不同水果中維生素C含量及降解動力學的研究*

張馨媛，井樂剛

（哈爾濱師范大學）

0 引言

維生素C是人體內重要的水溶性維生素，具有維持細胞正常的能量代謝、促進膠原組織的合成、參與機體的造血機能、抗氧化作用、解毒作用、維持心肌功能等生理功能，能防治貧血、心血管疾病、癌癥等疾病.膳食中維生素C 長期缺乏會導致壞血病，嚴重缺乏時可出現(xiàn)內臟出血而危及生命.雖然維生素C 很少引起明顯的毒性，但服用量過多仍可產(chǎn)生一些不良反應，如滲透性腹瀉、尿酸排出量增加、泌尿系統(tǒng)結石、不育等［1－3］.成人每天需要攝入約100 mg 維生素C［4］.新鮮蔬菜和水果是維生素C 的主要膳食來源.測定水果中維生素C 的含量，對于人們合理選擇和食用具有重要意義.

隨著科技的快速發(fā)展，測定維生素C含量的方法也越來越豐富.目前，應用較多的主要有光譜法、色譜法、電化學法、滴定法等幾大類方法［5］.這些方法各有優(yōu)點與不足，在實際工作過程中應根據(jù)具體情況進行選擇.紫外分光光度法雖然操作簡單、快速，不受樣品顏色干擾，但偏差較大［6］.熒光分析法靈敏度高、線性關系好，但熒光底物鄰苯二胺本身有很強的熒光，且過量的活性炭會吸附維生素C［7］.高效液相色譜法雖具有穩(wěn)定性和選擇性好的優(yōu)點，但對樣品純度要求較高，測試成本也高［8］.電化學法能準確、快速地進行測定，但受離子、空氣等干擾較大，儀器預熱時間較長，且不能連續(xù)檢測［9］.直接碘量法［10］雖然試劑易得，測試成本較低，準確性較好，但操作過程比較耗時.

2，6－二氯酚靛酚滴定法是測定果蔬中維生素C 含量的經(jīng)典方法，具有準確度好、選擇性強、操作簡單、方便快捷、不需要特殊儀器設備和試劑等優(yōu)點［11］.研究用該方法測定了6 類水果中的維生素C含量，考察了提取劑草酸溶液濃度對維生素C含量測定值的影響，分析了維生素C含量隨儲藏時間的變化規(guī)律，為人們在日常生活中合理選擇、食用水果提供參考，也為評估水果的營養(yǎng)價值提供基礎數(shù)據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果（“黃元帥”、“喬納金”、“花?！薄ⅰ皣狻?、“紅富士”）、梨（“皇冠”、“豐水”、“雪花”、“香”、“水晶”）、菠蘿、檸檬、白心火龍果、獼猴桃，均購于當?shù)爻?

抗壞血酸（天津市致遠化學試劑有限公司）；2，6－二氯酚靛酚（上海藍季科技發(fā)展有限公司）；草酸、碳酸氫鈉（天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠）.

1.2 實驗方法

1.2.1 提取劑濃度對維生素C含量測定值的影響

將“紅富士”蘋果洗凈，用紗布吸干表面水分，切成小塊.稱取5 份于研缽中，每份10 g，分別加入5 mL 0. 5%（W／V，下同），1%，1. 5%，2%，2.5%草酸溶液作為提取劑，研磨成漿狀后轉入100 mL容量瓶中，并用相應濃度的提取劑定容.用濾紙過濾后，取10 mL濾液，用2，6－二氯酚靛酚法［12］測定維生素C含量（重復3 次，取平均值），考察提取劑濃度對測定值的影響.

1.2.2 樣品中維生素C的提取

將水果洗凈，用紗布吸干表面水分.稱取水果樣品10. 0 g 于研缽中，加入2%草酸溶液5 mL，研磨成漿狀后轉入100 mL 容量瓶中.用2%草酸溶液沖洗研缽和杵，將洗液一并倒入容量瓶中.用2%草酸溶液定容至刻度，過濾后備用.

1.2.3 不同種類水果中維生素C含量的測定

分別稱取“紅富士”蘋果、“皇冠”梨及菠蘿、檸檬、白心火龍果、獼猴桃可食部分各10.0 g，按1.2.2 中方法處理.分別取各樣品濾液10.0 mL，測定維生素C含量（重復3 次，取平均值）.

1.2.4 不同品種水果中維生素C含量的測定

分別稱取“黃元帥”、“喬納金”、“花?！?、“國光”、“紅富士”5 種蘋果樣品和“皇冠”、“豐水”、“雪花”、“香”、“水晶”5 種梨樣品各10.0 g，按1.2.2 中方法處理.分別取各樣品濾液10.0 mL，測定維生素C含量（重復3 次，取平均值）.

1.2.5 水果不同部位中維生素C含量的測定

分別稱取菠蘿的果芯與果肉、獼猴桃的果芯與果肉、“紅富士”及“黃元帥”蘋果的果皮與果肉各10.0 g，按1.2.2 中方法處理.分別取各樣品濾液10.0 mL，測定維生素C含量（重復3 次，取平均值）.

1.2.6 貯藏時間對水果中維生素C含量的影響

將“紅富士”蘋果、白心火龍果和獼猴桃于實驗室中常溫貯藏10 d.分別于第0，1，3，5，7，10天取樣，按1.2.2 中方法處理.分別取各樣品濾液10.0 mL，測定維生素C含量（重復3 次，取平均值）.

2 結果與分析

2.1 提取劑濃度對維生素C含量測定值的影響

提取劑草酸溶液濃度對“紅富士”蘋果中維生素C 含量測定值的影響如圖1 所示.可以看出，草酸溶液濃度對維生素C 提取率的影響較大.隨著草酸溶液濃度增加，維生素C 含量的測定值也逐漸增加；當溶液濃度達到2%時，維生素C含量達到最大，為2.8 mg／100 g，提取效果最好；溶液濃度再增加，維生素C含量則降低.因此，研究用2%草酸溶液作為提取劑.

圖1 草酸溶液濃度對維生素C含量測定值的影響

2.2 不同種類水果中維生素C的含量

由圖2 可以看出，不同種類水果中維生素C的含量差異較大.在所研究的6 類水果中，獼猴桃中維生素C含量最高，達到46.8 mg／100 g；其次是檸檬，為44. 4 mg／100 g；再次是菠蘿，為14.0 mg／100 g；白心火龍果（5. 4 mg／100 g）和“紅富士”蘋果（4.0 mg／100 g）中的含量較低；“皇冠”梨中的含量最低，只有3.6 mg／100 g.

圖2 不同種類水果中維生素C的含量

2.3 不同品種水果中維生素C的含量

水果的品種不同，維生素C 的含量也不同.研究測定了5 種蘋果和5 種梨中維生素C 的含量.由圖3 可以看出，5 種蘋果中，“紅富士”中維生素C含量最高，達到4.0 mg／100 g；“國光”和“喬納金”中含量接近，分別為3.0 mg／100 g 和2. 8 mg／100 g；“黃元帥”中含量較低，為1.2 mg／100 g；“花牛”中含量最低，只有0.8 mg／100 g.用SPSS 20.0 軟件統(tǒng)計分析后的結果顯示，不同品種的蘋果之間維生素C含量差異比較顯著（P ＜0.05），尤其是“紅富士”和“花?！敝g.由圖4 可以看出，5 種梨中，維生素C含量最高的是“皇冠”，達到3.6 mg／100 g；其次是“水晶”和“雪花”，二者均為3. 0 mg／100 g；“豐水”中含量略低，為2.7 mg／100 g；“香”中含量雖最低，但也達到2.5 mg／100 g.用SPSS 20.0軟件統(tǒng)計分析后的結果顯示，除“皇冠”和“豐水”、“香”之間維生素C 含量差異顯著（P ＜0.05）外，其余品種之間差異均不顯著.

圖3 不同品種蘋果中維生素C的含量

圖4 不同品種梨中維生素C的含量

2.4 水果不同部位中維生素C的含量

由圖5 可知，水果不同部位中維生素C的含量不同.菠蘿果芯中的含量（21.6 mg／100 g）略高于果肉（19.2 mg／100 g），而獼猴桃果芯中的含量（23. 2 mg／100 g）卻明顯低于果肉（33.6 mg／100 g）.對于兩種蘋果樣品來說，“紅富士”果皮中含量為3. 7 mg／100 g，果肉中為1.5 mg／100 g；“黃元帥”果皮中為2.4 mg／100 g，果肉中為1.1 mg／100 g.上述數(shù)據(jù)表明，兩種蘋果果皮中維生素C含量均大于果肉.

圖5 水果不同部位中維生素C的含量

2.5 儲藏時間對水果中維生素C含量的影響

儲藏時間對“紅富士”蘋果、白心火龍果、獼猴桃中維生素C含量的影響分別如圖6 所示.可以看出，隨著儲藏時間的延長，3 類水果中維生素C含量均呈下降趨勢.把3 類水果中維生素C含量隨儲藏時間的變化，用一級反應動力學模型（式①）［13］進行擬合，結果如圖7 所示.通過式②可求得3 類水果中維生素C 降解的半衰期.3 類水果中維生素C 降解的動力學方程及半衰期見表1.可以看出，獼猴桃中的維生素C 降解速率最慢，而“紅富士”蘋果中則降解最快.

表1 不同水果中維生素C降解的動力學方程及半衰期

圖6 不同水果中維生素C含量在儲藏期間的變化

圖7 不同水果儲藏期間lnc－t擬合曲線

上式①②中，c 為維生素C 在時間t 時的含量（mg／100 g），c0為維生素C的初始含量（mg／100 g），k為維生素C 的降解常數(shù)（1／d），t 為儲存時間（d），t1／2為維生素C 在水果中降解的半衰期（d）.

3 討論

維生素C具有強還原性，在溶液中不穩(wěn)定，遇空氣、熱、光、堿性物質、氧化酶及銅、鐵離子時，極易氧化破壞［3］.為防止維生素C 在提取時氧化破壞，常用酸溶液作為提取劑.綜合考慮實驗安全等因素，研究選擇草酸溶液為提取劑.通過考察草酸溶液濃度對維生素C 含量測定值的影響，發(fā)現(xiàn)草酸溶液濃度為2%時測定值最高，提取效果最好.這與徐新娟等［14］、韓經(jīng)偉等［15］的研究結果一致.

水果的種類、品種、部位不同，維生素C的含量也不同.在研究選取的6 類水果中，維生素C含量由高到低依次是：獼猴桃、檸檬、菠蘿、火龍果、蘋果、梨，這與楊詩謠等的研究結果一致［16］.在5 種蘋果中，維生素C 含量由高到低依次是：“紅富士”、“國光”、“喬納金”、“黃元帥”、“花?！?，這與董月菊等測得“國光”中維生素C 含量高于“喬納金”中的研究結果一致［17］.在5 種梨中，維生素C含量由高到低依次是：“皇冠”、“水晶”（“雪花”）、“豐水”、“香”，這與李洪超等的研究結果基本一致，其間的差異可能與貯藏時間、產(chǎn)地等因素有關［18］.在研究中，獼猴桃果肉中維生素C的含量高于果心，這與劉娜等的研究結果一致［19］；菠蘿果肉中的含量低于果心，而趙謀明等的研究結果顯示，菠蘿皮中的維生素C含量高于果肉［20］；“紅富士”和“黃元帥”兩種蘋果果皮中的含量高于果肉，這與劉鐵錚等的研究結果一致［21］.

水果在貯藏過程中，受自身呼吸作用，抗壞血酸氧化酶、過氧化物酶及細胞色素氧化酶等酶的破壞以及環(huán)境因素的影響，維生素C的含量逐漸下降［22］.因此，不同新鮮度的水果測得的維生素C 含量是不同的.水果種類不同、貯藏條件不同，維生素C的下降速度也不同［23］.在研究于室溫下貯藏的3 類水果中，蘋果中的維生素C含量下降最快，獼猴桃最慢.其他學者在室溫下進行的貯藏試驗結果也表明，蘋果中維生素C含量下降較快，白心火龍果較慢，獼猴桃僅小幅降低［24－26］.維生素C 在中性和堿性條件下易氧化分解，在酸性環(huán)境中比較穩(wěn)定.與其他水果相比，獼猴桃中維生素C含量下降較慢，與其中有機酸含量較高有關.

目前，關于維生素C 降解動力學的研究，主要集中在果汁上［27］，新鮮水果中的報道則較少［28］.研究按一級反應動力學模型，對3 類水果貯藏期間維生素C含量隨時間的變化進行擬合，得到了蘋果、火龍果和獼猴桃中維生素C降解的半衰期.其他學者的研究結果［29－30］也表明，用一級反應動力學模型能夠較好地反映維生素C 的降解規(guī)律.

4 結論

（1）測定水果中維生素C 含量時，提取劑草酸溶液濃度為2%（W／V）時提取效果最佳.

（2）水果的種類、品種、部位不同，維生素C含量不同.

（3）隨著儲藏時間的延長，水果中維生素C的含量發(fā)生不同程度的降低，其降解規(guī)律遵循一級反應動力學模型.