油橄榄果不同部位主要营养成分及抗氧化能力

池玉闽，董怡，何强，张文学，邓莎，何培君，贾利蓉

(四川大学 轻工科学与工程学院,成都 610065)

油橄榄(OleaeuropaeaL.)是一种重要的油料作物，起源于小亚细亚，于20世纪60年代引入我国后，逐渐在我国南方多地种植[1]。橄榄油是由橄榄果制成的，橄榄油中不饱和脂肪酸含量高，尤其是油酸,在总脂肪酸中的占比高达75%～80%[2]。橄榄油中富含多种脂溶性维生素以及甾醇、多酚等生理活性物质，对人体具有多种保健作用[3]。

近年来橄榄油产业飞速发展，不可避免地产生大量的油橄榄加工废弃物，如橄榄枝叶、橄榄果渣、废水等，目前这些生产废弃物造成了大量资源浪费和环境污染[4]，油橄榄产业亟需发展除榨油以外的高价值资源开发方式。油橄榄果营养丰富，且含有多种生理活性成分，是一种很好的食品原料。现已有研究将油橄榄废弃物用于食品及调味品行业，如橄榄果渣或果汁酿制的酱油、食醋[5-6]、米酒和果醋饮料[7—8]、油橄榄果渣饼干和面条[9—10]、油橄榄叶制成的橄榄茶[11]等。

油橄榄果按结构可分为果肉(外果皮及中果皮)、果核外壳(内果皮，以下简称核壳)、果仁(种子)三部分，肉眼观察可见三部分的外观、质地有较大差异，推测其营养成分也有较大差异，同时油橄榄果中含有多种酚类物质，具有较强的抗氧化能力[12]。因此，本研究分别对果肉、核壳、果仁的主要营养成分和体外抗氧化能力进行研究，针对油橄榄果各部分的成分特点，可以开发相关的健康食品、饮料、发酵制品、调味品、保健品等，可为延长橄榄油产业链、油橄榄废弃物深加工产业提供一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

油橄榄鲜果实：由四川橄榄枝农业科技有限责任公司提供，采于2021年10月。

1.2 试剂

无水碳酸钠、石油醚、氢氧化钠、二甲基亚砜(DMSO)：均为分析纯，成都金山化学试剂有限公司；硫酸、盐酸、丙酮：均为分析纯，四川西陇科学有限公司；无水乙醇、葡萄糖：均为分析纯，上海泰坦科技股份有限公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、福林酚、铁氰化钾、三氯乙酸、过硫酸钾：均为分析纯，成都科龙化工试剂厂；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)、没食子酸、羟基酪醇、橄榄苦苷：均为生物试剂，上海源叶生物科技有限公司；荧光素钠、水溶性维生素E(Trolox)、2,2-偶氮-二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(AAPH)：均为生物试剂，西格玛奥德里奇贸易有限公司；2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)：生物试剂，上海麦克林生化科技有限公司。

1.3 主要仪器与设备

SCIENTZ-10N冷冻干燥机 宁波新芝生物科技股份有限公司；1736R高速冷冻离心机 LaboGene公司；Synergy H1多功能微孔板检测仪 美国伯腾仪器有限公司；400A多功能粉碎机 永康市红太阳机电有限公司；Q Exactive Plus质谱仪、Ultimate 3000 HPLC系统 美国赛默飞世尔科技公司；电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；HYP-320智能消化炉、KDN-19F自动定氮仪、SLQ-6A粗纤维测定仪、SZC-D脂肪测定仪 上海纤检仪器有限公司。

1.4 实验方法

1.4.1 原料预处理及得率测定

取一定量新鲜油橄榄果进行称重后手动分离其结构，得到油橄榄果肉、核壳和果仁，分别称重。将分离后的新鲜原料冷冻干燥，粉碎后将其浸入石油醚中过夜浸提脱脂，重复提取2次后，将残渣置于通风橱中挥发掉大量残留石油醚后，置于50 ℃烘箱中热风干燥，去除残留有机试剂，得到脱水脱脂的油橄榄果肉粉、核壳粉、果仁粉，分别称重，计算得率，过筛后储存在阴凉干燥处备用。得率按式(1)计算：

得率(%)=m0/m×100%。

(1)

式中：m0为所得样品的质量，g；m为油橄榄果处理前的质量，g。

1.4.2 主要营养成分测定

水分、脂肪、蛋白质、粗纤维和灰分含量分别参考GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》、GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》、GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》、GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》、GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》进行测定和计算，结果以质量分数(%)表示。碳水化合物含量按式(2)计算：

总碳水化合物(%)=(1-w1-w2-w3-w4)×100%。

(2)

式中：w1为样品中水分的质量分数；w2为样品中粗蛋白的质量分数；w3为样品中粗灰分的质量分数；w4为样品中粗脂肪的质量分数。

1.4.3 抗氧化能力评价

1.4.3.1 提取液的制备

取脱水脱脂的油橄榄果肉粉、油橄榄核壳粉、油橄榄果仁粉各1.00 g，按料液比1∶25加入60%乙醇溶液，振荡混匀后在280 W条件下超声提取20 min，保持提取液不超过40 ℃。超声提取结束后取提取液进行离心(4 000 r/min，10 min)，保留上清液待测。

1.4.3.2 抗氧化成分含量的测定

以没食子酸为标准品，采用福林-酚比色法测定总酚含量[13]。使用高效液相法测定羟基酪醇[14]和橄榄苦苷含量[15]。以标准品浓度为横坐标，吸光度值或峰面积为纵坐标，得到总酚含量的标准曲线：y=0.004x+0.053，R2=0.998；羟基酪醇含量的标准曲线：y=1 108.9x-45.297，R2=0.999；橄榄苦苷含量的标准曲线，y=995.19x+2.498 7，R2=0.999，将样品吸光度值或峰面积代入可得到样品中相应抗氧化成分的含量(mg/g)。

1.4.3.3 抗氧化能力测定

以Trolox为标准品，2 μg/mL没食子酸溶液作阳性对照，测定DPPH·清除能力[16]和ABTS+清除能力[17]，采用ORAC法测定氧自由基吸收能力[18]。

以Trolox浓度为横坐标、清除率为纵坐标，得到DPPH·清除能力的标准曲线：y=0.037 2x+0.004 2，R2=0.999 5；ABTS+清除能力的标准曲线：y=0.017 2x-0.121 2，R2=0.994 1。将样品的清除率代入标准曲线方程得到样品DPPH·和ABTS+清除能力的Trolox当量。以Net AUC(荧光衰退曲线的保护面积)为纵坐标、Trolox浓度为横坐标，得到氧自由基吸收能力的标准曲线：y=8.085 6x+30.72，R2=0.994。最终样品的ORAC值以Trolox当量表示。

1.4.3.4 LC-MS分析

样品提取液使用孔径为0.45 μm的膜过滤，进样量5 μL。

LC条件：Hypersil GOLD C18色谱柱(100 mm×2.1 mm，1.9 μm)，柱烘箱温度30 ℃。流动相A为0.1% 甲酸(FA)，流动相B为含0.1% FA的乙腈。流速：0.300 mL/min，洗脱程序：0～3 min，5.0% B；3～12 min，5.0%～95.0% B；12～15 min，95.0% B；15～15.01 min，95.0%～5.0% B；15.01～18 min，5.0% B。

MS条件：正、负离子模式，扫描范围：50～1 500 Da。

1.4.4 数据处理

所有实验均进行3次平行操作，最终结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与讨论

2.1 主要营养成分

油橄榄果主要分为果肉、核壳、果仁三部分，肉眼观察可见油橄榄果三部分的外观、质地有较大差异。由表1可知，油橄榄鲜果中果肉占绝大部分，与核壳、果仁的质量比约为40∶9∶1，经过脱水脱脂后的样品得率，可以推测出经过榨油且烘干后的油橄榄果渣中几种结构的比重。可见油橄榄果废弃物中应以果肉为主，同时果渣中还应含有不少的油橄榄核壳，而果仁占比最少，见图1。

表1 新鲜油橄榄果各部分的得率Table 1 Yield of each part of fresh olive fruit

图1 油橄榄果各部分的外观形态Fig.1 Appearance morphology of each part of olive fruit

油橄榄果实各部分成分分析见表2，油橄榄果中水分和油脂含量均以果肉为最高，其次是果仁，最后是核壳。油脂是油橄榄果最重要的经济指标，新鲜油橄榄果中的油脂含量一般在11%～27.6%之间，使用压榨工艺的出油率通常约为25%[19]。在油橄榄果中，油脂主要集中在果肉和果仁中，而核壳中含量较低。产地、品种、生长状况的不同可能会造成不同油橄榄果油脂含量的差异[20]。

表2 新鲜油橄榄果各部分的基础营养成分含量(鲜基)Table 2 Content of basic nutrients of each part of fresh olive fruit (wet base) %

由表3可知，在油橄榄果肉中，除水分和脂肪外，以碳水化合物为主，可能包含一些小分子可溶性糖、纤维素、果胶，而粗纤维含量不高；碳水化合物是油橄榄核壳中最主要的成分，且其中大部分为粗纤维，可作为一种良好的不溶性膳食纤维来源。油橄榄果渣中膳食纤维含量丰富，达到80.65%，其中水溶性膳食纤维含量为31.48%，不溶性膳食纤维含量为49.17%[21]，油橄榄果膳食纤维可能主要来源于其果肉和核壳部分，且核壳部分以不溶性膳食纤维为主。膳食纤维具有预防肥胖、维护肠道健康、缓解便秘、降低心脑血管患病风险等重要的生理功能[22]，可利用油橄榄果肉和核壳制备膳食纤维，或用于其他高膳食纤维食品的加工。

表3 脱水脱脂油橄榄果各部分的基础营养成分含量(干基)Table 3 Content of basic nutrients of each part of dehydrated and defatted olive fruit (dry base) %

分析对比可知，鲜基中油橄榄果仁中灰分含量最高；干基中灰分含量最高的是油橄榄果肉，其次是油橄榄果仁，油橄榄核壳中含量最低。食品中的灰分通常来自于一些矿物质元素，油橄榄果中含有钾、钙、镁、钠、铁、锌等矿物质元素[23]，矿物质对维护人体健康起到重要的作用，矿物质能构成机体组织，维持体液平衡，有的还有特殊的生理功能。由此推测，油橄榄果肉与油橄榄果仁中矿物质含量较高，可能具有潜在的保健作用。

3个样品中，蛋白质含量最高的是油橄榄果仁，其次是油橄榄果肉，最后是油橄榄核壳。新鲜油橄榄果仁的蛋白质含量较高，达到20.48%，相比于其他坚果、种子，蛋白质含量高于鲜核桃仁(12.8%)，略低于鲜花生仁(24.8%)，脱水脱脂后的油橄榄果仁蛋白质含量为32.53%，远超干山核桃仁(18.0%)，接近于干黄豆(35.0%)[24]。油橄榄果仁中的蛋白质主要是球蛋白型的贮藏蛋白质，是冷榨橄榄油中蛋白质的主要来源[25]。

3个部分的营养成分构成有较大差异，可以根据其成分特点进行针对性开发利用。油橄榄核壳中粗纤维含量丰富、含碳量高、结构较为疏松，可利用其生产活性炭、吸附剂等；油橄榄果肉中糖类含量高、水分充足、质地柔嫩、粗纤维少、矿物质含量相对较高，适于开发各类绿色休闲食品、果汁饮料，以及作为发酵原料制作果酒、果醋以及酱油、食醋等调味品。油橄榄果仁中蛋白质含量高，可以制备蛋白饮料，油橄榄蛋白还具有乳化性、起泡性、吸油性等功能特性[21]，可以作为一种食品添加剂应用于食品工业中。

2.2 油橄榄果各部分的体外抗氧化能力

2.2.1 酚类物质含量

油橄榄果中富含多种多酚类物质，油橄榄多酚具有抗氧化、预防肿瘤、延缓衰老、抗菌消炎等生理活性功能。由表4可知，油橄榄果各部分的抗氧化物质含量差异显著，在同等提取条件下，果肉中的总酚含量最高，其次是果仁，最后是核壳，说明油橄榄果多酚主要集中在其果肉部分。

表4 油橄榄果各部分的抗氧化物质含量Table 4 Antioxidant substance content of each part of olive fruit mg/g

羟基酪醇和橄榄苦苷是油橄榄果实中检测出的主要酚类化合物，其中橄榄苦苷的化学性质不稳定，在酸、碱、酶的作用下可经水解生成羟基酪醇[26]。橄榄苦苷和羟基酪醇均具有很强的抗氧化活性，能够减少机体的氧化损伤，还具有一定的抗肿瘤作用[27—28]。在3种样品提取液中均检测到了羟基酪醇，其中羟基酪醇含量最高的是果肉，达到1.74 mg/g，其次是果仁，最后是核壳。在3个样品提取液中，只有油橄榄核壳检测出橄榄苦苷，而果肉和果仁提取液中均未检测出橄榄苦苷。同时，果肉提取液经LC-MS分析，也未检测出橄榄苦苷，这可能是提取方法、检测方法或果实品种的问题，也可能是由于果肉和果仁中的橄榄苦苷在储运、预处理过程中被内源性酶水解生成了羟基酪醇，而核壳由于水分含量低，或是缺少相关水解酶，橄榄苦苷的水解度较低，最终导致只有核壳提取液中检出了橄榄苦苷。

2.2.2 自由基清除能力

DPPH·清除能力、ABTS+清除能力、氧自由基吸收能力是常见的评价体外抗氧化性的指标。由表5可知，油橄榄果肉提取液的抗氧化能力显著强于油橄榄核壳和油橄榄果仁提取液，而油橄榄核壳提取液的抗氧化性表现最差，此结果和各部分中酚类物质含量相吻合。

表5 油橄榄果各部分的抗氧化能力Table 5 Antioxidant capacity of each part of olive fruit

将原料的抗氧化能力除以原料中的总酚含量换算得到该原料中单位多酚的抗氧化能力。结果显示，在3个样品中，油橄榄果肉多酚DPPH·清除能力、ABTS+清除能力最好，而氧自由基吸收能力欠佳；其次是油橄榄核壳多酚；油橄榄果仁多酚的DPPH·和ABTS+清除能力最差，但氧自由基吸收能力最强。这说明油橄榄果各结构中的多酚构成可能是不同的，且同一种多酚对于不同自由基的抗氧化能力是有差异的。

以常见多酚没食子酸作为标准阳性对照，结果表明3个样品多酚提取液的氧自由基吸收能力均强于没食子酸，约为没食子酸的2.5～4.5倍；DPPH·和ABTS+清除能力比没食子酸弱。其中以抗氧化能力最强的油橄榄果肉多酚为代表，其DPPH·清除能力约是没食子酸的16%，ABTS+清除能力约是没食子酸的35%。这一结果可能与溶剂体系有关，本研究中DPPH·和ABTS+的检测体系中溶剂分别为乙醇和水，ORAC的检测体系中溶剂为磷酸盐溶液。不同的多酚极性和溶解度有差异，在极性不同的溶液体系中表现出的供氢能力和抗氧化能力也有差异[29]。由此可知，多酚的抗氧化能力与评价指标及反应体系密切相关。油橄榄粗提物中为多种酚类的混合物，不同多酚之间可能存在着协同或拮抗作用，能改变其抗氧化能力。

2.2.3 油橄榄果肉提取液的LC-MS分析

为了进一步探究油橄榄果中抗氧化能力的物质基础，以酚类含量最高、抗氧化能力最强的油橄榄果肉为代表，对其提取液进行了LC-MS分析,见图2。经过一级质谱、二级质谱的分析检测，提取液中含有酚类、黄酮、脂肪酸、氨基酸等物质。由于提取液中成分较为复杂，表6中仅展示峰面积较大且匹配度高于80%的鉴定结果。

图2 油橄榄果肉提取液LC-MS总离子流图Fig.2 LC-MS total ion current diagram of olive pulp extract

表6 油橄榄果肉提取液的主要化学成分Table 6 Main chemical components of olive pulp extract

续 表

表6中展示了油橄榄果肉提取液中主要的51种化合物，其中有酚类物质19种，有机酸/醇类物质15种，氨基酸及衍生物4种，脂肪酸类3种，糖苷/糖类2种，其他类8种。结果表明油橄榄果肉中多酚种类丰富，具有良好的抗氧化物质基础。在提取液中检测到了油橄榄中的标志性多酚羟基酪醇，而未检测出橄榄苦苷，与前述实验结果相吻合。

油橄榄中的酚类化合物会对油橄榄果与初榨橄榄油的感官特性产生影响[30]，还能够很好地抑制或延缓初榨橄榄油在加工和贮藏时发生的自动氧化和光氧化[31]。不同品种的油橄榄酚类种类和含量有差异，同时同种油橄榄果实中的酚类成分也会随着成熟过程发生定量甚至定性变化，在果实的不同发育阶段可以观察到相当大的差异[32]。

在油橄榄果肉提取液中，峰面积占比最大的是一些有机酸/醇类，其中含量较高的包括葡萄糖酸、柠檬酸、奎尼酸等，有机酸易释放氢离子，部分有机酸结构中含有多个羟基，使得有机酸也具备一定的抗氧化性，多种植物果实中的有机酸都被证实具有抗氧化能力[33-34]。在检测出的酚类化合物中，峰面积最大的是羟基酪醇。羟基酪醇对橄榄油的自氧化和热氧化具有很好的抑制作用，同时被认为是最高效的活性抗氧化剂之一[35]。酚类成分按峰面积大小排序依次是桉叶酸>3,4-扁桃酸二羟基酯>4-乙基愈创木酚>咖啡酸等，多种植物酚类都具有一定的抗氧化作用。油橄榄果肉提取液中的氨基酸及衍生物、脂肪酸类和糖苷类物质可能分别来自油橄榄果肉中的蛋白质、油脂和多糖；此外，提取液中还含有一些嘌呤、腺苷、去甲肾上腺素等植物代谢物。

3 结论

油橄榄果实大体可以分成3个部分，鲜果中果肉质量占80.01%，核壳质量占17.98%，果仁质量占2.01%，在脱水脱脂后，油橄榄果以果肉和核壳为主。新鲜油橄榄果肉中水分和脂肪含量最高，糖类含量高，而粗纤维含量较低；油橄榄核壳中的水分、脂肪、蛋白质含量均最低，主要成分是粗纤维；油橄榄果仁中蛋白质和灰分含量最高。

油橄榄常以富含酚类物质、抗氧化能力较强著称。在3个样品中抗氧化能力最强的是果肉，其次是果仁，最后是核壳。对果肉提取液进行了LC-MS分析，检出提取液中含有酚类物质19种，其中含量较高的有羟基酪醇、桉叶酸、3,4-扁桃酸二羟基酯、4-乙基愈创木酚、咖啡酸等，此外，还有有机酸类、醇类、脂肪酸、氨基酸等物质共计51种。

由此可知，油橄榄果各结构之间的主要营养成分和抗氧化能力都有显著的差异，根据其不同的成分特点，可以将其应用于食品及调味品行业中。油橄榄核壳可生产膳食纤维、吸附剂等；油橄榄果肉适于开发各类保健品、绿色休闲食品、果汁饮料，以及作为发酵原料制作果酒、果醋以及酱油、食醋等调味品；油橄榄果仁可以制备蛋白饮料、发酵类调味品，还可以作为天然的乳化剂、起泡剂应用于食品工业中。本研究可为橄榄油产业废弃物处理、油橄榄产品多元化等提供一定的参考。