水果果實中有機酸檢測方法研究進展

俞凱龍

（仙居縣食品藥品檢驗檢測中心，浙江臺州 318000）

有機酸是酸性的有機化合物，廣泛分布于植物的根、莖、葉、果實中，其中果實中有機酸的含量最為豐富。果實中有機酸的種類很多，常見的有機酸有蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等。大多數果實通常以1 種或2 種有機酸為主，其他僅以少量或微量存在。有機酸的組成和含量是水果風味呈現的重要因素[1]，因此有機酸的分析測定對果實的營養評價和加工利用具有重要意義。目前，水果果實中有機酸的檢測方法主要有分光光度法、氣相色譜法、氣相色譜-質譜聯用法、高效液相色譜法、離子色譜法以及液相色譜-質譜聯用法等。本文介紹了水果中主要的3 種有機酸，綜述了水果中有機酸的檢測方法，為水果中有機酸的檢測方法的選擇提供參考。

1 水果中主要有機酸

1.1 蘋果酸

蘋果酸的分子式為C4H6O5，存在兩種異構體，即D-蘋果酸和L-蘋果酸，在水果中通常以L-蘋果酸的形式存在。以蘋果酸為主要有機酸的水果有蘋果、梨、桃子、李子等，例如，“澳洲青蘋”果實中蘋果酸含量占有機酸總量的92%左右，其他有機酸僅少量存在[2]。蘋果酸具有水溶性，與其他有機酸相比吸濕性較差，因此具有較長的儲存保質期[3]。蘋果酸呈酸味，呈味時間長，對酵母、霉菌和細菌具有抑制作用，可能是因為其降低了pH 值[4]。因為蘋果酸具有蘋果味，經常被用作調味劑掩蓋苦澀和提供酸味，蘋果酸在漱口水、泡騰片中作為檸檬酸的替代品使用[5]。

1.2 檸檬酸

檸檬酸的分子式為C6H8O7，只存在一種分子結構，以檸檬酸為主要有機酸的水果有柑橘、菠蘿、楊梅等。檸檬酸是一種三羧酸，參與果實的光合作用、呼吸作用，積累的數量受遺傳因素、環境因素、栽培因素的影響[6]。檸檬酸具有水溶性，酸味較為強烈，清新爽口，因酸化作用而具有抗菌效果，具有絡合金屬離子的作用，可防止酶促褐變，保持新切水果的新鮮度[7]。檸檬酸是食品工業中應用最廣泛的有機酸，能增強柑橘類食品的風味，也可用作腌制食品的酸味劑[3]。

1.3 酒石酸

酒石酸的分子式為C4H6O6，具有3 種異構體，在水果通常中以L-酒石酸的形式存在。酒石酸大多存在于葡萄屬植物中，也存在于荔枝、藍莓等柑橘類水果中，但在模式植物中未見積累[8]。酒石酸易溶于水，具有強烈的酸味，不僅影響葡萄果實的風味口感，也對葡萄酒的酸度、風味、穩定性有顯著影響[9]。酒石酸也被當作抗氧化劑和酸味劑應用于食品行業中。

2 水果中有機酸的檢測方法

2.1 分光光度法

分光光度法是以朗伯-比爾定律為理論基礎，通過測定被測物在特定波長的吸光度，對該物質進行定性和定量分析的方法，目前已被應用于水果中有機酸的測定。江虹等[10]利用燦爛綠與檸檬酸能發生褪色反應的特性，建立了檸檬中檸檬酸的分光光度法，回收率為98.85%～101.1%，相對標準偏差為2.2%～2.5%，并發現雙波長疊加法或三波長疊加可以得到更高的靈敏度。龐向東等[11]采用分光光度法測定青蘋果中的蘋果酸，定量限為0.003 2 g/100 g，加標回收率為98.23%～102.9%，相對標準偏差為1.8%～2.4%，該方法可用于青蘋果中蘋果酸的測定。通過分光光度法測定有機酸時，通常需要有機酸先與另外一種化合物反應，且一次只能檢測其中一種有機酸，存在操作煩瑣、靈敏度不高等缺陷，在實際應用中有很大的限制。

2.2 氣相色譜法

氣相色譜法以氣體為流動相，利用樣品中各組分在兩相中溶解、分配、吸附等化學性能的差異，在兩相發生相對運動的過程中達到相互分離的效果，適用于低分子量、低沸點化合物的檢測。朱曉蘭等[12]采用氣相色譜法測定番茄中的有機酸，以H2SO4-CH3OH 為衍生劑，衍生2 h，再使用二氯甲烷萃取，回收率為88.3%～93.6%，分析結果令人滿意。高蕓等[13]建立了獼猴桃中有機酸的氣相色譜法，以己二酸為內標物，樣品經衍生二氯甲烷萃取，回收率為93.8 ～102.3%，相對標準偏差為1.31 ～3.41%。氣相色譜法具有良好的準確性和穩定性，但由于有機酸沸點高、不易氣化，測定時往往需要進行衍生化處理，相對于其他方法操作較為煩瑣，前處理時間長，在實際應用中也受到一定程度的限制。

2.3 氣相色譜-質譜聯用法

氣相色譜-質譜聯用法既具有氣相色譜的高分離效率，又有質譜的強定性專屬性，但在進行有機酸的檢測時，需要進行衍生化操作，增加了操作難度和時間，限制了此方法的推廣應用。陳亞楠等[14]通過甲基化衍生，用氣相色譜-質譜聯用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）法測定10 個地區木瓜的有機酸含量，共檢出5 大類43 種有機酸，其中木瓜果實中蘋果酸含量最高；各地區木瓜果實中有機酸的種類相似，但含量差異較大。梁茂雨等[15]建立了GC-MS 檢測方法對葡萄中的有機酸進行分析，樣品經12.5%硫酸甲醇溶液提取，酯化24 h，用無水硫酸鈉脫水處理，發現葡萄果實中含有17 種有機酸。

2.4 高效液相色譜法

高效液相色譜法是一種以液體為流動相，樣品經流動相帶入色譜柱進行分離并經檢測器進行檢測的分析方法，具有分離效果好、靈敏度高、適用范圍廣等優點，是有機酸檢測的常用方法之一。郭燕等[16]采用高效液相色譜法測定蘋果果實中6 種有機酸的含量，因6 種有機酸易溶于水，以水為提取溶劑，超聲處理，利用高速離心的方式去除雜質。相對標準偏差為1.79%～4.26%，回收率為91.05 ～105.18%，該方法前處理簡單快捷、準確度高、重復性好，適用于蘋果中有機酸的測定。馬倩倩等[17]建立了測定棗果實中有機酸含量的高效液相色譜法，樣品經過KH2PO4溶液超聲提取，有機酸在30 min 內完成基線分離，相關系數均大于0.998 9，回收率為91.35%～105.74%。由此可見，高效液相色譜法作為有機酸的常用方法，具有操作簡單、靈敏度高和準確性好等優點。

2.5 離子色譜法

離子色譜法是高效液相色譜法的一種，通常用于測定陰陽離子，具有操作簡單、靈敏度高、重復性好等特點。郭柏坤等[18]采用離子色譜法測定西瓜、菠蘿、枇杷3 種水果中的有機酸，樣品經去離子水提取，高速離心處理，以IonPac AS11-HC 柱為分析柱，檢出限范圍均在10 ～330 μg·L-1，加標回收率為96%～100%，相對標準偏差為0.37%～1.30%，結果發現有機酸含量會隨著儲藏時間的延長而呈現先增后減的趨勢。李芳等[19]建立葡萄中有機酸檢測的離子色譜法，可在30 min內完成6種有機酸的分離，回收率為96.67%～102.08%。離子色譜法具有良好的準確性和精密度，前處理也較為簡單，但特異性較強，對檢測樣品中蛋白質的含量要求十分嚴格，且分析時間較長。

2.6 液相色譜-質譜聯用法

液相色譜-質譜聯用法是通過液相色譜系統將樣品組分分離，通過離子源將液體轉化生成帶電離子，根據質荷比的不同對離子進行檢測的方法。液相色譜-質譜聯用法將色譜法強大的分離能力與選擇性高、靈敏度高的質譜法結合起來，是目前有機酸檢測的主流方法，《植物中有機酸的測定 液相色譜-質譜/質譜法》（GB/T 40179—2021）中便采用了液相色譜-質譜/質譜法。王思威等[20]用液相色譜-質譜/質譜法同時測定荔枝果實中10 種有機酸，以甲酸水-乙腈為流動相等度洗脫，可在7 min 內完成分析定量，線性范圍為0.1 ～10.0 mg·L-1，方法的檢出限為0.1 ～0.8 μg·kg-1，定量限為0.2 ～2.5 μg·kg-1，回收率為91 ～99%，相對標準偏差為1.9%～7.9%。戰楠等[21]建立了在線固相萃取-高效液相色譜-串聯質譜法測定植物中的有機酸，通過在線Oasis MAX 柱去除樣品中的極性雜質，并對比了純水、甲醇、50%甲醇水3種溶劑的提取效果，結果表明，50%甲醇水的提取效率最佳，方法檢出限為0.1 ～3.2 μg·kg-1，回收率為92.2%～110.0%，該方法準確可靠，適合植物中水溶性有機酸的分析檢測。液相色譜-質譜聯用法操作簡單、靈敏、準確，具有良好的穩定性和重復性，但儀器成本較高，部分檢測機構尚未配備。

3 結語

隨著人們生活水平的提高，對水果的風味和品質提出了越來越高的要求，有機酸是衡量水果風味和營養品質的重要指標，其檢測方法的研究有重要意義。本文簡單介紹了水果中有機酸的檢測方法及其優缺點，近幾年使用最廣泛的是液相色譜法和液相色譜-質譜聯用法，與其他檢測方法相比，這兩種方法前處理較為簡單，檢測周期短，一次性能檢測多種有機酸，準確度和精密度均能達到要求。但液相色譜-質譜聯用法所使用的儀器較為昂貴，許多實驗室并沒有配備，各實驗室可以根據自身的情況選擇其中的一種。