Спектроскопия комбинационного рассеяния света растительных масел и БАД Омега‑3: количественный анализ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обсуждаются возможности спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света для диагностики растительных масел и биологически активных добавок (БАД) на основе полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3 (ПНЖК ω-3). Показано, что по спектрам КР можно определять йодное число растительных масел, форму и относительное общее содержание ПНЖК ω-3, а также соотношение массовых долей эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК) кислот в БАД Омега-3. Обсуждаются возможности применения метода главных компонент для диагностики БАД Омега-3 по спектрам КР.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. М. Кузнецов

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8378-7085
Россия, Москва

В. С. Новиков

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3304-1568
Россия, Москва

Д. Д. Васимов

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-8105-0124
Россия, Москва; г. Долгопрудный, Московская область

П. К. Лаптинская

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1100-0244
Россия, Москва

В. В. Кузьмин

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2434-1817
Россия, Москва

М. Н. Московский

Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ

Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5727-8706
Россия, Москва

Е. А. Сагитова

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lenochek73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9992-5879
Россия, Москва

Список литературы

  1. Oils and Fats Market Size & Share Analysis – Growth Trends & Forecasts (2024–2029) URL: https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/fats-and-oils-market [accessed: 07.11.2024]. Анализ размера и доли рынка масел и жиров – тенденции роста и прогнозы (2024–2029 гг.). URL: https://www.mordorintelligence.com/ru/industry-reports/fats-and-oils-market [дата обращения: 07.11.2024].
  2. Romantsova S.V., Gladysheva I. V., Vervekina N. V., Nagornov S. A., Liksutina A. P., Romantsova A. A. Calculation of physical and chemical characteristics of biodiesel fuel. Science in the central Russia. 2020 Oct;47(5):105–11. Романцова С. В., Гладышева И. В., Вервекина Н. В., Нагорнов С. А., Ликсутина А. П., Романцова А. А. Расчет физико-химических характеристик биодизельного топлива. Наука в центральной России. 2020 Окт. 31;47(5):105–11.
  3. Rossiyskiy rynok BADov 2023. Obzor nishy. URL: https://delprof.ru/press-center/open-analytics/rossiyskiy-rynok-badov-2023-obzor-nishi/ [accessed: 07.11.2024]. Российский рынок БАДов 2023. Обзор ниши. URL: https://delprof.ru/press-center/open-analytics/rossiyskiy-rynok-badov-2023-obzor-nishi/ [дата обращения: 07.11.2024].
  4. Shikh E.V., Makhova A. A. Long-chain ω-3 polyunsaturated fatty acids in the prevention of diseases in adults and children: a view of the clinical pharmacologist. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019;88(2):91–100. Ших Е. В., Махова А. А. Длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты семейства ω-3 в профилактике заболеваний у взрослых и детей: взгляд клинического фармаколога. Вопросы питания. 2019;88(2):91–100.
  5. Burunkova Yu. E. Rastitelnye masla: svoistva, tekhnologii polucheniya i khraneniya, okislitelnaya stabilnost. 2020. 82 p. Бурункова Ю. Э., Успенская М. В., Самуйлова Е. О. Растительные масла: свойства, технологии получения и хранения, окислительная стабильность. 2020. 82 с.
  6. Zartmann A., Völcker L., Hammann S. Quantitative analysis of fatty acids and vitamin E and total lipid profiling of dietary supplements from the German market. Eur Food Res Technol. 2023;249(4):1035–48.
  7. Afanasyeva V. A., Alferov S. V. The polyunsaturated fatty acids ratio in food oils. News of the Tula state university. Natural sciences. 2018;4:76–83. Афанасьева В. А., Алферов С. В. Определение соотношения полиненасыщенных жирных кислот в пищевых маслах. Известия ТулГУ Естественные науки. 2018;4:76–83.
  8. Sharashina A. E. Opredelenie iodnogo i kislotnogo chisel rastitelnykh masel. Ratio Nat. 2022;1(5):5–6. Шарашина А. Е. Определение йодного и кислотного чисел растительных масел. Ratio Nat. 2022;1(5):5–6.
  9. Nechiporenko A.P., Plotnikova L. V., Nechiporenko U.Yu., Melnikova M. I., Uspenskaya M. V. The study of vegetable oils and their blends by methods of reflection spectroscopy and refractometry. Scientific journal NRU ITMO Series “Processes and Food Production Equipment”. 2018;1:3–14. Нечипоренко А. П., Плотникова Л. В., Нечипоренко У. Ю., Мельникова М. И., Успенская М. В. Исследование растительных масел и их купажей методами инфракрасной спектроскопии отражения и рефрактометрии. Научный журнал НИУ ИТМО Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2018;1:3–14.
  10. Berezin K.V., Dvoretskii K. N., Chernavina M. L., Novoselova A. V., Nechaev V. V., Antonova E. M. et al. The Use of Raman Spectroscopy and Methods of Quantum Chemistry for Assessing the Relative Concentration of Triglycerides of Oleic and Linoleic Acids in a Mixture of Olive Oil and Sunflower Seed Oil. Opt. Spectrosc. 2018;125(3):311–6. Березин К. В., Дворецкий К. Н., Чернавина М. Л., Новоселова А. В., Нечаев В. В., Aнтонова E. M. и др. Применение КР-спектроскопии и методов квантовой химии для оценки относительного содержания триглицеридов олеиновой и линолиевой кислот в смеси оливкового масла и масла семян подсолнечника. Журнал технической физики. 2018;125(9):297.
  11. El-Abassy R.M., Donfack P., Materny A. Visible Raman spectroscopy for the discrimination of olive oils from different vegetable oils and the detection of adulteration. J. Raman Spectrosc. 2009;40(9):1284–9.
  12. Galeev R. R. State-of-the-art approach to the organisation of quality control for drugs that are in use in the Russian Federation. Vestnik roszdravnadzora. 2017;2:41–3. Галеев Р. Р. Современный подход к организации контроля качества лекарственных средств, находящихся в обращении на территории Российской Федерации. Вестник Росздравнадзора. 2017;2:41–3.
  13. Killeen D. P., Marshall S. N., Burgess E. J., Gordon K. C., Perry N. B. Raman Spectroscopy of Fish Oil Capsules: Polyunsaturated Fatty Acid Quantitation Plus Detection of Ethyl Esters and Oxidation. J. Agric Food Chem. 2017;65(17):3551–8.
  14. Spectr-M – izgotovlenie i proizvodstvo pervoklassnykh analizatorov dlya razlichnykh veschestv. URL: https://enspectr.ru/ [accessed: 07.11.2024]. Спектр-М – изготовление и производство первоклассных анализаторов для различных веществ. URL: https://enspectr.ru/ [дата обращения: 07.11.2024].
  15. GOST 2070-55*. Nefteproducty svetlye. Metod opredeleniya iodnykh chisel i soderzhaniya nepredelnykh uglevodorodov. 1956. ГOCT 2070-55*. Нефтепродукты светлые. Метод определения йодных чисел и содержания непредельных углеводородов. 1956.
  16. Beattie J. R., Esmonde-White F. WL. Exploration of Principal Component Analysis: Deriving Principal Component Analysis Visually Using Spectra. Appl. Spectrosc. 2021;75(4):361–75.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Структурные формулы молекул ТГ и ЭЭ жирных кислот, ЭПК и ДГК. R1, R2, R3 – углеводородные радикалы жирных кислот

Скачать (134KB)
3. Рис. 2. Спектры КР растительных масел с различным йодным числом (IV, гйода / 100 гмасла): МСТ (от англ. Medium Chain Triglycerides) масло, не содержащее С=C связей (1), кокосовое (2), касторовое (3), подсолнечное (4) масла, масло эхиума (синяка подорожного) (5)

Скачать (190KB)
4. Рис. 3. Спектры КР БАД Омега-3 с различным относительным содержанием (в масс. %) ПНЖК ω-3. Красные и синие линии – спектры БАД соответственно с ПНЖК ω-3 в ЭЭ и ТГ формах

Скачать (225KB)
5. Рис. 4. Отношение I1658 / Iδ(СH2) как функция йодного числа растительных масел

Скачать (93KB)
6. Рис. 5. Отношение I1658 / Iδ(СH2) как функция относительного массового содержания ПНЖК ω-3 в БАД Омега-3. Ошибка в определении содержания ПНЖК ω-3 дана в соответствии с данными, указанными на упаковках БАД. Экспериментальные данные представлены только для тех БАД, для которых было заведомо известны относительные содержания ПНЖК ω-3

Скачать (85KB)
7. Рис. 6. Результаты анализа методом ГК, примененного ко всему массиву спектров КР исследуемых БАД Омега-3 в диапазоне 540–1800 см-1. Эллипсы – области, в которые с вероятностью 95% попадает спектр каждой исследуемой БАД Омега-3

Скачать (130KB)
8. Рис. 7. Результаты анализа методом ГК, примененного к спектрам КР БАД Омега-3, содержащих ПНЖК ω-3 в форме ЭЭ, в диапазоне 540–1200 см-1. Соотношение массовых долей ЭПК и ДГК показано на цветовой шкале, эллипс – область, в которую с вероятностью 95% попадают спектры БАД с соотношением массовых долей ЭПК и ДГК от 1,3 до 1,5

Скачать (84KB)

© Кузнецов С.М., Новиков В.С., Васимов Д.Д., Лаптинская П.К., Кузьмин В.В., Московский М.Н., Сагитова Е.А., 2024