不同品种与加工工艺对初榨橄榄油挥发性风味成分的影响

雷春妮，张雅珩，李经纬，解迎双，金 凤，周小平，齐安安，孙苗苗，陈瑞霞

(1.兰州海关技术中心，兰州 730010； 2.江苏理工学院，江苏 常州 213100； 3. 陇南市祥宇油橄榄开发有限责任公司，甘肃 陇南 746000； 4. 西北师范大学 地理与环境科学学院，兰州 730070)

我国油橄榄种植起步比较晚，于1964年开始引种油橄榄，其三大主要种植区为白龙江低山河谷区、金沙江干热河谷区和长江三峡低山河谷区[1]。甘肃陇南是我国油橄榄一级适生区，截至2016年陇南油橄榄种植面积达3.64万hm2，挂果面积约1.3万hm2，鲜果产量达3万t，初榨橄榄油产量达4 800 t，橄榄油产量、产值均居全国第一位[2]。随着油橄榄种植面积的不断扩大，极大地带动了橄榄油的生产加工和消费需求，也使橄榄油丰富的营养价值和特殊的感官风味得到更多消费者的认可[3]。就消费者而言，除了看重橄榄油的营养价值之外，橄榄油的风味也是其重点关注的一个指标[4]。因此，了解并掌握单品种橄榄油的香气成分组成及其受提取工艺的影响程度，明确橄榄油主要化合物对其香气形成的贡献，对橄榄油的合理加工及加工废物(果渣)的利用具有重要意义。

目前关于橄榄油的研究主要集中在品质分析、香气成分鉴定以及橄榄油掺伪的检测。韩锐等[5]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，认为科拉蒂的综合品质最佳。向春蓉等[6]对凉山州4个引进品种(佛奥、奥托卡、豆果、城固32号)初榨橄榄油的酸价、过氧化值、α-生育酚含量、豆甾醇含量和β-谷甾醇含量以及脂肪酸组成进行测定，并采用主成分分析综合评价了凉山州4个引进品种初榨橄榄油的品质，认为奥托卡的品质最好。Reboredo-Rodríguez等[7]开发了基于动态顶空和气相色谱质谱结合测定特级初榨橄榄油挥发性组分，鉴定出51种特征性组分，该法检出限为4.2～110.2 μg/kg，回收率为50.9%～113.9%，相对标准偏差小于10%，重复性和重现性的精度令人满意。Procida等[8]运用化学计量学法研究初榨橄榄油中挥发性化合物与感官特性的关系，鉴定了42种挥发性化合物，这些化合物对橄榄油气味特性(‘绿色水果’和‘甜味’)和嗅觉感受产生积极影响。钟诚等[9-10]采用顶空固相微萃取-气质联用( HS-SPME-GC/MS)分离鉴定了陇南市武都区7个单品种初榨橄榄油中的挥发性风味成分，共鉴定出86种化合物，并将初榨橄榄油风味特征应用到掺伪检测中，以电子鼻技术结合化学计量学为基础，建立了初榨橄榄油中掺杂油茶籽油的定性鉴别和定量预测模型。林晨等[11]运用气相色谱法对4种植物油(橄榄油、花生油、菜籽油和大豆油)的脂肪酸组成进行分析，并构建了植物油的指纹图谱，对4种植物油进行鉴别和分类。田维芬等[12]运用电子鼻和顶空固相微萃取-气质联用仪对不同品牌的橄榄油挥发性物质进行检测和分析，橄榄油品牌不同，主要的挥发性成分种类及其相对含量有差异。庞伟强等[13]对甘肃陇南6个单品种初榨橄榄油的活体香气成分和生物活性物质多酚进行了分析，各单品种初榨橄榄油的活体香气主要呈现果味(绿色清香)，多酚类物质的含量为401.77～724.20 μg/g。近年来，对单品种橄榄油的研究报道甚少，对不同提取工艺条件下橄榄油挥发性风味成分的研究未见报道，提取工艺过程中鲜橄榄果、果渣、毛油、成品油的香气成分变化分析也未见研究。

本文采用热脱附-气相色谱-质谱(TD-GC-MS)法对9个单品种初榨橄榄油进行挥发性风味成分分析，并考察了莱星、鄂植8号鲜橄榄果的成熟度及酶法辅助提取对初榨橄榄油香气成分的影响，旨在对不同提取条件下初榨橄榄油风味进行评价；同时对同一品种的鲜橄榄果、果渣、毛油、初榨橄榄油的挥发性风味成分进行分析，探索从橄榄果到橄榄油的过程中香气成分的变化规律，为国产油橄榄加工工艺提供指导和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

油橄榄鲜果于2016年6—10月采自陇南市祥宇油橄榄开发有限责任公司油橄榄基地，共选取9个品种(贺吉，成熟度0；皮削利，成熟度0；鄂植8 号，成熟度1；皮瓜尔，成熟度1；豆果，成熟度1；奇迹，成熟度1；阿斯，成熟度3；莱星，成熟度3和成熟度4.6；城固32号，成熟度3.3和成熟度5.8)，冷冻储存备用。单品种初榨橄榄油均由陇南市祥宇油橄榄开发有限责任公司提供。

Agilent 7890A/5975C气相色谱/质谱联用仪，美国安捷伦公司；MassworksTM软件，美国Cemo Bioscience公司；AutoTD自动热脱附解吸仪、90 mm×6.4 mm不锈钢采样管(内装150 mg Tenax-TA吸附剂)，成都科林仪器公司。

1.2 试验方法

1.2.1 初榨橄榄油的制备

油橄榄果(采后12 h内提油)→去枝叶→清洗→破碎→融合搅拌→卧式离心机第一次离心分离(果渣和油水分离后，取渣为果渣)→碟式离心机第二次离心分离(油和水分离后，取油样为毛油)→毛油自然沉降→油样为初榨橄榄油。初榨橄榄油样品置于4℃冷库中备用。

酶法辅助提取橄榄油时，在融合搅拌之前加入果胶酶和纤维素酶(比例1∶1，加量0.1%)，其他步骤均与上述方法一样。

1.2.2 橄榄油风味物质的检测

用10 mL移液管准确移取8.0 mL橄榄油样于20 mL顶空瓶中，用带有隔垫的瓶盖密封，置于集热式恒温加热器中，在一定温度下通过隔垫将已老化好的采样管插入顶空瓶中(距离液面1 cm)，吸附一定时间，待TD-GC-MS分析。通过NIST 11标准谱库检索和MassworksTM质谱解析软件对初榨橄榄油挥发性风味成分进行定性分析，采用峰面积归一化法对挥发性组分进行定量，橄榄果称样量为8.0 g，其他与橄榄油风味物质检测方法一致。

热脱附仪参数：一级解吸温度180℃，一级解吸时间5 min；二级解吸温度280℃，二级解吸时间8 min；进样时间60 s；冷阱温度-30℃；传输线温度200℃；阀温度150℃；载气为高纯氦气(纯度≥99.999%)，载气压力90 kPa；驱动气体为空气。

GC条件：HP-INNOWAX色谱柱(60 m×0.250 mm×0.5 μm)；程序升温为初始温度 60℃，保持1 min，以2℃/min升至255℃，保持20 min；载气为高纯氦气(纯度≥99.999%)；进样口温度260℃；恒压模式(68.95 kPa)；分流比5∶1。

MS条件：电子电离(EI)源,电子能量70 eV,接口温度250℃,离子源温度230℃；溶剂延迟时间8 min；质量扫描范围(m/z)25～550 u。

2 结果与讨论

2.1 单品种初榨橄榄油的挥发性风味成分的鉴定

单品种初榨橄榄油的挥发性风味成分鉴定结果及相对含量见表1。由表1可知，初榨橄榄油的主要挥发性风味成分有22种，按官能团的不同分为5大类物质，分别为醇类、醛类、酯类、酮类、萜烯类。单品种初榨橄榄油挥发性成分分类及相对含量见表2。

表1 初榨橄榄油的挥发性风味成分鉴定结果及相对含量

续表1

化合物相对含量/%贺吉(0)皮削利(0)鄂植8号(1)皮瓜尔(1)豆果(1)奇迹(1)阿斯(3)莱星(3)莱星(4.6)城固32号(3.3)城固32号(5.8)气味特征描述紫苏烯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因浓度不同具甘甜清香及刺激臭乙酸叶醇酯nd0.502ndnd0.3001.3002.4440.2480.7046.1335.888有强烈的香蕉似的清香,花香型香气(Z)-2-庚烯醛ndnd0.690ndndnd0.908ndndndnd/正己醇0.3750.3891.2800.3170.3190.4380.8930.4641.2901.0292.662有水果香气及芬芳的风味,味道似苹果皮味叶醇1.6324.5711.1944.1831.9855.7687.1881.4142.6734.5224.567强烈的新鲜草叶的清香,新茶叶和苹果清香壬醛0.2130.3351.1290.3430.4340.2200.6750.1600.1690.2640.356具有脂肪和柑橘的风味(E)-2-己烯-1-醇1.0610.5480.576nd0.4210.258nd0.9461.8800.2291.127具有强烈的未成熟果实气味(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：括号中数字表示成熟度；nd表示未检出；/表示未找到相关描述。

表2 单品种初榨橄榄油挥发性成分分类及相对含量 %

由表1、表2可见，醛类是初榨橄榄油香气中最主要的化合物，共鉴定出7种，占总香气成分的49.182%～81.410%。醛类物质主要为C6～C9的醛，而C6的醛是对初榨橄榄油的风味特征贡献最大的物质[6]。(E)-2-己烯醛(34.685%～76.690%)是相对含量最高的物质，是初榨橄榄油的主体香气成分，呈浓郁新鲜水果和绿叶清香气，其含量在各品种间差异很大，这是由于每个品种中合成这些C6醛类的酶活性或含量存在差别，而这种差别又是由其基因决定的[9，14]。(E)-2-己烯醛除通过脂氧合酶途径产生外，还可经不稳定的(E)-3-己烯醛快速异构化为较稳定的(E)-2-己烯醛[15]。(Z)-2-庚烯醛仅存在于鄂植8号和阿斯品种的香气中。醛的形成可以通过影响醇脱氢酶的活性进而进一步加快醇的分解，因此醛在一定程度上可抑制醇的生成[16]。长链醛在所分析的样品中含量较低，据文献报道这些化合物可被视为氧化标志物及样品品质良好的表征[17]。此外，各品种中(E)-2-己烯醛的含量均高于正己醛，这反映出在脂氧合酶途径中(E)-2-己烯醛/(E) -2-己烯醇支链相对于己醛/1-己醇支链占主导地位，这与钟诚等[9]对陇南市武都初榨橄榄油的研究结论相同。

8种醇类物质被鉴定出来，主要有(Z)-2-戊烯-1-醇(0.927%～3.245%) 、叶醇(1.194%～7.188%)和1-戊烯-3-醇(0.665%～5.201%)。醇类物质主要为C5和C6的化合物，这些化合物对初榨橄榄油的气味特征有积极的贡献[18]。除皮瓜尔和阿斯品种外，其他品种均鉴定出(E)-2-己烯-1-醇和2-乙基己醇，而正戊醇(0.595%)仅在鄂植8号品种的香气中检出。从文献[15]中得知，这些醇类化合物主要通过脂氧合酶途径合成，包括酶的氧化、裂解(过氧化氢酶)，又通过醇脱氢的作用减少(醇脱氢酶)，由于叶醇需要较低的脂肪氧合酶的活性，故其相对含量较高。

酯类化合物有乙酸叶醇酯(nd～6.133%)和乙酸己酯 (nd～2.693%)，乙酸叶醇酯有强烈的香蕉似的清香和花香型香气，在贺吉、鄂植8号和皮瓜尔品种中未鉴定出，乙酸己酯只存在于莱星和城固32号品种的香气中。酮类主要为C5的3-戊酮(0.400%～2.166%)和1-戊烯-3-酮(1.493%～4.684%)，一般对橄榄油的气味具有积极的贡献，并且可作为初榨橄榄油质量的标记物[19]。酮存在于初榨橄榄油的香气中其可能的原因是与果实中内源酶的活性相关[17]。除了以上来自脂氧合酶途径的物质外，还有一些含量较低的烯烃类化合物，现有文献对这类物质的来源鲜有报道，故其来源需待进一步研究确定。通过对22种香气成分的分析，甘肃陇南的9个单品种初榨橄榄油因油橄榄自身基因的差异而导致初榨橄榄油的香气成分在其相对含量和成分组成上均存在差异。

2.2 不同成熟度的橄榄果对初榨橄榄油香气的影响

由表1、表2可知，对不同成熟度(成熟度3和成熟度4.6)的莱星单品种初榨橄榄油的挥发性风味成分比较分析可知：随着成熟度的增大，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%)、乙酸叶醇酯(0.248%→0.704%)、柠檬烯(nd→0.517%)的相对含量明显升高；值得注意的是，柠檬烯(0.517%)只是在成熟度高的初榨橄榄油中检出，而1-戊烯-3-醇随成熟度增大相对含量反而降低(1.280%→0.742%)；醇类(5.378%→7.832%)、酯类(0.305%→0.940%)化合物随着成熟度的增大相对含量有所提高，萜烯类(1.495%→1.088%)化合物随着成熟度的增大而降低，酮类(2.300%→2.125%)、醛类(81.078%→81.410%)化合物相对含量随着成熟度的变化差异不明显。对不同成熟度(成熟度3.3和成熟度5.8)的城固32号单品种初榨橄榄油的香气成分分析可知：(E)-2-己烯醛(38.738%→60.398%)、正己醇(1.029%→2.662%)、柠檬烯(0.129%→2.015%)、(E)-2-己烯-1-醇(0.229%→1.127%)随成熟度增大其相对含量明显升高，而1-戊烯-3-醇(4.465%→0.665%)、正己醛(7.422%→3.709%)相对含量显著降低；醛类(49.182%→66.097%)、萜烯类(1.130%→3.594%)化合物随着成熟度的增大相对含量显著提高，酮类(4.673%→2.104%)、醇类(12.318%→10.809%)相对含量随着成熟度的增大而降低。在早期的研究中并没有发现油橄榄果实成熟度与橄榄油风味成分的关系。Kiritsakis[20]对Drittar油橄榄品种的研究表明，己醛、2-己烯醛、庚烷的含量与油橄榄果实颜色并无关系。综上所述，同一品种不同成熟度的油橄榄获取的初榨橄榄油，挥发性风味成分存在差异，且不同品种初榨橄榄油挥发性成分含量随油橄榄成熟度的变化规律基本一致。

2.3 酶法辅助对初榨橄榄油挥发性风味成分的影响

对莱星(成熟度3)、鄂植8号(成熟度1)单品种油橄榄在不同提取工艺条件下提取初榨橄榄油的过程进行了考察，结果见表3。由表3可见，不加酶条件下莱星单品种初榨橄榄油共鉴定出18种香气组分, 而加酶条件下鉴定出17种，主要香气成分有酮类、醛类、醇类、萜烯类和酯类，两种条件下初榨橄榄油挥发性成分在个数和含量上均存在差异，二者共有成分包括正己醛、(E)-2-己烯醛、正己醇等16种，加酶融合搅拌所得初榨橄榄油特有成分为(E,E)-2,4-庚二烯醛(1.035%)，不加酶融合搅拌所得初榨橄榄油特有成分为乙酸己酯(0.057%)和乙酸叶醇酯(0.248%)。对于鄂植8号，加酶条件下所得初榨橄榄油鉴定出19种香气成分，不加酶条件下鉴定出13种，主要香气成分有酮类、醛类、醇类、萜烯类，两种条件下初榨橄榄油香气成分在个数和含量上均存在差异，二者共有成分包括正己醛、(E)-2-己烯醛、正己醇等13种，加酶融合搅拌所得初榨橄榄油特有成分有柠檬烯(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%)。酶法辅助对初榨橄榄油挥发性成分有较大的影响，融合搅拌前加酶和不加酶条件下的初榨橄榄油香气成分和相对含量上均存在较大差异，这是因为加酶可以改变脂氧合酶途径中的主导地位，因此可根据脂氧合酶途径加入相关酶，促使得到具有美妙而独特的“绿色”风味的初榨橄榄油，目前还未见到有油橄榄果酶法辅助提取橄榄油的相关文献报道。综上所述，加酶融合搅拌获得的呈香组分相对较多，对初榨橄榄油香气有重要贡献，所以加酶融合搅拌工艺较佳。

2.4 初榨橄榄油提取工艺过程中挥发性成分分析

从表3可知，从鲜橄榄果经搅拌融合、毛油到初榨橄榄油，提取过程中挥发性成分发生了变化。莱星的鲜橄榄果、搅拌融合果泥、毛油、果渣、初榨橄榄油共鉴定出21种香气组分，鄂植8号的鲜橄榄果、搅拌融合果泥、毛油、果渣、初榨橄榄油共鉴定出19种香气组分，莱星、鄂植8号鲜橄榄果挥发性成分中相对含量较高的化合物有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%)、紫苏烯(0.715%)、壬醛(0.392%)、(E)-2-己烯-1-醇(0.911%)仅存在于莱星鲜橄榄果香气中。融合搅拌15 min时，搅拌融合果泥中相对含量较高的组分有(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%)；融合搅拌70 min时，相对含量较高的有(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%)。毛油挥发性组分中相对含量较高的化合物有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%)。果渣香气组分中相对含量较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%)。初榨橄榄油香气组分中相对含量较高的化合物有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，初榨橄榄油提取过程中，鲜橄榄果、搅拌融合果泥、果渣、初榨橄榄油挥发性成分中均是醛类相对含量最高，而毛油挥发性成分中醇类物质相对含量显著升高，这是因为经第一次离心将果渣和毛油(油和水)分离，醇类物质易溶水，所以毛油中醇类物质较高。目前为止，尚未见到初榨橄榄油提取过程中挥发性成分变化的相关报道，其变化机理还有待进一步研究。

3 结 论

甘肃陇南的9个单品种初榨橄榄油挥发性风味成分在其相对含量和成分组成上存在较大差别，故可以通过将单品种的初榨橄榄油按照一定比例混合，可以调配不同香气的初榨橄榄油，使其更加容易被消费者接受并认可。同一品种不同成熟度的油橄榄获取的初榨橄榄油，挥发性风味成分存在较大差异；不同品种初榨橄榄油挥发性成分含量随油橄榄成熟度的变化规律基本一致。对酶法辅助进行了考察，加酶提取工艺较佳，可丰富初榨橄榄油香气。掌握从橄榄果到橄榄油的提取过程中挥发性成分的变化，可为国产油橄榄加工工艺提供指导和参考。