1、256 2023,Vol.44,No.04 食品科学 成分分析在线固相萃取-高效液相色谱-高分辨质谱法 测定植物中11 种水溶性有机酸战 楠1，孙 青1，郝瑞霞2，郭 峰1,*（1.国家地质实验测试中心，自然资源部生态地球化学重点实验室，北京 100037；2.北京大学地球与空间科学学院，北京 100871）摘 要：采用在线固相萃取-高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱建立植物中11 种水溶性有机酸（乳酸、富马酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、香豆酸、没食子酸、柠檬酸、香草酸、阿魏酸、新绿原酸）的分析方法。样品经匀浆、超声、过滤、稀释后，经在线Oasis MAX柱（20 mm2.1 mm，3
2、0m）富集净化，采用BEHC18 AX色谱柱（100 mm2.1 mm，1.7m）分离，以含10 mmol/L甲酸铵的0.9%甲酸和0.9%甲酸-乙腈为流动相，梯度洗脱。在负离子扫描模式下，以Full MS/dd-MS2模式进行分析，内标法定量。结果表明，11 种有机酸可在9 min内完成分离分析，各组分的精确质量数偏差小于5.00106，在1100g/L质量浓度范围内线性关系良好，相关系数（R2）大于0.999，方法检出限为0.13.2 g/kg，定量限为0.39.6 g/kg。以芡实和小白菜为基质样品，在2 个不同加标水平下，11 种有机酸的平均添加回收率分别为92.2%111%和94.2
3、%110%，日内相对标准偏差分别为1.4%4.9%和0.8%5.6%。所建方法简便、快速、准确、可靠，已应用于8 种植物（白萝卜、胡萝卜、土豆、小白菜、香蕉、鸭梨、葡萄、芡实）中有机酸含量的分析，可以作为快速分析植物中水溶性有机酸的新方法。关键词：有机酸；在线固相萃取；高效液相色谱；高分辨质谱；植物Determination of 11 Water-Soluble Organic Acids in Plants by Online Solid-Phase Extraction Coupled with High Performance Liquid Chromatography-High Re
4、solution Mass SpectrometryZHAN Nan1,SUN Qing1,HAO Ruixia2,GUO Feng1,*(1.Key Laboratory of Eco-Geochemistry,Ministry of Natural Resources,National Research Center for Geoanalysis,Beijing 100037,China;2.School of Earth and Space Sciences,Peking University,Beijing 100871,China)Abstract:An analytical me
5、thod for the determination of 11 water-soluble organic acids(lactic acid,fumaric acid,malic acid,tartaric acid,coumaric acid,gallic acid,citric acid,vanillic acid,ferulic acid,and neochlorogenic acid)in plants by online solid-phase extraction(SPE)coupled with high performance liquid chromatography-q
6、uadrupole orbitrap high resolution mass spectrometry(HPLC-Q-Orbitrap-HRMS)was developed.Samples were homogenized,ultrasonically extracted,filtrated,diluted,and purified on an Oasis MAX column(20 mm 2.1 mm,30 m).The analytes were separated on separated on a BEH C18 AX column(100 mm 2.1 mm,1.7 m)by gr
7、adient elution using a mobile phase consisting of 0.9%formic acid solution containing 10 mmol/L ammonium formate and 0.9%formic acid in acetonitrile.The MS analysis was performed by full MS/dd-MS2 scanning in the negative ion mode.Quantitation was performed using the internal standard method.Under t
8、he optimum conditions,the 11 organic acids were well separated within 9 minutes,and the accurate mass deviation for each compound was less than 5.00 10-6.The developed method showed good linearity in the range of 1100 g/L with correlation coefficients(R2)greater than 0.999.The limits of detection(LO
9、D)and quantification(LOQ)ranged from 0.1 to 3.2 g/kg and from 0.3 to 9.6 g/kg,respectively.The average recoveries of the 11 organic acids in Euryale ferox seeds and pakchoi spiked at two concentration levels were 92.2%111%and 94.2%110%with 收稿日期：2022-03-28基金项目：中国地质调查局地质调查二级项目（DD20211414）；国家自然科学基金面上项目
10、（21976044）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（CSJ-2022-05）第一作者简介：战楠（1988）（ORCID:0000-0002-1204-5535），女，助理研究员，硕士，研究方向为环境化学、有机地球化学。E-mail:*通信作者简介：郭峰（1982）（ORCID:0000-0001-8074-201X），女，研究员，博士，研究方向为有机污染物的分析方法开发与生态健康风险评价。E-mail:成分分析 食品科学 2023,Vol.44,No.04 257intraday relative standard deviations(RSDs)of 1.4%4.9%and 0.8
11、%5.6%,respectively.The method was successfully applied to the analysis of organic acids in white radish,carrot,potato,pakchoi,banana,pear,grape,and E.ferox seeds.This method is simple,fast,accurate,and reliable,and can be used as a new approach for the rapid analysis of water-soluble organic acids i
12、n plants.Keywords:organic acids;online solid-phase extraction;high performance liquid chromatography;high resolution mass spectrometry;plants DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220328-345中图分类号：TS207.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0256-09引文格式：战楠,孙青,郝瑞霞,等.在线固相萃取-高效液相色谱-高分辨质谱法测定植物中11 种水溶性有机酸J.食品科学,2023,44(4
13、):256-264.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220328-345.http:/ZHAN Nan,SUN Qing,HAO Ruixia,et al.Determination of 11 water-soluble organic acids in plants by online solid-phase extraction coupled with high performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometryJ.Food Science,2023,44(4):256-264.
14、(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220328-345.http:/有机酸广泛分布于植物的根、茎、叶、果实等部位，对于维持植物自身的新陈代谢具有重要作用：植物根系通过分泌有机酸影响周围土壤和矿物中元素的释放，改善根系环境，增强对环境的适应能力；植物茎和叶通过分泌有机酸参与植物光合作用、呼吸作用等过程，促进植物生长；植物果实中积累的有机酸不仅与其风味、色泽密切相关，同时也是判断果实成熟度的重要指标1-3。植物中的一些天然有机酸具有疾病预防和维护人体健康的功效。例如，柠檬酸和苹果酸能促进体内三羧酸循环，帮助营
15、养元素吸收、提升人体新陈代谢速 度2-3；没食子酸具有抑菌、抗炎、抗氧化等生理学活性，可帮助调节肠道菌群组成4；琥珀酸具有抑菌、镇静、止血的功效，可增强人体免疫力5。目 前，有 机 酸 的 分 析 方 法 主 要 包 括 气 相 色 谱（gas chromatography，GC）和气相色谱-质谱（gas chromatography mass spectrometry，GC-MS）法6-8、离子色谱（ion chromatography，IC）法9-11、高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法和高效液相色谱-质谱（high p
16、erformance liquid chromatography-mass spectrometry，HPLC-MS）法12-19。GC主要用于测定低分子质量、易挥发的有机酸，对于沸点较高的有机酸通常需要衍生化处理，但衍生化过程会增加操作难度和前处理时间，并且可能导致误差加剧，从而限制了GC和GC-MS法的应用6-8。IC9-11和HPLC12,14-16 是有机酸分析最常用的方法，但非特异性检测器易受到样品基质的干扰，因此对于基质复杂的样品，往往需要采用相对复杂的前处理去除干扰，以保证分析的灵敏度和准确度。质谱具有高选择性、高灵敏度等优点，可弥补HPLC定性能力不足的缺点，HPLC-MS也因此成为目前公认的有机酸高效检测方法13,17-19，并被2021年最新发布的有机酸国家标准所选用19。近年来，高分辨质谱以其精准识别、精确定量的技术优势，在食品分析领域受到了越来越多的关注。Scordo等20利用液相色谱-四极杆-离子阱高分辨质谱建立了测定草莓和橄榄中全氟烷基酸的分析方法，为有机酸的分析提供新思路。大多数低分子质量的天然有机酸易溶于水，因此通常采用水、甲醇、乙醇等溶剂或混合溶剂提取
