Natives Olivenöl, ein Lebensmittel mit hohem Nährwert und einzigartigen sensorischen Eigenschaften, wird mit der Mittelmeerdiät in Verbindung gebracht, deren Vorteile für die menschliche Gesundheit in mehreren wissenschaftlichen Arbeiten beschrieben wurden. Zu den positiven sensorischen Eigenschaften des Öls zählt neben der Würze und der Bitterkeit auch die Fruchtigkeit, die als Gesamtheit der aromatischen Eigenschaften bezeichnet wird, die das Öl aus gesunden und frischen Früchten, grün oder reif, je nach Sorte und Beobachtung, charakterisieren kann direkt oder indirekt, also retronasal, sein. Der einzigartige Geruch von nativem Olivenöl extra ist das Ergebnis einer komplexen Mischung flüchtiger Verbindungen, die sich während und nach der Extraktion des Öls aus der Olivenfrucht bilden.
Die meisten dieser flüchtigen Stoffe gehören zu den Aldehyden, Alkoholen, Estern, Kohlenwasserstoffen, Ketonen und Furanen, wobei die flüchtigen Verbindungen C6 und C5 am häufigsten vorkommen. Die Analyse flüchtiger Stoffe in den VOOs mehrerer italienischer und spanischer Olivensorten ergab, dass C6-Aldehyde (Hexanal, Z-3-Hexenal, E-2-Hexenal), C6-Alkohole (Hexanol, Z-3-Hexenol, E-2-Hexenol) und ihre Acetatester (Hexylacetat und Z-3-Hexenylacetat) machen 60 bis 80 % der gesamten flüchtigen Bestandteile aus.
Flüchtige Stoffe mit wünschenswerten Geruchseigenschaften gehören zu spezialisierten Pflanzenmetaboliten und werden in einer Reihe biochemischer Reaktionen gebildet, die als Lipoxygenase (LOX)-Weg bekannt sind. Die Enzyme des LOX-Weges werden während der Verarbeitung nach dem Abbau des Olivenfruchtgewebes freigesetzt. Die Vorläufer der flüchtigen C6-Verbindungen sind Linolsäure (18:2) und Linolensäure (18:3). Die entsprechenden Hydroperoxide dieser Säuren werden durch die Wirkung des LOX-Enzyms gebildet. Bisher wurden vier Isoformen des LOX-Enzyms aus Olivenfrüchten isoliert, wobei jeweils zwei die Superfamilien LOX-1 und LOX-2 repräsentieren. Isoformen der LOX-1-Superfamilie zeigen eine höhere Affinität zu Linolsäure und synthetisieren 9- und 13-Z,E-HPOD im Verhältnis 2:1 bzw. 4:1, während Vertreter der LOX-2-Superfamilie dies zeigen eine größere Affinität zu Linolensäure und synthetisieren ausschließlich 13-Hydroperoxide von Fettsäuren. Fettsäurehydroperoxide werden durch Hydroperoxidlyase (HPL) gespalten und die resultierenden Aldehyde werden durch Alkoholdehydrogenase (ADH) zu Alkoholen reduziert und durch Acyltransferase (ATT) in die entsprechenden Ester umgewandelt. Zusätzlich zu dieser Hauptwirkung kann das LOX-Enzym auch die entstehenden Fettsäurehydroperoxide spalten, und die freigesetzten Alkoxyradikale nehmen an chemischen Reaktionen teil, deren Produkte flüchtige C5-Verbindungen sind, von denen nur 1-Penten-3-on einen signifikant unabhängigen Beitrag leistet die wünschenswerten Geruchseigenschaften von nativem Olivenöl extra, während die anderen C5-Verbindungen durch einen synergistischen Effekt mit anderen flüchtigen Verbindungen zum Aroma beitragen. Letztendlich hängt der Gehalt an flüchtigen Verbindungen im Öl stark von der Sorte, dem Reifegrad der Früchte, dem geografischen Anbaugebiet, den agronomischen Faktoren und der Verarbeitungsmethode ab.
Die Bildung flüchtiger Verbindungen in nativem Olivenöl extra aufgrund der Reife der Früchte
Die Lipoxygenase-Aktivität variiert je nach Sorte.
Trotz der Unterschiede stellten kroatische Forscher fest, dass die Reifung einen sehr ähnlichen Effekt auf die LOX-Enzymaktivität der verschiedenen untersuchten Sorten hatte.
Mit der Reifung nimmt die spezifische Aktivität des LOX-Enzyms in Früchten zu und erreicht ihre maximale Aktivität in der Zeit der Fruchtverfärbung (MI~4), gefolgt von einem Rückgang des Polyphenolgehalts um mehr als 75 % in Oblica und um 60 % in Levantinka und 70 % in Lastovka.
Die Analyse der Primärprodukte der Linolsäureoxidation ergab, dass das LOX-Enzym eine Mischung aus Hydroperoxiden, nämlich 9- und 13-Z,E-HPOD, in einem Verhältnis von etwa 1:2 in Sorten synthetisiert, was es als nicht-traditionelle Lipoxygenase von klassifiziert die LOX-1-Superfamilie.
Die Isoform des LOX-Enzyms mit doppelter Spezifität hat eine hohe Affinität zu Linolsäure und synthetisiert 13-Z,E-HPOD, eine Vorstufe der flüchtigen C6-Ziele Hexanal, Hexanol und Hexylacetat. Bei allen drei untersuchten Sorten wurde eine positive Korrelation zwischen MI, LOX-Enzymaktivität und Hexylacetatkonzentration beobachtet. Die höchste Konzentration der in dieser Studie isolierten Zielkomponenten sowie der meisten anderen wünschenswerten flüchtigen C6-Verbindungen wurde in Ölen gefunden, die aus der Verarbeitung von Früchten mit 2/3 violetter Schale (MI~3) gewonnen wurden. Es wurden quantitative Unterschiede in den Konzentrationen einzelner Aldehyde, Alkohole und Ester festgestellt.
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