Study of fatty acid composition and characteristics of vegetable oils using cluster analysis
Authors: Остриков А.Н. , Клейменова Н.Л. , Назина Л.И. , Болгова И.Н. , Орловцева О.А. 
Published: October 2023

Масла являются одним из основных компонентов сбалансированного питания, хорошим источником энергии. Составу жирных кислот и стабильности растительных масел стали уделять больше внимания, поскольку они все чаще выступают в качестве важного источника биологически активных соединений при сбалансированной диете. Целью исследования являлось определение перекисного числа, кислотного числа и состава жирных кислот растительных масел. Кластерный анализ всех факторов показал, что масла были разделены на три кластера: S1, S2 и S3. В кластер S1 входят кукурузное, сафлоровое и подсолнечное масла с высокой концентрацией олеиновой кислоты. Кластер S2 представлен маслами конопляным, амарантовым, соевым, тыквенным, льняным (белого семени), расторопши, у которых концентрация олеиновой кислоты изменяется в диапазоне от 0,805 % до 17,965 %. Все остальные растительные масла (облепиховое, льняное (коричневого семени), рыжиковое, рапсовое, горчичное) принадлежат кластеру S3: в них присутствует линолевая кислота в диапазоне от 14,895 % до 32,243 %, альфа-линоленовая кислота от 1,394 % до 54,4 %. K-means clustering кластеризация также подтвердила три кластера по жирным кислотам 14 растительных масел. Применив дисперсионный анализ для трех кластеров, получены значения р 0,05 для жирных кислот миристиновой, пальмитиновой, пальмитолеиновой, элаидиновой, линоленовой, альфа-линоленовой, что свидетельствует о значимом различии. Перекисное число, кислотное число и жирно-кислотный состав масел определяют физические и химические свойства растительных масел. Все перечисленные показатели 14 исследуемых масел были в пределах допустимых уровней физико-химических показателей качества и безопасности, указанных в ТР ТС 024/2011. Качество и количество жирных кислот 14 растительных масел холодного отжима отличались друг от друга. Преобладающими насыщенными жирными кислотами были пальмитиновая (С16:0), стеариновая (С18:0) кислоты и в незначительном или небольшом количестве присутствовали арахиновая (С20:0) и бегеновая (С22:0) кислоты. Наиболее выраженные различия между анализируемыми маслами обнаружены для ненасыщенных жирных кислот, благотворное влияние которых на здоровье человека доказано. При исследовании одной из обнаруженных мононенасыщенных жирных кислот была олеиновая кислота (C18:1n9с), которая составила 58,612 % от всех жирных кислот в рапсовом масле, в то время как в облепиховом масле было выявлено только 10,949 %. При анализе полиненасыщенных жирных кислот линолевая кислота (С18:2n6с) была обнаружена во всех исследованных маслах, но ее содержание различалось между ними. Полученные данные могут способствовать дальнейшей работе по стандартизации растительных масел холодного отжима, разрешенных к употреблению.
Oils are one of the main components of a balanced diet, being a good source of energy. More attention has been paid to the fatty acid composition and stability of plant oils because they increasingly act as an important source of biologically active compounds in a balanced diet. The purpose of the study was to determine the peroxide number, acid number and fatty acid composition of vegetable oils. Cluster analysis of all factors showed that the oils were divided into three clusters: S1, S2 and S3. Cluster S1 includes corn, safflower and sunflower oils with a high concentration of oleic acid. Cluster S2 is represented by hemp, amaranth, soybean, pumpkin, flax (white seed), and milk thistle oils, in which the concentration of oleic acid varies in the range from 0.805 % to 17.965 %. All other vegetable oils (sea buckthorn, flaxseed (brown seed), camelina, rapeseed, mustard) belong to cluster S3, they contain linoleic acid in the range from 14.895 % to 32.243 %, alpha-linolenic acid – 1.394 % to 54 ,4 %. K-means clustering also confirmed three clusters for fatty acids of 14 vegetable oils. Using analysis of variance for three clusters, p values of 0.05 were obtained for the fatty acids myristic, palmitic, palmitoleic, elaidic, linolenic, alpha-linolenic, which indicates a significant difference. The peroxide number, acid number and fatty acid composition of oils determine the physical and chemical properties of vegetable oils. All of the listed indicators of the 14 studied oils were within the acceptable levels of physico-chemical quality and safety indicators specified in TR CU 024/2011. The quality and quantity of fatty acids of the 14 cold-pressed vegetable oils differed from each other. The predominant saturated fatty acids were palmitic (C16:0), stearic (C18:0) acids, and arachidic (C20:0) and behenic (C22:0) acids were present in minor or small quantities. The most pronounced differences between the analyzed oils were found for unsaturated fatty acids, the beneficial effects of which on human health have been proven. During the study, one of the monounsaturated fatty acids detected was oleic acid (C18:1n9c), which accounted for 58.612 % of all fatty acids in rapeseed oil, while only 10.949 % was detected in sea buckthorn oil. When analyzing polyunsaturated fatty acids, linoleic acid (C18:2n6c) was found in all the oils studied, but its content differed between them. The data obtained can contribute to further work on the standardization of cold-pressed vegetable oils permitted for consumption.