地理標(biāo)志保護(hù)醋中有機(jī)酸差異性分析*

鄭彥婕，陳素娟，李錦才，鄭燕燕

(深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，廣東深圳，518000)

地理標(biāo)志保護(hù)醋中有機(jī)酸差異性分析*

鄭彥婕，陳素娟，李錦才，鄭燕燕

(深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，廣東深圳，518000)

建立了采用高效液相色譜法快速測(cè)定食醋中9種有機(jī)酸的方法。選用prevail organic acid反相色譜柱并確定9種有機(jī)酸最佳色譜分離條件，方法回收率達(dá)到89%～104%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.38%～1.41%。對(duì)山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋2種地理標(biāo)志保護(hù)醋的分析表明:有機(jī)酸主要有乙酸、乳酸、丙酮酸、甲酸、酒石酸、檸檬酸，其中兩種醋中乳酸和丙酮酸的含量有一定差異。與非地理保護(hù)標(biāo)志醋樣品的分析比較表明:山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋中乙酸、乳酸、丙酮酸3種有機(jī)酸及總酸含量較高，以上4個(gè)指標(biāo)可以作為分辨地理標(biāo)志保護(hù)醋的重要因素。

有機(jī)酸，山西老陳醋，鎮(zhèn)江香醋，地理標(biāo)志

醋是一種富含營(yíng)養(yǎng)的酸性調(diào)味品，深受大眾喜愛(ài)。釀造食醋的味感主要是由有機(jī)酸、糖分、氨基酸、酯類(lèi)等成分決定的［1］。山西老陳醋和鎮(zhèn)江(香)陳醋中雖然醋酸含量很高，但并無(wú)刺激感，酸味很柔和，這其中有機(jī)酸的作用非常重要。正因?yàn)楦鞣N有機(jī)酸的存在，才使山西老陳醋“食之綿酸、回味悠長(zhǎng)”，鎮(zhèn)江(香)陳醋“酸而不澀、色濃味鮮”。有機(jī)酸的種類(lèi)、含量組成和相互比例不僅決定了食醋的酸味質(zhì)量，還是決定食醋的緩沖性和酸度的重要物質(zhì)之一，與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)。

目前國(guó)內(nèi)已有學(xué)者對(duì)食醋中有機(jī)酸進(jìn)行研究，呂利華等［2］建立了山西老陳醋中有機(jī)酸的檢測(cè)方法。張麗娟等［3］監(jiān)測(cè)了鎮(zhèn)江香醋發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸的變化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)乙酸、乳酸、琥珀酸、丙酮酸在發(fā)酵過(guò)程中含量波動(dòng)較大，其中乳酸隨著發(fā)酵的進(jìn)行增至最大值后又開(kāi)始下降，雷瑪莎［4］也觀察到類(lèi)似現(xiàn)象。本研究建立食醋中有機(jī)酸成分的測(cè)定方法，并針對(duì)山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋兩種地理標(biāo)志醋保護(hù)醋和非地理標(biāo)志保護(hù)醋中有機(jī)酸組成進(jìn)行比較分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 標(biāo)準(zhǔn)品

草酸、酒石酸:≥99.1%(chem service);丙酮酸、蘋(píng)果酸:≥99.5%(chem service);檸檬酸:≥99.0%(chem service);琥珀酸:≥99.5%(Fluca);乳酸:≥85%(acros organics);甲酸、乙酸:色譜純(Merk)。

1.2 儀器及設(shè)備

E2695型高效液相色譜儀配備PDA檢測(cè)器，美國(guó)Waters公司;Sep-Pak C18固相萃取柱美國(guó)Waters公司，使用前用甲醇、水各5mL活化。

1.3 儀器條件

流動(dòng)相:25 mmol/L KH2PO4溶液，pH=2.6，色譜柱:prevail organic acid 250 mm ×4.6 mm ×5μm，流速:1mL/min，柱溫:25℃，進(jìn)樣量:10μL，檢測(cè)波長(zhǎng):210 nm。

1.4 樣品前處理

由于醋中含有大量的色素，直接分析會(huì)帶來(lái)干擾，本研究采用C18SPE柱對(duì)樣品進(jìn)行凈化:取2mL醋樣品，用水定容至25mL，取以上溶液5mL通過(guò)已活化C18SPE柱，棄去最初流出的3mL，收集其后透明澄清流出液2mL，經(jīng)過(guò)0.45μm濾膜過(guò)濾后上機(jī)測(cè)定。

1.5 有機(jī)酸定性定量方法

在1.3、1.4色譜條件下分析，以各有機(jī)酸的保留時(shí)間和紫外吸收光譜圖定性，峰面積外標(biāo)法定量。

1.6 食醋中總酸的測(cè)定

參見(jiàn)GB/T 5009.41－2003《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》［5］。

2 結(jié)果與分析

2.1 條件優(yōu)化

由于以上9種有機(jī)酸的性質(zhì)相似，采用C18反相色譜柱［3，6－7］分析時(shí)，難以保留，分離效果差。有報(bào)道使用離子排斥色譜柱［8］可以得到較好的分離度［2］，本研究對(duì)比了Benson BP-OA離子排斥色譜柱和Prevail Organic acid色譜柱的分離效果，并優(yōu)化了流動(dòng)相組成、pH值、流速、有機(jī)改性劑含量等條件。圖2為采用2種柱子分離時(shí)的色譜圖:由圖2(A)中可以看出，采用Benson BP-OA離子排斥色譜柱分離時(shí)蘋(píng)果酸與丙酮酸、琥珀酸與乳酸無(wú)法分離，分析時(shí)間長(zhǎng)達(dá)40 min;采用硅膠鍵合反相固定相的prevail organic acid色譜柱進(jìn)行分析，如圖2(B)所示，各種有機(jī)酸組份得到很好的分離效果，且分析時(shí)間只需12 min。綜合考慮，選擇prevail organic acid色譜柱作為本實(shí)驗(yàn)的分伯柱。

圖2 有機(jī)酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.2 方法回收率與精密度

采用上述優(yōu)化后的前處理方法與檢測(cè)方法，在醋樣品中添加相對(duì)應(yīng)濃度水平的有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，回收率在90%～104%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.38%～1.41%，說(shuō)明方法具有較高的準(zhǔn)確性和較好的重現(xiàn)性，可以滿足分析的要求。

表1 方法回收率和精密度

2.3 樣品分析

樣品的采集包括地理標(biāo)志保護(hù)醋(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地標(biāo)醋”)和非地理標(biāo)志保護(hù)醋(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“非地標(biāo)醋”)兩大類(lèi)產(chǎn)品，其中地理標(biāo)志保護(hù)醋有山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋兩類(lèi)，非地理標(biāo)志醋包括山西、鎮(zhèn)江、廣東、湖南、四川等不同產(chǎn)地，樣品信息見(jiàn)表2。

表2 樣品信息表

9種有機(jī)酸的檢出率見(jiàn)表3。

表3 醋中各有機(jī)酸組分的檢出情況

所有樣品均未檢出草酸、蘋(píng)果酸和琥珀酸，而酒石酸、檸檬酸和甲酸檢出率也較低，本文選取了檢出率高的丙酮酸、乳酸、乙酸和總酸四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不同類(lèi)型樣品的有機(jī)酸含量見(jiàn)表4。

表4 各種醋樣品中有機(jī)酸含量

由表4可見(jiàn)，山西老陳醋的乙酸平均含量較高，而鎮(zhèn)江香(陳)醋乳酸平均含量較高，地標(biāo)醋中對(duì)乙酸和乳酸對(duì)總酸的貢獻(xiàn)相當(dāng)，而在非地標(biāo)醋中對(duì)總酸的貢獻(xiàn)主要為乙酸。鎮(zhèn)江香醋和鎮(zhèn)江陳醋各種有機(jī)酸含量都比較接近，這主要由于這2種醋的原料與釀造工藝相同，僅在陳釀時(shí)間有區(qū)別，由此可以初步推斷陳釀不是有機(jī)酸形成的關(guān)鍵因素。

以上4個(gè)指標(biāo)經(jīng)主成分分析，前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率見(jiàn)表5，累計(jì)貢獻(xiàn)率＞97%，即前3個(gè)主成分可以代表4個(gè)指標(biāo)的信息。4個(gè)指標(biāo)的因子負(fù)載矩陣如表6所示，說(shuō)明第一主成分中總酸和乙酸有較大正負(fù)荷，即樣品中總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較大正負(fù)荷，丙酮酸有較大負(fù)負(fù)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較大正負(fù)荷，即樣品中丙酮酸含量越多得分越高。

表5 前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率

表6 四個(gè)指標(biāo)在各成分的因子負(fù)載矩陣

以前3個(gè)主成分的特征向量進(jìn)行作圖，得到所有樣品在坐標(biāo)系中的空間分布圖(如圖3所示)。地標(biāo)醋與非地標(biāo)醋明顯分布在2個(gè)不同區(qū)域。地標(biāo)醋在第一主成分的得分比非地理標(biāo)志醋高，主要由于地理標(biāo)志醋總酸和乙酸的含量比非地理標(biāo)志醋高。這主要是由于地標(biāo)醋是采用傳統(tǒng)工藝釀造的食醋，而非地標(biāo)醋相當(dāng)一部分是配制食醋或速釀食醋，經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)工藝釀造的食醋具有有機(jī)酸含量豐富、總酸含量較高的特點(diǎn)。圖3中有3個(gè)非地標(biāo)醋落在地理標(biāo)志醋的區(qū)域內(nèi)，這3個(gè)醋為產(chǎn)自山西地理標(biāo)志區(qū)域范圍內(nèi)的非地標(biāo)醋，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步溝通，這3個(gè)醋的生產(chǎn)采用了跟山西老陳醋相同的釀造工藝。因此，總酸與有機(jī)酸含量的含量是地標(biāo)醋與非地標(biāo)醋的重要區(qū)別之一。

圖3 地標(biāo)醋和非地標(biāo)醋分類(lèi)圖

將山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋進(jìn)一步分析，空間分布圖見(jiàn)圖4。山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋基本可以分成兩大類(lèi)，其中形成差異的原因主要是第二主成分。山西老陳醋在第二主成分的得分較低，這主要是由于山西老陳醋中乳酸較低而丙酮酸含量較高。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)［3］，食醋中乳酸主要在乙醇發(fā)酵階段大量生成，鎮(zhèn)江香(陳)醋的主要微生物有乳酸菌和醋酸菌［10］，因此鎮(zhèn)江香(陳)醋中乳酸和乙酸的含量較高;從生產(chǎn)工藝上看，鎮(zhèn)江香(陳)醋采用了煎醋，在煎醋的過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)酸大量揮發(fā)，因此乙酸的含量相應(yīng)的降低;另外，山西老陳醋釀時(shí)間較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)“冬撈冰，夏伏曬”的濃縮效應(yīng)乙酸、乳酸、丙酮酸含量相應(yīng)提高［9］，另一方面乳酸隨著與醇類(lèi)化合物進(jìn)行酯化反應(yīng)而下降。因此，在有機(jī)酸的含量方面山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋的差異主要在乳酸和丙酮酸的含量。

圖4 山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋分類(lèi)圖

3 小結(jié)

建立了同時(shí)分析食醋中9種有機(jī)酸的方法，釀造食醋中有機(jī)酸主要有乙酸、乳酸、丙酮酸、甲酸、酒石酸和檸檬酸。經(jīng)主成分分析，地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品與非地理標(biāo)志產(chǎn)品能明顯的分成兩大類(lèi)，采用傳統(tǒng)工藝釀造的地理標(biāo)志保護(hù)食醋各種有機(jī)酸的含量較高，這是構(gòu)成產(chǎn)品感官特色的主要因素。山西老陳醋和鎮(zhèn)江香(陳)醋中乳酸、丙酮酸的含量有所區(qū)別，經(jīng)主成分分析后兩類(lèi)產(chǎn)品可以基本分類(lèi)，但邊界比較模糊，說(shuō)明不同的原料與發(fā)酵工藝是各種有機(jī)酸形成的重要階段。而鎮(zhèn)江香醋和鎮(zhèn)江陳醋中各種有機(jī)酸含量基本相同，相同的原料與釀造工藝產(chǎn)生的有機(jī)酸含量基本相同，陳釀不是各種有機(jī)酸形成的關(guān)鍵階段。

［1］海英.山西老陳醋與鎮(zhèn)江香醋的比較［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2008(11):16.

［2］呂利華，梁麗絨，趙良啟.山西老陳醋中有機(jī)酸的HPLC測(cè)定分析［J］.食品科學(xué)，2007，28(11):456－459.

［3］張麗娟，許偉，許泓瑜，張曉梅，許正宏.恒順香醋固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸的變化分析［J］.中國(guó)調(diào)味品，2009，34(2):106－109.

［4］雷瑪莎.生料制醋發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸的生成規(guī)律［J］.中國(guó)釀造，1999(2):9－11.

［5］GB/T 5009.41－2003，食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法［S］.

［6］趙景嬋，郭治安，常建華等.有機(jī)酸類(lèi)化合物的反相高效相色譜法的分離條件研究［J］.色譜，2001，19(3):260－263.

［7］孔祥虹，李健華.反相高效液相色譜法測(cè)定果汁中的有機(jī)酸［J］.理化檢驗(yàn)－化學(xué)分冊(cè)，2004，40(6):331－333.

［9］郭德華，夏琳.離子排斥色譜法同時(shí)測(cè)定果汁中11種有機(jī)酸［J］.色譜，2001(5):276－278.

［9］王元太.關(guān)于山西食醋工藝的調(diào)研和分析［J］.中國(guó)釀造，1999(03):7－11.

［10］許偉.張曉君.許泓瑜等.鎮(zhèn)江香醋醋酸發(fā)酵過(guò)程中細(xì)菌群落組成分析［J］.微生物學(xué)通報(bào)，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

碩士，工程師。

*國(guó)家質(zhì)檢總局公益科研項(xiàng)目《地理標(biāo)志產(chǎn)品檢測(cè)體系與技術(shù)研究及示范》(2007GYJ049)

2010－06－24，改回日期:2010－10－08