水果果实中有机酸检测方法研究进展

俞凯龙

（仙居县食品药品检验检测中心，浙江台州 318000）

有机酸是酸性的有机化合物，广泛分布于植物的根、茎、叶、果实中，其中果实中有机酸的含量最为丰富。果实中有机酸的种类很多，常见的有机酸有苹果酸、柠檬酸、酒石酸等。大多数果实通常以1 种或2 种有机酸为主，其他仅以少量或微量存在。有机酸的组成和含量是水果风味呈现的重要因素[1]，因此有机酸的分析测定对果实的营养评价和加工利用具有重要意义。目前，水果果实中有机酸的检测方法主要有分光光度法、气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法、离子色谱法以及液相色谱-质谱联用法等。本文介绍了水果中主要的3 种有机酸，综述了水果中有机酸的检测方法，为水果中有机酸的检测方法的选择提供参考。

1 水果中主要有机酸

1.1 苹果酸

苹果酸的分子式为C4H6O5，存在两种异构体，即D-苹果酸和L-苹果酸，在水果中通常以L-苹果酸的形式存在。以苹果酸为主要有机酸的水果有苹果、梨、桃子、李子等，例如，“澳洲青苹”果实中苹果酸含量占有机酸总量的92%左右，其他有机酸仅少量存在[2]。苹果酸具有水溶性，与其他有机酸相比吸湿性较差，因此具有较长的储存保质期[3]。苹果酸呈酸味，呈味时间长，对酵母、霉菌和细菌具有抑制作用，可能是因为其降低了pH 值[4]。因为苹果酸具有苹果味，经常被用作调味剂掩盖苦涩和提供酸味，苹果酸在漱口水、泡腾片中作为柠檬酸的替代品使用[5]。

1.2 柠檬酸

柠檬酸的分子式为C6H8O7，只存在一种分子结构，以柠檬酸为主要有机酸的水果有柑橘、菠萝、杨梅等。柠檬酸是一种三羧酸，参与果实的光合作用、呼吸作用，积累的数量受遗传因素、环境因素、栽培因素的影响[6]。柠檬酸具有水溶性，酸味较为强烈，清新爽口，因酸化作用而具有抗菌效果，具有络合金属离子的作用，可防止酶促褐变，保持新切水果的新鲜度[7]。柠檬酸是食品工业中应用最广泛的有机酸，能增强柑橘类食品的风味，也可用作腌制食品的酸味剂[3]。

1.3 酒石酸

酒石酸的分子式为C4H6O6，具有3 种异构体，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属植物中，也存在于荔枝、蓝莓等柑橘类水果中，但在模式植物中未见积累[8]。酒石酸易溶于水，具有强烈的酸味，不仅影响葡萄果实的风味口感，也对葡萄酒的酸度、风味、稳定性有显著影响[9]。酒石酸也被当作抗氧化剂和酸味剂应用于食品行业中。

2 水果中有机酸的检测方法

2.1 分光光度法

分光光度法是以朗伯-比尔定律为理论基础，通过测定被测物在特定波长的吸光度，对该物质进行定性和定量分析的方法，目前已被应用于水果中有机酸的测定。江虹等[10]利用灿烂绿与柠檬酸能发生褪色反应的特性，建立了柠檬中柠檬酸的分光光度法，回收率为98.85%～101.1%，相对标准偏差为2.2%～2.5%，并发现双波长叠加法或三波长叠加可以得到更高的灵敏度。庞向东等[11]采用分光光度法测定青苹果中的苹果酸，定量限为0.003 2 g/100 g，加标回收率为98.23%～102.9%，相对标准偏差为1.8%～2.4%，该方法可用于青苹果中苹果酸的测定。通过分光光度法测定有机酸时，通常需要有机酸先与另外一种化合物反应，且一次只能检测其中一种有机酸，存在操作烦琐、灵敏度不高等缺陷，在实际应用中有很大的限制。

2.2 气相色谱法

气相色谱法以气体为流动相，利用样品中各组分在两相中溶解、分配、吸附等化学性能的差异，在两相发生相对运动的过程中达到相互分离的效果，适用于低分子量、低沸点化合物的检测。朱晓兰等[12]采用气相色谱法测定番茄中的有机酸，以H2SO4-CH3OH 为衍生剂，衍生2 h，再使用二氯甲烷萃取，回收率为88.3%～93.6%，分析结果令人满意。高芸等[13]建立了猕猴桃中有机酸的气相色谱法，以己二酸为内标物，样品经衍生二氯甲烷萃取，回收率为93.8 ～102.3%，相对标准偏差为1.31 ～3.41%。气相色谱法具有良好的准确性和稳定性，但由于有机酸沸点高、不易气化，测定时往往需要进行衍生化处理，相对于其他方法操作较为烦琐，前处理时间长，在实际应用中也受到一定程度的限制。

2.3 气相色谱-质谱联用法

气相色谱-质谱联用法既具有气相色谱的高分离效率，又有质谱的强定性专属性，但在进行有机酸的检测时，需要进行衍生化操作，增加了操作难度和时间，限制了此方法的推广应用。陈亚楠等[14]通过甲基化衍生，用气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）法测定10 个地区木瓜的有机酸含量，共检出5 大类43 种有机酸，其中木瓜果实中苹果酸含量最高；各地区木瓜果实中有机酸的种类相似，但含量差异较大。梁茂雨等[15]建立了GC-MS 检测方法对葡萄中的有机酸进行分析，样品经12.5%硫酸甲醇溶液提取，酯化24 h，用无水硫酸钠脱水处理，发现葡萄果实中含有17 种有机酸。

2.4 高效液相色谱法

高效液相色谱法是一种以液体为流动相，样品经流动相带入色谱柱进行分离并经检测器进行检测的分析方法，具有分离效果好、灵敏度高、适用范围广等优点，是有机酸检测的常用方法之一。郭燕等[16]采用高效液相色谱法测定苹果果实中6 种有机酸的含量，因6 种有机酸易溶于水，以水为提取溶剂，超声处理，利用高速离心的方式去除杂质。相对标准偏差为1.79%～4.26%，回收率为91.05 ～105.18%，该方法前处理简单快捷、准确度高、重复性好，适用于苹果中有机酸的测定。马倩倩等[17]建立了测定枣果实中有机酸含量的高效液相色谱法，样品经过KH2PO4溶液超声提取，有机酸在30 min 内完成基线分离，相关系数均大于0.998 9，回收率为91.35%～105.74%。由此可见，高效液相色谱法作为有机酸的常用方法，具有操作简单、灵敏度高和准确性好等优点。

2.5 离子色谱法

离子色谱法是高效液相色谱法的一种，通常用于测定阴阳离子，具有操作简单、灵敏度高、重复性好等特点。郭柏坤等[18]采用离子色谱法测定西瓜、菠萝、枇杷3 种水果中的有机酸，样品经去离子水提取，高速离心处理，以IonPac AS11-HC 柱为分析柱，检出限范围均在10 ～330 μg·L-1，加标回收率为96%～100%，相对标准偏差为0.37%～1.30%，结果发现有机酸含量会随着储藏时间的延长而呈现先增后减的趋势。李芳等[19]建立葡萄中有机酸检测的离子色谱法，可在30 min内完成6种有机酸的分离，回收率为96.67%～102.08%。离子色谱法具有良好的准确性和精密度，前处理也较为简单，但特异性较强，对检测样品中蛋白质的含量要求十分严格，且分析时间较长。

2.6 液相色谱-质谱联用法

液相色谱-质谱联用法是通过液相色谱系统将样品组分分离，通过离子源将液体转化生成带电离子，根据质荷比的不同对离子进行检测的方法。液相色谱-质谱联用法将色谱法强大的分离能力与选择性高、灵敏度高的质谱法结合起来，是目前有机酸检测的主流方法，《植物中有机酸的测定 液相色谱-质谱/质谱法》（GB/T 40179—2021）中便采用了液相色谱-质谱/质谱法。王思威等[20]用液相色谱-质谱/质谱法同时测定荔枝果实中10 种有机酸，以甲酸水-乙腈为流动相等度洗脱，可在7 min 内完成分析定量，线性范围为0.1 ～10.0 mg·L-1，方法的检出限为0.1 ～0.8 μg·kg-1，定量限为0.2 ～2.5 μg·kg-1，回收率为91 ～99%，相对标准偏差为1.9%～7.9%。战楠等[21]建立了在线固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定植物中的有机酸，通过在线Oasis MAX 柱去除样品中的极性杂质，并对比了纯水、甲醇、50%甲醇水3种溶剂的提取效果，结果表明，50%甲醇水的提取效率最佳，方法检出限为0.1 ～3.2 μg·kg-1，回收率为92.2%～110.0%，该方法准确可靠，适合植物中水溶性有机酸的分析检测。液相色谱-质谱联用法操作简单、灵敏、准确，具有良好的稳定性和重复性，但仪器成本较高，部分检测机构尚未配备。

3 结语

随着人们生活水平的提高，对水果的风味和品质提出了越来越高的要求，有机酸是衡量水果风味和营养品质的重要指标，其检测方法的研究有重要意义。本文简单介绍了水果中有机酸的检测方法及其优缺点，近几年使用最广泛的是液相色谱法和液相色谱-质谱联用法，与其他检测方法相比，这两种方法前处理较为简单，检测周期短，一次性能检测多种有机酸，准确度和精密度均能达到要求。但液相色谱-质谱联用法所使用的仪器较为昂贵，许多实验室并没有配备，各实验室可以根据自身的情况选择其中的一种。