LA TECNOLOGIA A SERVIZIO DELLA QUALITA' NUTRIZIONALE DELL'OLIO EXTRAVERGINE DI OLIVA

Natale G. Frega, Deborah Pacetti
Dipartimento di Scienze degli Alimenti, Università Politecnica delle Marche

INTRODUZIONE

La qualità di un prodotto alimentare, ottenuto con qualsiasi processo tecnologico, dipende non solo dalla materia prima utilizzata ma anche del sistema tecnologico impiegato. Infatti se è impossibile ottenere un prodotto di qualità da materie prime o semi lavorati scadenti è possibile invece il contrario, ovvero, ottenere un prodotto scadente da materie prime o semi lavorati di qualità.

Trascurando in questo contesto la qualità nutrizionale e la sicurezza igienico-sanitaria, la qualità di un prodotto alimentare è data dalla sommatoria di fattori concreti che costituiscono l'alimento e che possono essere definiti in base ad una scala o a dei parametri precostituiti. Attualmente il sostantivo "qualità" viene spesso confuso con un altro sostantivo, la "genuinità". A tal proposito si rende necessario ribadire che i due sostantivi non sono sinonimi per cui i parametri atti a definire la qualità non possono essere confusi con quelli che definiscono la genuinità o la naturalità di un prodotto alimentare.

Nel caso particolare di un olio d'oliva, la qualità, oltre a dipendere da fattori endogeni, quali il genotipo della cultivar, l'integrità e il grado di maturazione delle drupe, è strettamente legata anche a fattori esogeni, ovvero alle variabili pedoclimetiche, alla tecnologia di trasformazione e alle modalità e ai tempi di conservazione. Attualmente la qualità dell'olio di oliva è delineata da quattro parametri analitici: l'acidità, il numero di perossidi, le misure spettrofotometriche e le caratteristiche organolettiche (Figura 1) .

Mentre l'acidità, il numero di perossidi e le misure spettrofotometriche sono legati a trasformazioni chimiche subite dall'olio (Figura 2) e quindi determinabili chimicamente in maniera univoca, le caratteristiche organolettiche dipendono dalla composizione chimica del frutto "in toto" e la loro rilevazione con analisi chimiche strumentali costituisce un problema ancora oggi non risolto. Diversamente tutti gli altri parametri previsti dal Regolamento CEE n. 1513/01 si riferiscono alla genuinità e quindi alla naturalità del prodotto.

Pur non sottovalutando l'importanza pratica di questi parametri di qualità, si deve ricordare, alla luce delle più recenti acquisizioni della chimica delle sostanze grasse, che essi non sono sufficienti a caratterizzare l'olio di oliva.

Il forte sviluppo delle tecniche analitiche strumentali,­ avvenuto negli ultimi anni, ha consentito di individuare nuovi parametri analitici mirati a tutelare sempre di più gli­ oli di pregio, scoraggiando le frodi alimentari.

Il presente lavoro volge l'attenzione verso lo sviluppo di nuove metodiche analitiche, che se affiancate a quelle cosiddette " classiche " ci premettono di caratterizzare dal punto di vista chimico, fisico e organolettico gli oli ottenuti con tecnologie di estrazione innovative, come il la tecnologia che prevede la preventiva denocciolatura delle olive.

A tale scopo sono state messe a punto metodologie per l'analisi dei diacilgliceroli, della frazione insaponificabile, della frazione polifenolica e dei componenti volatili di oli estratti impiegando le diverse tecnologie.

PARTE SPERIMENTALE

Analisi dei diacilgliceroli . Da 1 g di olio, dopo aver aggiunto 50 m l della soluzione di al 10% di squalano (C 30 H 62 ) in benzene (standard interno), vengono prelevati 100 m l che vengono sottoposti a metilazione diretta mediante addizione di una soluzione eterea di diazometano [1] e quindi trattati con la miscela silanizzante secondo il metodo descritto da Sweeley et al [2] . Allontanati i reagenti, il campione è stato diluito con n -esano ed analizzato per via gas-cromatografica. Le condizioni di analisi sono riportate nella tabella 1.

Analisi dell'insaponificabile . A 5 g di olio, dopo aver aggiunto 50 m l di una soluzione al 10% di squalano (standard interno) in benzene sono stati sottoposti a saponificazione [3] .

L'intera frazione dell'insaponificabile, dopo trattamento con diazometano e miscela silanizzante è stata analizzata mediante l'ausilio di un gascromatografo-spettrometro (GC-MS) di massa Finnigan-Mat Magnum nelle condizioni di analisi riportate in tabella 1.

Gli spettri di massa sono stati raccolti in full-scan da 30 a 640 UMA. i composti sono stati identificati sia confrontando i tempi di ritenzione relativi con quelli di opportuni standard, sia mediante l'interpretazione degli spettri di massa relativi. La valutazione quantitativa è stata condotta mediante l'integrazione della corrente ionica totale.

Analisi della frazione polifenolica . 2,5 g di olio sono stati sciolti in 2.5 ml di n-esano ed estratti al vortex per 3' con 3 x 2.5 ml di una miscela CH 3 OH/H 2 O = 80/20 (v/v); dopo aver riunito gli estratti idroalcolici, è stato fatto evaporare il solvente e il residuo è stato risospeso in 1 ml di metanolo. La soluzione così ottenuta è stata utilizzata per la determinazione del contenuto in polifenoli, secondo il metodo Folin-Ciocalteau [4], e per analisi HPLC (High Performance Liquid Chromatography) mediante sistema HPLC accoppiato ad un rivelatore Diode-Array e ad uno spettrometro di massa (Finnigan, San Jose, CA, USA) equipaggiato con un sistema di ionizzazione "electrospray" (ESI). Le condizioni di analisi sono le seguenti:

a) Condizioni HPLC

Tempo (min.) 0   0/2    3/24    25/40    41/58    59/70
A%                  95   95        75          60           0               0
B%                    5      5        25          40        100           100

b) Spettrometria di massa

Strumentazione : spettrometro di massa a trappola ionica, equipaggiato con interfaccia ad elettronebulizzazione (ESI), operante in ionizzazione negativa

Parametri di ionizzazione : 5kV (voltaggio spray ionico), 200 °C (temperatura del capillare), 6V (voltaggio del capillare)
Gli spettri sono stati acquisiti nell'intervallo fra 100 e 1000 m/z, con una velocità di scansione di 3 microscan/sec.

L'identificazione strutturale degli ioni rivelati è stata condotta attraverso l'analisi in spettrometria di massa di secondo ordine (ESI/MS-MS) con un'energia di collisione del 30% o del 35%.

Analisi dei componenti volatili . I componenti volatili, collezionati da 10 ml di olio mantenuti a 37 °, sono stati intrappolati in una cartuccia di carbone attivo mediante flusso di He di 60 ml/min per 15 min. Successivamente sono stati recuperati mediante desorbitore a microonde

Rektorik MVI e analizzati mediante GC-MS. L'analisi GC è stata eseguita con uno strumento GC-ITDMS Magnum (Finnigan Mat, San Josè CA, USA) adottando le condizioni analitiche riportate in tabella 1.

RISULTATI E DISCUSSIONE

Diacilgliceroli

Le colonne polari termostabili si sono mostrate di grande efficacia nella caratterizzazione dei diacilgliceroli.

La separazione gas-cromatografica è risulta decisiva per la determinazione dei singoli componenti. Questi infatti vengono separati non solo in funzione della posizione che gli acidi grassi occupano nella molecola della glicerina, ma anche in base al grado di insaturazione.

In tal modo è possibile determinare non solo gli isomeri di posizione presenti, ma ciascun diacilglicerolo.

Oltre alla possibilità di approfondire la conoscenza dei gliceridi parziali, utile nello studio delle varie tappe della biosintesi dei triacilgliceroli, questa determinazione riveste particolare interesse per accertare eventuali frodi commerciali a carico degli oli extravergini di oliva.

Gli oli extravergini di oliva a bassa acidità contengono quasi esclusivamente gli 1,2-diacilgliceroli, mentre gli 1,3- sono presenti solo in tracce (Figura 3, tracciato A). Quest'ultimi si formano e aumentano nell'olio all'aumentare degli acidi grassi liberi che si producono per idrolisi chimica o enzimatica dai triacilgliceroli (Figura 3, tracciato B). Siccome le quantità di acidi grassi liberi e di gliceridi parziali presenti in un olio vergine sono correlate, uno sbilanciamento a favore dei diacilgliceroli, ed in particolare degli 1,3-diacilgliceroli, porta a concludere che l'olio abbia subito un qualche trattamento.

Se si pensa che il contenuto di acidi grassi liberi può essere ridotto con semplici trattamenti, non modificando in modo determinante il valore degli altri parametri, la determinazione dei 1,3-diacilgliceroli costituisce un valido mezzo per accertare questo genere di frodi [5], [6] .

Insaponificabile

Le colonne polari possono essere impiegate con successo anche nell'analisi della frazione dell'insaponificabile [7] , perché oltre a realizzare un'ottima separazione dei diversi componenti, permette l'individuazione di composti che normalmente non vengono recuperati durante le fasi di estrazione previste nell'analisi mediante TLC ( Thin Layer Chromatography ) e nello stesso tempo da una visione globale e immediata dei rapporti intercorrenti tra i componenti appartenenti alle diverse classi di composti.

La figura 4 riporta i tracciati HRGC (High Resolution Gas Chromatography) dell'intera frazione dell'insaponificabile degli oli estratti dalle drupe intere e dalla sola polpa di olive prodotte nella zona di Fara Sabina [8] . Come si può osservare, i diversi componenti sono ottimamente separati e dal rapporto dei singoli componenti con lo standard interno è facilmente evidenziabile che gli oli estratti dalle olive snocciolate rispetto a quelli estratti dalle olive intere presentano un maggior numero di alcoli lineari, di 24-metilencicloartanolo (picco 12) e di citrostadienolo (picco 13); mentre accusano un minor contenuto di squalene (picco 6) e di a -tocoferolo (picco 7).

Polifenoli

La caratterizzazione della componete polifenolica di un olio, sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo, risulta di estrema importanza nella definizione della qualità del prodotto. Infatti, come dimostrato da vari studi scientifici, la resistenza all'ossidazione forzata degli oli extra vergini di oliva, è strettamente legata al tipo ed alla concentrazione dei polifenoli presenti.

In figura 5 sono riportati i tracciati HPLC dell'olio estratto dalla sola polpa e dalla drupa intera di olive di varietà Leccino. Come mostrano i cromatogrammi, dal punto di vista qualitativo, il profilo compositivo della frazione polifenolica dell'olio ottenuto da olive denocciolate risulta simile a quello dell'olio ottenuto da drupe intere. In tutti e due i casi i componenti principali sono gli agliconi dell'oleuropeina e dal ligstroide. Diversamente, dal punto di vista quantitativo l'olio ottenuto dalla sola polpa è caratterizzato da un contenuto complessivo di polifenoli maggiore rispetto all'olio ottenuto dalle stesse drupe, ma con sistemi tradizionali.

Componenti volatili

La caratterizzazione chimica dei componenti volatili dell'olio contribuisce all'individuazione di composti chimici responsabili delle caratteristiche organolettiche del prodotto.

In figura 6 sono riportati i tracciati GC-MS dei componenti volatili di un olio ottenuto, da olive di varietà Leccino con due sistemi di estrazione: sistema discontinuo a pressione e sistema continuo per centrifugazione. Dell'esame dei tracciati emerge che nell'olio estratto per pressione è presente in discreta quantità (oltre il 30%) l'alcool isoamilico insieme ad altre sostanze di natura alcoolica come pentenolo, trans-2-esen-1-olo ed esanolo, la cui presenza è generalmente associata a sensazioni sgradevoli. [9] La formazione di alcool isoamilico sarebbe favorita da fenomeni degrativi e carico di amminoacidi, mentre lo sviluppo di esanolo e trans-2-esen-1-olo deriverebbe dal metabolismo delle aldeidi, quali trans-2-esenale [10]. Quest'ultimo composto, in genere ritenuto responsabile del sapore fruttato, è presente in quantità rilevanti (circa 80%) nell'olio estratto per centrifugazione mentre nell'olio estratto per pressione presenta valori piuttosto ridotti (circa 20%).

BIBLIOGRAFIA

•  L.F. Fieser, M. Fieser. "Reagents for organic chemistry", John Wiley et Sons inc. New York, London, Sidney. P. 191, 1967.

•  Sweeley CC, Bentley R, Makita M, Welles WE "Gas-liquid chromatography of trimethylsilyl derivatives of sugars and related substances". J Am Chem Soc 85 : 2497-2507, 1963.

•  Norme Grassi e Derivati "Method C-12, Stazione Sperimentale per le Industrie degli Olii e dei Grassi (SSOG)", Milano, Italia. 1976.

•  Regolamento CEE N° 2676/90 p. 778

•  N. Frega, F. Bocci, G. Lercker. " High Resolution Gas-Chromatographic Determination of Diacylglycerols in common vegetable oils" J Am Oil Chem. Soc. 70, 175-177, 1993.

•  N. Frega, F. Bocci, G. Lercker " Acidi grassi liberi e diacilgliceroli quali parametri di qualità degli oli extravergini di oliva". Riv. Ital. Sost. Grasse , 70, 153-155, 1993.

•  N.Frega, F.Bocci, G.Lercker "Direct gas chromatographic analysis of the unsaponifiable fraction of different oils with a polar capillary column". J Am. Oil Chem. Society, 69, 447-450 1992.

•  N. Frega, L.Caglioti, M. Mozzon " Composizione chimica e parametri di qualità degli oli estratti da olive snocciolate" Riv. Ital. Sost. Grasse , 75, 241-245, 1997

•  R. Aparicio, M.T. Morales, J. Agric. Food Chem. 46, 1116 (1998)

•  A.F. Angerosa, N. D'Alessandro, C. Basti, R. Vito, J. Agric. Food Chem 46, 2940 (1998)

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