隴南油橄欖‘阿爾波薩納’果實(shí)表型性狀及主要功能成分的動(dòng)態(tài)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(qiáng)

(1.西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070； 2.甘肅特色植物有效成分制品工程技術(shù)研究中心，蘭州 730070； 3.隴南市經(jīng)濟(jì)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(guó)家[1]。我國(guó)于1964年開(kāi)始引種油橄欖，主要種植區(qū)為白龍江低山河谷區(qū)、長(zhǎng)江三峽低山河谷區(qū)、金沙江干熱河谷區(qū)。甘肅隴南引種栽培始于1975年，武都區(qū)屬于最佳適生區(qū)，是我國(guó)四大油橄欖種植基地之一，也是我國(guó)最大的橄欖油生產(chǎn)加工基地之一[2]。

橄欖油在榨取過(guò)程中，不使用任何有機(jī)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(yù)防癌癥、調(diào)節(jié)膽固醇、抗氧化、美容及調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能的作用。油橄欖果實(shí)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(xué)成分和質(zhì)量受地理生產(chǎn)區(qū)域(海拔高度、土壤成分、緯度)、氣候條件、品種和提取過(guò)程的影響[5]。油橄欖果實(shí)品質(zhì)直接影響橄欖油的質(zhì)量，橄欖油的風(fēng)味特性(果味、苦味和辣味)主要與多酚類(lèi)物質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)有關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)油橄欖果實(shí)及橄欖油主要組成成分的研究較多[6-7]，但對(duì)油橄欖果實(shí)表型性狀及主要功能成分在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究尚少。本文對(duì)甘肅省隴南市種植的油橄欖品種‘阿爾波薩納’果實(shí)的表型性狀及主要功能成分進(jìn)行了測(cè)定分析，以期為后期研究工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

選取甘肅省隴南市油橄欖研究所種質(zhì)資源基因庫(kù)(海拔1 036～1 048 m；東經(jīng)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(duì)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(shí)數(shù)1 871 h；土質(zhì)是沙壤土，pH 7.9 )種植時(shí)間為9年的油橄欖果實(shí)‘阿爾波薩納’為實(shí)驗(yàn)材料，于每月(2017年8月10日—2018年3月30日)10、20、30號(hào)進(jìn)行采摘，在橄欖樹(shù)的上下左右4個(gè)方位采摘10顆果實(shí)。沒(méi)食子酸對(duì)照品(純度99.9%)、蘆丁對(duì)照品(純度≥98%)、10種脂肪酸甲酯混標(biāo)(C16～C22，美國(guó)NU-CHEK-PREP公司)；石油醚(30～60℃)、無(wú)水乙醇、甲醇、碳酸鈉、福林酚、三氯化鋁、無(wú)水硫酸鈉、氫氧化鈉等均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

PL203型電子天平，數(shù)顯卡尺，IKA A11基本型研磨粉碎機(jī)(德國(guó)IKA集團(tuán))，101型電熱鼓風(fēng)干燥箱，SZF-06C型粗脂肪測(cè)定儀，KH7200DB型數(shù)控超聲波清洗器，RV 10B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，Trace 1300 ISQ型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Thermo Fisher Scientific)，UV 8100B型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，M6小精靈迷你離心機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 油橄欖果實(shí)表型性狀的測(cè)定

果實(shí)采摘后12 h內(nèi)對(duì)鮮果重、縱徑、橫徑進(jìn)行測(cè)定，果形指數(shù)=縱徑/橫徑[8]；將油橄欖果實(shí)清洗干凈后，放入50℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，稱(chēng)其干果質(zhì)量，根據(jù)鮮果單重和干果單重計(jì)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(shí)置于烘箱內(nèi)50℃下烘干至恒重，高速剪切粉碎，精密稱(chēng)取約1.000 g粉末用濾紙包好后放入粗脂肪測(cè)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(shí)驗(yàn)。將回流后的抽提瓶放入45℃烘箱內(nèi)以除去微量的石油醚和水分，待抽提瓶冷卻后稱(chēng)重，計(jì)算干基含油率。

1.2.3 多酚含量的測(cè)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(jì)算多酚含量。

1.2.4 黃酮含量的測(cè)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(jì)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(jìn)行油脂的甲酯化。

GC條件：AE-FFAP彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，膜厚0.25 μm)；載氣為99.999 9%的高純氦氣；進(jìn)樣口溫度250℃；升溫程序?yàn)?60℃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(jìn)樣量1 μL；進(jìn)樣方式為分流進(jìn)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(xiàn)溫度250℃；電離方式EI；電離電壓70 eV；離子源溫度280℃；質(zhì)量掃描方式為Full Scan；質(zhì)量掃描范圍50～650 u；溶劑延遲3 min。

采用NIST 2011版質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索并結(jié)合C16～C22脂肪酸甲酯混標(biāo)比對(duì)分析定性，采用峰面積歸一化法計(jì)算油脂中主要脂肪酸的相對(duì)含量。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘阿爾波薩納’果實(shí)表型特征隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化(見(jiàn)表1)

表1 ‘阿爾波薩納’果實(shí)表型特征隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化

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

‘阿爾波薩納’果實(shí)從2017年10月30日開(kāi)始轉(zhuǎn)色，次年2月10日果實(shí)變?yōu)槿仙?；果?shí)呈圓球形，對(duì)稱(chēng)，果頂圓形，果基平截，乳凸退化，果點(diǎn)多而小，次年1月10日開(kāi)始皺縮；果核為長(zhǎng)橢圓形，較對(duì)稱(chēng)，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(shù)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)?？v橫徑、果實(shí)質(zhì)量在2017年11月10日之前呈上升狀態(tài)，之后開(kāi)始下降，后期稍有上升。含水率在整個(gè)生長(zhǎng)季呈下降趨勢(shì)，后期受降雨影響有所上升，果實(shí)也有膨大現(xiàn)象。

2.2 ‘阿爾波薩納’果實(shí)干基含油率隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化(見(jiàn)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(shí)干基含油率隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化

由圖1可知，在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中‘阿爾波薩納’果實(shí)的干基含油率整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，從2017年8月10日的(8.42±0.26)%迅速增長(zhǎng)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(dá)到最高((41.45±0.09)%)。Arnon等[12]在研究收獲時(shí)間和成熟指數(shù)對(duì)橄欖油產(chǎn)量及品質(zhì)的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)品種Souri和Barnea的最佳收獲時(shí)間存在顯著差異，Barnea在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中油脂積累持續(xù)增加且油品質(zhì)保持高水平狀態(tài)，為使Barnea高產(chǎn)需要較晚采收。Souri在油脂積累的過(guò)程中有大量果實(shí)脫落現(xiàn)象，建議較早采收。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中‘阿爾波薩納’果實(shí)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(jìn)行采收。

2.3 ‘阿爾波薩納’果實(shí)多酚含量隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化(見(jiàn)圖2)

由圖2可知，在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中‘阿爾波薩納’果實(shí)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(shì)。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(zhǎng)在希臘的油橄欖品種Throumbolia和Koroneiki果實(shí)油脂中總多酚的含量變化，在油橄欖果實(shí)生長(zhǎng)的3個(gè)不同階段(綠色、紫色、黑色)，Koroneiki的多酚含量呈上升趨勢(shì)，而Throumbolia呈先下降后上升的趨勢(shì)。因此，生長(zhǎng)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(shì)有所差異。

圖2 ‘阿爾波薩納’果實(shí)多酚含量隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化

2.4 ‘阿爾波薩納’果實(shí)黃酮含量隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化(見(jiàn)圖3)

圖3 ‘阿爾波薩納’果實(shí)黃酮含量隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化

由圖3可知，在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中‘阿爾波薩納’果實(shí)的黃酮含量呈先下降后上升的趨勢(shì)。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(zhuǎn)移酶(UFGT)能夠催化花色苷類(lèi)物質(zhì)的合成，UFGT 在草莓變?yōu)槿t時(shí)活性最強(qiáng)，由此推斷，黃酮含量在生長(zhǎng)后期有所增加與花色苷類(lèi)物質(zhì)合成有關(guān)。丙二酸單酰、香豆酰是黃酮類(lèi)化合物合成的直接前體物質(zhì)，而糖代謝、脂質(zhì)代謝以及氨基酸代謝與這兩種前體物質(zhì)有關(guān)，由此推斷，黃酮含量在油橄欖生長(zhǎng)前期下降的原因可能與之有關(guān)。

2.5 ‘阿爾波薩納’果實(shí)油脂中脂肪酸組成和含量隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化(見(jiàn)表2)

由表2可知，‘阿爾波薩納’果實(shí)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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中總體呈上升趨勢(shì)，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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中整體呈下降趨勢(shì)，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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中呈先上升后下降的趨勢(shì)，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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中變化幅度相對(duì)較小。飽和脂肪酸(SFA)含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中處于上升趨勢(shì)，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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中處于先上升后下降的趨勢(shì)，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(jù)。Garry等[15]對(duì)油橄欖在成熟過(guò)程中脂肪酸含量變化趨勢(shì)的研究與該研究結(jié)果一致。本實(shí)驗(yàn)中‘阿爾波薩納’果實(shí)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(shí)油脂中脂肪酸組成和含量隨生長(zhǎng)發(fā)育的變化

注：“-”代表未檢出。

2.6 ‘阿爾波薩納’果實(shí)油脂中主要脂肪酸的主成分分析

利用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析，評(píng)價(jià)在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中‘阿爾波薩納’果實(shí)油脂中主要脂肪酸的相對(duì)含量變化，得到主成分個(gè)數(shù)及累積方差貢獻(xiàn)率如表3所示。

表3 主成分特征值和貢獻(xiàn)率

由表3可知，第1主成分的貢獻(xiàn)率為53.787%，第2主成分的貢獻(xiàn)率為17.178%，第3主成分的貢獻(xiàn)率為13.578%，前3個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)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(xiàn)率最大，所以第1主成分上的脂肪酸對(duì)‘阿爾波薩納’果實(shí)油脂品質(zhì)的影響較大。

根據(jù)主成分的特征值和特征向量，計(jì)算主成分得分，依據(jù)每個(gè)采摘時(shí)間的3個(gè)主成分得分計(jì)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(jié)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(shí)間段綜合得分排名靠前，說(shuō)明在該時(shí)間段內(nèi)‘阿爾波薩納’果實(shí)油脂品質(zhì)處于較佳狀態(tài)。該結(jié)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(jié)果存在差異。

3 結(jié) 論

本研究測(cè)定分析了‘阿爾波薩納’果實(shí)的表型性狀以及主要功能成分在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明：縱橫徑、果實(shí)質(zhì)量在2017年11月10日之前處于上升狀態(tài)，之后開(kāi)始下降，后期稍有上升。含水率在整個(gè)生長(zhǎng)季整體處于下降趨勢(shì)，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(shù)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(shì)，2017年8月10日最低((8.42±0.26)%)，12月30日達(dá)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(nèi)最高，多酚、黃酮含量在9月30日—12月30日內(nèi)處于較低水平?？v橫徑、果實(shí)質(zhì)量在11月10日達(dá)到最大值。

‘阿爾波薩納’生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中果實(shí)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(duì)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(duì)油脂品質(zhì)的影響最大，9月10日—10月20日時(shí)間段內(nèi)，果實(shí)中油脂品質(zhì)處于較佳狀態(tài)。