不同品種與加工工藝對初榨橄欖油揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

雷春妮，張雅珩，李經(jīng)緯，解迎雙，金 鳳，周小平，齊安安，孫苗苗，陳瑞霞

(1.蘭州海關(guān)技術(shù)中心，蘭州 730010； 2.江蘇理工學(xué)院，江蘇 常州 213100； 3. 隴南市祥宇油橄欖開發(fā)有限責(zé)任公司，甘肅 隴南 746000； 4. 西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070)

我國油橄欖種植起步比較晚，于1964年開始引種油橄欖，其三大主要種植區(qū)為白龍江低山河谷區(qū)、金沙江干熱河谷區(qū)和長江三峽低山河谷區(qū)[1]。甘肅隴南是我國油橄欖一級適生區(qū)，截至2016年隴南油橄欖種植面積達3.64萬hm2，掛果面積約1.3萬hm2，鮮果產(chǎn)量達3萬t，初榨橄欖油產(chǎn)量達4 800 t，橄欖油產(chǎn)量、產(chǎn)值均居全國第一位[2]。隨著油橄欖種植面積的不斷擴大，極大地帶動了橄欖油的生產(chǎn)加工和消費需求，也使橄欖油豐富的營養(yǎng)價值和特殊的感官風(fēng)味得到更多消費者的認(rèn)可[3]。就消費者而言，除了看重橄欖油的營養(yǎng)價值之外，橄欖油的風(fēng)味也是其重點關(guān)注的一個指標(biāo)[4]。因此，了解并掌握單品種橄欖油的香氣成分組成及其受提取工藝的影響程度，明確橄欖油主要化合物對其香氣形成的貢獻，對橄欖油的合理加工及加工廢物(果渣)的利用具有重要意義。

目前關(guān)于橄欖油的研究主要集中在品質(zhì)分析、香氣成分鑒定以及橄欖油摻偽的檢測。韓銳等[5]以甘肅武都區(qū)董家壩油橄欖種植基地所產(chǎn)的佛奧、鄂植8 號、萊星、科拉蒂和皮削利5 個主栽品種油橄欖果實為研究對象，從生物學(xué)特征和活性成分兩方面分析了果實性狀和綜合品質(zhì)，認(rèn)為科拉蒂的綜合品質(zhì)最佳。向春蓉等[6]對涼山州4個引進品種(佛奧、奧托卡、豆果、城固32號)初榨橄欖油的酸價、過氧化值、α-生育酚含量、豆甾醇含量和β-谷甾醇含量以及脂肪酸組成進行測定，并采用主成分分析綜合評價了涼山州4個引進品種初榨橄欖油的品質(zhì)，認(rèn)為奧托卡的品質(zhì)最好。Reboredo-Rodríguez等[7]開發(fā)了基于動態(tài)頂空和氣相色譜質(zhì)譜結(jié)合測定特級初榨橄欖油揮發(fā)性組分，鑒定出51種特征性組分，該法檢出限為4.2～110.2 μg/kg，回收率為50.9%～113.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，重復(fù)性和重現(xiàn)性的精度令人滿意。Procida等[8]運用化學(xué)計量學(xué)法研究初榨橄欖油中揮發(fā)性化合物與感官特性的關(guān)系，鑒定了42種揮發(fā)性化合物，這些化合物對橄欖油氣味特性(‘綠色水果’和‘甜味’)和嗅覺感受產(chǎn)生積極影響。鐘誠等[9-10]采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用( HS-SPME-GC/MS)分離鑒定了隴南市武都區(qū)7個單品種初榨橄欖油中的揮發(fā)性風(fēng)味成分，共鑒定出86種化合物，并將初榨橄欖油風(fēng)味特征應(yīng)用到摻偽檢測中，以電子鼻技術(shù)結(jié)合化學(xué)計量學(xué)為基礎(chǔ)，建立了初榨橄欖油中摻雜油茶籽油的定性鑒別和定量預(yù)測模型。林晨等[11]運用氣相色譜法對4種植物油(橄欖油、花生油、菜籽油和大豆油)的脂肪酸組成進行分析，并構(gòu)建了植物油的指紋圖譜，對4種植物油進行鑒別和分類。田維芬等[12]運用電子鼻和頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用儀對不同品牌的橄欖油揮發(fā)性物質(zhì)進行檢測和分析，橄欖油品牌不同，主要的揮發(fā)性成分種類及其相對含量有差異。龐偉強等[13]對甘肅隴南6個單品種初榨橄欖油的活體香氣成分和生物活性物質(zhì)多酚進行了分析，各單品種初榨橄欖油的活體香氣主要呈現(xiàn)果味(綠色清香)，多酚類物質(zhì)的含量為401.77～724.20 μg/g。近年來，對單品種橄欖油的研究報道甚少，對不同提取工藝條件下橄欖油揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究未見報道，提取工藝過程中鮮橄欖果、果渣、毛油、成品油的香氣成分變化分析也未見研究。

本文采用熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜(TD-GC-MS)法對9個單品種初榨橄欖油進行揮發(fā)性風(fēng)味成分分析，并考察了萊星、鄂植8號鮮橄欖果的成熟度及酶法輔助提取對初榨橄欖油香氣成分的影響，旨在對不同提取條件下初榨橄欖油風(fēng)味進行評價；同時對同一品種的鮮橄欖果、果渣、毛油、初榨橄欖油的揮發(fā)性風(fēng)味成分進行分析，探索從橄欖果到橄欖油的過程中香氣成分的變化規(guī)律，為國產(chǎn)油橄欖加工工藝提供指導(dǎo)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

油橄欖鮮果于2016年6—10月采自隴南市祥宇油橄欖開發(fā)有限責(zé)任公司油橄欖基地，共選取9個品種(賀吉，成熟度0；皮削利，成熟度0；鄂植8 號，成熟度1；皮瓜爾，成熟度1；豆果，成熟度1；奇跡，成熟度1；阿斯，成熟度3；萊星，成熟度3和成熟度4.6；城固32號，成熟度3.3和成熟度5.8)，冷凍儲存?zhèn)溆?。單品種初榨橄欖油均由隴南市祥宇油橄欖開發(fā)有限責(zé)任公司提供。

Agilent 7890A/5975C氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；MassworksTM軟件，美國Cemo Bioscience公司；AutoTD自動熱脫附解吸儀、90 mm×6.4 mm不銹鋼采樣管(內(nèi)裝150 mg Tenax-TA吸附劑)，成都科林儀器公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 初榨橄欖油的制備

油橄欖果(采后12 h內(nèi)提油)→去枝葉→清洗→破碎→融合攪拌→臥式離心機第一次離心分離(果渣和油水分離后，取渣為果渣)→碟式離心機第二次離心分離(油和水分離后，取油樣為毛油)→毛油自然沉降→油樣為初榨橄欖油。初榨橄欖油樣品置于4℃冷庫中備用。

酶法輔助提取橄欖油時，在融合攪拌之前加入果膠酶和纖維素酶(比例1∶1，加量0.1%)，其他步驟均與上述方法一樣。

1.2.2 橄欖油風(fēng)味物質(zhì)的檢測

用10 mL移液管準(zhǔn)確移取8.0 mL橄欖油樣于20 mL頂空瓶中，用帶有隔墊的瓶蓋密封，置于集熱式恒溫加熱器中，在一定溫度下通過隔墊將已老化好的采樣管插入頂空瓶中(距離液面1 cm)，吸附一定時間，待TD-GC-MS分析。通過NIST 11標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索和MassworksTM質(zhì)譜解析軟件對初榨橄欖油揮發(fā)性風(fēng)味成分進行定性分析，采用峰面積歸一化法對揮發(fā)性組分進行定量，橄欖果稱樣量為8.0 g，其他與橄欖油風(fēng)味物質(zhì)檢測方法一致。

熱脫附儀參數(shù)：一級解吸溫度180℃，一級解吸時間5 min；二級解吸溫度280℃，二級解吸時間8 min；進樣時間60 s；冷阱溫度-30℃；傳輸線溫度200℃；閥溫度150℃；載氣為高純氦氣(純度≥99.999%)，載氣壓力90 kPa；驅(qū)動氣體為空氣。

GC條件：HP-INNOWAX色譜柱(60 m×0.250 mm×0.5 μm)；程序升溫為初始溫度 60℃，保持1 min，以2℃/min升至255℃，保持20 min；載氣為高純氦氣(純度≥99.999%)；進樣口溫度260℃；恒壓模式(68.95 kPa)；分流比5∶1。

MS條件：電子電離(EI)源,電子能量70 eV,接口溫度250℃,離子源溫度230℃；溶劑延遲時間8 min；質(zhì)量掃描范圍(m/z)25～550 u。

2 結(jié)果與討論

2.1 單品種初榨橄欖油的揮發(fā)性風(fēng)味成分的鑒定

單品種初榨橄欖油的揮發(fā)性風(fēng)味成分鑒定結(jié)果及相對含量見表1。由表1可知，初榨橄欖油的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分有22種，按官能團的不同分為5大類物質(zhì)，分別為醇類、醛類、酯類、酮類、萜烯類。單品種初榨橄欖油揮發(fā)性成分分類及相對含量見表2。

表1 初榨橄欖油的揮發(fā)性風(fēng)味成分鑒定結(jié)果及相對含量

續(xù)表1

化合物相對含量/%賀吉(0)皮削利(0)鄂植8號(1)皮瓜爾(1)豆果(1)奇跡(1)阿斯(3)萊星(3)萊星(4.6)城固32號(3.3)城固32號(5.8)氣味特征描述紫蘇烯1.5800.2490.5140.1790.3831.2520.6191.2910.3390.3560.531/(E)-2-戊烯 -1-醇0.1430.2640.2800.4500.0300.2320.2810.1000.1280.2510.124/(Z)-2-戊烯 -1-醇1.3712.0061.2493.2450.9271.9442.3860.9941.0021.5331.472因濃度不同具甘甜清香及刺激臭乙酸葉醇酯nd0.502ndnd0.3001.3002.4440.2480.7046.1335.888有強烈的香蕉似的清香,花香型香氣(Z)-2-庚烯醛ndnd0.690ndndnd0.908ndndndnd/正己醇0.3750.3891.2800.3170.3190.4380.8930.4641.2901.0292.662有水果香氣及芬芳的風(fēng)味,味道似蘋果皮味葉醇1.6324.5711.1944.1831.9855.7687.1881.4142.6734.5224.567強烈的新鮮草葉的清香,新茶葉和蘋果清香壬醛0.2130.3351.1290.3430.4340.2200.6750.1600.1690.2640.356具有脂肪和柑橘的風(fēng)味(E)-2-己烯-1-醇1.0610.5480.576nd0.4210.258nd0.9461.8800.2291.127具有強烈的未成熟果實氣味(E,E)-2,4-己二烯醛0.5941.2080.5271.3760.7511.5661.5350.5450.5410.8920.729/(E,E)-2,4-庚二烯醛ndnd1.035ndndndndndndndnd/2-乙基己醇0.1350.2420.392nd0.2150.295nd0.1800.1170.2890.192具有甜味和淡淡的花香

注：括號中數(shù)字表示成熟度；nd表示未檢出；/表示未找到相關(guān)描述。

表2 單品種初榨橄欖油揮發(fā)性成分分類及相對含量 %

由表1、表2可見，醛類是初榨橄欖油香氣中最主要的化合物，共鑒定出7種，占總香氣成分的49.182%～81.410%。醛類物質(zhì)主要為C6～C9的醛，而C6的醛是對初榨橄欖油的風(fēng)味特征貢獻最大的物質(zhì)[6]。(E)-2-己烯醛(34.685%～76.690%)是相對含量最高的物質(zhì)，是初榨橄欖油的主體香氣成分，呈濃郁新鮮水果和綠葉清香氣，其含量在各品種間差異很大，這是由于每個品種中合成這些C6醛類的酶活性或含量存在差別，而這種差別又是由其基因決定的[9，14]。(E)-2-己烯醛除通過脂氧合酶途徑產(chǎn)生外，還可經(jīng)不穩(wěn)定的(E)-3-己烯醛快速異構(gòu)化為較穩(wěn)定的(E)-2-己烯醛[15]。(Z)-2-庚烯醛僅存在于鄂植8號和阿斯品種的香氣中。醛的形成可以通過影響醇脫氫酶的活性進而進一步加快醇的分解，因此醛在一定程度上可抑制醇的生成[16]。長鏈醛在所分析的樣品中含量較低，據(jù)文獻報道這些化合物可被視為氧化標(biāo)志物及樣品品質(zhì)良好的表征[17]。此外，各品種中(E)-2-己烯醛的含量均高于正己醛，這反映出在脂氧合酶途徑中(E)-2-己烯醛/(E) -2-己烯醇支鏈相對于己醛/1-己醇支鏈占主導(dǎo)地位，這與鐘誠等[9]對隴南市武都初榨橄欖油的研究結(jié)論相同。

8種醇類物質(zhì)被鑒定出來，主要有(Z)-2-戊烯-1-醇(0.927%～3.245%) 、葉醇(1.194%～7.188%)和1-戊烯-3-醇(0.665%～5.201%)。醇類物質(zhì)主要為C5和C6的化合物，這些化合物對初榨橄欖油的氣味特征有積極的貢獻[18]。除皮瓜爾和阿斯品種外，其他品種均鑒定出(E)-2-己烯-1-醇和2-乙基己醇，而正戊醇(0.595%)僅在鄂植8號品種的香氣中檢出。從文獻[15]中得知，這些醇類化合物主要通過脂氧合酶途徑合成，包括酶的氧化、裂解(過氧化氫酶)，又通過醇脫氫的作用減少(醇脫氫酶)，由于葉醇需要較低的脂肪氧合酶的活性，故其相對含量較高。

酯類化合物有乙酸葉醇酯(nd～6.133%)和乙酸己酯 (nd～2.693%)，乙酸葉醇酯有強烈的香蕉似的清香和花香型香氣，在賀吉、鄂植8號和皮瓜爾品種中未鑒定出，乙酸己酯只存在于萊星和城固32號品種的香氣中。酮類主要為C5的3-戊酮(0.400%～2.166%)和1-戊烯-3-酮(1.493%～4.684%)，一般對橄欖油的氣味具有積極的貢獻，并且可作為初榨橄欖油質(zhì)量的標(biāo)記物[19]。酮存在于初榨橄欖油的香氣中其可能的原因是與果實中內(nèi)源酶的活性相關(guān)[17]。除了以上來自脂氧合酶途徑的物質(zhì)外，還有一些含量較低的烯烴類化合物，現(xiàn)有文獻對這類物質(zhì)的來源鮮有報道，故其來源需待進一步研究確定。通過對22種香氣成分的分析，甘肅隴南的9個單品種初榨橄欖油因油橄欖自身基因的差異而導(dǎo)致初榨橄欖油的香氣成分在其相對含量和成分組成上均存在差異。

2.2 不同成熟度的橄欖果對初榨橄欖油香氣的影響

由表1、表2可知，對不同成熟度(成熟度3和成熟度4.6)的萊星單品種初榨橄欖油的揮發(fā)性風(fēng)味成分比較分析可知：隨著成熟度的增大，正己醛(2.649%→3.749%)，(E)-2-己烯-1-醇(0.946%→1.880%)、正己醇(0.464%→1.290%)、乙酸己酯(0.057%→0.236%)、乙酸葉醇酯(0.248%→0.704%)、檸檬烯(nd→0.517%)的相對含量明顯升高；值得注意的是，檸檬烯(0.517%)只是在成熟度高的初榨橄欖油中檢出，而1-戊烯-3-醇隨成熟度增大相對含量反而降低(1.280%→0.742%)；醇類(5.378%→7.832%)、酯類(0.305%→0.940%)化合物隨著成熟度的增大相對含量有所提高，萜烯類(1.495%→1.088%)化合物隨著成熟度的增大而降低，酮類(2.300%→2.125%)、醛類(81.078%→81.410%)化合物相對含量隨著成熟度的變化差異不明顯。對不同成熟度(成熟度3.3和成熟度5.8)的城固32號單品種初榨橄欖油的香氣成分分析可知：(E)-2-己烯醛(38.738%→60.398%)、正己醇(1.029%→2.662%)、檸檬烯(0.129%→2.015%)、(E)-2-己烯-1-醇(0.229%→1.127%)隨成熟度增大其相對含量明顯升高，而1-戊烯-3-醇(4.465%→0.665%)、正己醛(7.422%→3.709%)相對含量顯著降低；醛類(49.182%→66.097%)、萜烯類(1.130%→3.594%)化合物隨著成熟度的增大相對含量顯著提高，酮類(4.673%→2.104%)、醇類(12.318%→10.809%)相對含量隨著成熟度的增大而降低。在早期的研究中并沒有發(fā)現(xiàn)油橄欖果實成熟度與橄欖油風(fēng)味成分的關(guān)系。Kiritsakis[20]對Drittar油橄欖品種的研究表明，己醛、2-己烯醛、庚烷的含量與油橄欖果實顏色并無關(guān)系。綜上所述，同一品種不同成熟度的油橄欖獲取的初榨橄欖油，揮發(fā)性風(fēng)味成分存在差異，且不同品種初榨橄欖油揮發(fā)性成分含量隨油橄欖成熟度的變化規(guī)律基本一致。

2.3 酶法輔助對初榨橄欖油揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

對萊星(成熟度3)、鄂植8號(成熟度1)單品種油橄欖在不同提取工藝條件下提取初榨橄欖油的過程進行了考察，結(jié)果見表3。由表3可見，不加酶條件下萊星單品種初榨橄欖油共鑒定出18種香氣組分, 而加酶條件下鑒定出17種，主要香氣成分有酮類、醛類、醇類、萜烯類和酯類，兩種條件下初榨橄欖油揮發(fā)性成分在個數(shù)和含量上均存在差異，二者共有成分包括正己醛、(E)-2-己烯醛、正己醇等16種，加酶融合攪拌所得初榨橄欖油特有成分為(E,E)-2,4-庚二烯醛(1.035%)，不加酶融合攪拌所得初榨橄欖油特有成分為乙酸己酯(0.057%)和乙酸葉醇酯(0.248%)。對于鄂植8號，加酶條件下所得初榨橄欖油鑒定出19種香氣成分，不加酶條件下鑒定出13種，主要香氣成分有酮類、醛類、醇類、萜烯類，兩種條件下初榨橄欖油香氣成分在個數(shù)和含量上均存在差異，二者共有成分包括正己醛、(E)-2-己烯醛、正己醇等13種，加酶融合攪拌所得初榨橄欖油特有成分有檸檬烯(0.134%)、正戊醇(0.595%)、(Z)-2-庚烯醛(0.690%)、(E)-2-己烯-1-醇(0.576%)、(E,E)-2,4-庚二烯醛(1.035%)、2-乙基己醇(0.392%)。酶法輔助對初榨橄欖油揮發(fā)性成分有較大的影響，融合攪拌前加酶和不加酶條件下的初榨橄欖油香氣成分和相對含量上均存在較大差異，這是因為加酶可以改變脂氧合酶途徑中的主導(dǎo)地位，因此可根據(jù)脂氧合酶途徑加入相關(guān)酶，促使得到具有美妙而獨特的“綠色”風(fēng)味的初榨橄欖油，目前還未見到有油橄欖果酶法輔助提取橄欖油的相關(guān)文獻報道。綜上所述，加酶融合攪拌獲得的呈香組分相對較多，對初榨橄欖油香氣有重要貢獻，所以加酶融合攪拌工藝較佳。

2.4 初榨橄欖油提取工藝過程中揮發(fā)性成分分析

從表3可知，從鮮橄欖果經(jīng)攪拌融合、毛油到初榨橄欖油，提取過程中揮發(fā)性成分發(fā)生了變化。萊星的鮮橄欖果、攪拌融合果泥、毛油、果渣、初榨橄欖油共鑒定出21種香氣組分，鄂植8號的鮮橄欖果、攪拌融合果泥、毛油、果渣、初榨橄欖油共鑒定出19種香氣組分，萊星、鄂植8號鮮橄欖果揮發(fā)性成分中相對含量較高的化合物有3-戊酮(2.415%、8.657%)、正己醛(12.781%、35.369%)、2-己烯醛(1.930%、2.550%)、(E)-2-己烯醛(3.701%、2.063%)，而1-戊烯-3-酮(0.596%)、紫蘇烯(0.715%)、壬醛(0.392%)、(E)-2-己烯-1-醇(0.911%)僅存在于萊星鮮橄欖果香氣中。融合攪拌15 min時，攪拌融合果泥中相對含量較高的組分有(E)-2-己烯醛(26.399%～51.314%)、正己醛(3.030% ～17.859%)、(Z)-2-戊烯-1-醇(3.066%～3.985%)、1-戊烯-3-醇(2.447% ～5.299%)；融合攪拌70 min時，相對含量較高的有(E)-2-己烯醛(26.198% ～58.299%)、正己醛(1.621% ～8.472%)、(Z)-2-戊烯-1-醇(2.884%～7.384%)、1-戊烯-3-醇(1.844% ～6.507%)。毛油揮發(fā)性組分中相對含量較高的化合物有3-戊酮(3.347%～7.492%)、正己醛(1.356%～2.820%)、(E)-2-己烯醛(3.193%～45.015%)、正己醇(8.227%～26.056%)、(E)-2-己烯-1-醇(11.364%～35.238%)。果渣香氣組分中相對含量較高的化合物有正己醛(5.694%～27.526%)、(Z)-2-戊烯 -1-醇(3.351%～4.791%)、1-戊烯-3-醇(1.935%～5.381%)、(E)-2-己烯醛(17.791%～48.637%)。初榨橄欖油香氣組分中相對含量較高的化合物有1-戊烯-3-酮(1.692%～3.720%)、正己醛(2.649%～6.775%)、(E)-2-己烯醛(43.808%～79.096%)。此外，初榨橄欖油提取過程中，鮮橄欖果、攪拌融合果泥、果渣、初榨橄欖油揮發(fā)性成分中均是醛類相對含量最高，而毛油揮發(fā)性成分中醇類物質(zhì)相對含量顯著升高，這是因為經(jīng)第一次離心將果渣和毛油(油和水)分離，醇類物質(zhì)易溶水，所以毛油中醇類物質(zhì)較高。目前為止，尚未見到初榨橄欖油提取過程中揮發(fā)性成分變化的相關(guān)報道，其變化機理還有待進一步研究。

3 結(jié) 論

甘肅隴南的9個單品種初榨橄欖油揮發(fā)性風(fēng)味成分在其相對含量和成分組成上存在較大差別，故可以通過將單品種的初榨橄欖油按照一定比例混合，可以調(diào)配不同香氣的初榨橄欖油，使其更加容易被消費者接受并認(rèn)可。同一品種不同成熟度的油橄欖獲取的初榨橄欖油，揮發(fā)性風(fēng)味成分存在較大差異；不同品種初榨橄欖油揮發(fā)性成分含量隨油橄欖成熟度的變化規(guī)律基本一致。對酶法輔助進行了考察，加酶提取工藝較佳，可豐富初榨橄欖油香氣。掌握從橄欖果到橄欖油的提取過程中揮發(fā)性成分的變化，可為國產(chǎn)油橄欖加工工藝提供指導(dǎo)和參考。