基于UHPLC-MS/MS和NMR结合化学计量学的埃及橄榄品种油、废水及果渣代谢组学整合分析

为解决橄榄加工副产物(OMWW和果渣)资源化利用不足的问题，研究人员采用UHPLC-MS/MS和1H NMR技术结合PCA/OPLS-DA等化学计量学方法，系统分析了10个埃及橄榄品种的油、废水及果渣代谢谱，发现"Chemlali black"废水富含酚类与抗氧化活性成分，果渣富含不饱和脂肪酸和三萜类，为橄榄副产物的高值化利用提供了科学依据。

　　

橄榄树作为地中海地区最具代表性的经济作物，其果实加工产生的橄榄油被誉为"液体黄金"，但每生产1吨橄榄油就会伴随产生1.2吨橄榄废水(OMWW)和450公斤果渣。这些副产物含有大量生物活性物质却常被当作废弃物处理，不仅造成资源浪费，其高酚类含量还带来环境压力。传统研究多聚焦橄榄油成分，对副产物的系统性研究存在明显空白。埃及作为全球第三大橄榄生产国，其特色品种的副产物价值尚未被充分挖掘。

Hamdy A. Zahran团队在《Journal of Advanced Research》发表的研究，创新性地采用超高效液相色谱串联质谱(UHPLC-MS/MS)和核磁共振(NMR)双平台，结合多元统计分析，对10个埃及主栽品种的油、OMWW和果渣进行全组分解析。研究团队从Marsa Matruh产区采集"Aqsi"、"Chemlali black"等代表性品种，通过冷压法提取油脂并收集副产物，采用甲醇提取后分别进行：1) 600 MHz ¹H NMR分析，结合HSQC/HMBC二维谱解析结构；2) Q Exactive高分辨质谱负离子模式检测，通过MZmine 2软件处理数据；3) 运用PCA、OPLS-DA等化学计量学建模；4) DPPH/ABTS法评估抗氧化活性并与代谢物进行PLS回归关联分析。

NMR揭示的代谢特征

通过¹H NMR指纹图谱发现，OMWW中酪醇(tyrosol)和羟基酪醇(hydroxytyrosol)信号强度分别是果渣的7倍和3倍，并检测到橄榄苦苷(oleuropein)及其半缩醛衍生物特征峰(δ_H 9.2 ppm)。果渣则富含油酸(oleic acid)、亚麻酸(linolenic acid)等不饱和脂肪酸(CH=CH质子信号5.2-5.4 ppm)，以及三萜类如山楂酸(maslinic acid)。化学计量学建模显示"Manzanillo"OMWW的酚类含量显著高于其他品种。

UHPLC-MS/MS的深度解析

质谱分析鉴定出126种代谢物，发现"Chemlali black"果渣中棕榈油酸(palmitoleic acid)和山楂酸含量突出，而"Koroneiki"OMWW富含四羟基甲氧基黄烷酮等抗氧化成分。定量分析显示D-甘露醇(D-mannitol)在废水中的含量比果渣高44.5倍，柠檬酸(citric acid)在"Maraki"废水中的含量是油的3倍。

抗氧化活性关联

"Chemlali black"OMWW展现最强抗氧化能力(DPPH IC₅₀ 83.2 μg/mL)，PLS回归分析揭示其活性与环烯醚萜类(如elenolic acid衍生物)、四羟基甲氧基黄烷酮等显著相关(R²>0.8)。羟基十八碳二烯酸(hydroxy-octadecadienoic acid)等亲脂性成分也贡献显著，表明抗氧化效应源于多组分协同。

这项研究首次建立了埃及橄榄副产物的完整代谢图谱，证实"Chemlali black"和"Koroneiki"等品种的OMWW与果渣具有超越原油的生物活性潜力。通过整合双平台检测技术和多变量分析，不仅为副产物增值利用提供了分子基础，更构建了从废弃物到功能性成分的转化路径。该成果对推动地中海地区橄榄产业的循环经济发展具有重要意义，为开发抗氧化保健品、功能性食品添加剂等提供了精准的原料选择依据。未来研究可进一步优化活性成分的提取工艺，并开展体内功能验证。