Le tecnologie di estrazione dell’olio d’oliva

Lo stato dell'arte e l'innovazione in un settore in continua evoluzione
2046

La qualità dell’olio vergine di oliva è strettamente dipendente dal processo di estrazione, dove l’attività̀ enzimatica rappresenta la principale causa di modifica delle caratteristiche sensoriali e dello stoccaggio di antiossidanti. La frangitura delle drupe viene effettuata attraverso le molazze (oggi scarsamente diffuse) o tramite un frangitore moderno (a rulli, martelli, ecc.). Durante la rottura, quando il flusso d’olio proveniente dai vacuoli fuoriesce, diversi enzimi si attivano: la loro attività̀ si traduce nell’idrolisi dei glucosidi secoiridoidi, con produzione dei corrispondenti agliconi e nell’attivazione della lipossigenasi (LOX pathway), che rapidamente da vita a composti a 5-6 atomi di carbonio.

I processi enzimatici. La concentrazione dei composti fenolici nell’olio d’oliva è dipendente dall’attività̀ di enzimi nativi presenti nelle drupe, i quali influenzano principalmente gli step tecnologici di frangitura e gramolatura. I glucosidi secoiridoidi, contenuti nelle drupe, sono composti idrofilici e pertanto, non vengono solubilizzati nell’olio durante i processi tecnologici. Tuttavia, l’attivazione di β-glucosidasi endogene durante la frangitura consentono la produzione di derivati dell’oleuropeina (3,4-DHPEA – EDA, 3,4-DHPEA- EA e p-HPEA-EDA) nell’olio; difatti l’inattivazione di questi enzimi in drupe sbollentate prima della frangitura, è responsabile dell’assenza di agliconi nell’olio corrispondente.

Secondo Servilli M. et al., 2002 esistono differenze sulla composizione fenolica in riferimento al frangitore utilizzato, oli derivanti dall’uso del frangitore metallico erano più̀ amari e piccanti rispetto a quelli ottenuti con le molazze. La tipologia di frantoio influenza anche la componente volatile formata durante le operazioni di trasformazione, in risposta alla rottura delle cellule. L’intensità̀ di lavorazione che caratterizza un frangitore metallico, maggiore rispetto alle molazze, causa un istantaneo aumento della temperatura che fa diminuire l’attività̀ della idroperossidasi liasi. Questo enzima, catalizzando la frammentazione degli idroperossidi, gioca un ruolo cruciale nella formazione dei composti volatili. La sua attività è massima ad una temperatura di circa 15°C, oltre la quale decresce rapidamente, andando a formare una più̀ bassa quantità̀ di composti volatili, rispetto ad oli ottenuti da frangiture meno intense.

 

Innovazioni tecnologiche. Le nuove sfide della moderna olivicoltura, pertanto, riguarderanno i problemi legati al riscaldamento globale e al conseguente aumento termico non solo del Bacino del Mediterraneo, ma anche in altri areali olivicoli. Le alte temperature durante il periodo di raccolta potrebbero, pertanto, determinare la trasformazione delle olive caratterizzate da uno stadio termico troppo alto per consentire un’adeguata quantità̀ di polifenoli dell’EVOO e di composti volatili, responsabili delle proprietà̀ salutari e sensoriali tipiche del prodotto. I cambiamenti climatici, combinati con i nuovi trend di raccolta anticipata, portano alla necessità di un controllo termico della pasta di olive, non solo per il calore, ma principalmente per un trattamento di raffreddamento.

Si stanno sviluppando nuove applicazioni nell’industria olearia, come gli ultrasuoni, un sistema microonde assistito, un campo elettrico pulsato e uno scambiatore di calore. Il rapido raffreddamento della pasta usando uno scambiatore di calore tubolare potrebbe rappresentare una tecnologia innovativa, essenziale ogni qualvolta le condizioni termiche della pasta, prima della gramolatura, sarebbero sopra della temperatura ottimale per estrarre un EVOO di alta qualità. Nel lavoro di Veneziani et al. (2016) è stato valutato l’impatto del raffreddamento della pasta di olive, sulla resa in olio, i parametri legali di qualità̀ e la composizione volatile e fenolica dell’EVOO.

L’EVOO è stato estratto dalle cultivar coratina, peranzana e ottobratica. Le paste delle tesi sperimentali sono state istantaneamente raffreddate, usando lo stesso scambiatore termico capace di determinare un raffreddamento rapido a 15°C. Dai risultati è scaturito che non vi sono stati valori significativamente validi sulle rese in olio e anche su parametri legali di qualità come l’acidità libera, i perossidi, il K 232, K270, △K.
Il rapido raffreddamento della pasta a 15°C, che ha determinato una riduzione termica di circa 12°C per tutte le cultivar analizzate, è stata in grado di produrre un significativo incremento della concentrazione fenolica negli EVOO estratti a differenti temperature di gramolatura in tutte le cultivar studiate. Questi risultati potrebbero essere dovuti all’effetto inibente della polifenolossidasi, come un risultato del raffreddamento della pasta (Vatrano et al. 2019). Infatti la polifenolossidasi mostra una temperatura ottimale di attività intorno ai 50°C.

Per aumentare l’efficienza di estrazione è stato messo a punto un sistema a ultrasuoni ad alta potenza (HPU). L’HPU induce cavitazione aiutando ad eliminare le bolle di gas nella pasta di olive, ad alta pressione negativa, che aiuta a demolire le pareti cellulari e di conseguenza favorire la fuoriuscita delle piccole goccioline di olio dai tessuti (Bejaoui et al., 2016). Inoltre l’HPU produce un rapido riscaldamento della pasta di olive (il tempo ideale che la gramolatura necessita per raggiungere la temperatura ideale per l’omogenizzazione della pasta a 29°C ca.), che è essenziale per una gramolatura efficace (Clodoveo et al., 2013a).

Oltre alla tecnologia sopra citata, le microonde (MW) e megasound (MS) (ultrasuoni ad alta frequenza) sono due tecnologie facilmente implementabili nell’industria olearia. Queste potrebbero sostituire totalmente il settore delle gramole. Le stesse permettono di avere un trattamento delle paste uniforme nella modalità continua, migliorando la qualità dell’EVOO. Leone et al., (2018) hanno sviluppato un prototipo di tubo a microonde magnetron (2,45 Ghz, 24 kW) che consente un condizionamento di calore rapido e continuo di 3000 kg h-1. Il flusso fornisce un flusso ininterrotto e una migliore uniformità di calore rispetto alle gramole tradizionali, evitando il riscaldamento dei prodotti residui. In confronto con il processo di estrazione tradizionale, il sistema ha mostrato di ridurre le condizioni termiche da 40 minuti (nella gramolatura tradizionale) a pochi secondi senza la compromissione dell’estraibilità dell’olio. Il riscaldamento localizzato con le microonde causa la rottura dei materiali della parete cellulare attraverso la formazione di flussi di pressione di vapore interno, facilitando il rilascio dei componenti della parete cellulare.

La tecnologia a campo elettrico pulsato (PEF) è basata sull’applicazione di un campo elettrico pulsato di alta intensità con durata da microsecondi a millisecondi, nell’ordine di 10-80 kV/cm.

A livello sperimentale ha fornito diversi comportamenti. È stato osservato un effetto positivo sulla estraibilità quando le paste delle olive è stata trattata con uno strumentazione (PEF) a 2 kV/cm, 7,83 kj/kg. Infatti il valore di estraibilità è stato di 79,5% per il controllo e 85,5% quando con la tecnologia PEF. La differenza è stata statisticamente significativa. Inoltre il trattamento con PEF ha conferito una riduzione significativa nelle perdite dell’olio di sansa di circa il 40,5%.

Inoltre il trattamento della pasta con PEF non ha intaccato i valori principali della qualità dell’EVO. (Tamborrino A. et al. 2020).

Bibliografia

Clodoveo M.L., Durante V., La Notte D., et al. (2013a). Working towards the development of innovative ultrasound equipment for the extraction of olive oil. Ultrasonics Sonochemistry, 20 (5), 1261-1270.

Leone a., Romaniello R., Tamborrino A., Urbani S., Servili M., Amarillo M., Grompone M., Gambero A., Iuliano P. (2018). Application of Microwaves and Megasound to olive Paste in an Industrial Olive Oil Extraction Plant: Impact on Virgin Olive Oil Quality and Composition. European Journal of Lipid Science and Technology. DOI: 10.1002/ejlt.201700261.

Tamborrino A., Urbani S., Servili M., Romaniello R., Perone C., and Leone A. 2020. Pulsed Electric Fields for the Treatment of Olive Pastes in the Oil Extraction Process. Appl. Sci. 2020, 10, 114 doi:10.3390/app10010114

Vatrano T., Ranieri B. (2019) L’olio d’oliva tra storia, archeologia e scienza. Il Cristallo Editore.

Veneziani G., Esposto S., Taticchi a., Urbani R., Selvaggini R., Di Maio I., Sordini B., Servili M. 2016. Cooling tretment of olive paste during the oil processing: impact on the yield and extra virgin olive oil quality – Food Chemistry.

 

Articolo estratto da "L'olio d'oliva, tra storia archeologia e scienza" di T. Vatrano e B. Ranieri - Il Cristallo Editore