COMPARISON OF THE TRIGLYCERIDE CONTENT OF SEA BUCKTHORN OIL OF THE ALTAI TERRITORY BY DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY
Authors:
1.
Biysk Technological Institute (branch), Altai State Technical University named after I. I. Polzunova
2.
Biysk Technological Institute (branch), Altai State Technical University named after I. I. Polzunova
3.
Biysk Technological Institute (branch), Altai State Technical University named after I. I. Polzunova
4.
Biysk Technological Institute (branch), Altai State Technical University named after I. I. Polzunova
Type:
Article
Pages:
from 104
to 109
Status:
Published
Received:
30.06.2015
Accepted:
30.06.2015
Published:
30.06.2015
Subject area:
UDK 634.743
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Language:
Russian
Keywords:
Differential scanning calorimetry, melting curves, high-temperature gas chromatography, sea buckthorn oil, glycerides
Abstract (English):
The melting curves of sea buckthorn oil samples of some producers in the Altai Territory were investigated by differential scanning calorimetry (DSE). Comparison of the data of high-temperature gas chromatography and differential scanning calorimetry showed that melting of the main unsaturated triglycerides of sea buckthorn oil namely tripalmitin and tripalmitolein comply with a maximumendoeffect in the range of 0 ⁰C and that of major limiting triglycerides - tripalmitates - in the range of 10-15 ⁰C. The possibility toidentify the origin of the samples of sea buckthorn oil by DSC is shown.
The melting curves of sea buckthorn oil samples of some producers in the Altai Territory were investigated by differential scanning calorimetry (DSE). Comparison of the data of high-temperature gas chromatography and differential scanning calorimetry showed that melting of the main unsaturated triglycerides of sea buckthorn oil namely tripalmitin and tripalmitolein comply with a maximumendoeffect in the range of 0 ⁰C and that of major limiting triglycerides - tripalmitates - in the range of 10-15 ⁰C. The possibility toidentify the origin of the samples of sea buckthorn oil by DSC is shown.
Keywords:
Differential scanning calorimetry, melting curves, high-temperature gas chromatography, sea buckthorn oil, glycerides
Differential scanning calorimetry, melting curves, high-temperature gas chromatography, sea buckthorn oil, glycerides
Введение Ягоды облепихи богаты витаминами, каротиноидами, флавоноидами, протеинами, антиоксидан- тами, жирными кислотами и фитостеролами. Наиболее ценным продуктом переработки ягод об- лепихи является облепиховое масло, обладающее многочисленными применениями в медицинской практике благодаря уникальному составу тригли- церидов [1]. Высокая стоимость и эффективность сделали облепиховое масло привлекательным для разработки новых методов выделения и расшире- ния диапазона используемого сырья. В настоящее время подлинность облепихового масла как лекарственного средства определяется спектрофотометрическим методом (спектр раство- ра в области от 430 до 500 нм должен иметь макси- мумы поглощения при длинах волн 447 и 470 нм и минимум поглощения при 460 нм) и методом ГЖХ 104 ISSN 2074-9414. Food Processing: Techniques and Technology. 2015. Vol. 37. № 2 (составом жирнокислотных остатков из данных реакции этерификации с метиловым спиртом). Спектроскопия дает прямую информацию о каче- стве облепихового масла, но не дает четкого пред- ставления о составе триглицеридов. ГЖХ дает ка- чественную и количественную информацию, но, поскольку ГЖХ не прямой метод (путем разруше- ния триглицеридов на отдельные метиловые эфиры жирных кислот), это не дает возможности опреде- лить первоначальный состав глицеридов. Ранее была показана применимость метода дифференци- альной сканирующей калориметрии для оценки качества, подлинности, фальсификации и просле- живаемости в цепи выращивание - производство - реализация [2]. Целью настоящей статьи является изучение возможности идентификации образцов облепихо- вого масла концентрата, полученного производите- лями Алтайского края, методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Объект и методы исследования Для исследования были взяты образцы концентратов облепихового масла, полученные из облепи- хи сорта «Чуйская», выращенной в различных рай- онах Алтайского края в 2013 г.: Волчихинском, Крутихинском, Змеиногорском, Мамонтовском, Поспелихинском, а также ягоды дикорастущие рас- тений облепихи в пойме р. Катунь урожая 2013 г. Были исследованы образцы концентратов облепи- хового масла следующих производителей Алтай- ского края: ООО «Ягодное», ООО «Агровитсад», ЗАО «Алтайвитамины», ООО «Янтарное», ООО «Алсу», ООО «Алтайский сад». Образцы облепи- хового масла получены экстракцией дифторхлор- метаном (хладон 22) из дробленого жома (продук- та, получаемого отжатием сока из ягод). Дифференциальная сканирующая калориметрия Процесс плавления образцов масла изучался ме- тодом дифференциальной сканирующей калори- метрии на приборе DSC-60 (Shimadzu, Япония). Масса навески составляла (10,0±0,5) мг. Измери- тельная ячейка охлаждалась жидким азотом до температуры минус 100 °С. Опыты проводили в температурном диапазоне от минус 100 °С до плюс 50 °С при скорости нагревания 10 °С/мин, в среде азота, расход газа составлял 40 см3/мин. Для балан- сировки системы использовался α-кварц. Калиб- ровка прибора была проведена по индию (Тпл.= 156,6 °С, ∆Нf = 28,71 Дж/г). Расчетные дан- ные были получены с использованием программно- го обеспечения DSC-60. Триглицеридный состав В качестве объектов исследования взяты те же образцы облепихового масла концентрата. Глице- риды жирных кислот определялись методом газо- вой хроматографии. Образцы для анализа готовили по следующей методике: 0,02 г масла растворяли в 5 мл гексана; 0,2 мкл полученного раствора вкалы- вали в испаритель. Анализ проводился на газовом хроматографе Shimadzu GС-2010 plus при следую- щих условиях. Инжектор: температура инжектора 370 °С, по- ток по колонке 0,75 мл/мин, линейная скорость 33 см/сек., коэффициент деления 10. Колонка: капиллярная SE-30 «Витохром-м», длина 15 м, внут- ренний диаметр 0,3 мм, толщина пленки 0,25 мкм, неподвижная фаза - полиметилсилоксан, програм- мирование температуры колонки: изотермический режим 4 мин при начальной температуре 160 °С, затем повышение до 365 °С со скоростью 8 °С/мин, время выдержки 15 мин. Общее время анализа 44 мин. Детектор: пламенно-ионизационный, темпера- тура детектора 380 °С, поток воздуха 400 мл/мин, поток водорода 40 мл/мин, поток газа носителя 30 мл/мин, газ-носитель - гелий. Для идентификации триглицеридов использова- ли стандарты фирмы SUPELCO Cat. No. 1787- 1AMP; MDT12-1KT. Полученные результаты по глицеридному со- ставу интерпретировали как компоненты, совпада- ющие по времени удерживания со стандартными веществами. Жирно-кислотный состав Объектом исследования выступили те же образ- цы масла различных производителей. Жирные кис- лоты превращались в их метиловые эфиры и анали- зировались на газовом хроматографе «Кристалл люкс 4000». Определение жирных кислот проводили по сле- дующей методике: 0,02 г масла помещали в колбу вместимостью 100 мл, снабженную обратным хо- лодильником, прибавляли 1 мл метанола, 3 капли ацетилхлорида и нагревали в течение 1 ч на кипя- щей водяной бане. Затем избыток метанола отгоня- ли на водяной бане. Остаток растворяли в 0,2 мл гексана и 1 мкл полученной смеси вводили попере- менно с модельной смесью в испаритель газового хроматографа с пламенно-ионизационным детекто- ром и хроматографировали в следующих условиях: капиллярная колонка - FFAP 50 м, внутренний диаметр 0,32 мм; газ-носитель - гелий. Температу- ра термостата была запрограммирована следующим образом: от 180 0С (изотермический режим в тече- ние 1 мин) до 210 °С со скоростью 2 °С/мин и изо- термический период 30 мин при 210 °С. Темпера- тура инжектора и детектора 250 °С. Для идентифи- кации жирных кислот использовали СО смеси ме- тиловых эфиров фирмы SUPELCO Cat. No. 07631- 1АМР. Результаты и их обсуждение Кривые ДСК образцов облепихового масла, по- лученного различными производителями Алтайского края, представлены на рис. 1, 2. 105 ISSN 2074-9414. Техника и технология пищевых производств. 2015. Т. 37. № 2 Рис. 1. Кривые фазовых переходов образцов облепихового масла концентрата: ЗАО «Алтайвитамины», ООО «Ягодное», ООО «Алтайский сад» Рис. 2. Кривые фазовых переходов образцов облепихового масла концентрата: ООО «Агровитсад», ЗАО «Алтайвитамины», ООО «Янтарное», ООО «Алсу» Как следует из представленных данных, кривые ДСК индивидуальны, но для всех образцов облепи- хового масла характерен эндоэффект плавления с максимумом около 0 °С. В образце облепихового масла производства ЗАО «Алтайвитамины» обна- ружены два эндоэффекта плавления - около 0 °С и в области 10-15 °С, что характеризует образец как бинарную систему. Можно предположить, что индивидуальность кривых ДСК связана с различием в триглицеридном составе образцов. В табл. 1 приведено сравнение двух эндоэффек- тов плавления глицеридов образцов облепихового масла концентрата различных производителей. Из таблицы следует, что данные по всем пред- ставленным производителям согласуются между собой, за исключением образца ООО «Алтайский сад», который существенно отличается по форме основного пика (уширенный) и высокому теплово- му эффекту. Можно предположить, что технология получения облепихового масла на ООО «Алтай- ский сад» отличается от других производителей. В этом случае нельзя также исключить переэтерифи- кацию глицеридов [4] вследствие используемой технологии выделения облепихового масла. Данные, характеризующие триглицеридный со- став исследуемых образцов облепихового масла концентрата представлен в табл. 2. Таблица 1 Сравнение кривых ДСК облепихового масла концентрата различных производителей Алтайского края Производи- тель Первый эндоэффект, Дж/г Отношение к стандар-ту, % Второй эндоэффект Дж/г Отношение к стандарту, % Сумма эндоэффек- тов, Дж/г Отношение к стандарту, % Примечание Алтайвитамины 8,55 100 3,84 100 12,1 100 Стандарт Агровитсад 11,55 135 0,57 14,8 11,92 98,5 Алсу 8,42 98,5 2,32 60,4 10,74 88,7 * Янтарное 10,46 122,3 0,2 5,2 10,66 88,1 ** Ягодное 9,54 111,6 0,29 7,6 9,83 81,2 Алтайский сад 16,36 191,3 0,16 4,2 16,52 136,5 *** Примечание. * - основной пик двойной, смещен в низкотемпературную область; ** - основной пик состоит из трех, не разделенных между собой пиков; *** - «бедный» спектр, уширенный основной пик. Таблица 2 Состав компонентов, совпадающих по времени удерживания с глицеридами Компонент, % Масло облепиховое (100 %) Компонент, % ООО Ягодное ООО Янтарное ЗАО Алтайвитамины ООО Алсу ООО Алтайский сад Монолаурин - - - - - Мономиристин - - - 0,02±0,01 - Монопальмитин - - - 0,01±0,003 - Моностеарин - - - - - Дилаурин 0,65±0,13 2,56±0,04 0,69±0,14 0,24±0,04 0,16±0,02 106 ISSN 2074-9414. Food Processing: Techniques and Technology. 2015. Vol. 37. № 2 Окончание табл. 2 Компонент, % Масло облепиховое (100 %) Компонент, % ООО Ягодное ООО Янтарное ЗАО Алтайвитамины ООО Алсу ООО Алтайский сад Димиристин 0,03±0,01 - - - - Дипальмитин 1,83±0,03 0,81±0,12 - - 0,37±0,06 Дистеарин 0,07±0,01 0,21±0,03 0,20±0,04 - - Трилаурин 1,57±0,03 0,55±0,08 0,74±0,15 0,30±0,05 0,14±0,02 Тримиристин - - - 0,02±0,01 - Трипальмитин 38,46±0,40 43,56±0,40 38,16 ±0,40 32,47±0,33 33,39±0,50 Триолеин 7,48±0,11 7,86±0,12 9,71±0,15 13,16±0,20 8,63±0,13 Тристеарин 1,02±0,15 0,81±0,12 0,53±0,1 - 0,16±0,02 Трилинолеин - - 7,67±0,15 18,81±0,28 9,20±0,14 Трипальмитолеин 32,34±0,48 35,14±0,5 31,28±0,5 28,63±0,43 29,06±0,43 Для отнесения эндоэффектов плавления кривых ДСК к фазовым переходам конкретных групп триг- лицеридов были сопоставлены данные ДСК и вы- сокотемпературной газовой хроматографии. В ка- честве стандарта взят образец облепихового масла производства ЗАО «Алтайвитамины». Сравнитель- ный анализ представлен в табл. 3. Из таблицы следует, что зависимость между ко- личеством трипальмитолеина и первого эндоэф- фекта по всем представленным производителям очевидна и подтверждается коэффициентами корреляции, близкими к единице, за исключением об- разца ООО «Алтайский сад». Зависимость между трипальмитином и вторым эндоэффектом не наблюдается. Поэтому можно сделать вывод, что методом ДСК возможно определять количество трипальмитолеина по первому эндоэффекту, а вто- рой эндоэффект не связан с трипальмитином. Данные, характеризующие жирнокислотный со- став исследуемых образцов облепихового масла концентрата представлены в табл. 4. Таблица 3 Сопоставление данных содержания триглицеридов методом высокотемпературной газовой хроматографии и эндоэффектов плавления кривых ДСК для образцов облепихового масла различных производителей Производитель Газовая хроматография ДСК, отношение к стандарту, % Производитель ТПМ, % Отношение к стандар- ту, % ТПО, % Отношение к стандар- ту, % I эндоэф- фект Коэффициент корреляции ДСКI /ГХТПО II эндоэф- эндоэф- фект Коэффициент корреляции ДСКII энд-т/ГХТПА Алтайвитамины 38,16 100 31,28 100 100 1,00 100 1,00 Алсу 32,47 84,3 28,63 91,5 98,5 1,08 60,4 0,72 Янтарное 43,56 114,2 35,14 112,3 122,3 1,09 5,2 0,05 Ягодное 38,46 100,8 32,34 103,3 111,6 1,08 7,6 0,07 Алтайский сад 33,39 87,5 29,06 92,9 191,3 2,05 4,2 0,05 Таблица 4 Состав жирных кислот Кислота, % Масло облепиховое (100 %) Кислота, % ООО «Ягодное» ООО «Янтарное» ЗАО «Алтайвитамины» ООО «Алсу» ООО «Алтайский сад» насыщенные жирные кислоты Миристиновая (С14:0) 0,57±0,11 0,76±0,15 0,87±0,17 0,32±0,05 0,41±0,06 Пальмитиновая (С16:0) 36,11±0,54 34,52±0,52 36,65±0,55 24,51±0,37 31,15±0,47 Стеариновая (С18:0) 1,11±0,11 1,24±0,12 1,27±0,13 2,34±0,23 1,46±0,15 Арахиновая (С20:0) 0,25±0,05 0,42±0,08 0,34±0,07 0,29±0,06 0,83±0,17 Бегеновая (С22:0) 0,23±0,05 0,61±0,12 0,17±0,03 0,33±0,07 0,57±0,11 Всего 38,27 37,55 39,3 27,79 34,42 мононенасыщенные жирные кислоты Пальмитолеиновая (С16:1) 35,98±0,54 34,57±0,52 34,45±0,52 22,38±0,33 30,83±0,46 Олеиновая (С18:1) 4,34±0,22 3,04±0,15 5,78±0,29 13,21±0,26 12,93±0,26 Вакценовая (С18:1) 5,64±0,28 6,81±0,34 5,76±0,29 4,74±0,24 5,19±0,26 Всего 45,96 44,42 45,99 40,33 48,95 полиненасыщенные жирные кислоты Линолевая (С18:2) 11,54±0,23 12,65±0,25 12,12±0,24 27,89±0,42 13,80±0,28 Линоленовая (С18:3) 0,82±0,16 1,09±0,22 0,57±0,11 1,04±0,10 1,59±0,16 Всего 12,36 13,74 12,69 28,93 15,39 107 ISSN 2074-9414. Техника и технология пищевых производств. 2015. Т. 37. № 2 Для отнесения эндоэффектов плавления кривых ДСК к жирнокислотному составу были сопоставле- ны данные ДСК и газовой хроматографии. В качестве стандарта взят образец облепихового масла производства ЗАО «Алтайвитамины». Сравнитель- ный анализ представлен в табл. 5. Таблица 5 Сопоставление данных жирно-кислотного состава газовой хроматографии и эндоэффектов плавления кривых ДСК для образцов облепихового масла различных производителей Произво- дитель Газовая хроматография ДСК, отношение к стандарту, % Произво- дитель Насы- щенные ЖК, % Отношение к стан- дарту, % Ненасы- щенные ЖК, % Отношение к стан- дарту, % I эндоэф фект Коэффициент корреляции ДСКI энд-т / ГХненасыщ. ЖК II эндоэф- фект Коэффициент кор- реляции ДСКII энд-т / ГХнасыщен.ЖК Алтайвитамины 39,3 100 58,68 100 100 1,00 100 1,00 Алсу 27,79 70,7 69,26 118 98,5 0,83 60,4 0,85 Янтарное 37,55 95,5 58,16 99,1 122,3 1,23 5,2 0,05 Ягодное 38,27 97,4 58,32 99,4 111,6 1,12 7,6 0,08 Алтайский сад 34,42 87,6 64,34 109,6 191,3 1,74 4,2 0,05 Из таблицы следует, что зависимость между ко- личеством ненасыщенных жирных кислот и перво- го эндоэффекта по всем представленным произво- дителям наблюдается и подтверждается коэффици- ентами корреляции, близкими к единице, за исклю- чением образца ООО «Алтайский сад». Зависи- мость между массовой долей насыщенных жирных кислот и величиной второго эндоэффекта на кри- вой ДСК также не наблюдается. Можно предполо- жить, что второй эндоэффект плавления глицери- дов облепихового масла связан не только с плавле- нием триглицеридов насыщенных жирных кислот. Сопоставление данных высокотемпературной хроматографии и ДСК дает основание полагать, что плавление трипальмитолеинов облепихового масла на кривой ДСК соответствует первому эндоэффек- ту с максимумом около 0 ºC. Таким образом, из представленных данных сле- дует, что: 1) плавление основного непредельного тригли- церида облепихового масла - трипальмитолеина происходит с максимумом при 0 °С и соответствуют первому эндоэффекту на кривой ДСК. Плавление остальных глицеридов облепихового масла происходит в области 10-15 °С. Условия выделения сказываются на глицеридном составе и, возможно, приводят к переэтерификации глицеридов облепи- хового масла; 2) полученные методом ДСК кривые плавления образцов облепихового масла индивидуальны, и их можно использовать в установлении состава ис- ходного сырья для производства облепихового масла в Алтайском крае, а также применявшейся технологии выделения и для прослеживания произ- веденных партий облепихового масла.
1. Koshelev, Yu.A. Oblepiha: monografiya / Yu.A. Koshelev, L.D. Ageeva.- Biysk: NIC BGPU im. V.M. Shukshina, 2004. - 320 s.
2. Identification of the origin of sea buckthorn oil of the Altai krai by differential scanning calorimetry / S.N. Khabarov, A.L. Vereshchagin, Yu.G. Gur'yanov et al. // Foods and Raw Materials. - 2013. - Vol. 1 (1). - R.108-113.
3. Goremykina, N.V. Sostav gliceridov oblepihovogo masla Altayskogo kraya, poluchennogo razlichnymi sposobami / N.V. Goremykina, A.L. Vereschagin, Yu.A. Koshelev, N.S. Pershin // Polzunovskiy vestnik. - 2014. - № 3. - S. 190-194.
4. Vereschagin, A.G. Biohimiya trigliceridov. - M.: Nauka, 1972. - 308 s.
