不同品种和成熟度的油橄榄果表型性状与脂肪酸组成及含量分析

闫辉强，后春静，马君义，邓 煜，王 茜，金 凤

(1.西北师范大学 生命科学学院,兰州 730070； 2.陇南市经济林研究院 油橄榄研究所，甘肃 武都 746000； 3.陇南市祥宇油橄榄开发有限责任公司，甘肃 武都 746000)

油橄榄(OleaeuropaeaL.)属木犀科木犀榄属植物，与油茶、油棕、椰子并称为世界四大木本食用油料树种。2017年，世界橄榄油产量为286.2万t，我国进口橄榄油4.5万t，国产橄榄油6 677 t，其中甘肃陇南市生产初榨橄榄油5 700 t，市场潜力巨大。油橄榄的油脂主要存储于果肉组织中，并含有丰富的维生素、多酚化合物以及烯烃类挥发性芳香成分[1-2]。橄榄油的制油工艺是鲜果经过水洗、晾干、粉碎、果浆融合、离心分离等一系列纯物理工艺制成的，有效地保存了油橄榄鲜果中特有的芳香味和天然营养成分，长期食用具有增强消化系统功能，减少心血管疾病等功效[3-4]。

陇南油橄榄产业在基地面积、鲜果产量、初榨油产量和经济效益等方面均位列全国第一，被国家林业局确定为“国家油橄榄示范基地”，并已进入世界油橄榄分布图。武都油橄榄被列为“国家地理标志保护产品”，获得“地理标志证明商标”。

本文以甘肃武都引种栽培的皮瓜尔、豆果、小苹果和柯尼卡4个品种的油橄榄果为研究对象，分析不同品种、不同成熟度的油橄榄果表型性状及油脂脂肪酸组成与含量，以期较全面地评价和筛选出品质较好的油橄榄品种与成熟度，为确定单品种初榨橄榄油的最佳采收期以及品质评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料与试剂

供试样品产自甘肃陇南市经济林研究院大堡油橄榄品种示范园的豆果(Arbequina)、小苹果(Manzanilla)、皮瓜尔(Picual)、柯尼卡(Cornicabra)4个单品种油橄榄。每个品种按不同成熟度随机选取10颗，用于果型特征指数的测定；称量800 g用于鲜果出油率和油脂脂肪酸组成的测定。根据油橄榄果实成熟时果皮和果肉的颜色变化，将油橄榄成熟度划分为5个等级：果皮黄绿为第1成熟度，果皮少半紫为第2成熟度，果皮多半紫为第3成熟度，果皮全紫且果肉白色为第4成熟度，果肉紫色为第5成熟度[5]。

10种脂肪酸甲酯混标(C16～C22，美国NU-CHEK-PREP公司)；石油醚(30～60℃)、甲醇、氢氧化钠、无水硫酸钠，均为分析纯；实验用水为去离子水。

1.1.2 仪器与设备

游标卡尺，PL203型电子天平(上海Mettler-Toledo)，101型电热鼓风干燥箱，Minispec碳氢化合物含氢量测定仪(德国布鲁克公司)，Trace 1300 ISQ气相色谱-质谱联用仪(Thermo Fisher Scientific)，ABENCOR橄榄分析系统(西班牙MC2 Ingenieria公司，该系统包括锤磨机，热搅拌机及离心机)。

1.2 实验方法

1.2.1 果形指数的测定

随机选取4个单品种油橄榄果各10颗，用游标卡尺分别测量纵、横径(n=10)，计算果形指数(果形指数=果实纵径/果实横径)，求均值。

1.2.2 水分含量的测定

采用烘干称重法。随机选取10颗鲜果，精确称量鲜果质量，然后将待测样品置于80℃烘箱中干燥12 h，再在120℃下烘干至恒重后称量，根据果实烘干前后的质量差，计算水分含量。

1.2.3 含油率的测定

对1.2.2处理的样品，用Minispec碳氢化合物含氢量测定仪测定其干基含油率[6]。

1.2.4 橄榄油的提取

准确称取一定成熟度的油橄榄果800 g，并逐粒放入粉碎机中进行粉碎，粉碎完成后将果肉和果核完全混合均匀。用融合罐称取700 g混合物，将装有混合物的融合罐放入融合搅拌器在40℃水浴和50 r/min的融合条件下融合60 min，加入30 mL沸水继续融合30 min。将融合后的混合物于5 000 r/min 离心60 s，移取分离的油相和水相于250 mL的量筒中，再分2次加入25℃的水50 mL，重复上述步骤2次，收集离心后的油相和水相于同一量筒中，用25℃的水定容至刻度。静置30 min，读取油相的体积，记录数据并移取油相于收集瓶中，密封并低温保存[7]。按下式计算出油率(W)。

1.2.5 脂肪酸组成与含量的分析

1.2.5.1 甲酯化

参考文献[8]进行橄榄油的甲酯化。

1.2.5.2 GC-MS分析条件

GC条件：色谱柱为AE-FFAP弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；载气为99.999%的高纯氦气；进样口温度250℃；升温程序为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；进样量1 μL；进样方式为分流进样，分流比50∶1；载气模式为恒流模式；载气流速1.0 mL/min；GC-MS接口温度250℃。

MS条件：传输线温度250℃；电离方式EI；电离电压70 eV；离子源温度280℃；质量扫描方式为全扫描；质量扫描范围50～650；溶剂延迟3 min；NIST 2011版标准质谱检索库。

1.2.5.3 脂肪酸的定性定量分析

对甲酯化的橄榄油进样分析，经气相色谱处理及面积归一化法从其总离子流图中计算各组分的相对含量，通过脂肪酸甲酯的GC-MS总离子流色谱检测，所得质谱图经NIST 2011版计算机质谱数据库检索并结合C16～C22脂肪酸甲酯混标比对分析，确定橄榄油的脂肪酸组成。

1.2.6 数据处理与统计分析

2 结果与分析

2.1 不同品种和成熟度油橄榄果实表型性状及干基含油率的变化(见图1～图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水平上存在显著性差异，下同。

图1 豆果果实表型性状及含油率的变化

由图1可知，豆果的果形指数在1.14～1.22之间，基本处于稳定状态，说明豆果纵、横径相近且变化幅度较小，果形接近圆形，水分含量为59.44%～62.81%，且在第3成熟度达到最大，单果质量在第5成熟度达到最大值1.38 g，含油率在第4成熟度之前累积速率较快，存在显著性差异，之后因为光照、降雨等因素[9]的影响稍有下降，最高干基含油率为41.00%。综合考虑，豆果果实的采收期应该确定为第4成熟度。

图2 皮瓜尔果实表型性状及含油率的变化

由图2可知，皮瓜尔单果质量在第2成熟度达到最大值2.04 g，果形指数为1.50～1.58，基本处于稳定，水分含量随着成熟度的增加而降低，在第5成熟度为最小值53.19%，含油率在第5成熟度达到最大值33.56%，与水分含量呈相反的变化趋势，其果形指数和干基含油率与孔维宝等[10]研究的结果相似。综合考虑，皮瓜尔果实的采收期应确定为第5成熟度。

图3 柯尼卡果实表型性状及含油率的变化

由图3可知，柯尼卡果实单果质量随着成熟度的增加而增加，在第5成熟度达到最大值2.57 g，水分含量在成熟过程中显著性差异较小，为56.97%～58.10%，果形指数在1.53～1.73之间，含油率在第4成熟度之前差异性显著，在第5成熟度达到最大值43.03%。综合考虑，柯尼卡果实的采收期确定为第5成熟度。

图4 小苹果果实表型性状及含油率的变化

由图4可知，小苹果单果质量随着成熟度的增加逐渐增加，在第4成熟度达到最大4.6 g，果形指数显著性差异不明显，变化范围为1.12～1.19，水分含量在第3成熟度达到最大值68.03%，之后逐渐降低，含油率随着成熟度的增加存在显著性差异，最高干基含油率在第5成熟度，为48.17%。从含油率以及单果质量角度考虑，小苹果果实的最适采收期在第5成熟度。

2.2 不同品种和成熟度油橄榄鲜果的出油率

采用ABENCOR橄榄分析系统进行压榨，4个不同品种油橄榄鲜果出油率随成熟度的变化如图5所示。由图5可知，随着成熟度增加，皮瓜尔和柯尼卡的出油率变化趋势一致，随着成熟度的增加出油率一直处于增加状态，在第5成熟度达到最大出油率，分别为13.1%和10.4%，与干基含油率的变化趋势相一致，豆果的鲜果出油率在第4成熟度达到最大值11.1%，小苹果的出油率在第3成熟度达到最大值6.5%，之后其变化与干基含油率的变化趋势相反。随着成熟度的增加小苹果的油脂不易与果渣分离而导致出油率有所降低，说明压榨时采摘的油橄榄鲜果的成熟度并非越高越好。综合分析，皮瓜尔的出油率在每一成熟度都大于其他3个品种，豆果的出油率在第1～4成熟度大于其他2个品种。4个品种中皮瓜尔的鲜果出油率最高，其次为豆果、柯尼卡，小苹果最低。

图5 4个品种不同成熟度的油橄榄鲜果出油率

2.3 不同品种和成熟度橄榄油的主要脂肪酸组成与含量

4个品种不同成熟度的橄榄油的主要脂肪酸含量如表1所示，油酸/亚油酸和MUFA/PUFA如表2所示。

由表1可知，4个品种初榨橄榄油中主要脂肪酸含量从高到低依次为油酸>棕榈酸>亚油酸>硬脂酸>棕榈烯酸>亚麻酸。随成熟度的增加，同一种脂肪酸在不同品种的不同成熟度含量不同[11]。主要脂肪酸含量分别为油酸62.73%～76.03%、棕榈酸12.91%～16.79%、亚油酸4.12%～13.47%、硬脂酸0.42%～5.27%、棕榈烯酸0.77%～2.78%、亚麻酸0.48%～0.96%，以及少量的十七碳烯酸、花生酸等成分。皮瓜尔和柯尼卡的棕榈酸含量先增加后降低，与亚油酸含量的变化趋势相反，皮瓜尔的油酸和MUFA含量呈现先降低后增加再降低的变化趋势，柯尼卡的油酸和MUFA含量呈现波动式变化趋势且显著性差异不明显；豆果和小苹果的棕榈酸、棕榈烯酸含量分别呈现先增加后降低再增加和持续增加的变化趋势，小苹果的油酸和MUFA含量持续降低，豆果的油酸和MUFA含量先降低后增加再降低，两者都与亚油酸和PUFA的含量呈相反的变化趋势。

油酸含量最高的为第1成熟度的皮瓜尔(76.03%)、最低为第5成熟度的豆果(62.73%)，棕榈酸含量最高的为第5成熟度的豆果(16.79%)、最低的为第1成熟度的皮瓜尔(12.91%)，亚油酸含量最高的为第5成熟度的豆果(13.47%)、最低的为第1成熟度的小苹果(4.12%)。

油酸/亚油酸和MUFA/PUFA比值可用来鉴定油橄榄的品种，而且与橄榄油品质的稳定性相关[12]。由表2可知，油酸/亚油酸和MUFA/PUFA的比值的均值及其变化范围分别为柯尼卡16.57(14.96～17.27)和14.35(13.65～14.85)、皮瓜尔13.60(11.64～14.68)和11.98(10.72～12.86)、小苹果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)，该比值存在品种间差异，可作为单品种橄榄油鉴别的依据。

2.4 橄榄油脂肪酸组成的主成分分析

利用SPSS软件进行主成分分析，较直观地评价不同品种不同成熟度的橄榄油中脂肪酸含量变化[13]，得到主成分个数及累积方差贡献率如表3所示。

表3 主成分特征值和贡献率

由表3可知，第1主成分的方差贡献率为44.187%，第2主成分的方差贡献率为26.371%，第3主成分的方差贡献率为10.690%，前3个主成分的累积方差贡献率为81.248%，且特征值均大于或接近于1，说明前3个主成分能够反映和解释4个不同品种橄榄油中主要脂肪酸81%的有效信息。

9个指标的主成分分析载荷图如图6所示。

图6 脂肪酸主成分分析载荷图

由图6可知，第1主成分上的主要物质有棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生烯酸，第2主成分上的主要脂肪酸有棕榈酸、亚麻酸和花生酸,第3主成分有十七碳烯酸。由于第1主成分方差贡献率最大，所以第1主成分上的物质对油橄榄果实品质的影响较大。

根据主成分的特征向量和特征值，计算主成分得分，依据每个品种不同成熟度的3个主成分得分排序，综合主成分分值越高，性状越好，其结果如表4所示。

表4 不同品种不同成熟度橄榄油脂肪酸的主成分得分

从成熟度角度分析可知，4个品种的橄榄油品质随着成熟度的增加均逐渐趋好。根据不同品种的橄榄油最佳成熟度得分(见表4)，取其前3个得分较高的成熟度，依次为皮瓜尔(3>4>2)、豆果(3>4>5)、小苹果(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，依次为柯尼卡、皮瓜尔、小苹果和豆果。综合分析表明，4个单品种橄榄油中柯尼卡的品质最好，其次为皮瓜尔、小苹果和豆果。

3 结 论

4个品种油橄榄果实单果质量为0.81～4.6 g、水分含量为53.19%～68.03%、果形指数为1.12～1.73，各品种间果实性状参数存在不同程度的差异性。4个品种油橄榄果实干基含油率为10.94%～48.17%。其中，豆果的干基含油率在第4成熟度最大，为41.00%；皮瓜尔、柯尼卡和小苹果干基含油率在第5成熟度最大，分别为33.56%、43.03%和48.17%。综上，豆果的最适采收期在第4成熟度，而皮瓜尔、柯尼卡和小苹果的最适采收期在第5成熟度。4个品种油橄榄鲜果出油率为2.50%～13.1%，其中皮瓜尔和柯尼卡的鲜果出油率从第1成熟度到第5成熟度均处于增加状态，最大出油率分别为13.1%和10.4%，与干基含油率的变化趋势相一致；豆果和小苹果的鲜果出油率随着成熟度增加呈现出先升高后降低的趋势，在第4成熟度和第3成熟度分别达到最大值11.1%、6.5%。

不同成熟度的4个单品种橄榄油主要脂肪酸及含量分别为：油酸62.73%～76.03%、亚油酸4.12%～13.47%、棕榈酸12.91%～16.79%、硬脂酸0.42%～5.27%。油酸/亚油酸和MUFA/PUFA比值的均值及其变化范围分别为柯尼卡16.57(14.96～17.27)和14.35(13.65～14.85)、皮瓜尔13.60(11.64～14.68)和11.98(10.72～12.86)、小苹果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)，该比值存在品种间差异，可作为单品种橄榄油鉴别的依据。棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生烯酸对橄榄油品质的影响最大，4个单品种橄榄油中柯尼卡的品质最好，其次为皮瓜尔、小苹果和豆果。