油橄欖果不同部位主要營養(yǎng)成分及抗氧化能力

池玉閩，董怡，何強，張文學，鄧莎，何培君，賈利蓉

(四川大學 輕工科學與工程學院,成都 610065)

油橄欖(OleaeuropaeaL.)是一種重要的油料作物，起源于小亞細亞，于20世紀60年代引入我國后，逐漸在我國南方多地種植[1]。橄欖油是由橄欖果制成的，橄欖油中不飽和脂肪酸含量高，尤其是油酸,在總脂肪酸中的占比高達75%～80%[2]。橄欖油中富含多種脂溶性維生素以及甾醇、多酚等生理活性物質(zhì)，對人體具有多種保健作用[3]。

近年來橄欖油產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，不可避免地產(chǎn)生大量的油橄欖加工廢棄物，如橄欖枝葉、橄欖果渣、廢水等，目前這些生產(chǎn)廢棄物造成了大量資源浪費和環(huán)境污染[4]，油橄欖產(chǎn)業(yè)亟需發(fā)展除榨油以外的高價值資源開發(fā)方式。油橄欖果營養(yǎng)豐富，且含有多種生理活性成分，是一種很好的食品原料。現(xiàn)已有研究將油橄欖廢棄物用于食品及調(diào)味品行業(yè)，如橄欖果渣或果汁釀制的醬油、食醋[5-6]、米酒和果醋飲料[7—8]、油橄欖果渣餅干和面條[9—10]、油橄欖葉制成的橄欖茶[11]等。

油橄欖果按結(jié)構(gòu)可分為果肉(外果皮及中果皮)、果核外殼(內(nèi)果皮，以下簡稱核殼)、果仁(種子)三部分，肉眼觀察可見三部分的外觀、質(zhì)地有較大差異，推測其營養(yǎng)成分也有較大差異，同時油橄欖果中含有多種酚類物質(zhì)，具有較強的抗氧化能力[12]。因此，本研究分別對果肉、核殼、果仁的主要營養(yǎng)成分和體外抗氧化能力進行研究，針對油橄欖果各部分的成分特點，可以開發(fā)相關(guān)的健康食品、飲料、發(fā)酵制品、調(diào)味品、保健品等，可為延長橄欖油產(chǎn)業(yè)鏈、油橄欖廢棄物深加工產(chǎn)業(yè)提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

油橄欖鮮果實：由四川橄欖枝農(nóng)業(yè)科技有限責任公司提供，采于2021年10月。

1.2 試劑

無水碳酸鈉、石油醚、氫氧化鈉、二甲基亞砜(DMSO)：均為分析純，成都金山化學試劑有限公司；硫酸、鹽酸、丙酮：均為分析純，四川西隴科學有限公司；無水乙醇、葡萄糖：均為分析純，上海泰坦科技股份有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氫氧化鈉、福林酚、鐵氰化鉀、三氯乙酸、過硫酸鉀：均為分析純，成都科龍化工試劑廠；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)、沒食子酸、羥基酪醇、橄欖苦苷：均為生物試劑，上海源葉生物科技有限公司；熒光素鈉、水溶性維生素E(Trolox)、2,2-偶氮-二(2-甲基丙基咪)二鹽酸鹽(AAPH)：均為生物試劑，西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司；2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)：生物試劑，上海麥克林生化科技有限公司。

1.3 主要儀器與設(shè)備

SCIENTZ-10N冷凍干燥機 寧波新芝生物科技股份有限公司；1736R高速冷凍離心機 LaboGene公司；Synergy H1多功能微孔板檢測儀 美國伯騰儀器有限公司；400A多功能粉碎機 永康市紅太陽機電有限公司；Q Exactive Plus質(zhì)譜儀、Ultimate 3000 HPLC系統(tǒng) 美國賽默飛世爾科技公司；電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；HYP-320智能消化爐、KDN-19F自動定氮儀、SLQ-6A粗纖維測定儀、SZC-D脂肪測定儀 上海纖檢儀器有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 原料預處理及得率測定

取一定量新鮮油橄欖果進行稱重后手動分離其結(jié)構(gòu)，得到油橄欖果肉、核殼和果仁，分別稱重。將分離后的新鮮原料冷凍干燥，粉碎后將其浸入石油醚中過夜浸提脫脂，重復提取2次后，將殘渣置于通風櫥中揮發(fā)掉大量殘留石油醚后，置于50 ℃烘箱中熱風干燥，去除殘留有機試劑，得到脫水脫脂的油橄欖果肉粉、核殼粉、果仁粉，分別稱重，計算得率，過篩后儲存在陰涼干燥處備用。得率按式(1)計算：

得率(%)=m0/m×100%。

(1)

式中：m0為所得樣品的質(zhì)量，g；m為油橄欖果處理前的質(zhì)量，g。

1.4.2 主要營養(yǎng)成分測定

水分、脂肪、蛋白質(zhì)、粗纖維和灰分含量分別參考GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》、GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》、GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》、GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》、GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》進行測定和計算，結(jié)果以質(zhì)量分數(shù)(%)表示。碳水化合物含量按式(2)計算：

總碳水化合物(%)=(1-w1-w2-w3-w4)×100%。

(2)

式中：w1為樣品中水分的質(zhì)量分數(shù)；w2為樣品中粗蛋白的質(zhì)量分數(shù)；w3為樣品中粗灰分的質(zhì)量分數(shù)；w4為樣品中粗脂肪的質(zhì)量分數(shù)。

1.4.3 抗氧化能力評價

1.4.3.1 提取液的制備

取脫水脫脂的油橄欖果肉粉、油橄欖核殼粉、油橄欖果仁粉各1.00 g，按料液比1∶25加入60%乙醇溶液，振蕩混勻后在280 W條件下超聲提取20 min，保持提取液不超過40 ℃。超聲提取結(jié)束后取提取液進行離心(4 000 r/min，10 min)，保留上清液待測。

1.4.3.2 抗氧化成分含量的測定

以沒食子酸為標準品，采用福林-酚比色法測定總酚含量[13]。使用高效液相法測定羥基酪醇[14]和橄欖苦苷含量[15]。以標準品濃度為橫坐標，吸光度值或峰面積為縱坐標，得到總酚含量的標準曲線：y=0.004x+0.053，R2=0.998；羥基酪醇含量的標準曲線：y=1 108.9x-45.297，R2=0.999；橄欖苦苷含量的標準曲線，y=995.19x+2.498 7，R2=0.999，將樣品吸光度值或峰面積代入可得到樣品中相應抗氧化成分的含量(mg/g)。

1.4.3.3 抗氧化能力測定

以Trolox為標準品，2 μg/mL沒食子酸溶液作陽性對照，測定DPPH·清除能力[16]和ABTS+清除能力[17]，采用ORAC法測定氧自由基吸收能力[18]。

以Trolox濃度為橫坐標、清除率為縱坐標，得到DPPH·清除能力的標準曲線：y=0.037 2x+0.004 2，R2=0.999 5；ABTS+清除能力的標準曲線：y=0.017 2x-0.121 2，R2=0.994 1。將樣品的清除率代入標準曲線方程得到樣品DPPH·和ABTS+清除能力的Trolox當量。以Net AUC(熒光衰退曲線的保護面積)為縱坐標、Trolox濃度為橫坐標，得到氧自由基吸收能力的標準曲線：y=8.085 6x+30.72，R2=0.994。最終樣品的ORAC值以Trolox當量表示。

1.4.3.4 LC-MS分析

樣品提取液使用孔徑為0.45 μm的膜過濾，進樣量5 μL。

LC條件：Hypersil GOLD C18色譜柱(100 mm×2.1 mm，1.9 μm)，柱烘箱溫度30 ℃。流動相A為0.1% 甲酸(FA)，流動相B為含0.1% FA的乙腈。流速：0.300 mL/min，洗脫程序：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條件：正、負離子模式，掃描范圍：50～1 500 Da。

1.4.4 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均進行3次平行操作，最終結(jié)果以“平均值±標準差”表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 主要營養(yǎng)成分

油橄欖果主要分為果肉、核殼、果仁三部分，肉眼觀察可見油橄欖果三部分的外觀、質(zhì)地有較大差異。由表1可知，油橄欖鮮果中果肉占絕大部分，與核殼、果仁的質(zhì)量比約為40∶9∶1，經(jīng)過脫水脫脂后的樣品得率，可以推測出經(jīng)過榨油且烘干后的油橄欖果渣中幾種結(jié)構(gòu)的比重。可見油橄欖果廢棄物中應以果肉為主，同時果渣中還應含有不少的油橄欖核殼，而果仁占比最少，見圖1。

表1 新鮮油橄欖果各部分的得率Table 1 Yield of each part of fresh olive fruit

圖1 油橄欖果各部分的外觀形態(tài)Fig.1 Appearance morphology of each part of olive fruit

油橄欖果實各部分成分分析見表2，油橄欖果中水分和油脂含量均以果肉為最高，其次是果仁，最后是核殼。油脂是油橄欖果最重要的經(jīng)濟指標，新鮮油橄欖果中的油脂含量一般在11%～27.6%之間，使用壓榨工藝的出油率通常約為25%[19]。在油橄欖果中，油脂主要集中在果肉和果仁中，而核殼中含量較低。產(chǎn)地、品種、生長狀況的不同可能會造成不同油橄欖果油脂含量的差異[20]。

表2 新鮮油橄欖果各部分的基礎(chǔ)營養(yǎng)成分含量(鮮基)Table 2 Content of basic nutrients of each part of fresh olive fruit (wet base) %

由表3可知，在油橄欖果肉中，除水分和脂肪外，以碳水化合物為主，可能包含一些小分子可溶性糖、纖維素、果膠，而粗纖維含量不高；碳水化合物是油橄欖核殼中最主要的成分，且其中大部分為粗纖維，可作為一種良好的不溶性膳食纖維來源。油橄欖果渣中膳食纖維含量豐富，達到80.65%，其中水溶性膳食纖維含量為31.48%，不溶性膳食纖維含量為49.17%[21]，油橄欖果膳食纖維可能主要來源于其果肉和核殼部分，且核殼部分以不溶性膳食纖維為主。膳食纖維具有預防肥胖、維護腸道健康、緩解便秘、降低心腦血管患病風險等重要的生理功能[22]，可利用油橄欖果肉和核殼制備膳食纖維，或用于其他高膳食纖維食品的加工。

表3 脫水脫脂油橄欖果各部分的基礎(chǔ)營養(yǎng)成分含量(干基)Table 3 Content of basic nutrients of each part of dehydrated and defatted olive fruit (dry base) %

分析對比可知，鮮基中油橄欖果仁中灰分含量最高；干基中灰分含量最高的是油橄欖果肉，其次是油橄欖果仁，油橄欖核殼中含量最低。食品中的灰分通常來自于一些礦物質(zhì)元素，油橄欖果中含有鉀、鈣、鎂、鈉、鐵、鋅等礦物質(zhì)元素[23]，礦物質(zhì)對維護人體健康起到重要的作用，礦物質(zhì)能構(gòu)成機體組織，維持體液平衡，有的還有特殊的生理功能。由此推測，油橄欖果肉與油橄欖果仁中礦物質(zhì)含量較高，可能具有潛在的保健作用。

3個樣品中，蛋白質(zhì)含量最高的是油橄欖果仁，其次是油橄欖果肉，最后是油橄欖核殼。新鮮油橄欖果仁的蛋白質(zhì)含量較高，達到20.48%，相比于其他堅果、種子，蛋白質(zhì)含量高于鮮核桃仁(12.8%)，略低于鮮花生仁(24.8%)，脫水脫脂后的油橄欖果仁蛋白質(zhì)含量為32.53%，遠超干山核桃仁(18.0%)，接近于干黃豆(35.0%)[24]。油橄欖果仁中的蛋白質(zhì)主要是球蛋白型的貯藏蛋白質(zhì)，是冷榨橄欖油中蛋白質(zhì)的主要來源[25]。

3個部分的營養(yǎng)成分構(gòu)成有較大差異，可以根據(jù)其成分特點進行針對性開發(fā)利用。油橄欖核殼中粗纖維含量豐富、含碳量高、結(jié)構(gòu)較為疏松，可利用其生產(chǎn)活性炭、吸附劑等；油橄欖果肉中糖類含量高、水分充足、質(zhì)地柔嫩、粗纖維少、礦物質(zhì)含量相對較高，適于開發(fā)各類綠色休閑食品、果汁飲料，以及作為發(fā)酵原料制作果酒、果醋以及醬油、食醋等調(diào)味品。油橄欖果仁中蛋白質(zhì)含量高，可以制備蛋白飲料，油橄欖蛋白還具有乳化性、起泡性、吸油性等功能特性[21]，可以作為一種食品添加劑應用于食品工業(yè)中。

2.2 油橄欖果各部分的體外抗氧化能力

2.2.1 酚類物質(zhì)含量

油橄欖果中富含多種多酚類物質(zhì)，油橄欖多酚具有抗氧化、預防腫瘤、延緩衰老、抗菌消炎等生理活性功能。由表4可知，油橄欖果各部分的抗氧化物質(zhì)含量差異顯著，在同等提取條件下，果肉中的總酚含量最高，其次是果仁，最后是核殼，說明油橄欖果多酚主要集中在其果肉部分。

表4 油橄欖果各部分的抗氧化物質(zhì)含量Table 4 Antioxidant substance content of each part of olive fruit mg/g

羥基酪醇和橄欖苦苷是油橄欖果實中檢測出的主要酚類化合物，其中橄欖苦苷的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在酸、堿、酶的作用下可經(jīng)水解生成羥基酪醇[26]。橄欖苦苷和羥基酪醇均具有很強的抗氧化活性，能夠減少機體的氧化損傷，還具有一定的抗腫瘤作用[27—28]。在3種樣品提取液中均檢測到了羥基酪醇，其中羥基酪醇含量最高的是果肉，達到1.74 mg/g，其次是果仁，最后是核殼。在3個樣品提取液中，只有油橄欖核殼檢測出橄欖苦苷，而果肉和果仁提取液中均未檢測出橄欖苦苷。同時，果肉提取液經(jīng)LC-MS分析，也未檢測出橄欖苦苷，這可能是提取方法、檢測方法或果實品種的問題，也可能是由于果肉和果仁中的橄欖苦苷在儲運、預處理過程中被內(nèi)源性酶水解生成了羥基酪醇，而核殼由于水分含量低，或是缺少相關(guān)水解酶，橄欖苦苷的水解度較低，最終導致只有核殼提取液中檢出了橄欖苦苷。

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見的評價體外抗氧化性的指標。由表5可知，油橄欖果肉提取液的抗氧化能力顯著強于油橄欖核殼和油橄欖果仁提取液，而油橄欖核殼提取液的抗氧化性表現(xiàn)最差，此結(jié)果和各部分中酚類物質(zhì)含量相吻合。

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

將原料的抗氧化能力除以原料中的總酚含量換算得到該原料中單位多酚的抗氧化能力。結(jié)果顯示，在3個樣品中，油橄欖果肉多酚DPPH·清除能力、ABTS+清除能力最好，而氧自由基吸收能力欠佳；其次是油橄欖核殼多酚；油橄欖果仁多酚的DPPH·和ABTS+清除能力最差，但氧自由基吸收能力最強。這說明油橄欖果各結(jié)構(gòu)中的多酚構(gòu)成可能是不同的，且同一種多酚對于不同自由基的抗氧化能力是有差異的。

以常見多酚沒食子酸作為標準陽性對照，結(jié)果表明3個樣品多酚提取液的氧自由基吸收能力均強于沒食子酸，約為沒食子酸的2.5～4.5倍；DPPH·和ABTS+清除能力比沒食子酸弱。其中以抗氧化能力最強的油橄欖果肉多酚為代表，其DPPH·清除能力約是沒食子酸的16%，ABTS+清除能力約是沒食子酸的35%。這一結(jié)果可能與溶劑體系有關(guān)，本研究中DPPH·和ABTS+的檢測體系中溶劑分別為乙醇和水，ORAC的檢測體系中溶劑為磷酸鹽溶液。不同的多酚極性和溶解度有差異，在極性不同的溶液體系中表現(xiàn)出的供氫能力和抗氧化能力也有差異[29]。由此可知，多酚的抗氧化能力與評價指標及反應體系密切相關(guān)。油橄欖粗提物中為多種酚類的混合物，不同多酚之間可能存在著協(xié)同或拮抗作用，能改變其抗氧化能力。

2.2.3 油橄欖果肉提取液的LC-MS分析

為了進一步探究油橄欖果中抗氧化能力的物質(zhì)基礎(chǔ)，以酚類含量最高、抗氧化能力最強的油橄欖果肉為代表，對其提取液進行了LC-MS分析,見圖2。經(jīng)過一級質(zhì)譜、二級質(zhì)譜的分析檢測，提取液中含有酚類、黃酮、脂肪酸、氨基酸等物質(zhì)。由于提取液中成分較為復雜，表6中僅展示峰面積較大且匹配度高于80%的鑒定結(jié)果。

圖2 油橄欖果肉提取液LC-MS總離子流圖Fig.2 LC-MS total ion current diagram of olive pulp extract

表6 油橄欖果肉提取液的主要化學成分Table 6 Main chemical components of olive pulp extract

續(xù) 表

表6中展示了油橄欖果肉提取液中主要的51種化合物，其中有酚類物質(zhì)19種，有機酸/醇類物質(zhì)15種，氨基酸及衍生物4種，脂肪酸類3種，糖苷/糖類2種，其他類8種。結(jié)果表明油橄欖果肉中多酚種類豐富，具有良好的抗氧化物質(zhì)基礎(chǔ)。在提取液中檢測到了油橄欖中的標志性多酚羥基酪醇，而未檢測出橄欖苦苷，與前述實驗結(jié)果相吻合。

油橄欖中的酚類化合物會對油橄欖果與初榨橄欖油的感官特性產(chǎn)生影響[30]，還能夠很好地抑制或延緩初榨橄欖油在加工和貯藏時發(fā)生的自動氧化和光氧化[31]。不同品種的油橄欖酚類種類和含量有差異，同時同種油橄欖果實中的酚類成分也會隨著成熟過程發(fā)生定量甚至定性變化，在果實的不同發(fā)育階段可以觀察到相當大的差異[32]。

在油橄欖果肉提取液中，峰面積占比最大的是一些有機酸/醇類，其中含量較高的包括葡萄糖酸、檸檬酸、奎尼酸等，有機酸易釋放氫離子，部分有機酸結(jié)構(gòu)中含有多個羥基，使得有機酸也具備一定的抗氧化性，多種植物果實中的有機酸都被證實具有抗氧化能力[33-34]。在檢測出的酚類化合物中，峰面積最大的是羥基酪醇。羥基酪醇對橄欖油的自氧化和熱氧化具有很好的抑制作用，同時被認為是最高效的活性抗氧化劑之一[35]。酚類成分按峰面積大小排序依次是桉葉酸>3,4-扁桃酸二羥基酯>4-乙基愈創(chuàng)木酚>咖啡酸等，多種植物酚類都具有一定的抗氧化作用。油橄欖果肉提取液中的氨基酸及衍生物、脂肪酸類和糖苷類物質(zhì)可能分別來自油橄欖果肉中的蛋白質(zhì)、油脂和多糖；此外，提取液中還含有一些嘌呤、腺苷、去甲腎上腺素等植物代謝物。

3 結(jié)論

油橄欖果實大體可以分成3個部分，鮮果中果肉質(zhì)量占80.01%，核殼質(zhì)量占17.98%，果仁質(zhì)量占2.01%，在脫水脫脂后，油橄欖果以果肉和核殼為主。新鮮油橄欖果肉中水分和脂肪含量最高，糖類含量高，而粗纖維含量較低；油橄欖核殼中的水分、脂肪、蛋白質(zhì)含量均最低，主要成分是粗纖維；油橄欖果仁中蛋白質(zhì)和灰分含量最高。

油橄欖常以富含酚類物質(zhì)、抗氧化能力較強著稱。在3個樣品中抗氧化能力最強的是果肉，其次是果仁，最后是核殼。對果肉提取液進行了LC-MS分析，檢出提取液中含有酚類物質(zhì)19種，其中含量較高的有羥基酪醇、桉葉酸、3,4-扁桃酸二羥基酯、4-乙基愈創(chuàng)木酚、咖啡酸等，此外，還有有機酸類、醇類、脂肪酸、氨基酸等物質(zhì)共計51種。

由此可知，油橄欖果各結(jié)構(gòu)之間的主要營養(yǎng)成分和抗氧化能力都有顯著的差異，根據(jù)其不同的成分特點，可以將其應用于食品及調(diào)味品行業(yè)中。油橄欖核殼可生產(chǎn)膳食纖維、吸附劑等；油橄欖果肉適于開發(fā)各類保健品、綠色休閑食品、果汁飲料，以及作為發(fā)酵原料制作果酒、果醋以及醬油、食醋等調(diào)味品；油橄欖果仁可以制備蛋白飲料、發(fā)酵類調(diào)味品，還可以作為天然的乳化劑、起泡劑應用于食品工業(yè)中。本研究可為橄欖油產(chǎn)業(yè)廢棄物處理、油橄欖產(chǎn)品多元化等提供一定的參考。