韩 锐,邢文黎,孔维宝, 2,白万明,白小勇
(1.西北师范大学 生命科学学院,兰州730070; 2.甘肃特色植物有效成分制品工程技术研究中心,兰州730070;3.陇南田园油橄榄科技开发有限公司,甘肃 陇南746000)
甘肃武都区5个主栽品种油橄榄果实的性状及品质研究
韩 锐1,邢文黎1,孔维宝1, 2,白万明3,白小勇3
(1.西北师范大学 生命科学学院,兰州730070; 2.甘肃特色植物有效成分制品工程技术研究中心,兰州730070;3.陇南田园油橄榄科技开发有限公司,甘肃 陇南746000)
以甘肃武都区董家坝油橄榄种植基地所产的佛奥、鄂植8号、莱星、科拉蒂和皮削利5个主栽品种油橄榄果实为研究对象,从生物学特征和活性成分两方面分析了果实性状和综合品质。结果表明:5个主栽品种油橄榄果实单果质量为2.56~6.16 g、果肉含量为73.61%~88.53%、水分含量为51.84%~68.50%、果形指数为1.27~1.44,各品种间果实性状参数存在不同程度的差异性;果肉油脂含量和总糖含量分别在56.17%~71.11%、4.20%~8.83%之间,而且两者之间存在一定的负相关性;果肉纯水提取物中总酚含量为0.49%~0.56%、总黄酮含量为3.13%~7.14%、皂苷含量为1.05%~2.26%,各品种间存在不程度的显著性差异;果肉多酚氧化酶(PPO)活性在23.89~325. 00 U/(g·min)之间,PPO活性与果实总酚和总黄酮含量之间存在一定的负相关性,表明果实中存在的PPO可能在酚类物质的氧化方面发挥作用。综合分析认为,武都区主栽的佛奥等5个品种油橄榄果实的表现均具备优良油用品种的特性。
甘肃武都;油橄榄;果实品质;生物学特性;活性成分
油橄榄是木樨科木犀榄属的常绿乔木,是地中海地区栽种的一种古老的油料树种。以油橄榄果实低温压榨制得的初榨橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸、多酚、维生素以及角鲨烯等,具有延缓衰老、降低胆固醇、预防癌症的作用,因此素有“液体黄金”的美誉[1-2]。
我国于20世纪60年代开始引种栽培油橄榄树,目前油橄榄栽培种植基地主要分布在白龙江和嘉陵江流域,包括川、甘、陕、滇等省。其中,甘肃省陇南市武都区的油橄榄种植的时期较晚,但属于一级种植基地,是我国四大油橄榄种植基地之一,也是我国最大的橄榄油生产加工基地之一[3-4]。油橄榄果实的品质直接决定了橄榄油的口感、品质和营养价值[5-6]。本文以甘肃武都区董家坝油橄榄种植基地的成熟油橄榄果实为研究对象,分析评价了该区5个主栽品种油橄榄果实的性状及综合品质,以期为国产油橄榄果实品质的研究提供基础数据。
1.1 实验材料
油橄榄果实于2014年10月25日采自甘肃省陇南市武都区桔柑乡田园油橄榄科技开发有限公司董家坝油橄榄种植示范园(海拔900~920 m,北纬33°16′3″、东经105°6′35″),品种包括佛奥(Frantoio,FO)、鄂植8号(Ezhi,EZ)、莱星(Leccino,LX)、科拉蒂(Coratina,KLD)、皮削利(Picholine,PXL)。
在选定的种植园中选择生长良好的5种油橄榄树种,随机人工采摘成熟度均一的果实,置于塑料密封袋并保存于4℃低温采样箱中,24 h内运送到实验室,再保存到0~4℃冰箱中冷藏待测。果实水分含量及酶活性测定、冷冻制样等操作在运回实验室后的48 h内完成。
无水乙醇、碳酸钠、福林酚试剂、硝酸铝、亚硝酸钠、氢氧化钠、蒽酮试剂、浓硫酸、香草醛、冰醋酸、高氯酸、没食子酸、芦丁、齐墩果酸、葡萄糖,均为分析纯。
游标卡尺(上海量具刃具厂),CP124C分析电子天平(上海奥豪斯仪器有限公司),V-5000型可见分光光度计(上海元析仪器有限公司),TD6 低速管式离心机(上海平凡仪器仪表有限公司),恒温烘箱(上海琅玕实验设备有限公司),冷冻干燥机(宁波新芝生物科技公司)。
1.2 实验方法
1.2.1 果实表观性状的测量[1, 7]
将5个品种的果实分别随机选取30颗,使用游标卡尺分别测量纵横径(n=30),果形指数=果实纵径/果实横径;称重法计算果实单果质量(n=30);随机取3粒果实称重,去净果肉后称重果核质量,计算果肉含量(n=3)。
1.2.2 果实水分含量的测定
采用烘干称重法测定果实的水分含量。随机选取10颗鲜果,用分析天平分别称量鲜果质量,然后将待测样品置于80℃烘箱中烘干12 h,再在120℃下烘干至恒重后称量,最后根据果实烘干前后的质量差,计算果实水分含量(n=10)。
1.2.3 果肉油脂含量的测定
鲜果经完全肉核分离后,取果肉用液氮速冻,然后用小型研磨机快速研磨至粉末状,再经冷冻干燥,得到冻干果肉样品,置于密封袋中在-20℃保存。取适量冻干果肉样品称重(W0),用正己烷充分萃取3次,所得油渣经干燥后称重(W1),油脂含量=(W0-W1)/W0×100%。
1.2.4 果肉中活性成分的提取与测定
分别称取按1.2.3方法制取的各品种冻干果肉样品1 g,加入25 mL蒸馏水,在80℃下冷凝回流提取2 h,然后以4 000 r/min离心10 min,取上清液;再在剩余的果渣中加入25 mL蒸馏水,相同条件下提取2 h后离心取上清液,将两次提取上清液合并后定容至100 mL待测。总酚和总黄酮含量分别采用Folin-Ciocalteu法和硝酸铝显色法测定,分别以没食子酸和芦丁作标样计算[8]。皂苷含量按参考文献[9]方法测定,以齐墩果酸为标样。可溶性总糖含量采用蒽酮-浓硫酸比色法测定[10],以葡萄糖作为标准品。各数据分别测定3次平行。
1.2.5 果肉中多酚氧化酶(PPO)活性的测定
准确称取冷冻干燥的果肉2 g(加适量聚乙烯吡咯烷酮PVP),用25 mL预冷的pH 7.0、50 mmol/L磷酸缓冲液在0~4℃下搅拌提取1 h,4 000 r/min下低温离心10 min后取上清液,用相同缓冲液定容至25 mL,作为多酚氧化酶粗酶液。准确吸取2.0 mL pH 7.0、50 mmol/L磷酸缓冲液和0.5 mL、0.1 mol/L邻苯二酚于比色杯中,加入0.5 mL预保温的粗酶液于比色杯中,迅速摇匀后启动反应,每隔30 s记录1次410 nm处的吸光值,记录3 min,以每分钟A410上升0.01计为1 U,结果以U/(g·min)表示(n=3)[10]。
2.1 不同品种油橄榄果实的生物学特性分析
果实的单果质量、果核质量、果肉含量以及果形指数都能直观地反映出果实的外观品质,分别选取成熟度均一的果实进行外观品质的分析,结果如表1所示。
表1 不同品种油橄榄果实的生物学特征参数
注:同一列数据中的不同字母表示P<0.05水平上存在显著性差异。下同。
由表1可以看出,皮削利的果实单果质量最大,平均质量为6.16 g,其次是科拉蒂,平均质量为4.82 g,其余的由大到小依次为佛奥(2.92 g)、莱星(2.77 g)和鄂植8号(2.56 g);差异性分析结果显示,除了佛奥、莱星和鄂植8号之间不存在显著性差异外,其余各品种间均存在显著性差异。以果核质量来看,科拉蒂的果核质量最大(0.85 g),其余的依次为鄂植8号、皮削利和莱星,佛奥的果核质量最小(0.58 g);差异性分析显示,科拉蒂与其他4种果核质量间均存在显著性差异,而佛奥、鄂植8号、莱星和皮削利之间均不存在显著性差异。果肉含量主要体现了果实中果肉的质量占果实单重的百分比,5个品种果实的果肉含量范围在73.61%~88.53%之间,果肉含量最低的为鄂植8号,果肉含量最高的是皮削利,其余品种由大到小依次为科拉蒂(82.52%)、莱星(81.44%)和佛奥(80.00%),其中科拉蒂、莱星和佛奥之间不存在显著性差异,剩余的其他品种之间均存在显著性差异。5个品种果实的水分含量最高的为皮削利(68.50%),其他依次为鄂植8号(61.28%)、莱星(57.73%)、佛奥(54.54%)和科拉蒂(51.84%),其中佛奥、鄂植8号和莱星之间不存在显著性差异,佛奥、莱星和科拉蒂之间也不存在显著性差异,皮削利与其他4个品种间均存在显著性差异。
果实的横纵径可直观表现出果实的外观。从纵径分析可知,5个品种的果实纵径在2.05~2.48 cm之间,横径在1.45~1.86 cm之间,其中纵径最大的是科拉蒂(2.48 cm),皮削利(2.37 cm)次之,最小的是鄂植8号(2.05 cm);由差异性分析可知,科拉蒂和皮削利的纵径之间不存在显著性差异,佛奥、鄂植8号和莱星的纵径之间不存在显著性差异;果实横径最大的为皮削利(1.86 cm),最小的是鄂植8号(1.45 cm),其余3个品种的横径由大到小依次为科拉蒂(1.79 cm)、佛奥(1.51 cm)、莱星(1.47 cm),其中皮削利和科拉蒂之间差异性不显著,佛奥、鄂植8号和莱星之间差异性也不显著。纵径和横径之比即为果形指数,皮削利的果形指数最小,为1.27,呈卵圆形,果实两端较为圆润,果实颜色呈紫红色;莱星的果形指数最大,为1.44,果实相对比较小,呈紫红色;其他的果形指数由小到大依次为科拉蒂(1.38)、佛奥(1.40)、鄂植8号(1.42),3个品种的果实果形指数无显著性差异,果实呈长椭圆形,其中科拉蒂呈紫黑色、佛奥呈紫红色,鄂植8号的果实色泽较浅,稍带黄绿色。
赵梦炯等[7]通过对陇南市普遍栽培的8个油橄榄品种果实外部性状及品质进行测试分析,结果表明:不同油橄榄品种间果实外部性状存在显著差异,各性状中果形指数变异最小;与本研究相同的品种中皮削利的单果质重最大,莱星的果形指数最大,研究结果有一定的相似性。与作者前期报道的有关武都主栽品种油橄榄果实(采自两水镇十里砸子坡油橄榄种植基地)的性状参数既有相似性,又有差异性[8]。比较分析认为,决定果实性状的主要原因在于其基因型,与此同时种植园环境和水肥条件对果实性状也有较大影响。
2.2 不同品种油橄榄果实中活性成分含量的差异性分析
2.2.1 油脂与总糖含量
5个品种油橄榄果实果肉中的油脂含量如表2所示。由表2可以看出,5个品种的油橄榄果实果肉中油脂含量由大到小依次为佛奥(71.11%)、莱星(67.09%)、皮削利(66.51%)、科拉蒂(64.65%)、鄂植8号(56.17%),佛奥的果肉油脂含量最高,鄂植8号的最低。其中佛奥、莱星和皮削利的油脂含量之间不存在显著性差异,鄂植8号和科拉蒂的油脂含量无显著性差异。赵梦炯等[7]的研究显示,陇南市普遍栽培的8个油橄榄品种的干基含油率在37.07%~60.93%,其中佛奥的干基含油率最高(60.93%);根据朱万泽等[11]对四川省油橄榄引种品种果实含油率及其脂肪酸的分析,与本文相同的品种中佛奥也具有较高的含油率。这说明品种对油脂含量具有决定性的作用。参照国外品种划分的标准,确定干基含油率大于50%的为优良油用品种[7]。结合本文和作者前期的研究报道[8]认为,武都区主栽的佛奥、鄂植8号、莱星、科拉蒂和皮削利5个品种油橄榄从油脂含量方面考虑均具备优良油用品种的特性。
糖类是果实品质和风味物质的主要成分,也是其他物质和次生代谢物合成的原料[12]。因此,糖含量的高低是决定果实品质的重要因素。5个品种油橄榄果实果肉的总糖含量如表2所示。
表2 不同品种油橄榄果实果肉总糖和油脂含量(n=3) %
由表2可以看出,5个品种油橄榄果实的总糖含量之间均存在显著性差异,其中皮削利的总糖含量最高(8.83%)、佛奥的最低(4.20%),鄂植8号、莱星、科拉蒂的总糖含量分别为8.32%、7.78%和7.65%。
对果实总糖含量和油脂含量之间的相关性分析显示,这两者之间存在一定的负相关性(相关系数为-0.615),其中佛奥果实的果肉中总糖含量最低而油脂含量最高。这也从一定程度上反映出果实中糖类和油脂之间的转化存在一定的相关性。
2.2.2 总酚、总黄酮和皂苷含量
果实中酚类物质的含量与果实的种类、品种、栽培条件、成熟进程、贮藏加工条件等多因素有关。橄榄油中的酚类化合物主要包括没食子酸、羟基酪醇、阿魏酸、儿茶素和咖啡酸等,这些物质直接影响橄榄油的色泽和风味等感官特性及氧化稳定性[13-14]。5个品种的油橄榄果实果肉纯水提取物中总酚、总黄酮和皂苷的含量如表3所示。
表3 不同品种油橄榄果实果肉纯水提取物中总酚、总黄酮和皂苷含量(n=3) %
由表3可以看出,5个品种的油橄榄果实果肉纯水提取物中总酚含量在0.49%~0.56%之间,其中皮削利的含量最高(0.56%),之后依次为科拉蒂(0.55%)、莱星(0.52%)和鄂植8号(0.52%),佛奥的含量最低(0.49%)。科拉蒂、皮削利、莱星和鄂植8号之间总酚含量无显著性差异,佛奥、鄂植8号和莱星之间差异性不显著,而佛奥与科拉蒂、皮削利之间存在显著性差异。总黄酮含量由大到小依次为科拉蒂(7.14%)、莱星(4.38%)、皮削利(4.27%)、佛奥(3.32%)、鄂植8号(3.13%)。科拉蒂的总黄酮含量最高,与其他品种间均存在显著性差异;莱星和皮削利的总黄酮含量居中,差异性不显著;佛奥和鄂植8号的总黄酮含量相对较低,无显著性差异。皂苷含量在1.05%~2.26%之间,鄂植8号的含量最高(2.26%)、佛奥的含量最低(1.05%),除鄂植8号外,剩余其他品种间皂苷含量不存在显著性差异。本文研究结果与作者前期报道[8]的结果相似,科拉蒂、皮削利、莱星等品种具有较高的总酚和总黄酮含量,鄂植8号的皂苷含量相对较高。
根据张东等[15]对陇南地区初榨橄榄油多酚类化合物组成的研究表明,鄂植8号、佛奥等8个品种初榨橄榄油中总酚含量在57.20 mg/kg(佛奥)至260.03 mg/kg(莱星)之间,邻二酚含量最高的为皮削利(118.02 mg/kg)和城固32(104.06 mg/kg),而含量最低的为佛奥(20.70 mg/kg);初榨橄榄油中多酚类化合物主要包括酚酸(香草酸、对香豆酸、阿魏酸、肉桂酸)、酚醇(羟基酪醇、酪醇、松脂醇)、酚醛(香兰素)、橄榄苦苷和黄酮(木犀草素、芹菜素)等。研究分析表明,陇南地区初榨橄榄油总酚和邻二酚含量与地中海沿岸国家所产的初榨橄榄油基本相当,橄榄苦苷衍生物是陇南地区初榨橄榄油中主要的多酚类化合物。
比较分析油橄榄果实中的活性物质含量可知,油橄榄果实中富含多酚、黄酮、皂苷等物质,而橄榄油中虽然富含酚类化合物,但是从绝对值来看,远低于果实中的含量。这说明在橄榄油的制取过程中大量的生物活性物质随橄榄油加工废水和废渣流失,只有少量的脂溶性成分保留在初榨橄榄油中。因此,开发新技术制取富含多酚、黄酮等生物活性物质的功能性橄榄油,或者从橄榄油加工废弃物中提取橄榄多酚等活性物质具有潜在的经济价值。
2.2.3 多酚氧化酶活性
果实中普遍存在的多酚氧化酶(PPO)与多酚类物质的氧化关系密切。为探析油橄榄果实中存在的PPO与多酚氧化之间可能存在的关系,分析测定了5个主栽品种油橄榄果实果肉中PPO的活性,结果如表4所示。由表4可以看出,5个品种果实中莱星的PPO活性最高(325.00 U/(g·min))、科拉蒂的PPO活性最低(23.89 U/(g·min)),佛奥、鄂植8号、皮削利的PPO活性分别为196.11、220.00、62.22 U/(g·min)。
表4 不同品种油橄榄果实果肉中PPO的活性(n=3)
对表3和表4的数据进行相关性分析,结果显示果实中的PPO活性与总酚和总黄酮含量之间存在一定的负相关性,相关系数分别为-0.717和-0.635。科拉蒂和皮削利果实中的PPO活性较低,而总酚含量相对较高。这反映出果实中较高活性的PPO可能会造成酚类化合物的氧化损失。果实PPO活性与总酚含量之间存在的关系有待进一步证实。
(1)从外观形态和特征活性成分含量等方面分析评价了甘肃武都区董家坝种植园所产的佛奥、鄂植8号、莱星、科拉蒂和皮削利5个主栽品种油橄榄果实的综合品质。5个主栽品种的油橄榄果实单果质量为2.56~6.16 g、果肉含量为73.61%~88.53%、水分含量为51.84%~68.50%、果形指数为1.27~1.44,各品种间果实性状参数存在不同程度的差异性。
(2)5个主栽品种油橄榄果实的果肉油脂含量在56.17%~71.11%之间、总糖含量在4.20%~8.83%之间,果实油脂和总糖含量之间存在一定的负相关性,果实油脂含量反映出武都区5个主栽品种油橄榄均具备优良油用品种的特征。
(3)5个主栽品种油橄榄果实果肉纯水提取物中总酚含量在0.49%~0.56%之间、总黄酮含量在3.13%~7.14%之间、皂苷含量在1.05%~2.26%之间,活性成分含量在各品种间存在不程度的显著性差异;果肉中PPO活性在23.89~325.00 U/(g·min)之间,PPO活性与果实总酚和总黄酮含量之间存在一定的负相关性,表明果实中存在的PPO可能在酚类化合物的氧化方面起一定的作用。
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Evaluation of fruit quality and characters of five leading olive varieties from Wudu district of Gansu province
HAN Rui1, XING Wenli1, KONG Weibao1, 2, BAI Wanming3, BAI Xiaoyong3
(1.College of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China; 2.Bioactive Products Engineering Research Center for Gansu Distinctive Plants, Lanzhou 730070, China; 3.Longnan Garden City Olive Technology Development Co., Ltd., Longnan 746000,Gansu,China)
The fruit characters and comprehensive quality of five leading olive varieties (Frantoio, Ezhi 8, Leccino, Coratina and Picholine)cultivated in Dongjiaba plantation of Wudu district of Gansu province were investigated based on the biological characteristics and active ingredients of olive fruit. The results showed that the single fruit mass, fruit flesh content, moisture content and fruit shape index were 2.56-6.16 g, 73.61%-88.53%, 51.84%-68.50% and 1.27-1.44 respectively. And the biological characteristics of the tested fruit had significant differences. The contents of oils and total carbohydrates in the olive pulp were 56.17%-71.11% and 4.20%-8.83% respectively, and the two parameters had certain negative correlation. The contents of total polyphenol, total flavonoids and saponins in water extracts of olive pulp were 0.49%-0.56%, 3.13%-7.14% and 1.05%-2.26%, respectively. The three active ingredients contents had significant differences among tested olive varieties. The polyphenol oxidase (PPO)activity in olive pulp was 23.89-325.00 U/(g·min), and PPO activity had certain negative correlation with total polyphenol and total flavonoids, which indicated that PPO possibly participated in the oxidation of phenolic components in olive fruit. Comprehensive evaluation suggested that the fruit of the five leading olive varieties had the characteristics of excellent oil cultival.
Gansu Wudu; olive; fruit quality; biological characteristics; active component
2016-07-23;
2016-11-28
国家自然科学基金(31360192);甘肃省基础研究创新群体项目(1506RJIA116)
韩 锐(1990),女,硕士研究生,研究方向为果实品质生理生化(E-mail)997294466@qq.com。
孔维宝,副教授,硕士生导师(E-mail)kwbao@163.com。
TS222;Q946
A
1003-7969(2017)04-0140-05