Установление качества эфирного масла лимона с помощью хроматографии и методов математической статистики.

Были проанализированы хроматографически образцы эфирного масла лимона:
3 – фальсификат лимонного масла на основе лимоненово-терпеновой фракции
2, 4, 5, 7 – образцы натурального эфирного масла лимона разного происхождения
iris, hadek – образцы эфирного масла лимона различных фирм

Для сравнения были взяты усредненные хроматографические данные по содержанию компонентов эфирного масла лимона, приведенные в ISO 855:2003(E).
iso-coast – американский тип (прибрежный, влажный)
iso-des – американский тип (сухой, пустынный)
iso-spain – испанский тип
iso-ital – итальянский тип
iso-ivory – центрально-африканский тип

Состав образцов лимонного масла

    2 3 4 5 7 IRIS HADEK
1 α-туйен 0.34 0 0.41 0.42 0.18 0.41 0.22
2 α-пинен 2.23 0.51 1.97 2.12 1.08 1.99 1.60
  Сабинен 1.88 0.23 2.03 2.01 1.09 2.26 1.07
3 β-пинен 13.96 0.51 13.34 13.59 9.87 12.95 12.39
4 мирцен 1.42 1.94 1.47 1.53 1.51 1.59 2.06
6 α-терпинен 0.16 0 0.19 0.16 0.20 0.15 0.25
  Пара-цимен 0.35 0.10 0.54 0.43 0.76 0.82 0.89
7 Лимонен 66.93 90.14 65.36 66.99 71.58 67.50 68.12
8 γ-терпинен 8.69 0.42 9.53 8.32 8.89 7.96 7.51
  Терпинолен 0.39 0 0.37 0.33 0.21 0.34 0.16
9 α-терпинеол 0.10 0 0.18 0.10 0.10 0.18 0.65
10 нераль 0.80 1.78 0.79 0.65 0.97 0.63 1.11
11 гераниаль 1.21 2.69 1.31 1.09 1.66 1.17 1.79
12 Нерилацетат 0.36 0 0.40 0.37 0.27 0.63 0.17
13 Геранилацетат 0.27 0 0.39 0.25 0.29 1.17 0.17
14 β-кариофиллен 0.18 0 0.20 0.17 0.10 0.15 0.10
15 α-бергамотен 0.25 0 0.33 0.31 0.17 0.27 0.13
16 β-бисаболен 0.40 0 0.49 0.45 0.26 0.41 0.20

Хроматограмма лимонного масла согласно стандарту ISO

Хроматограмма лимонного масла №7

Сравнение хроматограмм ISO и №7 показывает практически полное совпадение.

В тоже самое время хроматограмма образца лимона №3 показывает очень серьезное отличие от хроматограмм натурального лимона. Практическое отсутствие компонентов 12-16 (сесквитерпеновые углеводороды), повышенное количество лимонена (90% вместо 60-70%), присутствие посторонних веществ указывают на искусственное происхождение образца №3.

Хроматограмма образца фальсификата эфирного масла лимона №3.

Сравнение хроматограмм можно проводить методами математической статистики. Для этого существуют несколько способов, главный из которых – кластерный анализ (кластер означает «гроздь»), позволяющий группировать результаты хроматографического анализа в графический образ.

Кластерная диаграмма образцов эфирного масла лимона различного качества.

Из графика видно, что образец 3 лежит очень далеко от кластера качественных эфирных масел лимона. Образцы 2 и 5 очень близки между собой и вместе с образцом 4 образуют кластер эфирных масел, сходных с лимонным маслом испанского происхождения, менее сходных с маслом итальянского происхождения и менее всего похож на масло американского типа, выращенного на океанском побережье.
Образец 7 близок по качеству к маслу африканского экваториального происхождения (Берег Слоновой Кости) и менее близок к маслу американского типа, выращенного в сухих условиях и навряд ли получен в Испании или Италии.

Кластерный анализ дает не только качественные, но и количественные характеристики сходства, которые можно оценить из матрицы сходства.

Матрица сходства образцов эфирного масла лимона различного качества.

  L2 L3 L4 L5 L7 ISO_COAST ISO_DES ISO_SPAIN ISO_ITAL ISO_IVORY L_IRIS L_HADEK
L2 0.0 28.2 1.9 0.6 6.4 2.6 8.6 2.5 3.4 5.7 1.8 2.8
L3 28.2 0.0 29.5 27.9 22.5 27.6 20.2 30.0 30.8 23.1 27.2 26.1
L4 1.9 29.5 0.0 2.1 7.3 2.3 10.1 0.8 1.5 6.9 2.8 3.9
L5 0.6 27.9 2.1 0.0 6.2 2.3 8.4 2.7 3.5 5.5 1.4 2.5
L7 6.4 22.5 7.3 6.2 0.0 5.5 4.4 7.7 8.6 2.4 5.5 4.6
ISO_COAST 2.6 27.6 2.3 2.3 5.5 0.0 8.7 2.6 3.3 5.5 2.2 2.7
ISO_DES 8.6 20.2 10.1 8.4 4.4 8.7 0.0 10.6 11.5 3.5 7.8 7.2
ISO_SPAIN 2.5 30.0 0.8 2.7 7.7 2.6 10.6 0.0 1.0 7.3 3.4 4.5
ISO_ITAL 3.4 30.8 1.5 3.5 8.6 3.3 11.5 1.0 0.0 8.3 4.2 5.2
ISO_IVORY 5.7 23.1 6.9 5.5 2.4 5.5 3.5 7.3 8.3 0.0 5.0 4.6
L_IRIS 1.8 27.2 2.8 1.4 5.5 2.2 7.8 3.4 4.2 5.0 0.0 2.2
L_HADEK 2.8 26.1 3.9 2.5 4.6 2.7 7.2 4.5 5.2 4.6 2.2 0.0

Фальсификат (L3) лежит на расстоянии 20-30 единиц от стандартов разного происхождения. Второй образец (L2) наиболее близок к испанскому типу (расстояние между L2 и ISO_SPAIN составляет 2.5 единицы), но и достаточно близок к итальянскому типу (расстояние между L2 и ISO_ITAL составляет 3.3 единицы).

Более тонкие различия между образцами лимона ИРИС и ХАДЕК обнаруживаются при внимательном рассмотрении на хроматограммах веществ с небольшим содержанием. В лимонном масле ИРИС отсутствует цитронеллаль, который содержится у ХАДЕКА. Этот компонент неустойчивый и содержится только в свежем масле. Одним из показателей качества является суммарное содержание нераля и гераниаля (цитраль). У ХАДЕКА их содержание составляет 2.90, что значительно больше, чем у ИРИС (1.80). Таким образом масло ИРИС имеет признаки старого масла с пониженным содержанием цитралей (но в пределах нормы).

Хроматограмма образца лимона ИРИС

Хроматограмма образца лимона HADEK

Для портретного представления данных хроматографического анализа можно использовать также математический метод, известный как «лица Чернова», по фамилии математика, разработавшего этот наглядный способ представления и сравнения данных, описывающих опыт.
Метод основан на построении с помощью компьютерной программы черт человеческого лица из данных хроматографического анализа, то есть содержания отдельных компонентов. Узнаваемость и похожесть лица и его сходство со стандартом позволяют легко сравнивать различные эфирные масла после проведения хроматографического анализа.

Оценка мимики лиц, характеризующих отдельные образцы эфирных масел позволяет визуально сравнивать их качество. Образец 3 (фальсификат) полностью «потерял лицо», несколько ушел от всех образец 7 (африканский тип, отличный от европейского и американского). Образец 2 очень близок к стандарту ISO, образцы 4 и 5 очень сходны и близки к стандарту. Образец ИРИС близок к испанскому типу или итальянскому, а HADEK возможно имеет американское происхождение.

Данные были обработаны с помощью программы STATISTICA6 StatSoft, Inc. (2001). STATISTICA (data analysis software system), version 6. www.statsoft.com
 



 

Hosted by uCoz