彭立功 刘 泉 兰 艳 王 锦 杨泽身苏光灿 张 波 丁春邦 李 天
(四川农业大学农学院1,成都 611130)(四川农业大学生命科学学院2,雅安 625014)(凉山州中泽新技术开发有限责任公司3,西昌 615000)
油橄榄(OleaeuropaeaL. )是世界四大木本油料植物之一[1]。油橄榄主要种植于地中海沿岸[2],从20世纪60年代起,开始在我国引种栽培,主要栽培于我国甘肃、四川、湖北、云南等地[3]。油橄榄鲜果所榨的橄榄油含有丰富的人体所必需的不饱和脂肪酸、脂溶性维生素、酚类物质、抗氧化剂、角鲨烯、微量元素及其他天然营养成分,极易被人体吸收[4-10],是当今医学界公认的最有益健康的食用油之一,近年来倍受我国消费者的喜爱[11]。据统计,我国自2004年以来每年橄榄油进口量增速大于10%[12]。为满足国民对橄榄油的消费需求,国内适生区开始大量引进种植油橄榄,西昌作为适生区之一近年来也开始大面积引进种植油橄榄。本研究通过对5个引进品种与1个本地品种不同成熟度的果实品质及橄榄油脂肪酸组分分析,以筛选出适合西昌生态条件的优良品种。
1.1.1 材料
实验选取四川西昌北河基地油橄榄果园( E102°11′,N28°7′)正常生长的引进油橄榄品种:佛奥、豆果、科拉帝、克罗莱卡和皮瓜尔为材料,以相同条件种植的西昌本地品种鄂植作为对照,于2019年6~11月采摘鲜果进行测定分析。于4月中旬花谢以后,在供试油橄榄树东南西北4个方位,选取树冠中部外围离地面1 m以上的等高结果枝为标准枝进行编号挂牌标记,每个方位1个标记。开花后170 d开始采摘油橄榄果,以后每隔20 d采集1次,将油橄榄成熟度分3个等级:花后170、190、210 d采摘的果实分别记为第1、第2和第3成熟度,取样时选择标准枝上外观基本一致(颜色、大小和形状相近)的果实。每次取样时每个品种选取约180 g油橄榄果,去除果核后,果肉在烘箱中(105±2)℃烘干至恒重,剪碎,常温下干燥储存,待所有取样结束后作室内分析测定。所用试剂均为分析纯。
1.1.2 仪器与设备
SZF-06A脂肪测定仪,GL-2050M 高速冷冻离心机,Agilent 1260型高效液相色谱系统,Agilent 7890 B GC-5977 A MSD气相质谱联用仪。
1.2.1 干果肉粗脂肪含量的定量测定
按照GB/T 5009.6—2003进行油橄榄干果肉中粗脂肪含量测定。
1.2.2 游离脂肪酸含量的定量测定
脂肪中游离脂肪酸含量以酸值表示,按照GB/T14489.3—1993进行油橄榄干果肉中游离脂肪酸含量的测定。
1.2.3 脂肪酸组成测定
参照韩深[13]的方法提取脂肪酸,称取0.2 g干果肉,经索氏提取器提取后,向提取瓶加入10 mL正己烷与苯的混合液(1∶1), 使油脂溶解后转入50 mL刻度试管中。再加10 mL 0.4 mol/L的KOH-甲醇溶液,超声振荡40 min,移入10 mL蒸馏水,摇匀,室温下静置分层。取上清液于3 000 r/min下离心5 min,移取上清液进行气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析。
气相色谱条件[14]: 升温程序初始温度80 ℃,以5 ℃/min升至260 ℃,保持25 min;汽化室温度280 ℃;进样量1 μL;载气(He)流量1 mL/min;分流比为10∶1;溶剂延迟3 min。
质谱条件[14]: 电子轰击离子源:离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;倍增器电压1482 V;电子能量70 eV;发射电流34.6 μA;接口温度230 ℃;质量扫描范围m/z20~500。
定性分析: 根据各峰的保留时间与已知脂肪酸的标准色谱图比较进行定性。
定量方法: 采用面积归一化法进行定量分析。
不同品种油橄榄干果肉粗脂肪含量随成熟度的变化如图1所示。由图1可知,鄂植、佛奥和科拉蒂干果肉的粗脂肪含量随成熟度增加呈先降后升的趋势,分别在第3、第1和第3成熟度达到最高含量,质量分数分别为66.16%、69.32%和68.30%,其中佛奥第1成熟度显著高于第2和第3成熟度,科拉蒂第3成熟度显著高于第2成熟度;豆果和皮瓜尔干果肉的粗脂肪含量随成熟度增加呈下降的趋势,均在第1成熟度达最高含量,质量分数分别为67.92%和63.87%,各成熟度间差异均不显著;克罗莱卡干果肉的粗脂肪含量随成熟度增加呈先升后降的趋势,在第2成熟度达到最高质量分数67.52%,各成熟度间差异均不显著;6个品种成熟期干果肉平均粗脂肪含量从高到低依次为豆果(67.07%)、科拉蒂(66.77%)、克罗莱卡(66.53%)、佛奥(66.05%)、鄂植(65.23%)、皮瓜尔(63.36%)。根据薛益民等[15]的研究我国生产的油橄榄干果含油率高于40%为优等油用品种,因此以上6个品种干果含油率均高于40%均为优等油用品种。
图1 12个指标主成分分析载荷图
注:不同小写字母表示不同成熟度间差异显著(P<0.05)。图1 不同品种和成熟度油橄榄干果肉中粗脂肪含量
2.2.1 不同油橄榄品种每克干果肉脂肪酸组成及含量随成熟度的变化
6个品种不同成熟度的油橄榄干果肉中的主要脂肪酸含量如表1所示。从表1可知,橄榄油中油酸含量最高,其次为棕榈酸、亚油酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚麻酸,这与邓俊琳等[16-18]的研究结果大致一致。随成熟度的增加,不同品种和不同成熟度同一种脂肪酸含量不同,这与闫辉强[19]的研究结果类似。主要脂肪酸质量分数分别为油酸35.12%~51.08%、棕榈酸4.60%~9.70%、亚油酸2.44%~7.04%、棕榈油酸1.14%~2.01%、硬脂酸0.91%~1.79%、亚麻酸0.62%~1.30%。
表1 6个品种油橄榄每克干果肉脂肪酸组成及含量随成熟度的变化 ± s,n=3)/%
随成熟度的增加,佛奥的亚油酸、亚麻酸和PUFA含量,豆果的亚麻酸含量,鄂植的油酸含量,科拉蒂的棕榈油酸含量,克罗莱卡的棕榈酸、饱和脂肪酸(SFA)和UFA含量呈逐渐增加的趋势,均在第3成熟度达最大值;豆果的硬脂酸和棕榈油酸,皮瓜尔的亚麻酸含量呈逐渐下降的趋势,均在第1成熟度达最大值;豆果的棕榈酸、油酸、SFA、MUFA和UFA含量,皮瓜尔除了亚麻酸含量外其余脂肪酸含量,鄂植的亚麻酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸和PUFA含量,科拉蒂除了棕榈油酸含量以外的其余脂肪酸含量,克罗莱卡的油酸、棕榈油酸和MUFA含量均呈先升后降的趋势,均在第2成熟度达到最大值;各品种其余各脂肪酸含量均呈先降后升的趋势,分别在第1或第3 成熟度达最大值。
2.2.2 不同油橄榄品种重要脂肪酸比值及相对含量随成熟度的变化
6个品种不同成熟度的油橄榄干果肉中的MUFA/PUFA、油酸/亚油酸、亚麻酸/亚油酸、酸值、UFA相对含量和油酸相对含量如表2所示,从表2可知,MUFA/PUFA和油酸/亚油酸的比值的均值分别为佛奥12.48和15.04、豆果8.42和9.73、皮瓜尔11.16和13.28、鄂植11.34和14.71、科拉蒂10.44和12.31、克罗莱卡8.01和9.23,MUFA/PUFA和油酸/亚油酸的比值存在品种间差异,可作为不同品种橄榄油鉴别[19]。亚麻酸和亚油酸为人体必需脂肪酸,均作为评价橄榄油品质的重要指标,其含量越高油脂品质越佳,亚麻酸/亚油酸的比值的均值分别为佛奥0.24、豆果0.19、皮瓜尔0.24、鄂植0.25、科拉蒂0.22和克罗莱卡0.18,6个品种橄榄油的亚麻酸和亚油酸比值均在0.18~0.25之间,该比值小于0.25有益于保障人体的脂肪酸平衡,与白满英和毛昊[20-23]的研究结果大致一致。
表2 6个品种油橄榄干果肉中重要脂肪酸比值及相对含量随成熟度的变化 ± s,n=3)
随成熟度的增加,佛奥的酸值呈逐渐降低的趋势,在第3成熟度达最低酸值1.57 mg/g,豆果、皮瓜尔、鄂植、科拉蒂和克罗莱卡的酸值均呈先降低后增加的趋势,均在第2成熟度达最低酸值,最低酸值分别为1.35、1.29、1.31、1.27、1.65 mg/g;酸值的均值从高到低依次为克罗莱卡1.89 mg/g、佛奥1.79 mg/g、豆果1.56 mg/g、鄂植1.55 mg/g、科拉蒂1.50 mg/g、皮瓜尔1.48 mg/g,因为油脂的酸值直接反映了游离脂肪酸含量,而酸值表示油脂的酸败程度,酸值增大,会降低油脂的质量,使油脂的食用品质(如口味)恶化。因此,在其他指标符合标准的规定的前提下,我国橄榄油依据游离脂肪酸含量分级,制定了橄榄油、油橄榄果渣油标准,皮瓜尔、鄂植、科拉蒂和豆果的酸值小于1.6,克罗莱卡和佛奥的酸值小于4,分别达到了特级和中级初榨橄榄油标准[24]。
随成熟度的增加,佛奥和豆果的UFA相对含量呈逐渐增加的趋势,均在第3成熟度达最高值,最大质量分数分别为77.81%和80.89%,皮瓜尔、鄂植和科拉蒂的UFA相对含量呈先增后降的趋势,均在第2成熟度达最大值,最大质量分数分别为87.30%、78.86%和76.37%;克罗莱卡的UFA相对含量呈先降后增的趋势,在第1成熟度达最大值,最大质量分数为87.72%;UFA相对质量分数的均值从低到高分别为科拉蒂64.84%、鄂植74.25%、佛奥76.13%、豆果78.65%、皮瓜尔78.70%、克罗莱卡85.71%,根据吴万波等[25]的研究克罗莱卡的UFA相对质量分数大于80%为优等油用品种。佛奥的油酸相对含量呈逐渐增加的趋势,在第3成熟度达最大值,最大质量分数为69.80%,皮瓜尔、鄂植和科拉蒂的油酸相对含量呈先增后降的趋势,均在第2成熟度达最大值,最大质量分数分别为78.46%、70.36%和67.44%,豆果和克罗莱卡的油酸相对含量呈先降后增的趋势,分别在第3和第1成熟度达最大值,最大含量分别为72.08%和75.11%;油酸相对质量分数的均值从低到高分别为科拉蒂56.59%、鄂植67.04%、佛奥67.31%、皮瓜尔68.91%、豆果69.28%、克罗莱卡73.77%;根据吴万波等[25]的研究在我国生产的橄榄油中,油酸相对质量分数高于65%的为优等油用品种,因此克罗莱卡、皮瓜尔、鄂植、豆果和佛奥的油酸相对质量分数高于65%为优等油用品种。
利用SPSS软件对主要脂肪酸、粗脂肪和游离脂肪酸含量12个指标进行主成分分析,较直观地评价不同品种和不同成熟度橄榄油的品质,得到主成分个数和累积方差贡献率如表3所示。
由表3可知,前4个主成分总方差贡献率为83.109%,且特征值均大于1,说明前4个主成分能够反映和解释不同品种橄榄油综合表现83%的有效信息,其中第1主成分的方差贡献率为48.082%,第2主成分的方差贡献率为14.279%,第3主成分的方差贡献率为11.530%,第4主成分的方差贡献率为9.218%。
表3 主成分特征值及方差贡献率
由图2可知,第1主成分上的组成为亚油酸、亚麻酸、油酸和粗脂肪,第2主成分上的组成为硬脂酸和棕榈酸,第3主成分上的组成为棕榈油酸,第4主成分上的组成为游离脂肪酸。由于第1主成分的方差贡献率最大,所以其组成物质对油橄榄果实品质的影响较大。
根据4个主成分的特征向量和特征值,分别计算4个主成分的得分,在根据4个主成分的得分计算4个主成分的综合得分,综合主成分综合得分越高,性状越好。得到不同品种不同成熟度橄榄油4个主成分的综合得分如表4所示。
表4 不同品种不同成熟度主成分综合得分
由表4可知,根据不同成熟度橄榄油的综合得分,由高到低排序分别为佛奥成熟度1>3>2、豆果成熟度2>1>3、皮瓜尔成熟度2>1>3、鄂植成熟度2>1>3、科拉蒂成熟度2>3>1、克罗莱卡成熟度3>1>2 ,按其最佳成熟度综合得分由高到低排序依次为克罗莱卡、豆果、皮瓜尔、科拉蒂、鄂植和佛奥。综合分析表明,克罗莱卡的综合表现最好,其次为豆果、皮瓜尔、科拉蒂、鄂植和佛奥,克罗莱卡、豆果、皮瓜尔和科拉蒂综合表现优于本地品种鄂植,而佛奥综合表现与本地品种鄂植相比优势不明显。
供试油橄榄不同成熟度的平均粗脂肪含量为:豆果(67.07%)>科拉蒂(66.77%)>克罗莱卡(66.53%)>佛奥(66.05%)>鄂植(65.23%)>皮瓜尔(63.36%),为优等油用品种(粗脂肪含量>40%)。橄榄油中含量较高的脂肪酸为油酸、棕榈酸、亚油酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚麻酸,其含量随成熟度变化各不相同。MUFA/PUFA和油酸/亚油酸的比值分别为佛奥12.48和15.04、豆果8.42和9.73、皮瓜尔11.16和13.28、鄂植11.34和14.71、科拉蒂10.44和12.31、克罗莱卡8.01和9.23,该比值可作为不同品种橄榄油的鉴别。6个品种橄榄油的亚麻酸和亚油酸比值在0.18~0.25之间,有益于保障人体的脂肪酸平衡;不同成熟度的平均酸值克罗莱卡(1.89 mg/g)>佛奥(1.79 mg/g)>豆果(1.56 mg/g)>鄂植(1.55 mg/g)>科拉蒂(1.50 mg/g)>皮瓜尔(1.48 mg/g),皮瓜尔、科拉蒂、鄂植和豆果的酸值达特级初榨橄榄油标准(酸值<1.6 mg/g),佛奥和克罗莱卡的酸值达中级初榨橄榄油标准(酸值<4 mg/g)。除科拉蒂外,克罗莱卡、皮瓜尔、豆果和佛奥的UFA和油酸相对含量均优于鄂植,其中克罗莱卡的UFA和油酸相对含量最优。主成分分析表明,亚油酸、亚麻酸、油酸、粗脂肪对不同品种油橄榄果实品质影响较大;佛奥、豆果、皮瓜尔、鄂植、科拉蒂和克罗莱卡的最佳采收期分别是成熟度1、2、2、2、2和3;5个引进品种除佛奥外,克罗莱卡、豆果、皮瓜尔和科拉蒂综合表现优于本地品种鄂植,适合在西昌本地推广种植,其中克罗莱卡的综合表现最好。