive oil. Chapter in a book: Food traceability and authenticity. CRC Press, 2017. https://doi.org/10.1201/9781351228435–13

5. Monasterio, R. P., Olmo-García, L., Bajoub, A., Fernandez-Gutierrez, A., Carrasco-Pancorbo, A. (2017). Phenolic compounds profiling of virgin olive oils from different varieties cultivated in Mendoza, Argentina, by using liquid chromatography-mass spectrometry. Journal of Agriculture Food Chemistry, 65(37), 8184–8195. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b02664

6. Sanchez de Medina, V., Miho, H., Melliou, E., Magiatis, P., Priego-Capote, F., Luque de Castro, M.D. (2017). Quantitative method for determination of oleocanthal and oleacein in virgin olive oils by liquid chromatography-tandem mass spectrometry, Talanta, 162, 24–31. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.09.056

7. Bajoub, A., Medina-Rodríguez, S., Gomez-Romero, M., Ajal, E. A., BagurGonzalez, M. G., Fernandez-Gutierrez, A. et al. (2017). Assessing the varietal origin of extra-virgin olive oil using liquid chromatography fingerprints of phenolic compound, data fusion and chemometrics, Food Chemistry,215, 245–255.https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.140

8. Рабина, О. А., Морозов, С. В., Степанова, Е. Н. (2009). Разработка ароматизированных функциональных масложировых продуктов. Масложировая промышленность, 6, 20–21.

9. Olmo-García, L., Bajoub, A., Monasterio, R. P., Fernández-Gutiérrez, A., Carrasco-Pancorbo, A. (2017). Metabolic profiling approach to determine phenolic compounds of virgin olive oil by direct injection and liquid chromatography coupled to mass spectrometry. Food Chemistry, 231, 374–385. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.03.139

10. Oganesyants, L. A., Panasyuk, A. L., Kuzmina, E. I., Sviridov, D. A. (2020). Modern analysis methods use in order to establish the geographic origin of food products. Food Systems, 3(1), 4–9. https://doi.org/10.21323/2618–9771–2020–3–1–4–9

11. Chernukha, I., Yurchak, Z., Kuzmina, E. (2018). Study on the meat isotopick composition for origin identification. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 12(1), 262–266. https://doi.org/10.5219/906

12. Горбунова Н. А. (2018). Возможности использования стабильных изотопов для идентификации географического происхождения мяса и мясных продуктов. Обзор. Теория и практика переработки мяса, 3(1), 46–58. https://doi.org/10.21323/2414–438X-2018–3–1–46–58

13. Huang, J., Norgbey, P. N., Nkrumah, P. A., Opoku, P. A., Apreku, T. O. (2017). Detection of corn oil in adulterated olive and soybean oil by carbon stable isotope analysis. Journal of Consumer Protection and Food Safety, 12, 201–208. https://doi.org/10.1007/s00003–017–1097-x

14. Paolini, M., Bontempo, L., Camin, F. (2017). Compound-specific δ13C and δ2H analysis of olive oil fatty acids. Talanta, 174, 38–43. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.05.080

15. Camin, F., Bontempo, L. (2017). Edible Vegetable Oils: Stable Isotopes as a Guide to Authenticity and Origin. Chapter in a book: Food Forensics. CRC Press, 2017. https://doi.org/10.1201/9781315151649–12

16. Ловкис З. В., Почицкая И. М.. Моргунова Е. М. (2019). Научно-методические основы идентификации пальмового масла в пищевых продуктах. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук, 57(4), 494–508. https://doi.org/10.29235/1817–7204–2019–57–4–494–508

17. Portarena, S., Baldacchini, C., Brugnoli, E. (2017). Geographical discrimination of extra-virgin olive oils from the Italian coasts by combining stable isotope data and carotenoid content within a multivariate analysis. Food Chemistry, 215, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.135

18. Bontempo, L., Paolini, M., Franceschi, P., Ziller, L., García-González, D. L., Camin, F. (2019). Characterisation and attempted differentiation of European and extra-European olive oils using stable isotope ratio analysis. Food Chemistry, 276, 782–789. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.10.077

19. Camin, F, Larcher, R., Nicolini, G., Bontempo, L., Bertoldi, D., Perini, M., et al. (2010). Isotopic and elemental data for tracing the origin of European olive oils. Journal of Agriculture Food Chemistry, 58(1), 570–577. https://doi.org/10.1021/jf902814s

20. Faberi, A. Marianella, R.M, Fuselli, F., La Mantia, A., Ciardiello, F., Montesano, C. et al. (2014). Fatty acid composition and δ13C of bulk and individual fatty acids as marker for authenticating Italian PDO/PGI extra virgin olive oils by means of isotopic ratio mass spectrometry. Journal of Mass Spectrometry, 49(9), 840–849. https://doi.org/10.1002/jms.3399

21. Portarena, S., Baldacchini, C., Brugnoli, E. (2017). Geographical discrimination of extra-virgin olive oils from the Italian coasts by combining stable isotope data and carotenoid content within a multivariate analysis. Food Chemistry, 215, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.135

22. Bontempo, L. Camin, F., Larcher, R., Nicolini, G., Perini, M., Rossmann, A. (2009). Coast and year effect on H, O and C stable isotope ratios of Tyrrhenian and Adriatic Italian olive oils. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 23(7), 1043–1048. https://doi.org/10.1002/rcm.3968

23. Kalogiouri, N. P. Aalizadeh, R., Dasenaki, M. E., Thomaidis, N. S. (2020). Application of High Resolution Mass Spectrometric methods coupled with chemometric techniques in olive oil authenticity studies- A review. Analytica Chimical Acta, 1134, 150–173. https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.07.029

24. Kalogiouri, N. P., Aalizadeh, R., Thomaidis, N. S. (2018). Application of an advanced and wide scope non-target screening workflow with LC-ESI-QTOF-MS and chemometrics for the classification of the Greek olive oil varieties. Food Chemistry, 256, 53–61. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.02.101

25. Bajoub, A. Medina-Rodríguez, S., Gomez-Romero, M., Ajal, E. A., Bagur-Gonzáleza, M. G., Fernández-Gutiérrez, A. et al. (2017). Assessing the varietal origin of extra-virgin olive oil using liquid chromatography fingerprints of phenolic compound, data fusion and chemometrics. Food Chemistry,215, 245–255.https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.140