不同品種和成熟度的油橄欖果表型性狀與脂肪酸組成及含量分析

閆輝強，后春靜，馬君義，鄧 煜，王 茜，金 鳳

(1.西北師范大學 生命科學學院,蘭州 730070； 2.隴南市經濟林研究院 油橄欖研究所，甘肅 武都 746000； 3.隴南市祥宇油橄欖開發有限責任公司，甘肅 武都 746000)

油橄欖(OleaeuropaeaL.)屬木犀科木犀欖屬植物，與油茶、油棕、椰子并稱為世界四大木本食用油料樹種。2017年，世界橄欖油產量為286.2萬t，我國進口橄欖油4.5萬t，國產橄欖油6 677 t，其中甘肅隴南市生產初榨橄欖油5 700 t，市場潛力巨大。油橄欖的油脂主要存儲于果肉組織中，并含有豐富的維生素、多酚化合物以及烯烴類揮發性芳香成分[1-2]。橄欖油的制油工藝是鮮果經過水洗、晾干、粉碎、果漿融合、離心分離等一系列純物理工藝制成的，有效地保存了油橄欖鮮果中特有的芳香味和天然營養成分，長期食用具有增強消化系統功能，減少心血管疾病等功效[3-4]。

隴南油橄欖產業在基地面積、鮮果產量、初榨油產量和經濟效益等方面均位列全國第一，被國家林業局確定為“國家油橄欖示范基地”，并已進入世界油橄欖分布圖。武都油橄欖被列為“國家地理標志保護產品”，獲得“地理標志證明商標”。

本文以甘肅武都引種栽培的皮瓜爾、豆果、小蘋果和柯尼卡4個品種的油橄欖果為研究對象，分析不同品種、不同成熟度的油橄欖果表型性狀及油脂脂肪酸組成與含量，以期較全面地評價和篩選出品質較好的油橄欖品種與成熟度，為確定單品種初榨橄欖油的最佳采收期以及品質評價提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料與試劑

供試樣品產自甘肅隴南市經濟林研究院大堡油橄欖品種示范園的豆果(Arbequina)、小蘋果(Manzanilla)、皮瓜爾(Picual)、柯尼卡(Cornicabra)4個單品種油橄欖。每個品種按不同成熟度隨機選取10顆，用于果型特征指數的測定；稱量800 g用于鮮果出油率和油脂脂肪酸組成的測定。根據油橄欖果實成熟時果皮和果肉的顏色變化，將油橄欖成熟度劃分為5個等級：果皮黃綠為第1成熟度，果皮少半紫為第2成熟度，果皮多半紫為第3成熟度，果皮全紫且果肉白色為第4成熟度，果肉紫色為第5成熟度[5]。

10種脂肪酸甲酯混標(C16～C22，美國NU-CHEK-PREP公司)；石油醚(30～60℃)、甲醇、氫氧化鈉、無水硫酸鈉，均為分析純；實驗用水為去離子水。

1.1.2 儀器與設備

游標卡尺，PL203型電子天平(上海Mettler-Toledo)，101型電熱鼓風干燥箱，Minispec碳氫化合物含氫量測定儀(德國布魯克公司)，Trace 1300 ISQ氣相色譜-質譜聯用儀(Thermo Fisher Scientific)，ABENCOR橄欖分析系統(西班牙MC2 Ingenieria公司，該系統包括錘磨機，熱攪拌機及離心機)。

1.2 實驗方法

1.2.1 果形指數的測定

隨機選取4個單品種油橄欖果各10顆，用游標卡尺分別測量縱、橫徑(n=10)，計算果形指數(果形指數=果實縱徑/果實橫徑)，求均值。

1.2.2 水分含量的測定

采用烘干稱重法。隨機選取10顆鮮果，精確稱量鮮果質量，然后將待測樣品置于80℃烘箱中干燥12 h，再在120℃下烘干至恒重后稱量，根據果實烘干前后的質量差，計算水分含量。

1.2.3 含油率的測定

對1.2.2處理的樣品，用Minispec碳氫化合物含氫量測定儀測定其干基含油率[6]。

1.2.4 橄欖油的提取

準確稱取一定成熟度的油橄欖果800 g，并逐粒放入粉碎機中進行粉碎，粉碎完成后將果肉和果核完全混合均勻。用融合罐稱取700 g混合物，將裝有混合物的融合罐放入融合攪拌器在40℃水浴和50 r/min的融合條件下融合60 min，加入30 mL沸水繼續融合30 min。將融合后的混合物于5 000 r/min 離心60 s，移取分離的油相和水相于250 mL的量筒中，再分2次加入25℃的水50 mL，重復上述步驟2次，收集離心后的油相和水相于同一量筒中，用25℃的水定容至刻度。靜置30 min，讀取油相的體積，記錄數據并移取油相于收集瓶中，密封并低溫保存[7]。按下式計算出油率(W)。

1.2.5 脂肪酸組成與含量的分析

1.2.5.1 甲酯化

參考文獻[8]進行橄欖油的甲酯化。

1.2.5.2 GC-MS分析條件

GC條件：色譜柱為AE-FFAP彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；載氣為99.999%的高純氦氣；進樣口溫度250℃；升溫程序為160℃保持3 min，以4℃/min的速率升至190℃保持2 min，再以10℃/min的速率升至210℃，保持5 min，再以5℃/min的速率升至240℃，保持5 min；進樣量1 μL；進樣方式為分流進樣，分流比50∶1；載氣模式為恒流模式；載氣流速1.0 mL/min；GC-MS接口溫度250℃。

MS條件：傳輸線溫度250℃；電離方式EI；電離電壓70 eV；離子源溫度280℃；質量掃描方式為全掃描；質量掃描范圍50～650；溶劑延遲3 min；NIST 2011版標準質譜檢索庫。

1.2.5.3 脂肪酸的定性定量分析

對甲酯化的橄欖油進樣分析，經氣相色譜處理及面積歸一化法從其總離子流圖中計算各組分的相對含量，通過脂肪酸甲酯的GC-MS總離子流色譜檢測，所得質譜圖經NIST 2011版計算機質譜數據庫檢索并結合C16～C22脂肪酸甲酯混標比對分析，確定橄欖油的脂肪酸組成。

1.2.6 數據處理與統計分析

2 結果與分析

2.1 不同品種和成熟度油橄欖果實表型性狀及干基含油率的變化(見圖1～圖4)

注：采用Duncan’s multiple range test分析方法，n=3，不同字母表示在P<0.05水平上存在顯著性差異，下同。

圖1 豆果果實表型性狀及含油率的變化

由圖1可知，豆果的果形指數在1.14～1.22之間，基本處于穩定狀態，說明豆果縱、橫徑相近且變化幅度較小，果形接近圓形，水分含量為59.44%～62.81%，且在第3成熟度達到最大，單果質量在第5成熟度達到最大值1.38 g，含油率在第4成熟度之前累積速率較快，存在顯著性差異，之后因為光照、降雨等因素[9]的影響稍有下降，最高干基含油率為41.00%。綜合考慮，豆果果實的采收期應該確定為第4成熟度。

圖2 皮瓜爾果實表型性狀及含油率的變化

由圖2可知，皮瓜爾單果質量在第2成熟度達到最大值2.04 g，果形指數為1.50～1.58，基本處于穩定，水分含量隨著成熟度的增加而降低，在第5成熟度為最小值53.19%，含油率在第5成熟度達到最大值33.56%，與水分含量呈相反的變化趨勢，其果形指數和干基含油率與孔維寶等[10]研究的結果相似。綜合考慮，皮瓜爾果實的采收期應確定為第5成熟度。

圖3 柯尼卡果實表型性狀及含油率的變化

由圖3可知，柯尼卡果實單果質量隨著成熟度的增加而增加，在第5成熟度達到最大值2.57 g，水分含量在成熟過程中顯著性差異較小，為56.97%～58.10%，果形指數在1.53～1.73之間，含油率在第4成熟度之前差異性顯著，在第5成熟度達到最大值43.03%。綜合考慮，柯尼卡果實的采收期確定為第5成熟度。

圖4 小蘋果果實表型性狀及含油率的變化

由圖4可知，小蘋果單果質量隨著成熟度的增加逐漸增加，在第4成熟度達到最大4.6 g，果形指數顯著性差異不明顯，變化范圍為1.12～1.19，水分含量在第3成熟度達到最大值68.03%，之后逐漸降低，含油率隨著成熟度的增加存在顯著性差異，最高干基含油率在第5成熟度，為48.17%。從含油率以及單果質量角度考慮，小蘋果果實的最適采收期在第5成熟度。

2.2 不同品種和成熟度油橄欖鮮果的出油率

采用ABENCOR橄欖分析系統進行壓榨，4個不同品種油橄欖鮮果出油率隨成熟度的變化如圖5所示。由圖5可知，隨著成熟度增加，皮瓜爾和柯尼卡的出油率變化趨勢一致，隨著成熟度的增加出油率一直處于增加狀態，在第5成熟度達到最大出油率，分別為13.1%和10.4%，與干基含油率的變化趨勢相一致，豆果的鮮果出油率在第4成熟度達到最大值11.1%，小蘋果的出油率在第3成熟度達到最大值6.5%，之后其變化與干基含油率的變化趨勢相反。隨著成熟度的增加小蘋果的油脂不易與果渣分離而導致出油率有所降低，說明壓榨時采摘的油橄欖鮮果的成熟度并非越高越好。綜合分析，皮瓜爾的出油率在每一成熟度都大于其他3個品種，豆果的出油率在第1～4成熟度大于其他2個品種。4個品種中皮瓜爾的鮮果出油率最高，其次為豆果、柯尼卡，小蘋果最低。

圖5 4個品種不同成熟度的油橄欖鮮果出油率

2.3 不同品種和成熟度橄欖油的主要脂肪酸組成與含量

4個品種不同成熟度的橄欖油的主要脂肪酸含量如表1所示，油酸/亞油酸和MUFA/PUFA如表2所示。

由表1可知，4個品種初榨橄欖油中主要脂肪酸含量從高到低依次為油酸>棕櫚酸>亞油酸>硬脂酸>棕櫚烯酸>亞麻酸。隨成熟度的增加，同一種脂肪酸在不同品種的不同成熟度含量不同[11]。主要脂肪酸含量分別為油酸62.73%～76.03%、棕櫚酸12.91%～16.79%、亞油酸4.12%～13.47%、硬脂酸0.42%～5.27%、棕櫚烯酸0.77%～2.78%、亞麻酸0.48%～0.96%，以及少量的十七碳烯酸、花生酸等成分。皮瓜爾和柯尼卡的棕櫚酸含量先增加后降低，與亞油酸含量的變化趨勢相反，皮瓜爾的油酸和MUFA含量呈現先降低后增加再降低的變化趨勢，柯尼卡的油酸和MUFA含量呈現波動式變化趨勢且顯著性差異不明顯；豆果和小蘋果的棕櫚酸、棕櫚烯酸含量分別呈現先增加后降低再增加和持續增加的變化趨勢，小蘋果的油酸和MUFA含量持續降低，豆果的油酸和MUFA含量先降低后增加再降低，兩者都與亞油酸和PUFA的含量呈相反的變化趨勢。

油酸含量最高的為第1成熟度的皮瓜爾(76.03%)、最低為第5成熟度的豆果(62.73%)，棕櫚酸含量最高的為第5成熟度的豆果(16.79%)、最低的為第1成熟度的皮瓜爾(12.91%)，亞油酸含量最高的為第5成熟度的豆果(13.47%)、最低的為第1成熟度的小蘋果(4.12%)。

油酸/亞油酸和MUFA/PUFA比值可用來鑒定油橄欖的品種，而且與橄欖油品質的穩定性相關[12]。由表2可知，油酸/亞油酸和MUFA/PUFA的比值的均值及其變化范圍分別為柯尼卡16.57(14.96～17.27)和14.35(13.65～14.85)、皮瓜爾13.60(11.64～14.68)和11.98(10.72～12.86)、小蘋果12.47(7.41～17.84)和11.47(7.05～16.17)、豆果6.31(4.66～8.37)和6.21(4.66～7.97)，該比值存在品種間差異，可作為單品種橄欖油鑒別的依據。

2.4 橄欖油脂肪酸組成的主成分分析

利用SPSS軟件進行主成分分析，較直觀地評價不同品種不同成熟度的橄欖油中脂肪酸含量變化[13]，得到主成分個數及累積方差貢獻率如表3所示。

表3 主成分特征值和貢獻率

由表3可知，第1主成分的方差貢獻率為44.187%，第2主成分的方差貢獻率為26.371%，第3主成分的方差貢獻率為10.690%，前3個主成分的累積方差貢獻率為81.248%，且特征值均大于或接近于1，說明前3個主成分能夠反映和解釋4個不同品種橄欖油中主要脂肪酸81%的有效信息。

9個指標的主成分分析載荷圖如圖6所示。

圖6 脂肪酸主成分分析載荷圖

由圖6可知，第1主成分上的主要物質有棕櫚烯酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生烯酸，第2主成分上的主要脂肪酸有棕櫚酸、亞麻酸和花生酸,第3主成分有十七碳烯酸。由于第1主成分方差貢獻率最大，所以第1主成分上的物質對油橄欖果實品質的影響較大。

根據主成分的特征向量和特征值，計算主成分得分，依據每個品種不同成熟度的3個主成分得分排序，綜合主成分分值越高，性狀越好，其結果如表4所示。

表4 不同品種不同成熟度橄欖油脂肪酸的主成分得分

從成熟度角度分析可知，4個品種的橄欖油品質隨著成熟度的增加均逐漸趨好。根據不同品種的橄欖油最佳成熟度得分(見表4)，取其前3個得分較高的成熟度，依次為皮瓜爾(3>4>2)、豆果(3>4>5)、小蘋果(5>3>1)、柯尼卡(2>3>4)，再按其最佳成熟度得分由高到低排序，依次為柯尼卡、皮瓜爾、小蘋果和豆果。綜合分析表明，4個單品種橄欖油中柯尼卡的品質最好，其次為皮瓜爾、小蘋果和豆果。

3 結 論

4個品種油橄欖果實單果質量為0.81～4.6 g、水分含量為53.19%～68.03%、果形指數為1.12～1.73，各品種間果實性狀參數存在不同程度的差異性。4個品種油橄欖果實干基含油率為10.94%～48.17%。其中，豆果的干基含油率在第4成熟度最大，為41.00%；皮瓜爾、柯尼卡和小蘋果干基含油率在第5成熟度最大，分別為33.56%、43.03%和48.17%。綜上，豆果的最適采收期在第4成熟度，而皮瓜爾、柯尼卡和小蘋果的最適采收期在第5成熟度。4個品種油橄欖鮮果出油率為2.50%～13.1%，其中皮瓜爾和柯尼卡的鮮果出油率從第1成熟度到第5成熟度均處于增加狀態，最大出油率分別為13.1%和10.4%，與干基含油率的變化趨勢相一致；豆果和小蘋果的鮮果出油率隨著成熟度增加呈現出先升高后降低的趨勢，在第4成熟度和第3成熟度分別達到最大值11.1%、6.5%。

不同成熟度的4個單品種橄欖油主要脂肪酸及含量分別為：油酸62.73%～76.03%、亞油酸4.12%～13.47%、棕櫚酸12.91%～16.79%、硬脂酸0.42%～5.27%。油酸/亞油酸和MUFA/PUFA比值的均值及其變化范圍分別為柯尼卡16.57(14.96～17.27)和14.35(13.65～14.85)、皮瓜爾13.60(11.64～14.68)和11.98(10.72～12.86)、小蘋果12.47(7.41～17.84)和11.47(7.05～16.17)、豆果6.31(4.66～8.37)和6.21(4.66～7.97)，該比值存在品種間差異，可作為單品種橄欖油鑒別的依據。棕櫚烯酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生烯酸對橄欖油品質的影響最大，4個單品種橄欖油中柯尼卡的品質最好，其次為皮瓜爾、小蘋果和豆果。