不同水果中维生素C含量及降解动力学的研究*

张馨媛，井乐刚

（哈尔滨师范大学）

0 引言

维生素C是人体内重要的水溶性维生素，具有维持细胞正常的能量代谢、促进胶原组织的合成、参与机体的造血机能、抗氧化作用、解毒作用、维持心肌功能等生理功能，能防治贫血、心血管疾病、癌症等疾病.膳食中维生素C 长期缺乏会导致坏血病，严重缺乏时可出现内脏出血而危及生命.虽然维生素C 很少引起明显的毒性，但服用量过多仍可产生一些不良反应，如渗透性腹泻、尿酸排出量增加、泌尿系统结石、不育等［1－3］.成人每天需要摄入约100 mg 维生素C［4］.新鲜蔬菜和水果是维生素C 的主要膳食来源.测定水果中维生素C 的含量，对于人们合理选择和食用具有重要意义.

随着科技的快速发展，测定维生素C含量的方法也越来越丰富.目前，应用较多的主要有光谱法、色谱法、电化学法、滴定法等几大类方法［5］.这些方法各有优点与不足，在实际工作过程中应根据具体情况进行选择.紫外分光光度法虽然操作简单、快速，不受样品颜色干扰，但偏差较大［6］.荧光分析法灵敏度高、线性关系好，但荧光底物邻苯二胺本身有很强的荧光，且过量的活性炭会吸附维生素C［7］.高效液相色谱法虽具有稳定性和选择性好的优点，但对样品纯度要求较高，测试成本也高［8］.电化学法能准确、快速地进行测定，但受离子、空气等干扰较大，仪器预热时间较长，且不能连续检测［9］.直接碘量法［10］虽然试剂易得，测试成本较低，准确性较好，但操作过程比较耗时.

2，6－二氯酚靛酚滴定法是测定果蔬中维生素C 含量的经典方法，具有准确度好、选择性强、操作简单、方便快捷、不需要特殊仪器设备和试剂等优点［11］.研究用该方法测定了6 类水果中的维生素C含量，考察了提取剂草酸溶液浓度对维生素C含量测定值的影响，分析了维生素C含量随储藏时间的变化规律，为人们在日常生活中合理选择、食用水果提供参考，也为评估水果的营养价值提供基础数据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苹果（“黄元帅”、“乔纳金”、“花牛”、“国光”、“红富士”）、梨（“皇冠”、“丰水”、“雪花”、“香”、“水晶”）、菠萝、柠檬、白心火龙果、猕猴桃，均购于当地超市.

抗坏血酸（天津市致远化学试剂有限公司）；2，6－二氯酚靛酚（上海蓝季科技发展有限公司）；草酸、碳酸氢钠（天津市东丽区天大化学试剂厂）.

1.2 实验方法

1.2.1 提取剂浓度对维生素C含量测定值的影响

将“红富士”苹果洗净，用纱布吸干表面水分，切成小块.称取5 份于研钵中，每份10 g，分别加入5 mL 0. 5%（W／V，下同），1%，1. 5%，2%，2.5%草酸溶液作为提取剂，研磨成浆状后转入100 mL容量瓶中，并用相应浓度的提取剂定容.用滤纸过滤后，取10 mL滤液，用2，6－二氯酚靛酚法［12］测定维生素C含量（重复3 次，取平均值），考察提取剂浓度对测定值的影响.

1.2.2 样品中维生素C的提取

将水果洗净，用纱布吸干表面水分.称取水果样品10. 0 g 于研钵中，加入2%草酸溶液5 mL，研磨成浆状后转入100 mL 容量瓶中.用2%草酸溶液冲洗研钵和杵，将洗液一并倒入容量瓶中.用2%草酸溶液定容至刻度，过滤后备用.

1.2.3 不同种类水果中维生素C含量的测定

分别称取“红富士”苹果、“皇冠”梨及菠萝、柠檬、白心火龙果、猕猴桃可食部分各10.0 g，按1.2.2 中方法处理.分别取各样品滤液10.0 mL，测定维生素C含量（重复3 次，取平均值）.

1.2.4 不同品种水果中维生素C含量的测定

分别称取“黄元帅”、“乔纳金”、“花牛”、“国光”、“红富士”5 种苹果样品和“皇冠”、“丰水”、“雪花”、“香”、“水晶”5 种梨样品各10.0 g，按1.2.2 中方法处理.分别取各样品滤液10.0 mL，测定维生素C含量（重复3 次，取平均值）.

1.2.5 水果不同部位中维生素C含量的测定

分别称取菠萝的果芯与果肉、猕猴桃的果芯与果肉、“红富士”及“黄元帅”苹果的果皮与果肉各10.0 g，按1.2.2 中方法处理.分别取各样品滤液10.0 mL，测定维生素C含量（重复3 次，取平均值）.

1.2.6 贮藏时间对水果中维生素C含量的影响

将“红富士”苹果、白心火龙果和猕猴桃于实验室中常温贮藏10 d.分别于第0，1，3，5，7，10天取样，按1.2.2 中方法处理.分别取各样品滤液10.0 mL，测定维生素C含量（重复3 次，取平均值）.

2 结果与分析

2.1 提取剂浓度对维生素C含量测定值的影响

提取剂草酸溶液浓度对“红富士”苹果中维生素C 含量测定值的影响如图1 所示.可以看出，草酸溶液浓度对维生素C 提取率的影响较大.随着草酸溶液浓度增加，维生素C 含量的测定值也逐渐增加；当溶液浓度达到2%时，维生素C含量达到最大，为2.8 mg／100 g，提取效果最好；溶液浓度再增加，维生素C含量则降低.因此，研究用2%草酸溶液作为提取剂.

图1 草酸溶液浓度对维生素C含量测定值的影响

2.2 不同种类水果中维生素C的含量

由图2 可以看出，不同种类水果中维生素C的含量差异较大.在所研究的6 类水果中，猕猴桃中维生素C含量最高，达到46.8 mg／100 g；其次是柠檬，为44. 4 mg／100 g；再次是菠萝，为14.0 mg／100 g；白心火龙果（5. 4 mg／100 g）和“红富士”苹果（4.0 mg／100 g）中的含量较低；“皇冠”梨中的含量最低，只有3.6 mg／100 g.

图2 不同种类水果中维生素C的含量

2.3 不同品种水果中维生素C的含量

水果的品种不同，维生素C 的含量也不同.研究测定了5 种苹果和5 种梨中维生素C 的含量.由图3 可以看出，5 种苹果中，“红富士”中维生素C含量最高，达到4.0 mg／100 g；“国光”和“乔纳金”中含量接近，分别为3.0 mg／100 g 和2. 8 mg／100 g；“黄元帅”中含量较低，为1.2 mg／100 g；“花牛”中含量最低，只有0.8 mg／100 g.用SPSS 20.0 软件统计分析后的结果显示，不同品种的苹果之间维生素C含量差异比较显著（P ＜0.05），尤其是“红富士”和“花牛”之间.由图4 可以看出，5 种梨中，维生素C含量最高的是“皇冠”，达到3.6 mg／100 g；其次是“水晶”和“雪花”，二者均为3. 0 mg／100 g；“丰水”中含量略低，为2.7 mg／100 g；“香”中含量虽最低，但也达到2.5 mg／100 g.用SPSS 20.0软件统计分析后的结果显示，除“皇冠”和“丰水”、“香”之间维生素C 含量差异显著（P ＜0.05）外，其余品种之间差异均不显著.

图3 不同品种苹果中维生素C的含量

图4 不同品种梨中维生素C的含量

2.4 水果不同部位中维生素C的含量

由图5 可知，水果不同部位中维生素C的含量不同.菠萝果芯中的含量（21.6 mg／100 g）略高于果肉（19.2 mg／100 g），而猕猴桃果芯中的含量（23. 2 mg／100 g）却明显低于果肉（33.6 mg／100 g）.对于两种苹果样品来说，“红富士”果皮中含量为3. 7 mg／100 g，果肉中为1.5 mg／100 g；“黄元帅”果皮中为2.4 mg／100 g，果肉中为1.1 mg／100 g.上述数据表明，两种苹果果皮中维生素C含量均大于果肉.

图5 水果不同部位中维生素C的含量

2.5 储藏时间对水果中维生素C含量的影响

储藏时间对“红富士”苹果、白心火龙果、猕猴桃中维生素C含量的影响分别如图6 所示.可以看出，随着储藏时间的延长，3 类水果中维生素C含量均呈下降趋势.把3 类水果中维生素C含量随储藏时间的变化，用一级反应动力学模型（式①）［13］进行拟合，结果如图7 所示.通过式②可求得3 类水果中维生素C 降解的半衰期.3 类水果中维生素C 降解的动力学方程及半衰期见表1.可以看出，猕猴桃中的维生素C 降解速率最慢，而“红富士”苹果中则降解最快.

表1 不同水果中维生素C降解的动力学方程及半衰期

图6 不同水果中维生素C含量在储藏期间的变化

图7 不同水果储藏期间lnc－t拟合曲线

上式①②中，c 为维生素C 在时间t 时的含量（mg／100 g），c0为维生素C的初始含量（mg／100 g），k为维生素C 的降解常数（1／d），t 为储存时间（d），t1／2为维生素C 在水果中降解的半衰期（d）.

3 讨论

维生素C具有强还原性，在溶液中不稳定，遇空气、热、光、碱性物质、氧化酶及铜、铁离子时，极易氧化破坏［3］.为防止维生素C 在提取时氧化破坏，常用酸溶液作为提取剂.综合考虑实验安全等因素，研究选择草酸溶液为提取剂.通过考察草酸溶液浓度对维生素C 含量测定值的影响，发现草酸溶液浓度为2%时测定值最高，提取效果最好.这与徐新娟等［14］、韩经伟等［15］的研究结果一致.

水果的种类、品种、部位不同，维生素C的含量也不同.在研究选取的6 类水果中，维生素C含量由高到低依次是：猕猴桃、柠檬、菠萝、火龙果、苹果、梨，这与杨诗谣等的研究结果一致［16］.在5 种苹果中，维生素C 含量由高到低依次是：“红富士”、“国光”、“乔纳金”、“黄元帅”、“花牛”，这与董月菊等测得“国光”中维生素C 含量高于“乔纳金”中的研究结果一致［17］.在5 种梨中，维生素C含量由高到低依次是：“皇冠”、“水晶”（“雪花”）、“丰水”、“香”，这与李洪超等的研究结果基本一致，其间的差异可能与贮藏时间、产地等因素有关［18］.在研究中，猕猴桃果肉中维生素C的含量高于果心，这与刘娜等的研究结果一致［19］；菠萝果肉中的含量低于果心，而赵谋明等的研究结果显示，菠萝皮中的维生素C含量高于果肉［20］；“红富士”和“黄元帅”两种苹果果皮中的含量高于果肉，这与刘铁铮等的研究结果一致［21］.

水果在贮藏过程中，受自身呼吸作用，抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶及细胞色素氧化酶等酶的破坏以及环境因素的影响，维生素C的含量逐渐下降［22］.因此，不同新鲜度的水果测得的维生素C 含量是不同的.水果种类不同、贮藏条件不同，维生素C的下降速度也不同［23］.在研究于室温下贮藏的3 类水果中，苹果中的维生素C含量下降最快，猕猴桃最慢.其他学者在室温下进行的贮藏试验结果也表明，苹果中维生素C含量下降较快，白心火龙果较慢，猕猴桃仅小幅降低［24－26］.维生素C 在中性和碱性条件下易氧化分解，在酸性环境中比较稳定.与其他水果相比，猕猴桃中维生素C含量下降较慢，与其中有机酸含量较高有关.

目前，关于维生素C 降解动力学的研究，主要集中在果汁上［27］，新鲜水果中的报道则较少［28］.研究按一级反应动力学模型，对3 类水果贮藏期间维生素C含量随时间的变化进行拟合，得到了苹果、火龙果和猕猴桃中维生素C降解的半衰期.其他学者的研究结果［29－30］也表明，用一级反应动力学模型能够较好地反映维生素C 的降解规律.

4 结论

（1）测定水果中维生素C 含量时，提取剂草酸溶液浓度为2%（W／V）时提取效果最佳.

（2）水果的种类、品种、部位不同，维生素C含量不同.

（3）随着储藏时间的延长，水果中维生素C的含量发生不同程度的降低，其降解规律遵循一级反应动力学模型.