روغن زمستانه - چگونه می توان مواد مصنوعی را شناسایی و از نظر طبیعی بودن آزمایش کرد؟

روغن زمستانه یک اسانس طبیعی با ارزش اقتصادی بالا و طیف وسیعی از کاربردها است. به دلیل تقاضای روزافزون در بازار، انواع روغن‌های مصنوعی زمستانه سبز با برچسب "طبیعی" نیز وارد بازار می‌شوند.

01 فرصت ها و چالش ها برای بازار نفت زمستانه

روغن زمستانه، عمدتا از متیل سالیسیلات تشکیل شده است، می تواند در صنایع عطر، آرایشی، دارویی و غذایی استفاده شود، اما عمدتا به عنوان یک نگهدارنده طبیعی برای رایحه درمانی، مراقبت از دهان و لوازم آرایشی استفاده می شود.

در سال 2020، حجم کل فروش بازار جهانی اسانس زمستانی به 177600 تن رسید و انتظار می‌رود با نرخ رشد سالانه مرکب 8.8 درصد بین سال‌های 2021 و 2026 رشد کند و تا سال 2026 به 294500 تن برسد.

از منظر سهم هر بازار کاربرد، کاربرد روغن زمستانه عمدتاً در آروماتراپی و پس از آن صنعت مراقبت، داروسازی، غذا و نوشیدنی است. این صنایع توجه زیادی به استفاده از مواد طبیعی دارند.

با توجه به استفاده گسترده از روغن زمستانه و افزایش تقاضا در بازار، قیمت روغن زمستانه طبیعی بالا بوده است. درخت زمستانه دارای منابع محدود و راندمان استخراج پایین است، بنابراین فرآیند سنتز روغن زمستانه سبز (متیل سالیسیلات) پدید آمده و به طور مداوم بهبود یافته است.

بسیاری از آنها، به منظور کسب سود بیشتر، از روغن زینت گرین مصنوعی به عنوان روغن زمستانه طبیعی استفاده می کنند و در زمان فروش به آن برچسب 100% طبیعی می زنند. فریب چنین رفتاری برای مصرف کنندگان آسان است، زیرا ترکیب مصنوعی از نظر ترکیبات با ترکیب طبیعی روغن زمستانه سبز سازگار است.

02 شناسایی و تست طبیعی بودن روغن زمستانه مصنوعی

روغن زمستانه از بیش از 99٪ متیل سالیسیلات تشکیل شده است که سنتز آن آسان است و اغلب در سنتز و تقلب روغن طبیعی زمستانه استفاده می شود.

بنابراین تقلب و شناسایی مصنوعی روغن زمستانه طبیعی عمدتاً برای ماده مؤثر آن متیل سالیسیلات به شرح زیر انجام می شود:

· تجزیه و تحلیل مؤلفه (GC-FID و GC-MS)

· تجزیه و تحلیل ایزوتوپ پایدار (IRMS)

· تجزیه و تحلیل طبیعی بودن (تست کربن 14)

تجزیه و تحلیل مؤلفه (GC-FID و GC-MS):

محققان فرانسوی از GC-FID و GC-MS برای آزمایش چندین روغن زمستانه سبز طبیعی، روغن‌های مصنوعی زمستانه سبز و روغن‌های تقلبی زمستانه استفاده کرده‌اند. نتایج نشان داد که تمام نمونه‌ها حاوی متیل سالیسیلات بالا، نزدیک به 99 درصد بودند.

بنابراین، این دو آزمایش فقط می‌توانند تعیین کنند که محصول روغن زمستان سبز حاوی ماده فعال متیل سالیسیلات است و محتوای این ماده را به دست آورد، اما تشخیص بین روغن طبیعی زمستان سبز و روغن مصنوعی زمستانه غیرممکن است.

تجزیه و تحلیل ایزوتوپ پایدار (IRMS):

با توجه به نتایج مطالعات قبلی، δ13C و δ2H از متیل سالیسیلات طبیعی محدوده مشخصی دارند. در سال 2019، مقاله‌ای از محصولات و محصولات صنعتی به طور همزمان مقادیر ایزوتوپی δ13C، δ2H و δ18O روغن‌های زمستانه طبیعی، مصنوعی و تقلبی را با استفاده از IRMS (طیف‌سنجی جرمی نسبت ایزوتوپی) آزمایش کرد و نتایج به شرح زیر است:

* روغن طبیعی زمستانه (نقطه سبز)، متیل سالیسیلات مصنوعی (نقطه آبی)، متیل سالیسیلات تجاری (نقطه زرد)، روغن مصنوعی زمستانه سبز (نقطه قرمز)

 از شکل می توان دریافت که تفاوت های قابل توجهی در مقادیر ایزوتوپی δ13C، δ2H و δ18O متیل سالیسیلات طبیعی و مصنوعی/دوپ شده وجود دارد.

تجزیه و تحلیل ایزوتوپی برای ارزیابی تقریبی مواد خام مناسب است و برای تخمین سریع فقط 5 دقیقه زمان نیاز است. با این حال، اگر این روش به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد، نمی‌توان محتوای متیل سالیسیلات در نمونه را تأیید کرد، همچنین نمی‌توان درصد مواد طبیعی موجود در محصول را به‌دست آورد.

تجزیه و تحلیل طبیعی بودن (تست کربن 14):

تجزیه و تحلیل ترکیب (آزمایش GC-FID و GC-MS) و آزمایش ایزوتوپ پایدار نمی‌تواند طبیعی بودن نمونه‌های روغن زمستانه را کمیت کند (نسبت مواد طبیعی در مقایسه با مواد مصنوعی)، در حالی که آزمایش کربن 14 را می‌توان انجام داد.     

نتیجه آزمایش کربن 14 از مواد طبیعی 100٪ محتوای کربن زیستی است و درجه طبیعی 100٪ است. در حالی که ترکیبات مصنوعی عصاره های پتروشیمی حاوی کربن از هیچ منبع بیولوژیکی نیستند، نتیجه آزمایش 0٪ محتوای کربن زیستی و درجه طبیعی آن 0٪ است.

* اطلاعات تصویر از الگوی گزارش تست محصول طبیعی آزمایشگاه های بتا

متیل سالیسیلات مصنوعی معمولاً از عصاره‌های پتروشیمی با محتوای کربن پایه زیستی 0% به دست می‌آید، در حالی که روغن زمستانه سبز مصنوعی به دلیل نسبت‌های مختلف متیل سالیسیلات مصنوعی مخلوط شده، دارای محتوای کربن مبتنی بر زیستی از 0% تا 100% است.

نتایج آزمایش کربن 14 می تواند به طور دقیق درصد ترکیب طبیعی نمونه روغن زمستانه را بدست آورد. همراه با تست های GC-FID و GC-MS و آنالیز عنصری، در نهایت طبیعی بودن نمونه و اصالت برچسب طبیعی محصول تایید می شود.

03 نکات کلیدی یادگیری

ترکیبی از آزمایش GC-FID و GC-MS، آزمایش ایزوتوپ پایدار، و آزمایش کربن-14 امکان شناسایی واضح طبیعی بودن روغن زمستانه را فراهم می کند. این می تواند به طور دقیق وجود انواع روغن های مصنوعی و تقلبی زمستانه سبز موجود در بازار را شناسایی کند و همچنین می تواند نسبت مواد طبیعی را کمیت کند.

این نوع روش تجزیه و تحلیل چند متغیره همچنین برای تشخیص طبیعی بودن همه اسانس‌های گیاهی، طعم‌های گیاهی و سایر عصاره‌های گیاهی مناسب است.

ترجمه شده توسط Tan Ta May، Odowell VietnamBiotechnology Co.,ltd 2 اوت تا 2023