果蔬品含酸量測(cè)定方法的改進(jìn)及其應(yīng)用

陳屏昭，杜紅波，秦燕芬，楊宏貴，李成樹(shù)，莫正芬

(1.昭通學(xué)院 化學(xué)系，云南 昭通 657000;2.昭通學(xué)院 化學(xué)系應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)，云南 昭通 657000)

果蔬品含酸量測(cè)定方法的改進(jìn)及其應(yīng)用

陳屏昭1，杜紅波2，秦燕芬2，楊宏貴2，李成樹(shù)2，莫正芬2

(1.昭通學(xué)院 化學(xué)系，云南 昭通 657000;2.昭通學(xué)院 化學(xué)系應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)，云南 昭通 657000)

對(duì)果蔬品的可滴定酸含量測(cè)定方法進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)果顯示，用改進(jìn)后的方法測(cè)定富士蘋(píng)果、鴨梨、柑橘、葡萄、胡蘿卜、白蘿卜、番茄、菠菜和青菜等果蔬品可食部分的可滴定酸含量，能有效地避免方法誤差，具有快速、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好的特點(diǎn)。

果蔬品;可滴定酸;酸堿滴定法;方法誤差

果蔬品中含有蘋(píng)果酸、檸檬酸、酒石酸等多種有機(jī)酸，且因果蔬品種類(lèi)和成熟度不同，有機(jī)酸的構(gòu)成和含量也不同。果蔬品中有機(jī)酸參與合成酚類(lèi)、氨基酸、酯類(lèi)和芳香物質(zhì)，參與光呼吸，對(duì)果蔬品的自身代謝起著重要作用［1］，其含量不但影響其品質(zhì)和風(fēng)味口感，也是評(píng)價(jià)果蔬成熟度和質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一［2－3］。有機(jī)酸還可以促進(jìn)消化，維持人體的酸堿平衡。測(cè)定果蔬品中的酸含量是其品質(zhì)分析和采收后貯藏、運(yùn)輸過(guò)程中生理生化性質(zhì)檢測(cè)的重要內(nèi)容。因此，準(zhǔn)確測(cè)定果蔬中的酸含量，具有重要意義。而準(zhǔn)確測(cè)定果蔬品中可滴定酸含量的前提條件是要求測(cè)定方案快速、提取率高、提取過(guò)程無(wú)損耗和測(cè)定樣液穩(wěn)定性好?，F(xiàn)行的測(cè)定方法有酸堿電位滴定法［4－5］、酸堿電導(dǎo)滴定法［6］、近紅外光譜無(wú)損檢測(cè)法［3，7－8］等。其中酸堿滴定法［9－10］是操作比較簡(jiǎn)單、快速，且不需要昂貴儀器設(shè)備的常用方法。然而酸堿滴定法因?yàn)橹茦臃椒ǖ牟煌肮陨眍伾母蓴_，從而導(dǎo)致結(jié)果誤差較大。作者在現(xiàn)行酸堿滴定法的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同果蔬品特點(diǎn)，對(duì)制樣方法進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)定量計(jì)算公式進(jìn)行了修正，以期為同行的研究提供借鑒參考。

1 現(xiàn)行果蔬品酸堿滴定法方案及其存在的問(wèn)題

1.1 現(xiàn)行果蔬品酸堿滴定法方案

A法 (現(xiàn)行)。剔除試樣的非可食部分，用四分法取可食部分25 g切碎混勻，置研缽中研碎，用100 mL蒸餾水洗入250 mL容量瓶，置于75～80℃水浴上加熱30 min，期間搖動(dòng)數(shù)次，取出冷卻，加水至刻度，搖勻過(guò)濾;吸取濾液20 mL放入燒杯中，加酚酞指示劑2滴，用 0.1 mol·L－1的NaOH滴定，直至成淡紅色，30 s內(nèi)不退色為終點(diǎn)［9］。

其中:VA為消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的體積 (mL);c為NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的濃度 (mol·L－1);m為樣品鮮重 (g);VT為樣品提取液總體積 (mL);VB為滴定用的提取液體積 (mL)。折算系數(shù)則根據(jù)果蔬中主要含酸種類(lèi)選用。

其他資料如文獻(xiàn) ［10］提供的方法與此類(lèi)似，這里不再贅述。

1.2 現(xiàn)行方案存在的問(wèn)題

問(wèn)題1。不符合分析測(cè)定快速性原則。方案的一大特點(diǎn)是定容、過(guò)濾，目的是避免試樣固體殘留物干擾終點(diǎn)判斷，沒(méi)有考慮測(cè)定對(duì)象的特點(diǎn)。對(duì)于梨、蘋(píng)果等核果類(lèi)及蘿卜、胡蘿卜等塊根塊莖類(lèi)果蔬品，試樣研磨后往往形成難以過(guò)濾的膠質(zhì)體，浪費(fèi)大量的時(shí)間;其次，對(duì)于部分色素含量較低甚至不含色素，且固體殘留物很少，不干擾滴定終點(diǎn)判斷的試樣，可不必進(jìn)行定容、過(guò)濾操作。

問(wèn)題2。違反了分析測(cè)定準(zhǔn)確性原則。對(duì)于色素含量較高的果蔬品，過(guò)濾雖然除去了固體殘留物，但濾液在滴定時(shí)仍然會(huì)因其本身的顏色干擾而無(wú)法準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)，不可避免地造成測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性差，誤差較大。

問(wèn)題3?？傻味ㄋ岷坑?jì)算公式存在嚴(yán)重錯(cuò)誤。針對(duì)不同的果蔬品，用不同的有機(jī)酸來(lái)計(jì)量可滴定酸含量。因此，有機(jī)酸不同，計(jì)算時(shí)的酸堿當(dāng)量不同。如分別以乙酸、蘋(píng)果酸 (2-羥基丁二酸)和檸檬酸 (2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸)來(lái)計(jì)量所測(cè)果蔬品中的可滴定酸含量時(shí)，其反應(yīng)式分別如下:

其中:1/n為酸堿物質(zhì)的量之比，即1 mol酸完全被中和所消耗的 NaOH的物質(zhì)的量 (mol)。對(duì)單羧酸，n取1，二羧酸，n取2，余類(lèi)推;折算系數(shù)則是用以計(jì)量的有機(jī)酸的摩爾質(zhì)量，用MHnA表示 (g·mol－1);10－3為統(tǒng)一量綱時(shí)的換算系數(shù)。

此外，還存在用容量瓶做加熱容器等操作不規(guī)范的問(wèn)題。

2 果蔬品可滴定酸含量酸堿測(cè)定改進(jìn)方案及其優(yōu)點(diǎn)

2.1 改進(jìn)方案

B法。不含有色素或者色素含量較低、易形成膠質(zhì)體的果蔬品。可滴定酸含量測(cè)定步驟如下:剔除試樣的非可食部分，用四分法取可食用部分切碎混勻，準(zhǔn)確稱(chēng)取3～5 g置于研缽中，加入0.3～0.5 g石英砂研磨勻漿，用150 mL蒸餾水洗入250 mL燒杯后，蓋上表面皿，置于75～80℃水浴上加熱，期間不時(shí)用玻棒攪拌，30 min后取出，冷卻，加酚酞指示劑3～5滴，用0.05 mol·L－1的NaOH溶液滴定至淡紅色，30 s內(nèi)不退色為終點(diǎn)。計(jì)算通式為:

C法。對(duì)于胡蘿卜、柑橘、番茄以及各種鮮蔬菜葉等含有色素的果蔬品。可滴定酸含量測(cè)定步驟如下:剔除試樣的非可食部分，用四分法取可食用部分切碎混勻，準(zhǔn)確稱(chēng)取8～10 g置于研缽中，加入0.3～0.5 g石英砂研磨勻漿，用蒸餾水洗入250 mL容量瓶。定容后，將溶液全部轉(zhuǎn)入250 mL燒杯中，蓋上表面皿，置于75～80℃水浴上加熱，期間不時(shí)用玻棒攪拌，30 min后取出，稍冷，加入約2 g的活性炭，攪拌，冷卻后，干過(guò)濾于潔凈燒杯中 (最初的少量濾液可用于潤(rùn)洗燒杯數(shù)次)。吸取濾液25 mL放入燒杯 (或錐形瓶)中，加酚酞指示劑3～5滴，用0.05 mol·L－1的NaOH溶液滴定至淡紅色，30 s內(nèi)不退色為終點(diǎn)。

2.2 改進(jìn)方案的優(yōu)點(diǎn)

B法針對(duì)不含有色素或者含色素含量較低、易形成膠質(zhì)體或含固體殘留物少的果蔬品，由于滴定終點(diǎn)判斷不受干擾，不需要定容和過(guò)濾，符合分析測(cè)定的快速性和準(zhǔn)確性原則，提高了分析測(cè)試工作的準(zhǔn)確性和綜合效率。C法針對(duì)色素含量較高的果蔬品，用活性炭脫色，使滴定終點(diǎn)明顯，測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確性大大提高。

改進(jìn)后的方法克服了計(jì)算公式中的錯(cuò)誤，給出了正確的定量計(jì)算通式。

3 果蔬品可滴定酸含量測(cè)定改進(jìn)方法的應(yīng)用

3.1 材料與方法

試驗(yàn)于2012年11月在昭通學(xué)院精密儀器分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。分析測(cè)定的果蔬品新鮮蘋(píng)果、鴨梨、水蘿卜、西紅柿、胡蘿卜、柑橘、青菜、菠菜、葡萄等從市場(chǎng)采購(gòu)。

選取蘋(píng)果、鴨梨、水蘿卜、葡萄等色素含量低的果蔬品為一組，分別按照A法和B法測(cè)定可滴定酸含量，每個(gè)果蔬樣品重復(fù)測(cè)定3次。選取西紅柿、胡蘿卜、柑橘、青菜、菠菜等色素含量較高的果蔬品為另一組，分別用A法和C法測(cè)定可滴定酸含量。每個(gè)果蔬樣品重復(fù)3次，每次重復(fù)的過(guò)濾樣液再平行測(cè)定3次，9次測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值為該果蔬品的可滴定酸含量。結(jié)果用SPSS軟件處理。

3.2 結(jié)果與分析

3.2.1 A和B法測(cè)定結(jié)果比較

表1顯示分別按照A和B法測(cè)定新鮮蘋(píng)果、鴨梨、水蘿卜、葡萄等色素含量低的果蔬品可滴定酸含量的結(jié)果。對(duì)同一種果蔬品，用A法測(cè)得的蘋(píng)果、鴨梨、葡萄和白蘿卜的可滴定酸含量比用B法測(cè)得的結(jié)果分別低3.54%，39.34%，27.33%和31.51%，即除蘋(píng)果外，用A法和B法測(cè)定其他3種果蔬品的可滴定酸含量，結(jié)果均存在極顯著差異。而如果按照A法測(cè)定并按照計(jì)算式 (1)處理測(cè)定數(shù)據(jù)，蘋(píng)果、鴨梨和葡萄中可滴定酸含量分別比B法測(cè)得的結(jié)果高94.09%，22.95%和45.33%，差異達(dá)到了極顯著水平。

表1 A法和B法測(cè)定果蔬品可滴定酸含量結(jié)果比較

3.2.2 A和C法測(cè)定結(jié)果比較

表2顯示分別按照A和C法測(cè)定新鮮西紅柿、胡蘿卜、柑橘、青菜、菠菜等色素含量高果蔬品可滴定酸含量的結(jié)果。對(duì)同一種果蔬品，用A法測(cè)得的西紅柿、菠菜、青菜和胡蘿卜的可滴定酸含量比用C法測(cè)得的結(jié)果分別低5.53%，5.88%，24.93%和33.68%，而柑橘則高出40.00%，差異達(dá)極顯著水平。同樣，如果按A法測(cè)并按 (1)式計(jì)算，西紅柿、柑橘和菠菜中可滴定酸含量分別比C法測(cè)得的結(jié)果高88.95%，320.00%和88.24%，差異達(dá)極顯著水平。

表2 A法和C法測(cè)定果蔬品可滴定酸含量結(jié)果比較

3.2.3 改進(jìn)方法的重現(xiàn)性

測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性是檢驗(yàn)測(cè)定方法穩(wěn)定性與可靠性的重要判據(jù)之一。為了便于比較，選擇不同地點(diǎn)的不同品種蘋(píng)果試驗(yàn)A法與B法的重現(xiàn)性，選擇不同地點(diǎn)的青菜試驗(yàn)A法與C法的重現(xiàn)性，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。3種方法比較發(fā)現(xiàn)，同一樣品，A法測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)誤差比較大，重現(xiàn)性較差，精密度偏低，而B(niǎo)法和C法測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)誤差較小，重現(xiàn)性較好，精密度較高。說(shuō)明改進(jìn)后的方法穩(wěn)定可靠。

表3 3種方法測(cè)定果蔬品可滴定酸含量重現(xiàn)性檢驗(yàn)

4 小結(jié)與討論

通過(guò)試驗(yàn)和對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析可以看出，A法測(cè)定的結(jié)果按照 (1)式計(jì)算較真值偏高，造成正偏差，而實(shí)際結(jié)果一般較真值偏低，產(chǎn)生負(fù)偏差，且達(dá)到了極顯著水平，表明A法波動(dòng)性大，重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差，這恰好是A法的缺陷。其主要原因是試樣色素含量高終點(diǎn)判斷受到嚴(yán)重干擾，和試樣中含有固體顆粒且不均勻而又未采取補(bǔ)救措施。改進(jìn)法中加入脫色劑活性炭以及助研劑石英砂后，克服了A法的不足，所測(cè)定的結(jié)果波動(dòng)性小，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確性高。

A法測(cè)定柑橘的可滴定酸含量較C法高，且差異達(dá)極顯著水平，這是由于柑橘濾液呈橙黃色(檸檬酸顏色)，而酚酞指示劑指示的滴定終點(diǎn)為淺紅色，兩者色差小，往往造成對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷滯后，使滴定過(guò)量，這進(jìn)一步證明用活性炭進(jìn)行脫色操作的必要性。至于活性炭的用量及作用時(shí)間，應(yīng)該根據(jù)試樣稱(chēng)量大小、樣液顏色的深淺和色素含量的多少而定。對(duì)于8～10 g的高色素試樣，加入2 g活性炭，脫色2～3 min即可。

此外，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)證明，試樣稱(chēng)量大小和NaOH溶液的濃度也會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。樣品稱(chēng)量過(guò)大，制樣過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，且難免有固體顆粒物存在，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低;而稱(chēng)量過(guò)小，則因果蔬品本身含酸量低，所消耗的堿的量少，滴定過(guò)量的幾率會(huì)顯著升高。對(duì)于色素含量低，顏色淺，不需要過(guò)濾的試樣，一般稱(chēng)量3～5 g即可，而需要過(guò)濾操作的試樣，一般稱(chēng)量8～10 g。NaOH溶液的較適宜濃度一般在0.05～0.01 mol·L－1，過(guò)大則容易過(guò)量，過(guò)小可能會(huì)造成在滴定過(guò)程中多次添加堿液，既不便于操作又增大了產(chǎn)生誤差的幾率。

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TS 255

B

0528-9017(2013)04-0451-03

文獻(xiàn)著錄格式:陳屏昭，杜紅波，秦燕芬，等.果蔬品含酸量測(cè)定方法的改進(jìn)及其應(yīng)用 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(4):451－453，456.

2013-02-19

云南省教育廳科學(xué)研究基金 (09Y0448);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 (30771497)

陳屏昭 (1964－)，男，教授，從事礦物元素分析及植物營(yíng)養(yǎng)生理研究工作。E-mail:ztcpz2005@sina.com。

注:昭通學(xué)院化學(xué)系何嵋、李俊、王銳、薛梅、袁曉春等老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所提供的幫助，在此表示感謝!

(責(zé)任編輯:張才德)