基于离子交换-电导检测法对酿酒葡萄中有机酸含量进行分析

杨春霞

(宁夏农林科学院　农产品质监中心，宁夏　银川　750002)



基于离子交换-电导检测法对酿酒葡萄中有机酸含量进行分析

杨春霞*

(宁夏农林科学院农产品质监中心，宁夏银川750002)

建立了离子色谱法测定酿酒葡萄中乳酸、丙酸、苹果酸、酒石酸、草酸、柠檬酸、琥珀酸和抗坏血酸的方法。样品经提取、脱色、过滤后以自动淋洗液发生器生成的1.5～30 mmol/L KOH为淋洗液洗脱，抑制电导检测器检测。考察了共存非测定离子及相邻离子间的干扰，结果表明非测定无机离子对测定无干扰。8种有机酸在一定浓度范围内与其峰面积呈良好的线性关系，检出限为0.064～0.25 mg/L，加标回收率为89.5%～96.2%。该方法用于宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄中8种有机酸分析，8种有机酸均被检出，以苹果酸和酒石酸含量最高，柠檬酸次之，其它酸含量均较低。酿酒葡萄为典型的酒石酸型水果。

离子交换-电导检测法；有机酸；酿酒葡萄

有机酸是一类含有羧基的酸性化合物，通常部分呈游离状态，部分呈酸式盐状态存在于食品中。不同产品中有机酸的种类和含量有明显差异。有机酸种类和含量的高低与食品品质优劣有重要关系，是影响水果、果汁、酒等食品口感和风味的重要物质，也是果实成熟度、耐储藏性、加工性的重要依据，可以表征产品的质量，判断果汁的真假，指示存储食品是否变质[1-2]。不同食品有不同的特征酸，相同种类、不同产地，其特征酸不同，新鲜程度不同其特征酸的浓度也不同。酿酒葡萄中的有机酸是决定葡萄风味和品质的重要因素之一。有机酸的种类及浓度也是保持较低的pH值、抑制微生物的生长繁殖、杀灭腐败菌、延长保质期的关键品质因子之一[3]。

目前对食品中有机酸的分析方法主要有滴定法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6-7]、液相色谱-质谱联用法[8]、离子色谱法[9-11]、酶法[12]、电泳[13-14]等。滴定法一般只用于总酸的测定；荧光法和比色法需对样品进行预分离转化，操作繁琐，而且同时分离检测的有机酸种类较少；气相色谱法需先衍生化再进行测定，操作繁琐、衍生化反应不易定量，影响测定结果的准确性；高效液相色谱法对测定干扰大，分离效果及对多种样品的适应性不佳；离子色谱法具有样品前处理简单、操作简便、污染低、灵敏度高的优势，近几年已被广泛应用于食品分析检测中。

葡萄中有机酸的分析已有相关文献报道[15-16]。本文采用离子交换-电导检测法对宁夏贺兰山东麓主产的赤霞珠、霞多丽等红、白酿酒葡萄的有机酸组分及含量进行检测，建立了酿酒葡萄中多种有机酸分析的离子色谱法。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

Dionex ICS-3000型离子色谱仪(含阴离子抑制器、电导检测器)；Milli-Q型超纯水机(美国密理博公司)；酒石酸、苹果酸、草酸、琥珀酸(≥98%，上海源叶生物科技有限公司)；柠檬酸、抗坏血酸、乳酸(分析标准品，阿拉丁试剂公司)；丙酸(≥95%，阿拉丁试剂公司)。实验用水为超纯水(电导率小于18.2 μS·cm-1)。

1.2溶液的配制

1 g/L标准储备液：分别准确称取酒石酸、苹果酸、草酸、柠檬酸、琥珀酸和抗坏血酸各10 mg，用水定容至10 mL容量瓶中，摇匀；分别移取乳酸、丙酸各8.29 μL和10.0 μL于10 mL容量瓶中，用水定容、摇匀，于4 ℃条件下保存，待用。

有机酸混合标准溶液：分别移取酒石酸、苹果酸、草酸、柠檬酸、乳酸、丙酸、琥珀酸和抗坏血酸标准储备液各1.00 mL于50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，配成20.0 mg/L的混合标准溶液。

1.3色谱条件

IonPac®AS-HC分析柱(4 mm×250 mm)、AG11-11C保护柱(4 mm×50 mm)；淋洗液：淋洗液自动发生器生成的1.5～30 mmol/L KOH溶液；抑制电流75 mA；流速为1.0 mL/min；进样量25 μL。

1.4样品处理

将葡萄果粒用榨汁机破碎，过滤，上清液待用。取葡萄汁液适量，用水稀释20～50倍(根据含量确定)，滤纸过滤；滤液过On guard-RP柱和P 柱，除去色素等干扰物，流出液供上机测定。

2　结果与讨论

2.1样品稀释处理

分别称取2.0,5.0,10.0 g样品，用水稀释后上机测定。结果发现称样量为2.0 g,稀释20倍时，乳酸和丙酸未能检出；称样量为10.0 g，稀释20倍时,乳酸和丙酸能被很好地检测，但苹果酸和酒石酸不能很好地分离，且基线出现大幅的漂移；称样量为5.0 g，稀释20倍时，各有机酸有较好的响应值和分离效果。

2.2淋洗液浓度梯度的选择

不同有机酸与固定相的亲和力不同，等度洗脱会出现多组分共淋洗或强保留组分洗脱时间过长的现象，为使各组分能在一定时间内完全洗脱，须采用梯度洗脱。以单标进样并逐渐提高淋洗液浓度的方式考察了8种有机酸的洗脱情况，乳酸和丙酸在淋洗液浓度为1.5 mmol/L时完全分离；柠檬酸在淋洗液浓度为30 mmol/L时能较快洗脱。苹果酸和琥珀酸、抗坏血酸和草酸的出峰时间接近，出现重叠，8种有机酸在程序1(表1)下不能同时分离。经反复试验，确定乳酸、丙酸、苹果酸、酒石酸、草酸和柠檬酸混合标准液采用程序1洗脱，琥珀酸和抗坏血酸采用程序2洗脱(见表1)。优化条件下有机酸混合标准液的色谱分离图见图1。

表1　淋洗液梯度程序Table 1　Gradient program of eluent

图1有机酸混合标准溶液的色谱分离图

Fig.1Chromatograms for separation of 8 organic acids standard mixture

1.lactic acid(乳酸)；2.propionic acid(丙酸)；3.DL-malic acid(苹果酸)；4.D-tartaric acid(酒石酸)；5.oxalic acid(草酸)；

6.citrate(柠檬酸);7.succinic acid(琥珀酸)；8.ascorbic acid(抗坏血酸)

2.3共存非测定离子及相邻离子间的干扰

2.4精密度与回收率

将制备好的样品溶液8份在优化条件下进行测定。结果表明：8种有机酸测定结果的相对标准偏差(RSD)均小于3%，表明方法有较好的精密度。在样品中添加8种有机酸标准品，按照“1.3”方法进行测定，考察各待测物的回收率。结果显示，8种有机酸的平均回收率为89.5%～96.2%，RSD均小于4%(见表2)。

表2　8种有机酸的回收率与相对标准偏差(n=5)Table 2　Recoveries and RSDs of 8 organic acids(n=5)

2.5线性范围与检出限

配制一系列浓度的8种有机酸，以各有机酸的浓度(x，mg/L)为横坐标，对应响应值(y)为纵坐标绘制标准曲线，并考察其检出限(见表3)。结果显示：8种有机酸的峰面积与进样浓度呈良好的线性关系(r≥0.990 0)，各有机酸的检出限为0.064～0.25 mg/L，方法显示了较宽的线性范围和较高的灵敏度。

表3　8种有机酸的保留时间、线性关系与检出限Table 3　Retention times，regression relations and detection limits of eight organic acids

2.6实际样品的测定

在相同实验条件下对酿酒葡萄中有机酸进行分析(表4)。结果表明，酿酒葡萄中各有机酸含量差别大。红葡萄中主要的有机酸为酒石酸、苹果酸和柠檬酸，而乳酸、丙酸、草酸和抗坏血酸的含量较低，琥珀酸未检出。赤霞珠的苹果酸和酒石酸含量最高，分别达5.700 g/kg和9.580 g/kg；蛇龙珠的酒石酸含量最低，为2.590 g/kg；柠檬酸含量依次为赤霞珠(0.573 g/kg)>梅鹿辄(0.369 g/kg)>蛇龙珠(0.264 g/kg)。白葡萄中，贵人香中检出琥珀酸等8种有机酸，霞多丽中检出除琥珀酸外的其它7种有机酸。两种白葡萄中以苹果酸和酒石酸的含量最高，柠檬酸次之，其余5种酸含量较低。霞多丽中苹果酸的含量(6.150 g/kg)高于酒石酸(5.560 g/kg)，贵人香中酒石酸(7.770 g/kg)的含量高于苹果酸(2.510 g/kg)；霞多丽和贵人香中柠檬酸的含量分别为0.314 g/kg和0.221 g/kg。红、白葡萄的特征酸为酒石酸，酿酒葡萄为典型的酒石酸型水果，这与文献[3]报道的结果一致。图2为白葡萄贵人香中有机酸的色谱分离图。

图2　贵人香葡萄样品中有机酸的色谱分离图Fig.2　Chromatograms for separation of organic acids in Italian Riesling 1.lactic acid；2.propionic acid；3.DL-malic acid；4.D-tartaric acid；5.oxalic acid；6.citrate;7.succinic acid；8.ascorbic acid表4　酿酒葡萄中有机酸含量Table 4　Contents of organic acids in wipe grapesw/(g·kg-1)

OrganicacidRedgrapes(n=3)Whitegrapes(n=3)CabernetSauvignon(赤霞珠)Merlot(梅鹿辄)CabernetGernischt(蛇龙珠)Chardonnay(霞多丽)ItalianRiesling(贵人香)Lacticacid0.0470.0430.0100.0160.033Propionicacid0.0340.0140.0210.0100.065DL-Malicacid5.7003.1503.6306.1502.510D-Tartaricacid9.5804.0202.5905.5607.770Oxalicacid0.0960.0780.0390.0780.055Citrate0.5730.3690.2640.3140.221Succinicacid-*---0.071Ascorbicacid0.1130.0840.0310.0730.008

*no detected

3　结　论

本文基于电导检测-离子交换法对酿酒葡萄中的8种有机酸进行分析，确定了最佳的淋洗条件，排除了无机离子干扰因素。该分析方法快速、简便、线性范围宽、准确度高、重现性好、应用范围广。

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Determination of Organic Acid in Wipe Grapes Based on Ion Exchange-conductivity Detection Method

YANG Chun-xia*

(Agricultural Product Quality Supervision and Inspection Test Center，Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Yinchuan750002，China)

A novel ion chromatographic method was developed for the determination of organic acids in wipe grapes,including lactic acid,propionic acid，DL-malic acid，D-tartaric acid，oxalic acid，citrate，succinic acid and ascorbic acid.The samples were prepared through extraction decoloration and filtration before analysis,and eluted with 1.5-30 mmol/L KOH produced by an eluent antogenerator.The interference between the coexistence ions which were not examined and adjacent ions was investigated.The results showed that the unexamed inorganic ions made no interference on determination.The eight organic acids showed good linear relationship between mass concentration and peak area in the certain concentration ranges.The detection limits were in the range of 0.064-0.25 mg/L and the average recoveries were 89.5%-96.2%.The method was applied in the determination of eight organic acids in wine grapes from eastern Helan mountain，Ningxia.The results showed that eight organic acids were all detected in wine grapes with high contents ofDL-malic acid andD-tartaric acid，citric acid，and low contents of other acids.The wine grapes is a typical tartaric acid fruit.

ion exchange-conductivity detection;organic acids;wipe grapes

2016-01-26；

2016-03-17

宁夏回族自治区自然基金项目资助(NZ14197)

杨春霞，硕士，助理研究员，研究方向：农产品质量标准与检测技术研究，Tel:0951-6886912，E-mail：xia0113@126.com

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.09.016

O657.75；Q946.81

A

1004-4957(2016)09-1162-05