Characterization of Adulterated Olive Oils in Cases of Food Fraud by Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography with Time-of-Flight Mass Spectrometry (GC×GC-TOFMS)

Význam tématu

Adulterace olivových olejů představuje významný problém potravinového podvodu s hospodářskými i zdravotními dopady. Pravost extra panenského olivového oleje bývá zpochybňována příměsí levnějších rostlinných olejů, což vyžaduje spolehlivé analytické postupy. Moderní nekonvenční metody, jako je dvoudimenzionální plynová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií TOFMS, umožňují detailní charakterizaci komplexních vzorků a detekci stopových rozdílů v chemickém složení.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo prokázat schopnost metody GC×GC-TOFMS rozeznat a kvantifikovat rozdíly mezi čistými vzorky extra panenského olivového oleje, ostatními jedlými oleji (řepkový, arašídový, slunečnicový, hroznový) a jejich směsmi (10 % a 50 % příměsi). Autoři prezentují komplexní workflow zahrnující přípravu vzorků, chromatografické separace, dekonvoluci spekter a statistickou analýzu.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: tři vzorky extra panenského olivového oleje, po jednom vzorku řepkového, arašídového, slunečnicového a hroznového oleje, 1:10 ředění v cyklohexanu, směsi s EVOO v poměrech 10 % a 50 %.
• Chromatografie: LECO Pegasus 4D s Agilent 7890 GC, duální kvadrupletový modulátor GERSTEL MPS2 a sekundární pec + TOFMS.
• Kolony: primárně Rxi-5Sil MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm), sekundárně Rxi-17Sil MS (1,25 m × 0,18 mm × 0,18 μm).
• Podmínky: injekce 1 μL splitless při 250 °C, nosný plyn He (1 ml/min), teplotní program 40–300 °C, modulace 3 s, akvizice 35–500 m/z při 200 spektr/s.
• Softwarové zpracování: ChromaTOF 4.50 pro dekonvoluci, knihovní vyhledávání a zarovnání dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza odhalila stovky sloučenin, z nichž pomocí signál-šum kritéria a Fisherovy ratio byly vybrány ty nejreprezentativnější pro rozlišení olejů. PCA bez předvýběru signálů nevykázala jasné rozdělení vzorků, avšak po feature selection se jednotlivé třídy (EVOO, řepkový, arašídový, slunečnicový, hroznový a jejich směsi) zřetelně oddělily. Mezi klíčové analyty patřily alifatické aldehydy (2,4-deka-dienal), terpeny (α-farnesen), mastné kyseliny (hexadekanová, olejová) a další nízkomolekulární sloučeniny. Relativní plošné poměry těchto sloučenin se měnily úměrně příměsi levnějších olejů, což dokazuje citlivost metody pro detekci adulterací již od 10 % příměsi.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká selektivita a rozlišení díky dvěma chromatografickým dimenzím a cryogenní modulaci.
• Možnost nekonvenčního neřízeného zpracování dat pro screening více analytů najednou.
• Schopnost identifikovat specifické fíngernprinty jednotlivých olejů i jejich směsí.
• Rychlá detekce adulterace již při nízkých procentuálních podílech levnějších olejů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj zaměří na optimalizaci přípravy vzorků pro zlepšení opakovatelnosti a rozšíření databází referenčních spekter. Integrace strojového učení a pokročilých statistických nástrojů zvýší automatizaci výběru markerů a predikci příměsí. Potenciál mají adaptace metody pro online monitoring produkce a kvalitativní kontrolu v průmyslových provozech.

Závěr

Studie ukazuje, že GC×GC-TOFMS je vysoce efektivní pro rozeznání a kvantifikaci adulterací olivových olejů. Kombinace dvojdimenzionální separace, dekonvoluce spekter a statistických metod umožňuje spolehlivě identifikovat charakteristické analyty i při nízkém obsahu cizích olejů.

Reference

Humston-Fulmer EM; Binkley J. Characterization of Adulterated Olive Oils in Cases of Food Fraud by Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography with Time-of-Flight Mass Spectrometry GC×GC-TOFMS. LECO Corporation, 2023.