初榨橄榄油风味化合物研究进展

摘要：阐述了初榨橄榄油风味的主要来源途径即脂氧合酶途径，对影响初榨橄榄油风味特征的若干因素如品种和地理环境，油橄榄果实成熟度，加工工艺，储藏条件等因素进行了讨论和分析。介绍了初榨橄榄油中挥发性化合物的检测方法，并且展望了橄榄油风味化合物研究的应用和发展前景。
关键词：油橄榄；初榨橄榄油；挥发性化合物；风味
中图分类号：TS225.1；TQ641   文献标识码：A    文章编号：1003-7969（2013）08-0089-04Abstract: Lipoxygenase pathways representing the main approach of the flavor source of virgin olive oli were elaborated,and effects of varieries and environment,maturity of fruit,processing and storage condi-tion on flavor characteristice were analyzed.The determination methods of volatile compounds in virgin ol-ive oil were introduced and the application and development of the flavor compounds of virgin olive oil were prospected.
Key words:olive;virgin olive oil;volatile compound;flavor 
橄榄油属于木犀科木犀榄属，常绿阔叶乔木，是一种高产优质的木本油料兼果用物种。初榨橄榄油是从新鲜油橄榄果实中冷榨提取的一种高档食用植物油，是以自然形态供人类食用的木本植物油。橄榄油富含不饱和脂肪酸（油酸含量55%~83%）、角鲨烯、多酚以及维生素，具有抗氧化、调节人体生理机能的作用，享有“植物油王后”、“液体黄金”等众多美誉。橄榄油主产于西班牙、意大利、希腊、突尼斯、土耳其、叙利亚、摩洛哥等地中海沿岸国家，目前橄榄油的年产量只有260万t左右，上述7个国家的橄榄油的年产量占到了总产量的90%。我国从20世纪60年代开始引种油橄榄，目前油橄榄的种植基地主要分布于白龙江、嘉陵江等流域的川、甘、陕、滇等省区，适生总面积仅为30万hm1。由于地理气候和加工技术等条件的限制，我国橄榄油仍处于探索、发展阶段，市场上还没有出现能够真正占有一席之地的国内品牌的橄榄油。我的橄榄油98%依赖国外进口，据海天总署数据显示，2011年我国橄榄油进口总量为3.3万t，同比增长55%。
     橄榄油的风味在消费偏爱程度以及橄榄油质量评价上举足轻重，国际橄榄油理事会根据游离脂肪酸含量，过氧化值、特定波长紫外吸收值（K232、K270）等参数并结合感官评分来鉴定橄榄油的等级。当油橄榄果实在最佳成熟期采摘并经适当加工后，就会得到具有美妙而独特的“绿色”风味的初榨橄榄油，这种独特的青草芳香的味道，以及丰富的天然营养成分使橄榄油获得了越来越多的国家和人群的青睐。
     目前国内橄榄油加工企业为数不多，油橄榄种值和橄榄油加工环节均缺少科学规划，管理粗放；个别加工厂企业过度追求油量，一次性大规模收购油橄榄后长时间露天堆放，微生物发酵现象严重；在油橄榄加工技术参数方面至今没有具体的行为标准，加工条件具有很大的随意性和不确定性。这些问题都会影响橄榄油的风味品质，甚至带来令消费者难以接受的感官风味。研究橄榄油风味特征和风味劣响因素可以从根源上解释橄榄油风味特征和风味劣变的原因，从而制定预防措施和改善手段，为生产高品质初榨橄榄油提供参考和指导。

1. 初榨橄榄油风味来源

研究表明，油橄榄中的酚类物质和挥发性化合物直接影响着橄榄油的风味。酚类物质刺激人体的味觉感受器和三叉神经自由末端，引起苦味、辛辣味觉、涩味和金属味。Montedoro[1]研究发现，在所有多酚中，羟基酪醇、酪醇、咖啡酸、香豆酸、P-羟基苯甲酸对橄榄油风味特征有重要影响，其中羟基酪醇多发现存在于高品质做橄榄油中，而酪醇和一些酚酸出现在劣质橄榄油。造成橄榄油品质劣变的4-乙烯基笨酚可能来自橄榄油储藏过程中p-香豆酸的脱羧作用[2]。挥发性化合物在室温下快速挥发，与嗅觉器官上皮细胞接触，融入组织黏液，并与嗅觉感受器官结合而产生气味感受。形成初榨橄榄油香气的挥发性化合物主要是醛、醇、酯、烃、酮、呋喃等C6与C5化合物，大多数芳香物质不是在油橄榄果实生长中果实细胞破碎后释放的酶催化多不饱和脂肪酸氧化形成，即脂氧化合酶途径，并在后续融合工艺继续生成[3]。
  脂氧合酶途径的代谢产物是橄榄油风味化合物的重要来源，其中C6与C5化合物的含量取决于途径中各种酶的含量和活力。在高品质的橄榄油中，脂氧合酶途径占主导地位，但除了脂氧合酶途径，橄榄油的风味化合物还可能来源于发酵、氨基酸的转化、霉菌的酶代谢物及一些化学氧化过程，往往这些途径会带来不良风味物质，造成橄榄油感官品质上的缺陷。
2、影响初榨橄榄油风味特征的因素
在橄榄油提取的初始工序（果实破碎、果浆融合）中，油橄榄果实中的酶被激活，并在后续橄榄油的提取及储藏过程继续发挥作用。油橄榄的品种和地理环境、果实成熟度、加工工艺、储藏条件等都会影响风味物质的产生，进而影响橄榄油的感官品质。

1. 油橄榄品种和地理环境

     遗传基因决定了不同品种油橄榄果实中酶的差异，进而解释了初榨橄榄油风味的变化。Aparicio[4]等研究了种植在希腊、意大利和西班牙的4个油橄榄品种，结果表明初榨橄榄油的化学成分与品种显著相关，而且酯、呋喃、醇这3类化合物可以用来区分上述4个品种。Angerosa[5]等比较了生长条件和加工工艺都相同的7个品质，检验到不同的挥发性化合物，并且这些化合物都可以用酶转化亚麻酸的13-氢过氧化物的变化来解释。Sacchi[6]等使用高场1H NMR结合主成分分析和聚类分析研究15个品种的橄榄油的微量成分，结果表明：挥发性化合物的变化足以区分生长环境相同且采自相同成熟阶段的不同品种的油橄榄。Montedoro等[7]通过顶空固相微萃取-气质联用技术研究了初榨橄榄油挥发性化合物与其产地之间的关系，利用挥发性化合物作为分析参数建立多变量统计模型 ，主成分得分图上地中海和澳大利亚的初榨橄榄油明显得到区分。

1. 油橄榄果实成熟度

      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[8]对Drittar油橄榄品种的研究表明，已醛、2-已烯醛、庚烷的含量与油橄榄果实颜色并无关系。但最近研究发现，挥发性化合物和多酚的最大浓度出现在果实的最佳成熟度，而最大油脂含量出现在果实从半黑变为全黑期间。Ranalli等[9]研究表明，挥发性化合物水平随着果实成熟周期而变化，并在呼吸跃变期达到最大值。
2.3油橄榄加工工艺
   现代橄榄油加工工艺一般包括果实清洗、破碎、果浆融合、离心分离、储藏、装瓶等主要工序，每一步操作都有可能对橄榄油的风味成分有所影响。例如使用石磨碾碎果实然后挤压的油脂比单独挤压时产生更多的醛类。果实破碎、果浆融合和离心分离直接影响油脂的品质。油脂和果浆的接触增加了油脂水解和氧化，导致油脂的严重劣变。氧化降解与离心分离的时间长短有直接关系，分离时间过长，物质降解，并且产生具有不良气味的挥发性化合物[10]。但Di Giovacchino
等[11]比较了双相（不加水）和三相(加水)离心工艺对出油率、橄榄油挥发性化合物和风味特征的影响，结果发现在挥发性化合物上无显著差异。而在其他研究中，提取工艺（实验室碾磨、双相离心、三相离心）对橄榄油的挥发性化合物却有一定影响。
   2.4初榨橄榄油的风味属性随着储藏时间的变化而变化，这主要是由于来自脂氧合酶途径的挥发性化合物同时急剧的减少以及氧化形成的一些新风味物质，这些风味物质往往会引起常见的品质缺陷如腐臭味、黄瓜味、浑浊沉积物。橄榄油储藏过程中主要氧化产物有戊醛、已醛、辛醛、和壬醛，其中饱和醛已醛和壬醛不能作为橄榄油氧化的标记物，因为它们在高品质的初榨橄榄油中同样存在，不过2-戊烯醛和2-已烯醛已经被鉴定为不良风味的主要贡献者[12]。混浊沉积物的出现是由于离心分离后没有过滤，储藏中在合适的温度下会发酵产生丁酸等不愉快气味的化合物，导致出现典型的泥状沉积物。
 3   初榨橄榄油挥发性化合物分析检测方法
     由于橄榄油中的挥发性化合物都是一些微量成分，常用的气相色谱直接进样或顶空进样无法达到分离检测的目的。在一些新的检测方法中，固相微萃取技术（SPME）是一种理想和高效的分析手段，通过吸附/脱附技术富集样品中的挥发性成分，克服了传统样品处理技术的缺点，无需有机溶剂，所需样品量少，灵敏度高，方便快捷，与气质联用仪联用可以对橄榄油中的挥发性化合物定性定量分析。常用的萃取头涂层有：65μm聚乙二醇/二乙烯基苯（CW/DVB）,100μm聚二甲基础氧烷（PDMS），85μm聚丙烯酸酯（PA），75μm碳分子筛/聚二甲基硅氧化（CAR/PFMS）,65μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB),50/30μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)。avalli等报道了使用CW/DVB和DVB/CAR/PDMS对橄榄油中存在的挥发性化合物进行取样具有更高效率。Oueslati等[13]使用固相微萃取-气质联用技术对突尼斯南部泰塔温省4个品种的橄榄油风味成份进行了鉴定，结果发现，（E）-2-已烯醛是大多数油样的主要成分，C5化合物占脂氧合酶途径产物总量的42.97%，另外还检测到相当水平的戊烯二聚体。Benincasa等[14]使用固相微萃取-气相-离子阱质谱分析鉴定了意大利南部地区有机橄榄油的风味成分，选择异丁酸乙酯作为内标，对每种挥发性化合物用标准曲线定量分析，结果表明：油橄榄果实成熟度对橄榄油挥发性化合物影响颇大，随着油橄榄果实的成熟，1-已醇含量从4.358mg/kg降低到0.562mg/kg,而2-已烯醛含量从0.303mg/kg上升到1.458mg/kg。气质联用方法是对橄榄油中挥发性化合物做具体的定性定量分析，结果很大程度上取决于分析仪器的选择以及试验条件的优化，整个分析鉴定过程比较繁琐。
随着传感器技术和仿生学的发展，电子鼻技术在油脂品质检测领域有较大的应用前景。电子鼻是一种分析、识别和检测复杂气味和大多数挥发性化合物的仪器，整个系统主要是由气敏传感器陈列、信号预处理单元和模式识别单元3部分组成。数据处理方法大多是对气味相应图谱进行特征提取并结合多元统计分析建立识别模型，从而区分鉴别气味整体特征，综合体现各种气味成分的相互作用。电子鼻技术作为一种快速、简便的手段应用到橄榄油风味评价和检测方面还需进一步研究探索，开发适合的电子鼻传感器元件及试验参数的优化是这一技术应用的关键。
4     展望
      橄榄油风味是橄榄油感官品质的重要内容，随着风味分析检测方法的发展，深入研究初榨橄榄油风味形成机理能够更加有针对性地判断和调控其风味特征，生产加工出高品质的初榨橄榄油。在油脂掺伪检测方面，利用橄榄油风味指纹图谱结合化学计量学可以为解决油脂掺伪问题提供新的角度和方法。
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