不同品種橙汁中有機酸和無機陰離子分析

米順利，夏 寧，黃 麗，韋保耀，滕建文

（廣西大學輕工與食品工程學院，廣西南寧530004）

不同品種橙汁中有機酸和無機陰離子分析

米順利，夏 寧*，黃 麗，韋保耀，滕建文

（廣西大學輕工與食品工程學院，廣西南寧530004）

采用離子色譜法對大紅橙、新會橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奧林達夏橙五個品種橙汁的有機酸及無機陰離子進行了初步測定，得出五個品種橙汁均含有奎尼酸、醋酸、蘋果酸、琥珀酸、草酸、抗壞血酸、檸檬酸、異檸檬酸，并都含有氯離子、磷酸根這兩種無機陰離子。根據圖譜對有機酸進行定量分析發現，五種橙汁中含量最多的有機酸均為檸檬酸，但檸檬酸含量在不同品種橙汁中存在顯著差異，新會橙汁中檸檬酸含量最高（8920.00mg/L）、哈姆林橙汁中檸檬酸含量最低（4142.00mg/L）。對不同品種橙汁的檸檬酸含量與異檸檬酸含量的比值進行了分析，結果表明，兩種酸含量的比值在不同品種橙汁之間存在極顯著差異。

有機酸，柑橘，離子色譜，梯度洗脫

柑橘是世界第一大水果，橙汁是世界上最大的柑橘加工產品，2006年我國的甜橙產量已經達到276.50萬t，占世界總產量的4.30%，國外用于加工果汁的早熟種有哈姆林橙，中熟種有錦橙、化州橙、菠蘿甜橙，晚熟種有伏令夏橙及其優系奧林達夏橙等，而在我國用于橙子加工的品種主要有大紅橙、新會橙、哈姆林橙等。橙汁的品質不僅取決于各品種橙子的出汁率、固形物含量、含糖量、含酸量等因素，而且取決于橙汁的口感及風味。由于有機酸的種類和含量直接影響到果汁的口感和質量，因此有機酸的分析和測定對橙汁生產尤為重要［1］。果實酸度太高和果汁摻假是影響我國橙汁加工業發展的主要問題，由于不同的果汁中含有不同的有機酸和無機鹽，而不同的有機酸的風味不同，因此分析測定不同品種橙汁中的有機酸和無機陰離子，并且確定其特征酸、特征無機陰離子的含量變得尤為重要。通過離子色譜方法快速、準確地分析可疑產品的有機酸及無機鹽含量［2-3］并與已知合格產品的有機酸和無機鹽指紋圖譜相對比就可以確定其是否摻假，同時根據有機酸的特征風味還可以確定果汁的新鮮度或腐敗性［4-5］，這將更有利于對橙汁品質進行鑒定。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

橙子品種 大紅橙、新會橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奧林達夏橙，2008年來自于桂林恭城匯源果汁公司；所需標品 均購自Supelco公司；有機酸標品配成1mg/mL的標準儲備液，Cl-配成1.00mg/mL的標準儲備液配成1.25mg/mL的標準儲備液配成10.20mg/mL的標準儲備液。

ICS2000型離子色譜儀 美國Dionex公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 色譜條件 色譜柱：AS18（4×250mm）；檢測器：電導檢測器；流動相：0.25mol/L NaOH溶液和超純水以一定體積比例混合做流動相；洗脫程序：采用梯度洗脫程序見表 1；流速：1mL/min；進樣量：25.0μL。

表1 梯度洗脫條件

表2 精密度、回收率及回歸方程

1.2.2 工藝流程 所有橙子均選同一成熟度，按以下工序進行制備：

橙子→手工榨汁器榨汁→取一定量汁液以10000r/min的轉速離心20min→取上清液1mL→加入10mL容量瓶→用超純水定容到刻度

1.2.3 操作要點 進樣前用SPE（固相萃取柱）預處理柱處理樣品及超純水空白對照，再用0.22μm的醋酸纖維薄膜過濾處理，用離子色譜儀進行分析，每個樣品平行測定三次，采用外標峰面積法對其進行定量。

1.2.4 標準曲線的測定 分別移取60、80、100、120、140μL上述配好的標準儲備液配制成5個不同濃度的混標溶液，按上述色譜條件進行測定，以濃度（mg/L）為Y，峰面積為X，計算各回歸方程。

2 結果與討論

2.1 方法的精密度、回收率及各有機酸、無機陰離子的回歸方程

重復性實驗通過對測定混標的cv%（RSD）值來測定，通過對標樣連續進樣五次來完成［6-7］。由1.2.4標線測定方法，得到各有機酸的標準曲線，各種有機酸組分的相關系數，采用上述的色譜條件測定混合樣品含量的相對標準偏差RSD，可控制在5.10%以下，對各種有機酸都有很好的線性相關性，其相關系數都達到了 0.97以上，測定各種酸的回收率在95.84%～119.30%之間，表明精確度較高。

2.2 標品和樣品的有機酸及無機陰離子分析

運用離子色譜儀，對混合標準品和五種橙汁樣品中的有機酸及無機陰離子進行測定得到圖譜，見圖1、圖2。

圖1 有機酸、無機陰離子標準品譜圖

從圖1～圖6中可以看出，大紅橙、新會橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奧林達夏橙五個品種的橙汁樣品均含有奎尼酸、醋酸、unknown、蘋果酸、琥珀酸、草酸、抗壞血酸、檸檬酸、異檸檬酸等有機酸和氯離子等無機陰離子，新會橙不含硝酸根離子，奧林達夏橙不含乳酸。這些差異可能的原因主要是不同品種的果實在自身代謝過程中對物質的吸收和消耗不同引起的，因此可以把硝酸根離子作為區別不同品種橙汁的一個指標，而乳酸則可以作為奧林達夏橙的一個特征酸看待，也可以作為鑒別品種的依據，同時也是影響奧林達夏橙酸感的一個重要因素。

表3 不同品種橙汁中有機酸及無機陰離子含量對比

圖3 哈姆林橙中有機酸、無機陰離子含量譜圖

圖4 伏令夏橙中有機酸、無機陰離子含量譜圖

圖5 奧林達夏橙中有機酸、無機陰離子含量譜圖

與美國學者對其本國濃縮橙汁測定結果相比，美國濃縮橙汁中不含有unknown和抗壞血酸，卻含有丙酸、甲酸、丙二酸、硫酸，這種差異不僅來自于所用的儀器和洗脫條件的不同，更主要的是由橙汁樣品產地的不同和用于榨汁的品種不同引起的，因此，產地和品種都是影響橙汁生產的一個重要因素，產地和品種不同不僅影響有機酸的種類，而且會影響同一有機酸的含量［8］。筆者認為這也是有些品種的橙子在國外適合榨汁，而在國內卻不適于工業榨汁的一個原因。

為了進一步分析品種內和品種間有機酸及無機陰離子的含量差異，利用外標法對其進行定量，同時利用SPSS軟件對其主要有機酸及無機陰離子進行方差分析和多重比較，結果如表3。

圖6 新會橙中有機酸、無機陰離子含量譜圖

由于樣品前處理過程中糖和色素不能完全去除，導致測定結果中蘋果酸和琥珀酸峰重疊，同時由于對unknown未能定性，所以對其無法進行定量分析。由表3可以看出，大紅橙中檸檬酸含量為6462.00mg/L，而硝酸根離子卻只有12.11mg/L，哈姆林橙中檸檬酸含量為4142.00mg/L，而戊二酸卻只有6.45mg/L，伏令夏橙中檸檬酸含量為6338.00mg/L，而戊二酸卻只有9.33mg/L，奧林達夏橙中檸檬酸含量為4466.00mg/L，而戊二酸卻只有1.50mg/L，新會橙中檸檬酸含量為8920.00mg/L，而戊二酸卻只有26.02mg/L，可見同一品種的橙汁中不同種類的酸含量差異較大，而同一種有機酸的含量也隨品種的差異變化較大，如檸檬酸在大紅橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奧林達夏橙、新會橙五個品種橙汁中的含量分別為6462.00、4142.00、6338.0、4466.00、8920.00mg/L。同時還可以看出，在上面五個品種橙汁中，檸檬酸含量最高，可超出其它有機酸幾十倍，磷酸次之，異檸檬酸，抗壞血酸，草酸含量也較高，而戊二酸的含量相 對 最 低。正 如 G.Saccani，S.Gherardi，Fabio Chinnici，J.L.Gomez-Ariza等人得到的結論：檸檬酸是橙汁中最主要的有機酸。另外，還可得出檸檬酸含量最大的橙汁品種是新會橙，最小的是哈姆林橙的結論［9-11］，同時可以看出新會橙中除醋酸、氯離子、草酸外，其它的成分含量均高于其它品種。

由于在橙子果實代謝過程中會發生三羧酸循環，而在三羧酸循環過程中檸檬酸和異檸檬酸之間會發生異構轉化［12］，而檸檬酸是橙汁中含量最高、最主要的有機酸，因此分析檸檬酸/異檸檬酸的百分比值也變得十分重要。而磷酸不僅是參與ATP和ADP相互轉化的中介，同時還是糖類代謝過程中不可缺少的物質。因此，為了進一步了解品種這一因素對有機酸含量的影響，選取檸檬酸含量、磷酸根離子含量及檸檬酸/異檸檬酸的比值進行種間差異分析和多重比較，得到結果如表4。

表4 品種間主要有機酸及無機陰離子含量差異分析

由表4可以得出，橙汁中最有代表性的有機酸和無機陰離子——檸檬酸和磷酸根離子的含量，由于品種的不同，存在著顯著的差異，這進一步表明橙子品種是影響橙汁口味及品質的重要因素之一。G.Saccani，S.Gherardi等人對來自不同產地和不同生產工藝的橙汁進行了分析，結果發現橙汁品種的不同并不能引起蘋果酸含量的顯著差異，但檸檬酸/異檸檬酸的比值卻隨產地和生產工藝的不同存在顯著差異，進一步對檸檬酸/蘋果酸的比值進行了分析發現，檸檬酸/蘋果酸的比值不僅隨橙汁產地的不同存在顯著的差別，而且還與生產工藝存在很大聯系，二次壓榨橙汁的檸檬酸/蘋果酸的值總是低于首次壓榨汁的［11］。表4也對不同品種橙汁的檸檬酸/異檸檬酸的比值進行了分析，發現其值也隨著品種的不同存在著顯著的差異，同時多重比較結果也表明五個品種兩兩之間不論是檸檬酸含量、磷酸含量，還是檸檬酸/異檸檬酸的比值都存在極顯著的差異。這種差異將有利于對橙汁進行品種分析和真偽鑒定。

3 結論

五個品種的橙汁，除了新會橙汁中不含有硝酸根離子，奧林達夏橙汁中不含硝酸根離子和乳酸外，在有機酸的種類上大致相同，檸檬酸是橙汁中含量最高的有機酸，隨品種的不同存在顯著差異，G.Saccani，S.Gherardi等人以意大利的 Blond、Red、Mix三個品種的橙汁為樣品研究了檸檬酸含量與壓榨工藝及品種的關系，發現經一次壓榨和二次壓榨的三個品種橙汁中檸檬酸平均含量分別為14.92、18.21、9.24、8.28、10.01、11.53g/L。可見壓榨工藝與檸檬酸含量并沒有特定關系，而不同品種的橙汁不論是經過一次壓榨還是二次壓榨，檸檬酸含量都存在顯著的差異，同時可以發現意大利三個品種的橙汁中檸檬酸的平均含量均高于我國的上述五個品種。這種差別將直接影響到該品種橙汁的口感及加工特性。本文從品種這個因素對橙汁中的有機酸進行了初步的定性及定量分析，其中有少數物質未得到分離及確定，有待于進一步優化實驗條件，然而結合G.Saccani，S.Gherardi等人的研究結果就使我們更加明確，對不同品種、不同產地、不同生產工藝的橙汁中的主要有機酸、無機陰離子、檸檬酸與異檸檬酸的比值進行分析，同時運用統計學方法建立指紋圖譜將更有利于對橙汁進行品質控制及真偽鑒別。

［1］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（3）：276-278.

［2］唐永良.離子色譜法評述［J］.分析與測試，2003，122（2）：14-15.

［3］林華影，林風華，盛麗娜，等.淋洗液自動發生一離子色譜法同時測定食品中的21種有機酸［J］.色譜，2007，25（1）：107-111.

［4］DIONEX.Determination of Organic Acids in Fruit Juices［J］. Application Note，2003，143：1-5.

［5］Y Soyer，N Koca，F Karadeniz.Organic acid profile of Turkish white grapes and grape juices［J］.Journal of Food Composition and Analysis，2003，16（1）：629-636.

［6］戴軍.食品儀器分析技術［M］.北京：化學工業出版社，2006，6（1）：1-50.

［7］張書芬，史萍萍，傅曉，等.離子色譜電導法測定磚茶中的無機氟含量［J］.食品科學2008，29（2）：350-352.

［8］Yamaki Y T.Organic acid in the juice of citrus fruits［J］. Journal of Japan Horticultural Science Society，1989，58（3）：587-594.

［9］Fabio Chinnici，Umberto Spinabelli，Claudio Riponi，et al. Optimization of the determination of organic acids and sugars in fruit juices by ion-exclusion liquid chromatography［J］.Journal of Food Composition and Analysis，2005（18）：121-130.

［10］J L Gomez-Ariza，M J Villegas-Portero，V Bernal-Daza. Characterization and analysis of amino acids in orange juice by HPLC-MS/MS for authenticity assessment［J］.Analytica Chimica Acta，2005，540（1）：221-230.

［11］G Saccani，S Gherardi，A Trifiro，et al.Use of ion chromatography for the measurement of organic acids in fruit juices［J］.Journal of Chromatography，1995，706（1）：395-403.

［12］羅安才，楊曉紅，鄧英毅，等.柑橘果實發育過程中有機酸含量及相關代謝酶活性的變化［J］.中國農業科學，2003，36（8）：941-944.

Analysis of the organic acids and inorganic anion in the different species of orange

MI Shun-li，XIA Ning*，HUANG Li，WEI Bao-yao，TENG Jian-wen
（Light Industry and Food Engineering Institute，Guangxi University，Nanning 530004，China）

Organic acids and inorganic anions in different orange by ion chromatography were analyzed.lt found that the same organic acids in the red orange，the Hamlin orange，the fulin Valencia，the olinda Valencia and the Xinhui orange were Quinic acid，acetic acid，malic acid，succinic acid，oxalic acid，ascorbic acid，citric acid，isocitric acid，inorganic anions were chloride ion，phosphate ion.The further analysis of their content found the most organic acid in orange juice was citric acid，but there was a significant difference between different varieties of orange juice，the content of the citric acid was the most（8920.00mg/L）in Xinhui orange and the least was 4142.00mg/L in HamLin orange，at the same time，the content of citric acid/iso-citric acid content was analyzed，the results showed that there were also significant differences in the different species of orange.

organic acid；orange；ion chromatography；gradient elution

TS255.1

A

1002-0306（2010）12-0123-04

2009-11-19 *通訊聯系人

米順利（1983-），男，碩士研究生，研究方向：農產品加工與貯藏。

廣西自然科學基金項目（桂科自0832044）。