全 文 ：ChangesinOrganicAcidsCompositionandContentBeforeand
PostSweetMegranateJuicesAlcoholicFermentation
YULing1,DUJin-hua2,JIANGShu-fen3,WANGNi-ya2
(1.ColegeofLifeScience,ShandongAgriculturalUniversity,Taian271018,China;
2.ColegeofFoodScienceandEngineering,ShandongAgriculturalUniversity,Taian271018,China;
3.TaishanShengliyuanGroupCo.Ltd.,Taian271018,China)
Abstract:Compositionandcontentoforganicacidsweredecidedinpre-andpostfermentedsweetmegranatejuicesbyRP-HPLC.Ox
alic,malic,α-ketoglutaric,lactic,acetic,citricandfumaricacidswerefoundinsweetmegranatejuices,themainorganicacidsinthe
juiceswerelacticacid,oxalicacid,andcitricacids.Afterfermentation,oxalicandlacticacidscontentinthejuiceweredecreased,how
everacetic,malicandcitricacidscontentwereincreased.Tartaric,pyruvicandsuccinicacidwerefreshlygeneratedinthefermented
juices.Andthetotalcontentoftheorganicacidwasdecreasedby7.8%afterfermentation.
Keywords:RP-HPLC,sweetmegranate,organicacid,alcoholicfermentation,Saccharomycescerevisiaesp.
文章编号:1002-8110(2008)03-0077-03
发酵前后甜石榴汁中有机酸的变化研究
于 玲 1,杜金华 2*,姜淑芬 3,王妮娅 2
(1.山东农业大学生命科学学院,泰安 271018;2.山东农业大学食品科学与工程学院,泰安 271018;
3.山东泰山生力源集团股份有限公司,泰安 271018)
摘 要:本试验利用反相液相色谱(RP-HPLC)法分离测定发酵前后甜石榴汁中有机酸种类和含量。在甜石榴
汁中检测到的有机酸包括草酸、苹果酸、α-酮戊二酸、乳酸、乙酸、柠檬酸与富马酸,其中主要有机酸为乳酸
(占总有机酸的51.2%)、草酸(占总有机酸的26.8%)和柠檬酸(占总有机酸的 16.8%)。发酵后甜石榴汁中的草
酸与乳酸含量下降,乙酸含量增加,新生成酒石酸、丙酮酸与琥珀酸;苹果酸与柠檬酸含量增加。发酵后甜石榴
汁的有机酸总量下降了7.8%.
关键词:RP-HPLC;石榴汁;有机酸;发酵;果酒酵母
中图分类号:TS201.2 文献标识码:B
目前我国的石榴品种主要分类方法如下:按口感分为甜、
甜酸、酸(可食)、涩酸(不堪食用)石榴;按果皮厚度分为厚皮
与薄皮石榴;按籽粒颜色分为红、粉红、紫红、白、黑石榴;按籽
核硬度分为硬核、半硬核、软核石榴;按栽培学分为鲜食、加工
(主要指酸石榴类)、赏食兼用、观赏石榴等。石榴中的有机酸
影响石榴汁、石榴酒的感官特征(风味、颜色及香气)和稳定性
[8]及发酵微生物代谢。研究发酵前后石榴汁中有机酸组成与变
化情况,对确定石榴及其产品中酸味的主要来源、改进产品品
质及开发新的加工产品具有重要意义。本文在前期的研究基
础上,利用反相液相色谱(RP-HPLC)法分离测定发酵前后甜
石榴汁中有机酸的种类和含量。
1 材料与方法
1.1 材料
甜石榴,果酒活性干酵母(Saccharomycescerevisiaesp.)。
1.2 仪器与试剂
仪器:岛津 LC-10A型高效液相色谱仪,SPD-10A紫
外检测器,柱温箱,pHS-3C型数字式酸度计,超纯水器,生化
培养箱。
主要试剂:草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥
珀酸、富马酸、丙酮酸、α-酮戊二酸均为色谱纯,葡萄糖酸分
析纯。Sigma公司。
1.3 石榴汁的制备
将成熟无病斑的石榴去皮、除隔膜,籽粒榨汁得石榴汁。
1.4 石榴汁的发酵
容积 5L的发酵罐加入按 1.3制备的石榴汁 4L,接入活化
好的果酒活性干酵母,接种量0.2g/L,18~20℃低温发酵。
1.5 有机酸的测定
1.5.1 标准溶液的配制
准确称取草酸 0.1250g、葡萄糖酸 1.2500g、酒石酸
0.1250g、丙酮酸 0.1000g、苹果酸 0.5000g、α-酮戊二酸
0.1500g、乳酸 0.6000g、乙酸 0.3000g、柠檬酸 3.7500g、富马酸
0.1500g、琥珀酸 1.2500g,用双蒸水溶解后,定容到 50mL容量
瓶中,作为储备液;将储备液准确稀释成系列浓度,经 0.2μm
收稿日期:2008-01-31
作者简介:于 玲,在读硕士研究生
*通讯作者:杜金华教授,Tel:0538-8249157,E-mail:djh@sdau.edu.cn
第35卷 第3期
2008年 5月
酿 酒
LIQUOR MAKING
Vol.35.№.3
May,2008
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ol
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滤膜过滤后上机绘制各种有机酸的标准曲线。
1.5.2 样品处理
待分析样品用流动相适当稀释定容,0.2μm微孔滤膜过
滤后上机测定。
1.5.3 色谱条件
色谱柱:Atlantis C18柱(4.6×250mm,5μm);流动相:
0.02mol/L的 KH2PO4溶液,pH2.80;进样体积:15ul;紫外检测
波长:215nm;流速:0.7mL/min;柱温:30℃。
样品以保留时间、样品加标和各有机酸紫外吸收光谱来
定性,以峰面积外标法定量。
2 结果与分析
2.1发酵前后石榴汁中的糖酸含量变化
石榴原汁和发酵汁的分析结果见表 1。由表1知,石榴汁
总糖为 131.3g/L,pH2.45,滴定酸 4.4g/L;石榴汁发酵后,总糖降
为 1.2g/L,挥发酸 0.37g/L,pH上升了 0.09,滴定酸上升了
0.1g/L。pH与滴定酸的变化不吻合与石榴汁发酵过程中有机
酸种类与含量的变化导致的缓冲性能改变有关。
2.2 有机酸标准曲线的回归方程、线性范围、LOD和 LOQ
的确定
应用RP-HPLC法在上述色谱条件下得到11种有机酸混
合标样的分离谱图见图 1,以峰面积外标法定量,得到 10种有
机酸的标准曲线方程、线性范围及最小检出限(LOD)、最小定
量限(LOQ)(表2)。石榴汁样品中分别加入浓度不同的10种有
机酸(草酸、酒石酸、丙酮酸、苹果酸、α-酮戊二酸、乙酸、琥珀
酸、富马酸、柠檬酸和乳酸)标准溶液,测得回收率在 91.77%～
100.78%之间;由于葡萄糖酸为 45%~50%的水溶液,未能作定
量分析。精密度试验的变异系数在0.7%～6.6%之间。
1-草酸,2-葡萄糖酸,3-酒石酸,4-丙酮酸,5-苹果酸,6-α-酮戊二酸,
7-乳酸,8-乙酸,9-柠檬酸,10-富马酸,11-琥珀酸。
图1 有机酸标准溶液的RP-HPLC图谱
2.3 甜石榴汁的有机酸组成与含量
石榴汁有机酸的色谱图见图 2,检测到的有机酸包括草
酸、苹果酸、α-酮戊二酸、乳酸、乙酸、柠檬酸与富马酸,未检
测到葡萄糖酸、酒石酸和琥珀酸;有机酸的含量列于表3。
表2 有机酸标准曲线的回归方程、线性范围、LOD、LOQ
注:LOD:信噪比(S/N)为3∶1时,各有机酸的最小检出限量
LOQ:信噪比(S/N)为10∶1时,各有机酸的最小定量限
图2 甜石榴汁有机酸RP-HPLC谱图
由表3知,石榴汁中的主要有机酸为乳酸、草酸和柠檬酸,
分别占总有机酸含量的 51.2%、26.8%和 16.8%;次要有机酸
为苹果酸、乙酸、α-酮戊二酸,共占总有机酸含量的 5.2%。
Graca等的研究发现葡萄牙甜石榴汁中主要有机酸是草酸和
酒石酸[9]。Melgarejo等和 Legua等报道西班牙酸、甜石榴汁中
柠檬酸是主要有机酸,苹果酸含量次之或与其接近,草酸和酒
石酸只是少量存在[10,11]。Poyrazoglu等报道土耳其不同品种的
石榴汁中有机酸含量有很大的不同[12],在多数品种上柠檬酸和
苹果酸是主要有机酸,有些品种以草酸和酒石酸为主,只有一
个品种以草酸为主。可见石榴中有机酸组成和含量因栽种地
域、品种的不同而有很大差别。与国外研究最大不同是,本研
究中发现石榴汁中乳酸含量最高,为 5520.26mg/L。乳酸能够
促进蛋白质消化、胃肠蠕动,提高钙、磷、铁等矿物质的消化和
吸收。从表 3中我们还可以看出,甜石榴的柠檬酸为
1807.71mg/L,与Melgarejo等、Legua等及Poyrazoglu等关于甜
石榴的报道一致(含量在 0.033～0.307%之间)。甜石榴的草
酸含量为 2890.04mg/L,西班牙甜石榴中草酸含量为 0.037%,
土耳其甜石榴草酸含量在20～6720mg/L之间。甜石榴汁中苹
果酸含量 157mg/L,小于 Poyrazoglu等曾报道的苹果酸最低含
量 560mg/L。甜石榴中检测出乙酸,含量为 299.06mg/L,Mel
表1 发酵前后石榴汁中的糖、酸含量
处 理
总糖/g·L-1
酒精度/%,vol
pH
滴定酸/g·L-1
挥发酸/g·L-1
石榴原汁
131.3
-
2.45
4.4
-
石榴发酵汁
1.2
7.46
2.54
4.5
0.37
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0.000
-0.005
2 4 6 81012141618202224262830
0.025
0.020
0.015
0.010
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0.000
-0.005
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3
21
96
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06
3
21
96
6
4.
54
4
12
83
68
3 5.
52
0
17
27
6.
07
8
97
02
6.
52
7
57
91
7.
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0
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2
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74
1
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16
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8.
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12
08
3
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.3
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86
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5
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.3
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有机酸
草酸
酒石酸
丙酮酸
苹果酸
酮戊二酸
乙酸
琥珀酸
富马酸
柠檬酸
乳酸
回归方程
y=8575.4x+15023.0
y=1862.7x+1443.0
y=13810.0x-646.1
y=734.4x-395.6
y=8255.1x-1552.9
y=572.8x-244.7
y=440.9x-1223.7
y=101198.0x+1883.3
y=866.4x+27167.0
y=347.7x+4331.8
相关
系数R2
0.9996
0.9954
0.9998
0.9993
0.9998
0.9999
0.9998
0.9999
0.9998
0.9996
线性范围
/mg·L-1
1.25～600.60
1.25～30.00
1.00～33.25
5.00～160.00
1.50～48.20
3.00～733.30
12.50～400.00
0.10～1.20
45.70～8998.90
120.70～1449.10
LOD
/mg·L-1
0.021
0.11
0.016
0.27
0.037
0.41
0.83
0.0030
0.29
0.59
LOQ
/mg·L-1
0.070
0.38
0.054
0.91
0.12
1.36
2.78
0.010
0.96
1.96
第三期 2008酿 酒
·78·
garejo等报道乙酸只在酸石榴中存在,Legua等报道甜石榴中
乙酸在 0.013～0.076%之间。另外,富马酸在甜石榴中痕量存
在;琥珀酸未检出。
2.4 发酵甜石榴汁有机酸组成及变化
甜石榴汁发酵后的测定结果见表 4。
由表 4知,甜石榴发酵汁中主要有机酸为乳酸、草酸、柠
檬酸,次要有机酸为乙酸、琥珀酸、苹果酸和 α-酮戊二酸及
少量的丙酮酸、酒石酸和富马酸。结合表 3可以看出,发酵后
甜石榴汁中主要有机酸组成、含量发生了变化。有机酸含量下
降幅度最大的是草酸,为 30.6%;其次是乳酸,下降了 21.7%;
苹果酸和柠檬酸含量分别上升了 37.2%和 4.9%;甜石榴发酵
后乙酸含量增加1.9倍,为0.9g/L。甜石榴汁发酵产生琥珀酸,
发酵过的甜石榴汁中含量为441.39±13.02mg/L。另外,发酵还
产生丙酮酸 (64.57±0.82mg/L)及少量的酒石酸 (5.12±
0.59mg/L)与富马酸(0.64±0.084mg/L)。发酵后,甜石榴汁的有
机酸的总含量下降了 7.8%。与表 1对比发现,测得的滴定酸
含量低于有机酸总量,这是因为 HPLC法测定的是包括有机
酸盐在内的有机酸总量,这也可解释发酵后甜石榴汁的滴定
酸上升了0.1g/L而有机酸总量下降了7.8%这一现象。
3 结论
甜石榴汁中检测到的有机酸包括草酸、苹果酸、α-酮戊
二酸、乳酸、乙酸、柠檬酸与富马酸,其中乳酸、草酸和柠檬酸
为主要有机酸。酒精发酵后有机酸总量下降,其中草酸与乳酸
含量下降,乙酸、苹果酸与柠檬酸含量增加,α-酮戊二酸含量
变化不大,新生成酒石酸、丙酮酸与琥珀酸。
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FoodComposAnal.2002,15(5):567~575
有机酸
草酸
酒石酸
苹果酸
α-酮戊二酸
乳酸
乙酸
柠檬酸
富马酸
琥珀酸
总量
甜石榴汁
2890.04
-
157.27
108.55
5520.26
299.06
1807.71
痕量
-
10782.89
表3 甜石榴汁中有机酸的含量 mg/L
有机酸
草酸
酒石酸
丙酮酸
苹果酸
α-酮戊二酸
乳酸
乙酸
柠檬酸
富马酸
琥珀酸
总量
甜石榴发酵汁
2004.11±18.46
5.12±0.59
64.57±0.82
215.93±6.56
122.67±7.79
4324.42±37.57
868.33±14.90
1895.67±14.73
0.64±0.084
441.39±13.02
9942.85
表4 甜石榴发酵汁有机酸含量 mg/L
于 玲,等:发酵前后甜石榴汁中有机酸的变化研究第三期 2008
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