Ταχείες αναλυτικές τεχνολογίες προσδιορισμού νοθείας ελαίου Argan: φθορισμομετρία σύγχρονης σάρωσης

Abstract

Η φασματοφθορισμομετρία διέγερσης-εκπομπής είναι μια αναλυτική τεχνική μέτριας εκλεκτικότητας και εξαιρετικά υψηλής ευαισθησίας που μπορεί να εφαρμοστεί στην ανίχνευση αναλυτών σε περιβαλλοντικά και βιολογικά δείγματα. Τα όρια ανίχνευσης είναι στην περιοχή 10 -9 έως 10 -12 Μ ενώ η εκλεκτικότητα είναι ξεκάθαρα μεγαλύτερη από εκείνη της φασματοσκοπίας ορατού υπεριώδους μικρότερη όμως των δονητικών τεχνικών, έτσι εφαρμόζεται για την ανάλυση στην κλίμακα των pg/mL. Ωστόσο, αυτές οι εφαρμογές σε ανάλυση δειγμάτων πολλαπλών συστατικών μειώνονται σημαντικά λόγω της αλληλεπικάλυψης των φασμάτων. Η περιορισμένη εκλεκτικότητα της φασματοφθορισμομετρίας διέγερσης-εκπομπής μπορεί να βελτιωθεί με εφαρμογή συνολικής φωταύγειας ή τεχνικές φθορισμομετρίας σύγχρονης σάρωσης. Το παρθένο έλαιο Argan συλλέγεται από τον καρπό του δέντρου Argan το οποίο είναι ενδημικό στο Νοτιοδυτικό Μαρόκο και προστατεύεται από την UNESCO. Το έλαιο Argan είναι διαδεδομένο για τις καλλυντικές, φαρμακευτικές και διατροφικές εφαρμογές και διαθέτει ιδιαίτερα μοναδικές οργανοληπτικές ιδιότητες που σχετίζονται με το πλούσιο άρωμά του και την ιδιαίτερη γεύση του. Θεωρείται προϊόν πολυτελείας και εξάγεται από το Μαρόκο σε όλο τον κόσμο. Σημειώνεται ότι το έλαιο Argan είναι προστατευόμενης ονομασίας προέλευσης από τη νομοθεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Το γεγονός αυτό δεν επιτρέπει το χαρακτηρισμό έλαιο Argan όταν αυτό παράγεται σε άλλες από το Μαρόκο χώρες π.χ. Ισραήλ. Κατά συνέπεια, ο προσδιορισμός της αυθεντικότητας και της ανίχνευσης νοθείας του ελαίου Argan είναι θέματα αυξανομένης σημασίας. Η πιστοποίηση του ελαίου Argan απαιτεί ταχείες και απλές τεχνικές για έλεγχο ποιότητας/νοθείας. Η παρούσα μελέτη επικεντρώνει στη δυνατότητα της χρήσης των φασμάτων φθορισμού σύγχρονης σάρωσης για τη διαφοροποίηση του ελαίου Argan από το αραβοσιτέλαιο. Επιπλέον παρουσιάζεται η εφαρμογή των φασμάτων φθορισμού σύγχρονης σάρωσης συνδυαζόμενα με χημειομετρικές μεθόδους ανάλυσης για τον ποσοτικό προσδιορισμό της νοθείας του ελαίου Argan. Διαφορετικά δείγματα ελαίου Argan νοθεύτηκαν με αραβοσιτέλαιο σε ποικίλα επίπεδα με έμφαση σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Τα φάσματα φθορισμού σύγχρονης σάρωσης λήφθηκαν μεταβάλλοντας το μήκος κύματος διέγερσης στην περιοχή 300-800 nm και σε Δλ από 10 έως 100 nm. Τα τρισδιάστατα φάσματα για το αραβοσιτέλαιο, σε αντίθεση με το έλαιο Argan, δείχνουν μια περιοχή φθορισμού στην κλίμακα μήκους κύματος διέγερσης 330-410 nm. Για Δλ 10 nm, στην περιοχή των 365-375 nm, η κλίση της καμπύλης αναφοράς η οποία είναι η ένταση του φθορισμού (αυθαίρετες μονάδες) συναρτήσει της % (w/w) συγκέντρωσης iv αραβοσιτελαίου είναι 1,52±0,01 και η τεταγμένη επί την αρχή 6,3±0,3 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9998. Για Δλ 20 nm, στην περιοχή των 345-355 nm, η κλίση της καμπύλης αναφοράς είναι 8,51±0,04 και η τεταγμένη επί την αρχή 34±2 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9996. Για Δλ 30 nm, στην περιοχή των 360-370 nm, η κλίση είναι 10,21±0,04 και η τεταγμένη επί την αρχή 32±2 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9997. Για Δλ 40 nm, στην περιοχή των 360-370 nm, η κλίση βρέθηκε 22,7±0,1 με τεταγμένη επί την αρχή 90,5±5,9 και 0,9995 ο συντελεστής συσχέτισης. Για Δλ 50 nm, στην περιοχή των 380-390 nm, η κλίση είναι 16,18±0,07, η τεταγμένη επί την αρχή 48,7±3,1 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9997. Για Δλ 60 nm, στην περιοχή των 385-395 nm, η κλίση είναι 22,6±0,1 και η τεταγμένη επί την αρχή 79,4±5,1 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9996. Για Δλ 70 nm, στην περιοχή των 410420

nm, η κλίση είναι 9,36±0,04 και η τεταγμένη επί την αρχή 58,9±1,7 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9997. Για Δλ 80 nm, στην περιοχή των 415-425 nm, η κλίση είναι 11,25±0,05 και η τεταγμένη επί την αρχή 75,8±2,1 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9997, για Δλ 90 nm, στην περιοχή των 415-425 nm, η κλίση είναι 17,61±0,09 και η τεταγμένη επί την αρχή 102,7±3,8 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9996 ενώ για Δλ 100 nm, στην περιοχή των 435445 nm,

η κλίση είναι 8,45±0,04 και η τεταγμένη επί την αρχή 59,8±1,6 με τιμή συντελεστή συσχέτισης 0,9997. Η τεταγμένη επί την αρχή οφείλεται στον εγγενή φθορισμό του ελαίου Argan. Σημειώνεται, ότι η μέθοδος δίνει τη δυνατότητα για ανάλυση στο σημείο της παραγωγής/εμπορίας χωρίς να υπάρχει ανάγκη μεταφοράς στο εργαστήριο. Η προτεινόμενη τεχνική είναι ταχεία, δεν απαιτεί προκατεργασία των δειγμάτων με αποτέλεσμα να είναι μια απλή και εύχρηστη μέθοδος.

Excitation-emission (EE) spectrofluorimetry is an analytical technique of moderate selectivity and extremely high sensitivity, which can be applied to the detection of analytes in environmental and biological samples. The detection limits are in the range of 10 M, while the selectivity is greater than that of UV Visible spectroscopy but smaller than that of vibrational techniques thus, it is applied for the analysis of concentrations in the range of pg/mL. However, these performances in multi-component analysis fall off considerably due to the overlapping of the spectra, so that resolution of mixtures is unsatisfactory. The limited selectivity of EE spectrofluorimetry can be improved by applying total luminescence or synchronous scanning fluorescence techniques. Argan oil is made from the Argan tree, endemic from southwestern Morocco protected by UNESCO. Argan oil is well known for its cosmetic, pharmaceutical and nutritional applications and has particularly unique organoleptic properties, related to its rich aroma and nutty flavour. It is considered a luxury product and is exported from Morocco around the world. It should be noted that Argan oil is protected designations of origin by the legislation of the European Union. This fact does not allow the characterization of ¨Argan oil¨ if the oil is produced in other countries than Morocco, for instance Israel. Consequently the determination of Argan oil authenticity and the detection of adulteration are issues of increasing importance. The authentication of Argan oil requires fast and simple techniques for quality control and testing. This study focuses on the potential of total synchronous fluorescence (TSyF) spectra to differentiate Argan oil from corn oil. Synchronous fluorescence spectra combined with multivariate analysis to assess the adulteration of Argan oil is also demonstrated. Different Argan oils samples were adulterated with corn oil at varying levels with emphasis at low concentrations. TSyF spectra were acquired by varying the excitation wavelength in the region 300-800 nm and wavelength interval (Δλ) in the region from 10 to 100 nm. TSyF contour plots for corn oil, in contrast to Argan oil, show a fluorescence region in the excitation wavelength range 330-410 nm. For Δλ 10 nm, in the region of 365-375 nm the slope of the calibration curve that is fluorescence intensity (arbitry units) versus % (w/w) corn oil, is 1,52±0,01 and the intercept 6,3±0,3 with 0,9998 correlation coefficient. For Δλ 20 nm, in the region of 345-355 nm, the slope was found to be 8,51±0,04 and the intercept 34±2 with 0,9996 correlation coefficient. For Δλ 30 nm, in the region of 360-370 nm, the slope was found to be 10,21±0,04 and the intercept 32±2 with 0,9997 correlation coefficient. For Δλ 40 nm, in the region of 360-370 nm, the slope was found to be 22,7±0,1 with intercept 90,5±5,9 and 0,9995 correlation coefficient. -8 –10 -10 vi For Δλ 50 nm, in the region of 380-390 nm, the slope was found to be 16,18±0,07, and the intercept 48,7±3,1 with 0,9997 correlation coefficient. For Δλ 60 nm, in the region of 385-395 nm, the slope is 22,6±0,1 and the intercept 79,4±5,1 with 0,9996 correlation coefficient. For Δλ 70 nm, in the region of 410-420 nm, the slope was found to be 9,36±0,04 and the intercept 58,9±1,7 with 0,9997 correlation coefficient. For Δλ 80 nm, in the region of 415-425 nm, the slope was found to be 11,25±0,05 and the intercept 75,8±2,1 with 0,9997 correlation coefficient. For Δλ 90 nm, in the region of 415-425 nm, the slope was found to be 17,61±0,09 and the intercept 102,7±3,8 with 0,9996 correlation coefficient, while for Δλ 100 nm, in the region of 435-445 nm, the slope was found to be 8,45±0,04 and the intercept 59,8±1,6 with 0,9997 correlation coefficient. The intercept is due to the intrinsic fluorescence of Argan oil. It should be noted that this method gives the ability for analysis at the point of production/marketing without the need to transfer to the laboratory. Moreover, the recommended technique is rapid, requires no sample pretreatment steps resulting in simple and easy to use method