隴南油橄欖‘阿爾波薩納’果實表型性狀及主要功能成分的動態變化

后春靜，周婭瓊，馬君義,2，呂孝飛，楊立華，鄧 煜，孔維寶,2，閆輝強

(1.西北師范大學 生命科學學院，蘭州 730070； 2.甘肅特色植物有效成分制品工程技術研究中心，蘭州 730070； 3.隴南市經濟林研究院 油橄欖研究所，甘肅 隴南 746000)

油橄欖(OleaeuropaeaL.)是世界著名的四大木本油料植物之一，屬于木犀科木犀欖屬常綠闊葉喬木，栽培歷史悠久，主要種植于西班牙、意大利、希臘、突尼斯、葡萄牙等國家[1]。我國于1964年開始引種油橄欖，主要種植區為白龍江低山河谷區、長江三峽低山河谷區、金沙江干熱河谷區。甘肅隴南引種栽培始于1975年，武都區屬于最佳適生區，是我國四大油橄欖種植基地之一，也是我國最大的橄欖油生產加工基地之一[2]。

橄欖油在榨取過程中，不使用任何有機溶劑，也不需要加熱[3]。橄欖油中含有豐富的不飽和脂肪酸(油酸占55%～83%)、多酚、黃酮、維生素、角鯊烯等，具有預防癌癥、調節膽固醇、抗氧化、美容及調節人體生理機能的作用。油橄欖果實中的油脂與其他植物油相比含量豐富、單不飽和脂肪酸含量高[4]，初榨橄欖油的化學成分和質量受地理生產區域(海拔高度、土壤成分、緯度)、氣候條件、品種和提取過程的影響[5]。油橄欖果實品質直接影響橄欖油的質量，橄欖油的風味特性(果味、苦味和辣味)主要與多酚類物質和揮發性物質有關。目前，國內外對油橄欖果實及橄欖油主要組成成分的研究較多[6-7]，但對油橄欖果實表型性狀及主要功能成分在生長發育過程中的動態變化規律研究尚少。本文對甘肅省隴南市種植的油橄欖品種‘阿爾波薩納’果實的表型性狀及主要功能成分進行了測定分析，以期為后期研究工作提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

選取甘肅省隴南市油橄欖研究所種質資源基因庫(海拔1 036～1 048 m；東經104°53′30″，北緯33°24′03″；平均氣溫15.3℃，最高氣溫38.2℃，最低氣溫-7℃；相對濕度56.6%，年降水量468 mm，主要降水集中于6—9月份；年日照時數1 871 h；土質是沙壤土，pH 7.9 )種植時間為9年的油橄欖果實‘阿爾波薩納’為實驗材料，于每月(2017年8月10日—2018年3月30日)10、20、30號進行采摘，在橄欖樹的上下左右4個方位采摘10顆果實。沒食子酸對照品(純度99.9%)、蘆丁對照品(純度≥98%)、10種脂肪酸甲酯混標(C16～C22，美國NU-CHEK-PREP公司)；石油醚(30～60℃)、無水乙醇、甲醇、碳酸鈉、福林酚、三氯化鋁、無水硫酸鈉、氫氧化鈉等均為分析純；實驗用水為去離子水。

PL203型電子天平，數顯卡尺，IKA A11基本型研磨粉碎機(德國IKA集團)，101型電熱鼓風干燥箱，SZF-06C型粗脂肪測定儀，KH7200DB型數控超聲波清洗器，RV 10B型旋轉蒸發儀，Trace 1300 ISQ型氣相色譜-質譜聯用儀(Thermo Fisher Scientific)，UV 8100B型紫外-可見分光光度計，M6小精靈迷你離心機。

1.2 實驗方法

1.2.1 油橄欖果實表型性狀的測定

果實采摘后12 h內對鮮果重、縱徑、橫徑進行測定，果形指數=縱徑/橫徑[8]；將油橄欖果實清洗干凈后，放入50℃烘箱內烘干至恒重，稱其干果質量，根據鮮果單重和干果單重計算含水率。

含水率=(鮮果重-干果重)/鮮果重×100%

1.2.2 油脂的提取

將油橄欖果實置于烘箱內50℃下烘干至恒重，高速剪切粉碎，精密稱取約1.000 g粉末用濾紙包好后放入粗脂肪測定儀的抽提瓶中，加入50 mL石油醚，回流提取3 h，3組平行實驗。將回流后的抽提瓶放入45℃烘箱內以除去微量的石油醚和水分，待抽提瓶冷卻后稱重，計算干基含油率。

1.2.3 多酚含量的測定

采用Folin-Ciocalteu顯色法[9]，依回歸方程y=7.374 1x-0.005(R=0.999 3)計算多酚含量。

1.2.4 黃酮含量的測定

采用三氯化鋁顯色法[10]，依回歸方程y=31.096 7x-0.341 4(R=0.999 2)計算黃酮含量。

1.2.5 油脂中脂肪酸組成與含量的GC-MS分析

采用酯交換法[11]進行油脂的甲酯化。

GC條件：AE-FFAP彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，膜厚0.25 μm)；載氣為99.999 9%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Full Scan；質量掃描范圍50～650 u；溶劑延遲3 min。

采用NIST 2011版質譜數據庫檢索并結合C16～C22脂肪酸甲酯混標比對分析定性，采用峰面積歸一化法計算油脂中主要脂肪酸的相對含量。

1.2.6 數據處理與統計分析

2 結果與分析

2.1 ‘阿爾波薩納’果實表型特征隨生長發育的變化(見表1)

表1 ‘阿爾波薩納’果實表型特征隨生長發育的變化

注：采用Duncan’s multiple range test分析方法，不同小寫字母代表在0.05水平下差異顯著。下同。

‘阿爾波薩納’果實從2017年10月30日開始轉色，次年2月10日果實變為全紫色；果實呈圓球形，對稱，果頂圓形，果基平截，乳凸退化，果點多而小，次年1月10日開始皺縮；果核為長橢圓形，較對稱，頂尖，基部圓形。

由表1可知：鮮果單重在2018年3月10日最低((0.45±0.11)g)，2017年11月10日最高((1.35±0.15)g)；干果單重在2017年8月10日最低((0.25±0.05)g)，次年1月20日最高((0.55±0.10)g)；含水率在2018年3月10日最低((8.50±0.11)%)，2017年10月10日最高((70.13±0.21)%)；縱徑在2018年3月20日最小((12.62±0.80)mm)，2017年11月10日最大((15.08±1.10)mm)；橫徑在2018年3月20日最小((8.67±0.98)mm)，2017年11月10日最大((12.06±0.72)mm)；果形指數在2017年11月20日最小(1.24±0.04)，次年2月28日最大(1.56±0.09)。縱橫徑、果實質量在2017年11月10日之前呈上升狀態，之后開始下降，后期稍有上升。含水率在整個生長季呈下降趨勢，后期受降雨影響有所上升，果實也有膨大現象。

2.2 ‘阿爾波薩納’果實干基含油率隨生長發育的變化(見圖1)

注：1.2017-08-10;2.2017-08-20;3.2017-08-30;4.2017-09-10;5.2017-09-20;6.2017-09-30;7.2017-10-10;8.2017-10-20;9.2017-10-30;10.2017-11-10;11.2017-11-20;12.2017-11-30;13.2017-12-10;14.2017-12-20;15.2017-12-30;16.2018-01-10;17.2018-01-20;18.2018-01-30;19.2018-02-10;20.2018-02-20;21.2018-02-28;22.2018-03-10;23.2018-03-20;24.2018-03-30。下同。

圖1 ‘阿爾波薩納’果實干基含油率隨生長發育的變化

由圖1可知，在生長發育過程中‘阿爾波薩納’果實的干基含油率整體呈現上升趨勢，從2017年8月10日的(8.42±0.26)%迅速增長到11月30日的(40.33±0.08)%，而后干基含油率以緩慢的速度上升，12月30日干基含油率達到最高((41.45±0.09)%)。Arnon等[12]在研究收獲時間和成熟指數對橄欖油產量及品質的影響時，發現2個品種Souri和Barnea的最佳收獲時間存在顯著差異，Barnea在生長發育過程中油脂積累持續增加且油品質保持高水平狀態，為使Barnea高產需要較晚采收。Souri在油脂積累的過程中有大量果實脫落現象，建議較早采收。本實驗結果中‘阿爾波薩納’果實干基含油率在2017年12月30日之后有所下降，因此若要得到較高的含油率則需在12月30日之前進行采收。

2.3 ‘阿爾波薩納’果實多酚含量隨生長發育的變化(見圖2)

由圖2可知，在生長發育過程中‘阿爾波薩納’果實的多酚含量在2017年12月10日之前處于先下降后上升，之后又呈下降的趨勢。2017年12月20日多酚含量最低((2.75±0.12)mg/g)，9月20日多酚含量最高((5.98±0.47)mg/g)。Vekiari等[13]研究了生長在希臘的油橄欖品種Throumbolia和Koroneiki果實油脂中總多酚的含量變化，在油橄欖果實生長的3個不同階段(綠色、紫色、黑色)，Koroneiki的多酚含量呈上升趨勢，而Throumbolia呈先下降后上升的趨勢。因此，生長在相同地域、相同氣候條件下的不同品種油橄欖，其多酚含量及變化趨勢有所差異。

圖2 ‘阿爾波薩納’果實多酚含量隨生長發育的變化

2.4 ‘阿爾波薩納’果實黃酮含量隨生長發育的變化(見圖3)

圖3 ‘阿爾波薩納’果實黃酮含量隨生長發育的變化

由圖3可知，在生長發育過程中‘阿爾波薩納’果實的黃酮含量呈先下降后上升的趨勢。2018年2月28日黃酮含量最低((0.67±0.02)mg/g)，2017年8月10日黃酮含量最高((2.24±0.10)mg/g)。Halbwirth等[14]研究表明，黃酮-3-O-葡萄糖基轉移酶(UFGT)能夠催化花色苷類物質的合成，UFGT 在草莓變為全紅時活性最強，由此推斷，黃酮含量在生長后期有所增加與花色苷類物質合成有關。丙二酸單酰、香豆酰是黃酮類化合物合成的直接前體物質，而糖代謝、脂質代謝以及氨基酸代謝與這兩種前體物質有關，由此推斷，黃酮含量在油橄欖生長前期下降的原因可能與之有關。

2.5 ‘阿爾波薩納’果實油脂中脂肪酸組成和含量隨生長發育的變化(見表2)

由表2可知，‘阿爾波薩納’果實油脂中主要脂肪酸含量由高到低依次為油酸、棕櫚酸、亞油酸、硬脂酸、棕櫚油酸、亞麻酸、十七碳烯酸、花生酸、花生烯酸、十七酸、山崳酸。油酸含量在生長發育過程中總體呈上升趨勢，2017年12月30日最高((71.34±0.23)%)，10月30日最低((58.63±0.54)%)。棕櫚酸含量在生長發育過程中整體呈下降趨勢，2017年8月20日最高((20.71±0.12)%)，次年1月30日最低((13.99±0.06)%)。亞油酸含量在生長發育過程中呈先上升后下降的趨勢，2017年10月20日最高((10.96±0.86)%)，12月20日最低((7.06±0.15)%)。棕櫚油酸含量在2017年8月30日最低((1.30±0.02)%)，10月20日最高((2.23±0.25)%)。硬脂酸含量在2017年10月30日最低((2.25±0.01)%)，次年3月10日最高((3.50±0.03)%)。其他脂肪酸含量在生長發育過程中變化幅度相對較小。飽和脂肪酸(SFA)含量呈先上升后下降的趨勢，2017年8月20日最高((24.91±0.13)%)，次年1月30日最低((17.51±0.06)%)。單不飽和脂肪酸(MUFA)含量在生長發育過程中處于上升趨勢，2017年12月30日最高((73.58±0.25)%)，10月30日最低((60.88±0.56)%)。多不飽和脂肪酸(PUFA)含量在生長發育過程中處于先上升后下降的趨勢，2017年9月20日最高((12.63±0.85)%)，12月20日最低((7.83±0.17)%)。MUFA/PUFA最低值為4.95±0.43，最高值為9.31±0.26，該比值可作為鑒別橄欖油的依據。Garry等[15]對油橄欖在成熟過程中脂肪酸含量變化趨勢的研究與該研究結果一致。本實驗中‘阿爾波薩納’果實油脂中脂肪酸含量與Angelina等[16]研究的Koroneiki品種油脂脂肪酸含量接近，但SFA和PUFA含量稍高于Koroneiki的，MUFA含量稍低于Koroneiki的。

表2 ‘阿爾波薩納’果實油脂中脂肪酸組成和含量隨生長發育的變化

注：“-”代表未檢出。

2.6 ‘阿爾波薩納’果實油脂中主要脂肪酸的主成分分析

利用SPSS軟件進行主成分分析，評價在生長發育過程中‘阿爾波薩納’果實油脂中主要脂肪酸的相對含量變化，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主成分的貢獻率為53.787%，第2主成分的貢獻率為17.178%，第3主成分的貢獻率為13.578%，前3個主成分的累積方差貢獻率達到84.543%。

脂肪酸主成分分析載荷圖如圖4所示。

圖4 脂肪酸主成分分析載荷圖

由圖4可知，第1主成分上的脂肪酸有油酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、十七酸、十七碳烯酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸，第2主成分上的脂肪酸有花生烯酸、山崳酸，第3主成分有硬脂酸。由于第1主成分方差貢獻率最大，所以第1主成分上的脂肪酸對‘阿爾波薩納’果實油脂品質的影響較大。

根據主成分的特征值和特征向量，計算主成分得分，依據每個采摘時間的3個主成分得分計算綜合得分并排序，綜合主成分分值越高，性狀越好，取排名前5的主成分得分，結果如表4所示。

表4 脂肪酸主成分得分

由表4可知：9月10日—10月20日時間段綜合得分排名靠前，說明在該時間段內‘阿爾波薩納’果實油脂品質處于較佳狀態。該結果與Camposeo等[17]研究得到的油橄欖品種Arbosana最佳采收期是11月20—30日的結果存在差異。

3 結 論

本研究測定分析了‘阿爾波薩納’果實的表型性狀以及主要功能成分在生長發育過程中的動態變化。結果表明：縱橫徑、果實質量在2017年11月10日之前處于上升狀態，之后開始下降，后期稍有上升。含水率在整個生長季整體處于下降趨勢，后期受降雨影響有所上升。鮮果單重在2018年3月10日最低((0.45±0.11)g)，2017年11月10日最高((1.35±0.15)g)；干果單重在2017年8月10日最低((0.25±0.05)g)，次年1月20日最高((0.55±0.10)g)；縱徑在2018年3月20日最小((12.62±0.80)mm)，2017年11月10日最大((15.08±1.10)mm)；橫徑在2018年3月20日最小((8.67±0.98)mm)，2017年11月10日最大((12.06±0.72)mm)；果形指數在2017年11月20日最小(1.24±0.04)，次年2月28日最大(1.56±0.09)；含水率在2018年3月10日最低((8.50±0.11)%)，2017年10月10日最高((70.13±0.21)%)。干基含油率整體呈上升趨勢，2017年8月10日最低((8.42±0.26)%)，12月30日達到最高((41.45±0.09)%)。多酚含量在2017年12月20日最低((2.75±0.12)mg/g)，9月20日最高((5.98±0.47)mg/g)。黃酮含量在2018年2月28日最低((0.67±0.02)mg/g)，2017年8月10日最高((2.24±0.10)mg/g)。綜上所述，干基含油率在2017年11月30日—12月30日內最高，多酚、黃酮含量在9月30日—12月30日內處于較低水平。縱橫徑、果實質量在11月10日達到最大值。

‘阿爾波薩納’生長發育過程中果實油脂主要脂肪酸的含量變化范圍為：油酸(58.63±0.54)%～(71.34±0.23)%，亞油酸(7.06±0.15)%～(10.96±0.86)%，棕櫚酸(13.99±0.06)%～(20.71±0.12)%，棕櫚油酸(1.30±0.02)%～(2.23±0.25)%，硬脂酸(2.25±0.01)%～(3.50±0.03)%，MUFA/PUFA(4.95±0.43)～(9.31±0.26)；SFA在2017年8月20日含量最高((24.91±0.13)%)，次年1月30日含量最低((17.51±0.06)%)；MUFA含量在2017年12月30日最高((73.58±0.25)%)，10月30日最低((60.88±0.56)%)；PUFA含量在2017年9月20日最高((12.63±0.85)%)，12月20日最低((7.83±0.17)%)；其他脂肪酸含量變化幅度相對較小。油酸、棕櫚酸、亞油酸、棕櫚油酸、亞麻酸、十七碳烯酸、花生酸、十七酸對油脂品質的影響最大，9月10日—10月20日時間段內，果實中油脂品質處于較佳狀態。