CC BY
14А „ SSSE5SSS 24-26 октября 2023 г.
^ А -ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Анализ растительных масел методом спектроскопии КР: определение содержания ненасыщенных жирных кислот и каротиноидов
Кузнецов С.М., Лаптинская П.К., Персидская О.К., Новиков В.С.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва Е-mail: [email protected]. ru
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-163-165
Растительные масла являются ценным продуктом питания, широко используются в косметологии и в медицине. Их свойства, область применения, срок хранения и устойчивость к окислению и к другим изменениям, которые могут быть вызваны нарушением температурного режима и другими факторами при хранении и использовании, сильно зависят от содержания и состава входящих в них ненасыщенных жирных кислот (НЖК) [1, 2]. Регулярное употребление в пищу НЖК играет полезную роль для здоровья человека, например, понижает уровень холестерина в крови и может способствовать уменьшению риска развития некоторых видов рака [3]. Помимо этого, многие масла содержат в своём составе жизненно важные для здоровья человека каротиноиды, которые используются при создании биологически активных добавок и выполняют антиоксидантные, антиканцерогенные, провитаминные и другие полезные функции.
В связи с этим, в настоящее время актуальной задачей является разработка быстрых и эффективных методов контроля состава, свойств и качества пищевых продуктов, в частности, растительных масел.
Одна из основных характеристик, определяющая качество растительного масла — это йодное число, выражаемое в массе йода (в граммах), которая способна присоединиться к 100 г масла. Йодное число пропорционально количеству С=С связей в НЖК, входящих в его состав. В данной работе мы применили спектроскопию комбинационного рассеяния (КР) света для оценки йодных чисел растительных масел по интенсивностям спектральных линий, в которые вносят вклад колебания молекул НЖК. Были зарегистрированы спектры КР тридцати пяти различных
ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
, -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
ФИЗИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИИ
растительных масел при возбуждении излучением с длиной волны 532 нм. В качестве дополнительного метода определения значений йодных чисел мы использовали титриметрический метод Маргошеса. В работе также проведена диагностика наличия каротиноидов в исследуемых маслах.
На рис. 1 для примера представлены спектры КР масел с различными значениями йодного числа: семян баобаба, зародышей пшеницы и инжирных семян. Для сравнения на том же рисунке приведены спектры насыщенного триглицерида С8/С10 (фракция кокосового масла, не содержащая НЖК) и ненасыщенной сорбиновой кислоты.
Рис. 1. Спектры КР масел семян баобаба, зародышей пшеницы и инжирных семян, а также триглицерида С8/С10 и сорбиновой кислоты; IV - йодное число.
Как видно из рис. 1, увеличение йодных чисел приводит к росту пиковых интенсивностей линий КР около 1266 и 1658 см-1, относящихся к деформационным колебаниям С-Н связей и валентным колебаниям С С связей в молекулах НЖК, соответственно. Мы обнаружили, что отношения пиковых интенсивностей каждой из этих линий к интенсивности линии около 1440 см-1 (деформационные колебания С-Н связей) зависят от йодного числа масла. В работе
А „ SSSÏSÎSSS 24-26 октября 2023 г.
^ А -ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
показано, что для растительных масел с йодными числами в диапазоне 60 - i65 гйода / i00 гмасла эти зависимости носят линейный характер.
Мы также показали, что спектры KP растительных масел, зарегистрированные при длине волны возбуждения 532 нм, позволяют не только оценивать их йодные числа, но и проводить диагностику наличия в них каротиноидов в очень низких концентрациях. Это связано с резонансным усилением линий валентных колебаний С-С (около ii58 см-1) и С=С (около i524 см-1) связей в молекулах каротиноидов. Мы установили, что такая методика позволяет обнаруживать каротиноиды в составе исследуемых растительных масел с чувствительностью не хуже 0,4 мг/кг.
Таким образом, в данной работе показано, что по спектрам KP, зарегистрированным с использованием длины волны возбуждения 532 нм, можно оценить йодное число растительных масел и содержание в них каротиноидов.
Авторы выражают благодарность к.ф.-м.н. Сагитовой Е.А. за помощь в анализе полученных результатов, а также к.ф.- м.н. Никифорову С.М. за предоставленные ресурсы для проведения титриметрического анализа.
1. Qiu J., Hou H.-Y., Yang I.-S., et al. Chen. Appl. Sci. 2019. 9. 4510.
2. El-Abassy R.M., Donfack P., Materny A. J. Am. Oil Chem. Soc. 2009. 86. 507-511.
3. Lee H., Park W.J. Journal of Medicinal Food. 2014. 17. 189-197.
