不同品种橙汁中有机酸和无机阴离子分析

米顺利，夏 宁，黄 丽，韦保耀，滕建文

（广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁530004）

不同品种橙汁中有机酸和无机阴离子分析

米顺利，夏 宁*，黄 丽，韦保耀，滕建文

（广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁530004）

采用离子色谱法对大红橙、新会橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奥林达夏橙五个品种橙汁的有机酸及无机阴离子进行了初步测定，得出五个品种橙汁均含有奎尼酸、醋酸、苹果酸、琥珀酸、草酸、抗坏血酸、柠檬酸、异柠檬酸，并都含有氯离子、磷酸根这两种无机阴离子。根据图谱对有机酸进行定量分析发现，五种橙汁中含量最多的有机酸均为柠檬酸，但柠檬酸含量在不同品种橙汁中存在显著差异，新会橙汁中柠檬酸含量最高（8920.00mg/L）、哈姆林橙汁中柠檬酸含量最低（4142.00mg/L）。对不同品种橙汁的柠檬酸含量与异柠檬酸含量的比值进行了分析，结果表明，两种酸含量的比值在不同品种橙汁之间存在极显著差异。

有机酸，柑橘，离子色谱，梯度洗脱

柑橘是世界第一大水果，橙汁是世界上最大的柑橘加工产品，2006年我国的甜橙产量已经达到276.50万t，占世界总产量的4.30%，国外用于加工果汁的早熟种有哈姆林橙，中熟种有锦橙、化州橙、菠萝甜橙，晚熟种有伏令夏橙及其优系奥林达夏橙等，而在我国用于橙子加工的品种主要有大红橙、新会橙、哈姆林橙等。橙汁的品质不仅取决于各品种橙子的出汁率、固形物含量、含糖量、含酸量等因素，而且取决于橙汁的口感及风味。由于有机酸的种类和含量直接影响到果汁的口感和质量，因此有机酸的分析和测定对橙汁生产尤为重要［1］。果实酸度太高和果汁掺假是影响我国橙汁加工业发展的主要问题，由于不同的果汁中含有不同的有机酸和无机盐，而不同的有机酸的风味不同，因此分析测定不同品种橙汁中的有机酸和无机阴离子，并且确定其特征酸、特征无机阴离子的含量变得尤为重要。通过离子色谱方法快速、准确地分析可疑产品的有机酸及无机盐含量［2-3］并与已知合格产品的有机酸和无机盐指纹图谱相对比就可以确定其是否掺假，同时根据有机酸的特征风味还可以确定果汁的新鲜度或腐败性［4-5］，这将更有利于对橙汁品质进行鉴定。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

橙子品种 大红橙、新会橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奥林达夏橙，2008年来自于桂林恭城汇源果汁公司；所需标品 均购自Supelco公司；有机酸标品配成1mg/mL的标准储备液，Cl-配成1.00mg/mL的标准储备液配成1.25mg/mL的标准储备液配成10.20mg/mL的标准储备液。

ICS2000型离子色谱仪 美国Dionex公司。

1.2 实验方法

1.2.1 色谱条件 色谱柱：AS18（4×250mm）；检测器：电导检测器；流动相：0.25mol/L NaOH溶液和超纯水以一定体积比例混合做流动相；洗脱程序：采用梯度洗脱程序见表 1；流速：1mL/min；进样量：25.0μL。

表1 梯度洗脱条件

表2 精密度、回收率及回归方程

1.2.2 工艺流程 所有橙子均选同一成熟度，按以下工序进行制备：

橙子→手工榨汁器榨汁→取一定量汁液以10000r/min的转速离心20min→取上清液1mL→加入10mL容量瓶→用超纯水定容到刻度

1.2.3 操作要点 进样前用SPE（固相萃取柱）预处理柱处理样品及超纯水空白对照，再用0.22μm的醋酸纤维薄膜过滤处理，用离子色谱仪进行分析，每个样品平行测定三次，采用外标峰面积法对其进行定量。

1.2.4 标准曲线的测定 分别移取60、80、100、120、140μL上述配好的标准储备液配制成5个不同浓度的混标溶液，按上述色谱条件进行测定，以浓度（mg/L）为Y，峰面积为X，计算各回归方程。

2 结果与讨论

2.1 方法的精密度、回收率及各有机酸、无机阴离子的回归方程

重复性实验通过对测定混标的cv%（RSD）值来测定，通过对标样连续进样五次来完成［6-7］。由1.2.4标线测定方法，得到各有机酸的标准曲线，各种有机酸组分的相关系数，采用上述的色谱条件测定混合样品含量的相对标准偏差RSD，可控制在5.10%以下，对各种有机酸都有很好的线性相关性，其相关系数都达到了 0.97以上，测定各种酸的回收率在95.84%～119.30%之间，表明精确度较高。

2.2 标品和样品的有机酸及无机阴离子分析

运用离子色谱仪，对混合标准品和五种橙汁样品中的有机酸及无机阴离子进行测定得到图谱，见图1、图2。

图1 有机酸、无机阴离子标准品谱图

从图1～图6中可以看出，大红橙、新会橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奥林达夏橙五个品种的橙汁样品均含有奎尼酸、醋酸、unknown、苹果酸、琥珀酸、草酸、抗坏血酸、柠檬酸、异柠檬酸等有机酸和氯离子等无机阴离子，新会橙不含硝酸根离子，奥林达夏橙不含乳酸。这些差异可能的原因主要是不同品种的果实在自身代谢过程中对物质的吸收和消耗不同引起的，因此可以把硝酸根离子作为区别不同品种橙汁的一个指标，而乳酸则可以作为奥林达夏橙的一个特征酸看待，也可以作为鉴别品种的依据，同时也是影响奥林达夏橙酸感的一个重要因素。

表3 不同品种橙汁中有机酸及无机阴离子含量对比

图3 哈姆林橙中有机酸、无机阴离子含量谱图

图4 伏令夏橙中有机酸、无机阴离子含量谱图

图5 奥林达夏橙中有机酸、无机阴离子含量谱图

与美国学者对其本国浓缩橙汁测定结果相比，美国浓缩橙汁中不含有unknown和抗坏血酸，却含有丙酸、甲酸、丙二酸、硫酸，这种差异不仅来自于所用的仪器和洗脱条件的不同，更主要的是由橙汁样品产地的不同和用于榨汁的品种不同引起的，因此，产地和品种都是影响橙汁生产的一个重要因素，产地和品种不同不仅影响有机酸的种类，而且会影响同一有机酸的含量［8］。笔者认为这也是有些品种的橙子在国外适合榨汁，而在国内却不适于工业榨汁的一个原因。

为了进一步分析品种内和品种间有机酸及无机阴离子的含量差异，利用外标法对其进行定量，同时利用SPSS软件对其主要有机酸及无机阴离子进行方差分析和多重比较，结果如表3。

图6 新会橙中有机酸、无机阴离子含量谱图

由于样品前处理过程中糖和色素不能完全去除，导致测定结果中苹果酸和琥珀酸峰重叠，同时由于对unknown未能定性，所以对其无法进行定量分析。由表3可以看出，大红橙中柠檬酸含量为6462.00mg/L，而硝酸根离子却只有12.11mg/L，哈姆林橙中柠檬酸含量为4142.00mg/L，而戊二酸却只有6.45mg/L，伏令夏橙中柠檬酸含量为6338.00mg/L，而戊二酸却只有9.33mg/L，奥林达夏橙中柠檬酸含量为4466.00mg/L，而戊二酸却只有1.50mg/L，新会橙中柠檬酸含量为8920.00mg/L，而戊二酸却只有26.02mg/L，可见同一品种的橙汁中不同种类的酸含量差异较大，而同一种有机酸的含量也随品种的差异变化较大，如柠檬酸在大红橙、哈姆林橙、伏令夏橙、奥林达夏橙、新会橙五个品种橙汁中的含量分别为6462.00、4142.00、6338.0、4466.00、8920.00mg/L。同时还可以看出，在上面五个品种橙汁中，柠檬酸含量最高，可超出其它有机酸几十倍，磷酸次之，异柠檬酸，抗坏血酸，草酸含量也较高，而戊二酸的含量相 对 最 低。正 如 G.Saccani，S.Gherardi，Fabio Chinnici，J.L.Gomez-Ariza等人得到的结论：柠檬酸是橙汁中最主要的有机酸。另外，还可得出柠檬酸含量最大的橙汁品种是新会橙，最小的是哈姆林橙的结论［9-11］，同时可以看出新会橙中除醋酸、氯离子、草酸外，其它的成分含量均高于其它品种。

由于在橙子果实代谢过程中会发生三羧酸循环，而在三羧酸循环过程中柠檬酸和异柠檬酸之间会发生异构转化［12］，而柠檬酸是橙汁中含量最高、最主要的有机酸，因此分析柠檬酸/异柠檬酸的百分比值也变得十分重要。而磷酸不仅是参与ATP和ADP相互转化的中介，同时还是糖类代谢过程中不可缺少的物质。因此，为了进一步了解品种这一因素对有机酸含量的影响，选取柠檬酸含量、磷酸根离子含量及柠檬酸/异柠檬酸的比值进行种间差异分析和多重比较，得到结果如表4。

表4 品种间主要有机酸及无机阴离子含量差异分析

由表4可以得出，橙汁中最有代表性的有机酸和无机阴离子——柠檬酸和磷酸根离子的含量，由于品种的不同，存在着显著的差异，这进一步表明橙子品种是影响橙汁口味及品质的重要因素之一。G.Saccani，S.Gherardi等人对来自不同产地和不同生产工艺的橙汁进行了分析，结果发现橙汁品种的不同并不能引起苹果酸含量的显著差异，但柠檬酸/异柠檬酸的比值却随产地和生产工艺的不同存在显著差异，进一步对柠檬酸/苹果酸的比值进行了分析发现，柠檬酸/苹果酸的比值不仅随橙汁产地的不同存在显著的差别，而且还与生产工艺存在很大联系，二次压榨橙汁的柠檬酸/苹果酸的值总是低于首次压榨汁的［11］。表4也对不同品种橙汁的柠檬酸/异柠檬酸的比值进行了分析，发现其值也随着品种的不同存在着显著的差异，同时多重比较结果也表明五个品种两两之间不论是柠檬酸含量、磷酸含量，还是柠檬酸/异柠檬酸的比值都存在极显著的差异。这种差异将有利于对橙汁进行品种分析和真伪鉴定。

3 结论

五个品种的橙汁，除了新会橙汁中不含有硝酸根离子，奥林达夏橙汁中不含硝酸根离子和乳酸外，在有机酸的种类上大致相同，柠檬酸是橙汁中含量最高的有机酸，随品种的不同存在显著差异，G.Saccani，S.Gherardi等人以意大利的 Blond、Red、Mix三个品种的橙汁为样品研究了柠檬酸含量与压榨工艺及品种的关系，发现经一次压榨和二次压榨的三个品种橙汁中柠檬酸平均含量分别为14.92、18.21、9.24、8.28、10.01、11.53g/L。可见压榨工艺与柠檬酸含量并没有特定关系，而不同品种的橙汁不论是经过一次压榨还是二次压榨，柠檬酸含量都存在显著的差异，同时可以发现意大利三个品种的橙汁中柠檬酸的平均含量均高于我国的上述五个品种。这种差别将直接影响到该品种橙汁的口感及加工特性。本文从品种这个因素对橙汁中的有机酸进行了初步的定性及定量分析，其中有少数物质未得到分离及确定，有待于进一步优化实验条件，然而结合G.Saccani，S.Gherardi等人的研究结果就使我们更加明确，对不同品种、不同产地、不同生产工艺的橙汁中的主要有机酸、无机阴离子、柠檬酸与异柠檬酸的比值进行分析，同时运用统计学方法建立指纹图谱将更有利于对橙汁进行品质控制及真伪鉴别。

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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 *通讯联系人

米顺利（1983-），男，硕士研究生，研究方向：农产品加工与贮藏。

广西自然科学基金项目（桂科自0832044）。