地理標志保護醋中有機酸差異性分析*

鄭彥婕，陳素娟，李錦才，鄭燕燕

(深圳市計量質量檢測研究院，廣東深圳，518000)

地理標志保護醋中有機酸差異性分析*

鄭彥婕，陳素娟，李錦才，鄭燕燕

(深圳市計量質量檢測研究院，廣東深圳，518000)

建立了采用高效液相色譜法快速測定食醋中9種有機酸的方法。選用prevail organic acid反相色譜柱并確定9種有機酸最佳色譜分離條件，方法回收率達到89%～104%，相對標準偏差為0.38%～1.41%。對山西老陳醋和鎮江香(陳)醋2種地理標志保護醋的分析表明:有機酸主要有乙酸、乳酸、丙酮酸、甲酸、酒石酸、檸檬酸，其中兩種醋中乳酸和丙酮酸的含量有一定差異。與非地理保護標志醋樣品的分析比較表明:山西老陳醋和鎮江香(陳)醋中乙酸、乳酸、丙酮酸3種有機酸及總酸含量較高，以上4個指標可以作為分辨地理標志保護醋的重要因素。

有機酸，山西老陳醋，鎮江香醋，地理標志

醋是一種富含營養的酸性調味品，深受大眾喜愛。釀造食醋的味感主要是由有機酸、糖分、氨基酸、酯類等成分決定的［1］。山西老陳醋和鎮江(香)陳醋中雖然醋酸含量很高，但并無刺激感，酸味很柔和，這其中有機酸的作用非常重要。正因為各種有機酸的存在，才使山西老陳醋“食之綿酸、回味悠長”，鎮江(香)陳醋“酸而不澀、色濃味鮮”。有機酸的種類、含量組成和相互比例不僅決定了食醋的酸味質量，還是決定食醋的緩沖性和酸度的重要物質之一，與產品質量密切相關。

目前國內已有學者對食醋中有機酸進行研究，呂利華等［2］建立了山西老陳醋中有機酸的檢測方法。張麗娟等［3］監測了鎮江香醋發酵過程中有機酸的變化過程，發現乙酸、乳酸、琥珀酸、丙酮酸在發酵過程中含量波動較大，其中乳酸隨著發酵的進行增至最大值后又開始下降，雷瑪莎［4］也觀察到類似現象。本研究建立食醋中有機酸成分的測定方法，并針對山西老陳醋和鎮江香(陳)醋兩種地理標志醋保護醋和非地理標志保護醋中有機酸組成進行比較分析。

1 實驗部分

1.1 標準品

草酸、酒石酸:≥99.1%(chem service);丙酮酸、蘋果酸:≥99.5%(chem service);檸檬酸:≥99.0%(chem service);琥珀酸:≥99.5%(Fluca);乳酸:≥85%(acros organics);甲酸、乙酸:色譜純(Merk)。

1.2 儀器及設備

E2695型高效液相色譜儀配備PDA檢測器，美國Waters公司;Sep-Pak C18固相萃取柱美國Waters公司，使用前用甲醇、水各5mL活化。

1.3 儀器條件

流動相:25 mmol/L KH2PO4溶液，pH=2.6，色譜柱:prevail organic acid 250 mm ×4.6 mm ×5μm，流速:1mL/min，柱溫:25℃，進樣量:10μL，檢測波長:210 nm。

1.4 樣品前處理

由于醋中含有大量的色素，直接分析會帶來干擾，本研究采用C18SPE柱對樣品進行凈化:取2mL醋樣品，用水定容至25mL，取以上溶液5mL通過已活化C18SPE柱，棄去最初流出的3mL，收集其后透明澄清流出液2mL，經過0.45μm濾膜過濾后上機測定。

1.5 有機酸定性定量方法

在1.3、1.4色譜條件下分析，以各有機酸的保留時間和紫外吸收光譜圖定性，峰面積外標法定量。

1.6 食醋中總酸的測定

參見GB/T 5009.41－2003《食醋衛生標準的分析方法》［5］。

2 結果與分析

2.1 條件優化

由于以上9種有機酸的性質相似，采用C18反相色譜柱［3，6－7］分析時，難以保留，分離效果差。有報道使用離子排斥色譜柱［8］可以得到較好的分離度［2］，本研究對比了Benson BP-OA離子排斥色譜柱和Prevail Organic acid色譜柱的分離效果，并優化了流動相組成、pH值、流速、有機改性劑含量等條件。圖2為采用2種柱子分離時的色譜圖:由圖2(A)中可以看出，采用Benson BP-OA離子排斥色譜柱分離時蘋果酸與丙酮酸、琥珀酸與乳酸無法分離，分析時間長達40 min;采用硅膠鍵合反相固定相的prevail organic acid色譜柱進行分析，如圖2(B)所示，各種有機酸組份得到很好的分離效果，且分析時間只需12 min。綜合考慮，選擇prevail organic acid色譜柱作為本實驗的分伯柱。

圖2 有機酸混合標準溶液色譜圖

2.2 方法回收率與精密度

采用上述優化后的前處理方法與檢測方法，在醋樣品中添加相對應濃度水平的有機酸標準溶液進行回收率實驗，每個樣品重復測定3次，結果見表1。實驗結果表明，回收率在90%～104%，相對標準偏差在0.38%～1.41%，說明方法具有較高的準確性和較好的重現性，可以滿足分析的要求。

表1 方法回收率和精密度

2.3 樣品分析

樣品的采集包括地理標志保護醋(以下簡稱“地標醋”)和非地理標志保護醋(以下簡稱“非地標醋”)兩大類產品，其中地理標志保護醋有山西老陳醋和鎮江香(陳)醋兩類，非地理標志醋包括山西、鎮江、廣東、湖南、四川等不同產地，樣品信息見表2。

表2 樣品信息表

9種有機酸的檢出率見表3。

表3 醋中各有機酸組分的檢出情況

所有樣品均未檢出草酸、蘋果酸和琥珀酸，而酒石酸、檸檬酸和甲酸檢出率也較低，本文選取了檢出率高的丙酮酸、乳酸、乙酸和總酸四個指標進行數據分析，不同類型樣品的有機酸含量見表4。

表4 各種醋樣品中有機酸含量

由表4可見，山西老陳醋的乙酸平均含量較高，而鎮江香(陳)醋乳酸平均含量較高，地標醋中對乙酸和乳酸對總酸的貢獻相當，而在非地標醋中對總酸的貢獻主要為乙酸。鎮江香醋和鎮江陳醋各種有機酸含量都比較接近，這主要由于這2種醋的原料與釀造工藝相同，僅在陳釀時間有區別，由此可以初步推斷陳釀不是有機酸形成的關鍵因素。

以上4個指標經主成分分析，前3個主成分累計貢獻率見表5，累計貢獻率＞97%，即前3個主成分可以代表4個指標的信息。4個指標的因子負載矩陣如表6所示，說明第一主成分中總酸和乙酸有較大正負荷，即樣品中總酸或乙酸的含量越高，第一主成分的得分越高;第二主成分中乳酸有較大正負荷，丙酮酸有較大負負荷，即乳酸的含量越高得分越高，丙酮酸含量越高得分越低;第三主成分中丙酮酸有較大正負荷，即樣品中丙酮酸含量越多得分越高。

表5 前3個主成分累計貢獻率

表6 四個指標在各成分的因子負載矩陣

以前3個主成分的特征向量進行作圖，得到所有樣品在坐標系中的空間分布圖(如圖3所示)。地標醋與非地標醋明顯分布在2個不同區域。地標醋在第一主成分的得分比非地理標志醋高，主要由于地理標志醋總酸和乙酸的含量比非地理標志醋高。這主要是由于地標醋是采用傳統工藝釀造的食醋，而非地標醋相當一部分是配制食醋或速釀食醋，經過傳統工藝釀造的食醋具有有機酸含量豐富、總酸含量較高的特點。圖3中有3個非地標醋落在地理標志醋的區域內，這3個醋為產自山西地理標志區域范圍內的非地標醋，經過生產企業進一步溝通，這3個醋的生產采用了跟山西老陳醋相同的釀造工藝。因此，總酸與有機酸含量的含量是地標醋與非地標醋的重要區別之一。

圖3 地標醋和非地標醋分類圖

將山西老陳醋和鎮江香(陳)醋進一步分析，空間分布圖見圖4。山西老陳醋和鎮江香(陳)醋基本可以分成兩大類，其中形成差異的原因主要是第二主成分。山西老陳醋在第二主成分的得分較低，這主要是由于山西老陳醋中乳酸較低而丙酮酸含量較高。有關研究發現［3］，食醋中乳酸主要在乙醇發酵階段大量生成，鎮江香(陳)醋的主要微生物有乳酸菌和醋酸菌［10］，因此鎮江香(陳)醋中乳酸和乙酸的含量較高;從生產工藝上看，鎮江香(陳)醋采用了煎醋，在煎醋的過程中揮發性有機酸大量揮發，因此乙酸的含量相應的降低;另外，山西老陳醋釀時間較長，經過“冬撈冰，夏伏曬”的濃縮效應乙酸、乳酸、丙酮酸含量相應提高［9］，另一方面乳酸隨著與醇類化合物進行酯化反應而下降。因此，在有機酸的含量方面山西老陳醋和鎮江香(陳)醋的差異主要在乳酸和丙酮酸的含量。

圖4 山西老陳醋和鎮江香(陳)醋分類圖

3 小結

建立了同時分析食醋中9種有機酸的方法，釀造食醋中有機酸主要有乙酸、乳酸、丙酮酸、甲酸、酒石酸和檸檬酸。經主成分分析，地理標志保護產品與非地理標志產品能明顯的分成兩大類，采用傳統工藝釀造的地理標志保護食醋各種有機酸的含量較高，這是構成產品感官特色的主要因素。山西老陳醋和鎮江香(陳)醋中乳酸、丙酮酸的含量有所區別，經主成分分析后兩類產品可以基本分類，但邊界比較模糊，說明不同的原料與發酵工藝是各種有機酸形成的重要階段。而鎮江香醋和鎮江陳醋中各種有機酸含量基本相同，相同的原料與釀造工藝產生的有機酸含量基本相同，陳釀不是各種有機酸形成的關鍵階段。

［1］海英.山西老陳醋與鎮江香醋的比較［J］.農產品加工，2008(11):16.

［2］呂利華，梁麗絨，趙良啟.山西老陳醋中有機酸的HPLC測定分析［J］.食品科學，2007，28(11):456－459.

［3］張麗娟，許偉，許泓瑜，張曉梅，許正宏.恒順香醋固態發酵過程中有機酸的變化分析［J］.中國調味品，2009，34(2):106－109.

［4］雷瑪莎.生料制醋發酵過程中有機酸的生成規律［J］.中國釀造，1999(2):9－11.

［5］GB/T 5009.41－2003，食醋衛生標準的分析方法［S］.

［6］趙景嬋，郭治安，常建華等.有機酸類化合物的反相高效相色譜法的分離條件研究［J］.色譜，2001，19(3):260－263.

［7］孔祥虹，李健華.反相高效液相色譜法測定果汁中的有機酸［J］.理化檢驗－化學分冊，2004，40(6):331－333.

［9］郭德華，夏琳.離子排斥色譜法同時測定果汁中11種有機酸［J］.色譜，2001(5):276－278.

［9］王元太.關于山西食醋工藝的調研和分析［J］.中國釀造，1999(03):7－11.

［10］許偉.張曉君.許泓瑜等.鎮江香醋醋酸發酵過程中細菌群落組成分析［J］.微生物學通報，2007，34(4):646－649.

Study on Characteristics Difference of Organic Acids in Geographical Indicaton Vinegar

Zheng Yan-jie，Chen Su-juan，Li Jin-cai，Zheng Yan-yan
(Shenzhen Academy of Metrology and Quality Inspection，Shenzhen 518000，China)

A HPLC method for rapid determination of 9 organic acids in vinegar was developed.The organic acids were separated by the Prevail Organic acid column in the optimal condition.The recoveries of the method were 89%～104%，the RSDs were 0.38%～1.41%.Two kinds of geographical indicated vinegars，Shanxi extra aged vinegar，Zhenjiang vinegar，were analyzed.The results showed:the organic acids from the vinegars were acetic acid，latic acid，pyruvia acid，formic acid，tartaria acid and citric acid.The contents of latic acid，pyruvia acid in Shanxi extra aged vinegar were different from Zhenjiang vinegar.Compared with non－geographical indicated vinegars，the contents of acetic acid，lactic acid，pyruvia acid and total acid were much more than non－geographical indicated one.Four organic acid contents would be the important factor for the geographical indication discrimination.

organic acids，shanxi extra aged vinegar，zhenjiang vinegar，geographical indication

碩士，工程師。

*國家質檢總局公益科研項目《地理標志產品檢測體系與技術研究及示范》(2007GYJ049)

2010－06－24，改回日期:2010－10－08