Accelerated Oxidation Test Chemical and physical analysis of sesame oil by nuclear magnetic resonance spectroscopy and accelerated oxidation test

Abstract

In this work, we investigated the fatty acid composition of white sesame, black sesame, perilla (A and B) and artificail perilla (C) oils produced in Thailand using 1H-Nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR) at 400 MHz. The composition of oleic (O), linoleic (L), linolenic (Ln), and saturated (S) is as follows : 41 % of O, 42 % of L and 17% of S in black sesame oil ; 39 % of O, 43 % of L and 18 % of S in white sesame oil ; 14-15 % of O, 11-13 % of L, 54-55 % of Ln and 18-19 % of S perilla oil (A and B), and 14-15 % of O, 56 % of L and 22 % of S in artificail perilla (sample C). Based on the results, since perilla oil contained higher amount of Ln which is beleived to be benificial for health, its price is more expensive than balck and white sesame oils. In this study, we used the 1H-NMR signal from the methyl protons of Ln at the chemical shift of 0.95-0.99 ppm to distinguish between real and artificail perilla oil. Oxidative stability of all sesame was determined by using the Accelerated Oxidation Test tehnique which reveled that white sesame, black sesame, perilla (sample A and B) and artificail perilla (sample C) oil had oxidative stability values at 110 ํC as 8.4h, 8h, 1.4h, 1.6h and 3h respectively. These indicated that perilla oil had lower shelf life than white and black sesame oil. The artificail perilla oil had the oxidative stability value higher than real perilla but lower than white and black sesame oil, which was in accordance with data received from 1H-NMR spectroscopy.

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาองค์ประกอบของกรดไขมัน (fatty acid) ในน้ำมันงาขาว งาดำ งาขี้ม้อนแท้ (A และ B) และน้ำมันขี้ม้อนปลอมแปลง (C) ที่ผลิตในประเทศไทย ด้วยเทคนิค โปรตรอน-นิวเคลียร์แมคเนติกเรโซแนนส์สเปกโตราสโคปี (1H-NMR) ที่ 400 MHz ผลจากการศึกษาพบว่า ปริมาณกรดไขมันชนิด oleic (O) linoleic (L) linolenic (Ln) และ saturated (S) ในน้ำมันงาทั้ง 4 ชนิดมีค่าดังนี้น้ำมันงาดำ มีปริมาณ O ร้อยละ 41 มีปริมาณ L ร้อยละ 42 และมีปริมาณ S ร้อยละ 17 น้ำมันงาขาว มีปริมาณ O ร้อยละ 39 มีปริมาณL ร้อยละ 43 และ มีปริมาณ S ร้อยละ 18 น้ำมันงาขี้ม้อน (A และ B) มีปริมาณ O ระหว่างร้อยละ 14-15 มีปริมาณ L ระหว่างร้อยละ11-13 มีปริมาณ Ln ระหว่างร้อยละ 54-55 และ มีปริมาณ S ระหว่างร้อยละ 18-19 และ น้ำมันงาขี้ม้อนปลอมแปลง (C) มีปริมาณ O ร้อยละ 22 มีปริมาณ L ร้อยละ 56 และ มีปริมาณ S ร้อยละ 22 น้ำมันงาขี้ม้อนเป็นน้ำมันงาชนิดเดียวที่มีกรดไขมันชนิด Ln เป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งทำให้มีราคาแพงกว่าเพราะเชื่อว่า Ln มีคุณค่าทางโภชนาการที่สูงกว่ากรดไขมันชนิดอื่นในน้ำมันงาดำและงาขาว ในงานวิจัยนี้จึงใช้สัญญาณ NMR ของเมทิลโปรตอนในกรดไขมันชนิด Ln ที่ chemical shift 0.95-0.99 ppm ในการบ่งชี้เอกลักษณ์ความแตกต่างของน้ำมันงาขี้ม้อนแท้และน้ำมันงาขี้ม้อนปลอม นอกจากนี้ยังทดสอบเสถียรภาพการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidative stability) ของน้ำมันงาทั้ง4 ชนิดด้วยเทคนิค Accelerated Oxidation Test พบว่า น้ำมันงาดำ งาขาว งาขี้ม้อนแท้ (A และ B) และงาขี้ม้อนปลอม (C) มีค่าเสถียรภาพการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่อุณหภูมิ 110 ํC แตกต่างกันดังนี้ 8.4 ชั่วโมง 8 ชั่วโมง 1.4 ชั่วโมง 1.6 ชั่วโมง และ 3 ชั่วโมง ตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำมันงาขี้ม้อนเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ง่ายทำให้มีอายุการเก็บรักษาสั้นกว่าน้ำมันงาดำและงาขาว ส่วนน้ำมันขี้ม้อนปลอมแปลงมีค่า oxidative stability สูงกว่าน้ำมันงาขี้ม้อนแท้แต่ต่ำกว่าน้ำมันงาขาวและงาดำ ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาด้วยเทคนิค 1H-NMR spectroscopy