地理标志保护醋中有机酸差异性分析*

郑彦婕，陈素娟，李锦才，郑燕燕

(深圳市计量质量检测研究院，广东深圳，518000)

地理标志保护醋中有机酸差异性分析*

郑彦婕，陈素娟，李锦才，郑燕燕

(深圳市计量质量检测研究院，广东深圳，518000)

建立了采用高效液相色谱法快速测定食醋中9种有机酸的方法。选用prevail organic acid反相色谱柱并确定9种有机酸最佳色谱分离条件，方法回收率达到89%～104%，相对标准偏差为0.38%～1.41%。对山西老陈醋和镇江香(陈)醋2种地理标志保护醋的分析表明:有机酸主要有乙酸、乳酸、丙酮酸、甲酸、酒石酸、柠檬酸，其中两种醋中乳酸和丙酮酸的含量有一定差异。与非地理保护标志醋样品的分析比较表明:山西老陈醋和镇江香(陈)醋中乙酸、乳酸、丙酮酸3种有机酸及总酸含量较高，以上4个指标可以作为分辨地理标志保护醋的重要因素。

有机酸，山西老陈醋，镇江香醋，地理标志

醋是一种富含营养的酸性调味品，深受大众喜爱。酿造食醋的味感主要是由有机酸、糖分、氨基酸、酯类等成分决定的［1］。山西老陈醋和镇江(香)陈醋中虽然醋酸含量很高，但并无刺激感，酸味很柔和，这其中有机酸的作用非常重要。正因为各种有机酸的存在，才使山西老陈醋“食之绵酸、回味悠长”，镇江(香)陈醋“酸而不涩、色浓味鲜”。有机酸的种类、含量组成和相互比例不仅决定了食醋的酸味质量，还是决定食醋的缓冲性和酸度的重要物质之一，与产品质量密切相关。

目前国内已有学者对食醋中有机酸进行研究，吕利华等［2］建立了山西老陈醋中有机酸的检测方法。张丽娟等［3］监测了镇江香醋发酵过程中有机酸的变化过程，发现乙酸、乳酸、琥珀酸、丙酮酸在发酵过程中含量波动较大，其中乳酸随着发酵的进行增至最大值后又开始下降，雷玛莎［4］也观察到类似现象。本研究建立食醋中有机酸成分的测定方法，并针对山西老陈醋和镇江香(陈)醋两种地理标志醋保护醋和非地理标志保护醋中有机酸组成进行比较分析。

1 实验部分

1.1 标准品

草酸、酒石酸:≥99.1%(chem service);丙酮酸、苹果酸:≥99.5%(chem service);柠檬酸:≥99.0%(chem service);琥珀酸:≥99.5%(Fluca);乳酸:≥85%(acros organics);甲酸、乙酸:色谱纯(Merk)。

1.2 仪器及设备

E2695型高效液相色谱仪配备PDA检测器，美国Waters公司;Sep-Pak C18固相萃取柱美国Waters公司，使用前用甲醇、水各5mL活化。

1.3 仪器条件

流动相:25 mmol/L KH2PO4溶液，pH=2.6，色谱柱:prevail organic acid 250 mm ×4.6 mm ×5μm，流速:1mL/min，柱温:25℃，进样量:10μL，检测波长:210 nm。

1.4 样品前处理

由于醋中含有大量的色素，直接分析会带来干扰，本研究采用C18SPE柱对样品进行净化:取2mL醋样品，用水定容至25mL，取以上溶液5mL通过已活化C18SPE柱，弃去最初流出的3mL，收集其后透明澄清流出液2mL，经过0.45μm滤膜过滤后上机测定。

1.5 有机酸定性定量方法

在1.3、1.4色谱条件下分析，以各有机酸的保留时间和紫外吸收光谱图定性，峰面积外标法定量。

1.6 食醋中总酸的测定

参见GB/T 5009.41－2003《食醋卫生标准的分析方法》［5］。

2 结果与分析

2.1 条件优化

由于以上9种有机酸的性质相似，采用C18反相色谱柱［3，6－7］分析时，难以保留，分离效果差。有报道使用离子排斥色谱柱［8］可以得到较好的分离度［2］，本研究对比了Benson BP-OA离子排斥色谱柱和Prevail Organic acid色谱柱的分离效果，并优化了流动相组成、pH值、流速、有机改性剂含量等条件。图2为采用2种柱子分离时的色谱图:由图2(A)中可以看出，采用Benson BP-OA离子排斥色谱柱分离时苹果酸与丙酮酸、琥珀酸与乳酸无法分离，分析时间长达40 min;采用硅胶键合反相固定相的prevail organic acid色谱柱进行分析，如图2(B)所示，各种有机酸组份得到很好的分离效果，且分析时间只需12 min。综合考虑，选择prevail organic acid色谱柱作为本实验的分伯柱。

图2 有机酸混合标准溶液色谱图

2.2 方法回收率与精密度

采用上述优化后的前处理方法与检测方法，在醋样品中添加相对应浓度水平的有机酸标准溶液进行回收率实验，每个样品重复测定3次，结果见表1。实验结果表明，回收率在90%～104%，相对标准偏差在0.38%～1.41%，说明方法具有较高的准确性和较好的重现性，可以满足分析的要求。

表1 方法回收率和精密度

2.3 样品分析

样品的采集包括地理标志保护醋(以下简称“地标醋”)和非地理标志保护醋(以下简称“非地标醋”)两大类产品，其中地理标志保护醋有山西老陈醋和镇江香(陈)醋两类，非地理标志醋包括山西、镇江、广东、湖南、四川等不同产地，样品信息见表2。

表2 样品信息表

9种有机酸的检出率见表3。

表3 醋中各有机酸组分的检出情况

所有样品均未检出草酸、苹果酸和琥珀酸，而酒石酸、柠檬酸和甲酸检出率也较低，本文选取了检出率高的丙酮酸、乳酸、乙酸和总酸四个指标进行数据分析，不同类型样品的有机酸含量见表4。

表4 各种醋样品中有机酸含量

由表4可见，山西老陈醋的乙酸平均含量较高，而镇江香(陈)醋乳酸平均含量较高，地标醋中对乙酸和乳酸对总酸的贡献相当，而在非地标醋中对总酸的贡献主要为乙酸。镇江香醋和镇江陈醋各种有机酸含量都比较接近，这主要由于这2种醋的原料与酿造工艺相同，仅在陈酿时间有区别，由此可以初步推断陈酿不是有机酸形成的关键因素。

以上4个指标经主成分分析，前3个主成分累计贡献率见表5，累计贡献率＞97%，即前3个主成分可以代表4个指标的信息。4个指标的因子负载矩阵如表6所示，说明第一主成分中总酸和乙酸有较大正负荷，即样品中总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较大正负荷，丙酮酸有较大负负荷，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较大正负荷，即样品中丙酮酸含量越多得分越高。

表5 前3个主成分累计贡献率

表6 四个指标在各成分的因子负载矩阵

以前3个主成分的特征向量进行作图，得到所有样品在坐标系中的空间分布图(如图3所示)。地标醋与非地标醋明显分布在2个不同区域。地标醋在第一主成分的得分比非地理标志醋高，主要由于地理标志醋总酸和乙酸的含量比非地理标志醋高。这主要是由于地标醋是采用传统工艺酿造的食醋，而非地标醋相当一部分是配制食醋或速酿食醋，经过传统工艺酿造的食醋具有有机酸含量丰富、总酸含量较高的特点。图3中有3个非地标醋落在地理标志醋的区域内，这3个醋为产自山西地理标志区域范围内的非地标醋，经过生产企业进一步沟通，这3个醋的生产采用了跟山西老陈醋相同的酿造工艺。因此，总酸与有机酸含量的含量是地标醋与非地标醋的重要区别之一。

图3 地标醋和非地标醋分类图

将山西老陈醋和镇江香(陈)醋进一步分析，空间分布图见图4。山西老陈醋和镇江香(陈)醋基本可以分成两大类，其中形成差异的原因主要是第二主成分。山西老陈醋在第二主成分的得分较低，这主要是由于山西老陈醋中乳酸较低而丙酮酸含量较高。有关研究发现［3］，食醋中乳酸主要在乙醇发酵阶段大量生成，镇江香(陈)醋的主要微生物有乳酸菌和醋酸菌［10］，因此镇江香(陈)醋中乳酸和乙酸的含量较高;从生产工艺上看，镇江香(陈)醋采用了煎醋，在煎醋的过程中挥发性有机酸大量挥发，因此乙酸的含量相应的降低;另外，山西老陈醋酿时间较长，经过“冬捞冰，夏伏晒”的浓缩效应乙酸、乳酸、丙酮酸含量相应提高［9］，另一方面乳酸随着与醇类化合物进行酯化反应而下降。因此，在有机酸的含量方面山西老陈醋和镇江香(陈)醋的差异主要在乳酸和丙酮酸的含量。

图4 山西老陈醋和镇江香(陈)醋分类图

3 小结

建立了同时分析食醋中9种有机酸的方法，酿造食醋中有机酸主要有乙酸、乳酸、丙酮酸、甲酸、酒石酸和柠檬酸。经主成分分析，地理标志保护产品与非地理标志产品能明显的分成两大类，采用传统工艺酿造的地理标志保护食醋各种有机酸的含量较高，这是构成产品感官特色的主要因素。山西老陈醋和镇江香(陈)醋中乳酸、丙酮酸的含量有所区别，经主成分分析后两类产品可以基本分类，但边界比较模糊，说明不同的原料与发酵工艺是各种有机酸形成的重要阶段。而镇江香醋和镇江陈醋中各种有机酸含量基本相同，相同的原料与酿造工艺产生的有机酸含量基本相同，陈酿不是各种有机酸形成的关键阶段。

［1］海英.山西老陈醋与镇江香醋的比较［J］.农产品加工，2008(11):16.

［2］吕利华，梁丽绒，赵良启.山西老陈醋中有机酸的HPLC测定分析［J］.食品科学，2007，28(11):456－459.

［3］张丽娟，许伟，许泓瑜，张晓梅，许正宏.恒顺香醋固态发酵过程中有机酸的变化分析［J］.中国调味品，2009，34(2):106－109.

［4］雷玛莎.生料制醋发酵过程中有机酸的生成规律［J］.中国酿造，1999(2):9－11.

［5］GB/T 5009.41－2003，食醋卫生标准的分析方法［S］.

［6］赵景婵，郭治安，常建华等.有机酸类化合物的反相高效相色谱法的分离条件研究［J］.色谱，2001，19(3):260－263.

［7］孔祥虹，李健华.反相高效液相色谱法测定果汁中的有机酸［J］.理化检验－化学分册，2004，40(6):331－333.

［9］郭德华，夏琳.离子排斥色谱法同时测定果汁中11种有机酸［J］.色谱，2001(5):276－278.

［9］王元太.关于山西食醋工艺的调研和分析［J］.中国酿造，1999(03):7－11.

［10］许伟.张晓君.许泓瑜等.镇江香醋醋酸发酵过程中细菌群落组成分析［J］.微生物学通报，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

硕士，工程师。

*国家质检总局公益科研项目《地理标志产品检测体系与技术研究及示范》(2007GYJ049)

2010－06－24，改回日期:2010－10－08