Using 3D fluorescence spectra to identify the authenticity of grape seed oil | Использование 3D-спектров флуоресценции для идентификации подлинности масла виноградной косточки

English. The research aimed to study the possibility of 3D fluorescence spectroscopy using to identify the authenticity of grape seed oils presenting on the Russian market. 3D fluorescence spectroscopy was used to characterize oil fluorophores and differentiate samples by following identification criteria: production method, raw material used, and manufacturer. During the study, 3D excitation-emission spectra of several grape seed oil samples from various manufacturers available on the Russian market were obtained. One of the samples with confirmed production histories was used for comparison. The results of analysis of the obtained spectra by zones of maxima on the hypersurface of the absorption-emission matrix were correlated with individual fluorophores and their groups of functional ingredients of the oil, providing its physiological activity. The possibility of using the obtained data for identification of grape seed oil samples and prompt detection of falsifications is shown. All samples were tested in hexane. It has been shown that genuine oil samples have distinctly differentiated regions of very high intensity on the hypersurface of the excitation-radiation matrix intensity with peaks characteristic of all isomers of tocopherols and tocotrienols with a predominance of the gamma isomer with an EEM maximum of 292/324 nm. There are also intense regions of absorption of carotenoids 325/453 nm and isomeric forms of chlorophyll 405–436/650–670 nm, the alpha form being the prevailing one. The absorption regions of procyanidins are intense 280/316–324 nm; gallic acid 260/390 and coumaric acid 270/420. The uniqueness of the 3D fluorescence spectra for each oil and the formation of the resulting data pool in the form of a three-dimensional matrix allows us to use them for machine learning and the isolation of significant parameters by standard chemometrics.

Russian. Цель работы – изучить возможность использования метода 3D флуоресцентной спектроскопии для идентификации подлинности масел виноградной косточки, присутствующих на российском рынке. 3D флуоресцентная спектроскопия была использована для определения характеристик флуорофоров масла и дифференциации образцов по критериям подлинности: способу получения, используемому сырью, производителю. В процессе исследования были получены 3D-спектры возбуждения-эмиссии нескольких образцов масла виноградной косточки различных производителей, доступных на российском рынке. Один из образцов с подтвержденной историей производства использован для сравнения. Результаты анализа полученных спектров по зонам максимумов на гиперповерхности матрицы поглощения-испускания были соотнесены с отдельными флуорофорами и их группами функциональных ингредиентов масла, обеспечивающих его физиологическую активность. Показана возможность использования полученных данных для установления подлинности образцов масла виноградной косточки и оперативного выявления фальсификаций. Исследование всех образцов проводилось в гексане. Получено, что подлинные образцы масел имеют на гиперповерхности интенсивности матрицы возбуждения-излучения отчетливо дифференцированные области очень высокой интенсивности с пиками, характерными для всех изомеров токоферолов и токотриенолов с преобладанием гамма изомера с длиной волны эмиссии и возбуждения (EEM) максимумом 292/324 нм. Присутствуют интенсивные области поглощения каротиноидов 325/453 нм и изомерных форм хлорофилла 405–436/650–670 нм, при этом альфа форма превалирует. Интенсивны области поглощения процианидинов 280/316–324 нм; галловой кислоты 260/390 и кумаровой кислоты 270/420. Уникальность 3D-спектров флуоресценции для каждого масла и формирование полученного пула данных в виде трехмерной матрицы позволяет использовать их для целей машинного обучения и выделения значимых параметров стандартными методами хемометрики.