L’olio d’oliva L’olio d’oliva è un alimento estremamente importante della nostra dieta, in quanto apporta un elevato contributo di sostanze nutritive, in particolare acidi grassi polinsaturi, vitamine e sostanze antiossidanti. Esso è inoltre un prodotto dalle implicazioni economiche notevoli, a causa delle numerose varianti nelle quali è commercializzato. Queste sono stabilite dal regolamento CEE 1513/2001 secondo le seguenti definizioni: Oli d’oliva vergini ottenuti dal frutto dell'olivo soltanto mediante processi meccanici o altri processi fisici, in condizioni che non causano alterazioni dell'olio, e che non hanno subito alcun trattamento diverso dal lavaggio, dalla decantazione, dalla centrifugazione e dalla filtrazione, esclusi gli oli ottenuti mediante solvente o con coadiuvanti ad azione chimica o biochimica o con processi di riesterificazione e qualsiasi miscela con oli di altra natura. Essi sono soggetto della classificazione e delle denominazioni seguenti: Olio extra vergine di oliva, con acidità libera massima 0.8 % Olio di oliva vergine, con acidità libera massima 2.0 % Olio di oliva lampante, con acidità libera superiore al 2.0 % Olio d’oliva raffinato ottenuto dalla raffinazione dell'olio di oliva vergine, con acidità libera non superiore a 0.3 % Olio d’oliva – composto di oli di oliva raffinati e vergini, ottenuto dal taglio di olio di oliva raffinato con olio di oliva vergine (non lampante) e acidità libera massima di 1 % Olio di sansa di oliva greggio ottenuto dalla sansa d'oliva mediante trattamento con solventi o mediante processi fisici, oppure olio corrispondente all'olio di oliva lampante Olio di sansa di oliva raffinato ottenuto dalla raffinazione dell'olio di sansa di oliva greggio, con acidità libera non superiore a 0.3 % Olio di sansa di oliva ottenuto dal taglio di olio di sansa di oliva raffinato e di olio di oliva vergine diverso dall'olio lampante, con acidità libera non superiore a 1 % nnnnnnnnnnn

Cosa dice l’etichetta L’esame dell’etichetta e della documentazione che accompagna una bottiglia di olio fornisce indicazioni sulla serietà del produttore e sulla presumibile qualità del prodotto. La legge, a questo proposito, non è particolarmente prescrittiva, e lascia alla buona volontà dei produttori l’indicazione di gran parte dei dati che servirebbero ad identificare con una certa precisione le caratteristiche del prodotto acquistato, fermo restando che i parametri analitici necessari per la commercializzazione (es. acidità) sono da intendersi soddisfatti

Le informazioni più importanti Fondamentale criterio per valutare l’affidabilità di un olio è la “trasparenza” in termini di informazione: tanto più un olio è corredato da dati analitici di accompagnamento, in cui vengano evidenziati i parametri stabiliti dalla legge, tanto maggiori sono le probabilità che il produttore sia seriamente interessato ad accrescere la consapevolezza del consumatore rispetto alla qualità del proprio lavoro. Altra regola importante è il preferire bottiglie dal vetro scuro o fasciate; un soggiorno prolungato in condizioni di eccessiva esposizione alla luce può avere effetti nocivi anche su un prodotto inappuntabile all’origine Tra le informazioni veramente essenziali devono essere citati con chiarezza: l’identità del produttore; la quantità contenuta nella bottiglia; la data di confezionamento; la categoria merceologica dell’olio

Categorie merceologiche Le categorie merceologiche di maggior pregio sono quelle DOP (Denominazione di Origine Protetta) o IGP (Indicazione Geografica Protetta), per prodotti che hanno ottenuto il riconoscimento di tipicità in forza del reg. CEE n. 2081/92: si tratta di oli di oliva per i quali c’è l’indicazione di una regione, un luogo determinato o, in casi eccezionali, di un paese che serve a designare il prodotto originario delle suddette aree, la cui qualità è dovuta essenzialmente all’ambiente geografico, ai fattori naturali ed umani e la cui produzione, trasformazione ed elaborazione avvengano nell’area geografica delimitata o, per la IGP, la cui produzione e/o trasformazione e/o elaborazione avvengano nell’area determinata

Diciture non commerciali Alcune diciture non ufficiali riportate sulle etichette delle bottiglie sono: Meno utili risultano invece le analisi del valore nutrizionale del prodotto, dal momento che i dati riportati, es. il contenuto lipidico, risultano gli stessi per tutti gli oli Prima spremitura - si tratta di un olio “vergine”, però è sempre possibile che una prima spremitura dia un olio cui mancano i titoli per rientrare nella categoria degli extravergini; Olio dietetico - si tratta di oli addizionati di vitamine e altri componenti essenziali e non, come si sarebbe portati a credere, di oli “che non fanno ingrassare”; Light - ossia leggero, denominazione oggi molto di moda per prodotti di colorazione non troppo intensa e che all’apparenza diano una sensazione di bassa densità; l’apporto calorico è identico per tutti gli oli, indipendentemente dalla colorazione! Spremuto a freddo - durante tutte le fasi del processo produttivo, il mantenimento di temperature più basse possibili dovrebbe essere garantito, fermo restando che una lavorazione assolutamente a freddo è impossibile; Mosto - è una emulsione di olio con acqua nebulizzata e mucillagini in sospensione

Composizione dell’olio di oliva Dal punto di vista chimico, l’olio di oliva è suddivisibile in due frazioni, a seconda del comportamento a caldo in presenza di una base forte (NaOH o KOH): Saponificabile, formata da sostanze in grado di formare saponi nelle condizioni citate; questa frazione corrisponde al 98-99% del totale e comprende trigliceridi, digliceridi e monogliceridi, i cui acidi sono per l’85% insaturi (acido oleico e linoleico) e per il 15% saturi (acido palmitico, stearico) Insaponificabile, formata da microcomponenti che non formano saponi nelle condizioni citate; anche se è presente in quantità modeste (1-2% circa) questa frazione è importantissima da un punto di vista nutrizionale e analitico, per controllare la genuinità dell'olio e per la sua serbevolezza

Frazione insaponificabile I componenti principali sono: Idrocarburi (30 - 40%) tra cui lo squalene Cere, presenti in minima quantità Steroli, presenti in notevoli quantità Alcoli, in piccolissime quantità alcoli alifatici e in quantità maggiori alcoli triterpenici Pigmenti colorati, come carotenoidi e clorofilla Vitamine liposolubili, provitamina A, vitamina C, D, E ed F Polifenoli, sotto forma di glucosidi e di esteri Altri composti più o meno volatili: alcoli, aldeidi, esteri, chetoni alifatici e aromatici

La qualità dell’olio d’oliva Gli aspetti principali che caratterizzano la qualità dell’olio di oliva sono i caratteri organolettici, la stabilità all’ossidazione, l’assenza di contaminanti (fitofarmaci, solventi) e, naturalmente, le caratteristiche nutrizionali espresse in termini di acidi grassi saturi, monoinsaturi e polinsaturi, presenza di fitosteroli, vitamine ed antiossidanti naturali Come per ogni prodotto di trasformazione agroalimentare, il pregio dell’olio consiste, quindi, nel mantenimento e nell’esaltazione delle caratteristiche proprie della materia prima di origine, ossia delle olive. È impossibile produrre un olio buono partendo da una materia prima scadente, nemmeno utilizzando i più sofisticati procedimenti di estrazione

Valutazione della qualità È da notare che a tutt’oggi non esiste uno strumento che, basandosi su parametri chimico-fisici, sia in grado di valutare ogni singolo componente che partecipi a formare le infinite tonalità aromatiche di un extravergine; per questo motivo è fondamentale affidarsi all’analisi sensoriale. Le caratteristiche organolettiche ci permettono, infatti, di distinguere prodotti che le determinazioni analitiche possono identificare come identici La qualità riconosciuta agli oli extravergini è infatti la risultante di due diversi ordini di indagine: da una parte, le analisi chimico-fisiche, per accertare la reale composizione in termini di materia grassa e grado di acidità; dall’altra, l’esame organolettico, che giudica l’olio dal punto di vista delle sue caratteristiche visive, olfattive e di gusto

Valutazione organolettica L’olio d’oliva è il primo prodotto alimentare per cui l’analisi sensoriale, basata sul sistema del Panel Test (particolare metodologia analitica standardizzata che vede operare un gruppo di assaggiatori selezionati, istruiti ed allenati), costituisce una discriminante merceologica Nell’Allegato XII “Valutazione organolettica dell’olio di oliva vergine” del regolamento CEE n. 2568/91 si stabilisce che un olio debba essere sottoposto all’assaggio al fine di determinarne, mediante punteggio, la categoria merceologica di appartenenza

Analisi sensoriale L'analisi sensoriale o organolettica sull'olio d'oliva ha un'importanza rilevante nel giudizio della qualità finale del prodotto per verificare se un olio che ha qualità chimiche opportune per essere considerato extravergine le ha anche da un punto di vista organolettico, dato che un olio che non sia organoletticamente accettabile è declassato come specificato nella tabella Le analisi sono svolte presso i laboratori della Camera di commercio e di altri Enti, oppure, se il produttore d'olio commercia ingenti quantità, in commissioni interne all'azienda stessa. Le commissioni sono formate da un capo panel e da un minimo di otto ad un massimo di dodici assaggiatori per minimizzare l'errore, l'assaggio è svolto in cabine separate per non far influenzare tra loro gli assaggiatori. Al termine dell'assaggio il capo panel si occuperà di effettuare una media tra i voti dati dai vari assaggiatori scartando quelli che siano eccessivamente incongruenti con gli altri

Panel test Panel test è un termine inglese che significa “gruppo di persone che si riuniscono per esprimere un giudizio”. L'indagine statistica sulle soglie personali di percezione ha permesso di accertare che gruppi di 10 persone, scelte a caso in una popolazione, presentano una soglia media di gruppo che è ripetitiva, cioè analoga a quella di un altro gruppo di altre 10 persone della stessa popolazione; ossia gruppi di 10 individui, presentano una soglia media di gruppo che può essere ritenuta rappresentativa della soglia dell'intera popolazione e, pertanto, tale gruppo può essere utilizzato come uno strumento di misura che dia risultati validi per tutta la popolazione

Principio del panel test Questo tipo di test è basato sulle capacità di un gruppo di assaggiatori, di solito 10, allenati all'apprezzamento delle caratteristiche olfattivo - gustative degli oli vergini, che subito dopo aver assaggiato un campione compilano una scheda guida, in modo separato ed autonomo, ed accertano la presenza e l'intensità delle sensazioni di base (pregi e difetti). Studi hanno evidenziato che gli organi sensoriali umani si comportano come dei veri e propri strumenti di misura: l'analisi sensoriale! Si è accertato che per un determinato aroma anche gli organi sensoriali umani rispondono molto bene come strumenti per il riconoscimento del tipo di percezione; per quanto riguarda invece l'intensità di percezione, sono state fatte delle prove per determinare le cosiddette soglie di percezione

Necessità di più assaggiatori La differenza di valutazione fatta da individui differenti, in merito all’intensità di percezione per la stessa sostanza - stimolo, costituiva un impedimento all'utilizzo di una sola persona nelle valutazioni delle caratteristiche organolettiche degli alimenti in quanto il tipo di giudizio fornito non poteva essere ritenuto obiettivo e quindi non ripetibile: da qui la necessità di affidare l'analisi a un gruppo (panel) di persone guidate (capo panel) e preparate appositamente per effettuare una analisi sensoriale la più attendibile e ripetibile possibile

Come si effettua il panel test La degustazione stimola sia l'olfatto sia il gusto e quindi l'assaggiatore deve seguire alcune norme comportamentali prima dell’assaggio: Il periodo più adatto e indicato sono le prime ore del mattino, l'ambiente ideale per l'assaggio è un luogo chiuso, non freddo, a luce naturale, in assenza completa di odori. Gli assaggiatori devono essere in condizioni fisiologiche e psicologiche corrette, tali da non compromettere la prova non fumare almeno 30 minuti prima dell'assaggio non usare alcun profumo, sapone o cosmetico il cui odore persista al momento della prova non aver ingerito alcun alimento fino ad almeno un'ora prima dell'assaggio

La cabina d’assaggio In ogni cabina d'assaggio è presente un lavandino, dato che gli assaggiatori non deglutiscono il campione in esame (come per il vino), ed i campioni da esaminare (max 8 a seduta), sono in un recipiente che li mantiene alla temperatura ideale di 28°C; questa temperatura è ottimale perchè a temperature inferiori l'olio non volatilizza portando ad una scarsa osservazione delle caratteristiche organolettiche, mentre a temperature superiori l'olio acquista volatilizzando aromi tipici degli oli riscaldati. Inoltre l'assaggiatore tra una prova e l'altra deve mangiare uno spicchio di mela verde e bere acqua frizzante per ripulire le papille gustative per non influenzare le prove successive con il gusto degli oli precedenti

La degustazione La prova è divisa in due fasi : la degustazione olfattiva e l'assaggio. Inoltre è importante anche l’aspetto visivo

Espressione dei risultati I risultati della degustazione sono espressi con un diagramma a stella, in cui ogni parametro è indicato su una scala da 0 a 6

Classificazione merceologica In base ai voti del panel test, l’olio è classificato nella categoria merceologica più adatta C.O.I.: Consiglio Oleicolo Internazionale

Analisi sull’olio d’oliva Le analisi che vengono effettuate sui campioni di olio si dividono in tre categorie: analisi che accertano la qualità dell'olio: sono i saggi di acidità, dei perossidi, l'analisi UV, la composizione acidica, la composizione sterolica, il contenuto di solventi alogenati e l’analisi gascromatografica; analisi che accertano la conservabilità dell'olio: numero di perossidi, analisi UV, acidità, panel test, tempo di induzione; analisi che accertano la genuinità dell'olio: composizione acidica, sterolica, analisi UV, analisi dei solventi alogenati, differenza ECN 42 HPLC e ECN 42 calcolo teorico I parametri analitici determinati sull’olio e le tecniche utilizzate sono descritti nel regolamento CEE n. 2568/91 e successive modifiche

Parametri analitici importanti I principali parametri determinati sull’olio sono i seguenti: Acidità libera – la quantità di acidi grassi liberi (non esterificati) Numero di perossidi – la potenzialità ossidativa di un olio Polifenoli – la quantità totale di composti polifenolici Tocoferoli – la quantità di composti aventi struttura analoga alla vitamina E Acidi grassi dei gliceridi – indice di genuinità e tipicità Steroli – utile per accertare sofisticazioni Parametri UV – per identificare adulterazioni con altri oli

Tabella olio extravergine

Tabella bis

Acidità libera Questa analisi esprime la percentuale di acidi grassi liberi presente nel prodotto. Gli acidi liberi si riscontrano soltanto dopo l'estrazione dell'olio dal frutto, poiché all'interno del frutto sono neutri. Essi derivano come prodotto di alcune reazioni innescate da enzimi lipolitici, durante la maturazione del frutto o a causa di una cattiva conservazione del frutto. Proprio per questo motivo l'analisi dell'acidità viene considerata come parametro per stabilire la qualità di un olio di oliva Dal punto di vista analitico si tratta di una titolazione acido-base effettuata in soluzione organico con idrossido di potassio come titolante e fenolftaleina come indicatore. Convenzionalmente, l’acidità è espressa come percentuale di acido oleico anche se è dovuta a numerosi composti La presenza elevata di questi acidi grassi liberi (superiori al 3-4%) rende un olio non commestibile poiché avrebbero un'azione irritante sulla mucosa gastroenterica oltre che una sgradevole sensazione in bocca I sistemi di trasporto e di stoccaggio delle olive possono alterare il valore di acidità, se risultano essere promotori di processi di fermentazione. Per questo motivo, devono essere minimi i tempi che intercorrono fra la raccolta dei frutti e la loro lavorazione

A + 2I-  B + I2 I2 + 2S2O32-  2I- + S4O62- Numero di perossidi Questa analisi esprime la quantità di ossigeno già assorbita dall'olio, il quale quindi ha già iniziato una propria attività ossidativa che durante l'invecchiamento porta ad un irrancidimento del prodotto che ne conferisce odori e sapori sgradevoli. Attraverso questa analisi possiamo quindi determinare la potenzialità ossidativa di un olio di oliva: più alto è il suo valore e più avanzato è lo stadio di irrancidimento del prodotto Come per l'acidità libera, per il numero di perossidi la conservazione può influenzare negativamente questo valore, favorendo un veloce e precoce irrancidimento del prodotto; in particolare il parametro si può alterare: Analiticamente, il numero di perossidi è il quantitativo di sostanze presenti nel campione, espresse in milliequivalenti di ossigeno attivo per kg, che ossidano lo ioduro di potassio in condizioni standard. Si tratta di una titolazione redox nella quale lo iodio liberato è titolato con una soluzione di tiosolfato di sodio a concentrazione nota in presenza di indicatore amido, che forma un complesso colorato con lo iodio A + 2I-  B + I2 I2 + 2S2O32-  2I- + S4O62- se le olive sono sovramature, schiacciate e tenute in magazzini non adatti; se una prolungata lavorazione promuove l'azione enzimatica e fa aumentare l’ossidazione; per l'esposizione del prodotto alla luce e/o ad elevate temperature; per contenitori e/o ambienti non idonei

Analisi UV L’analisi di un olio mediante spettrofotometria UV-visibile è effettuata correntemente per la valutazione della sua genuinità e per identificare eventuali adulterazioni. Si tratta di un procedimento di semplice esecuzione, anche per la grande diffusione degli spettrofotometri UV-visibile nei laboratori chimici Questo tipo di analisi è espresso mediante dei coefficienti K che rappresentano l'assorbimento da parte dell'olio all'esposizione di luce ultravioletta in particolari condizioni. L’assorbimento di luce di una sostanza è regolato dalla legge di Lambert-Beer

Legge di Lambert-Beer A = bC ~ A = Assorbanza = Log (Io /I) I = Intensità di emissione di una sorgente  = assorbività molare o coefficiente di estinzione molare, l’assorbanza di una soluzione 1M b = cammino ottico C = concentrazione della sostanza che assorbe la luce I0 ~ I Sorgente di emissione Rivelatore Campione b

Spettrofotometro UV-visibile Uno strumento che effettua analisi con tecniche spettroscopiche si chiama genericamente spettrofotometro ed è composto dalle seguenti parti: Il monocromatore è un sistema che permette di selezionare o filtrare le  che arrivano dopo il campione Comparto del campione Monocromatore Rivelatore Sorgente di emissione al PC

Esempio di spettrofotometro Gli spettrofotometri UV-visibile sono estremamente diffusi per la loro semplicità di utilizzo e versatilità e per il basso costo. Quasi tutte le sostanze organiche presentano assorbimenti nel range strumentale (180-800 nm)

Spettro di assorbimento Il campione è irraggiato con un intervallo più o meno ampio di ; le  assorbite, aventi energia sufficiente a promuovere transizioni elettroniche, corrispondono ai gruppi funzionali delle molecole. La risposta è visibile sotto forma di spettro di assorbimento  Assorbanza

Esecuzione dell’analisi UV L'esame UV viene condotto sull'olio disciolto in opportuno solvente (cicloesano o isoottano) nell'intervallo compreso tra 220 e 280 nm. Le lunghezze d'onda più significative sono 232, 262, 268 e 274 nm. I valori di assorbimento vengono espressi come assorbanza specifica o coefficiente di estinzione molare, intendendo con questa espressione l'assorbanza ad una certa lunghezza d'onda di una soluzione all'1 % dell'olio in esame nel solvente prescelto, osservata in una cella dello spessore di 1 cm Per quanto riguarda il solvente, il Metodo Ufficiale indica l'isoottano, mentre in passato era usato generalmente il cicloesano

Espressione dei risultati Nell’analisi UV dell’olio si usa esprimere l'assorbanza specifica con la lettera K. Ad esempio K268 indica l'assorbanza specifica dell'olio in esame alla lunghezza d'onda di 268 nm K268 = A (1 cm/1%(268 nm)) = A268/ C *b dove A268 è il valore dell'assorbanza a 268 nm della soluzione dell'olio in esame, C la concentrazione della soluzione espressa in g/100 ml e b lo spessore in cm della cella di quarzo nella quale viene esaminata la soluzione dell'olio in esame

Significato dell’analisi UV Il coefficiente di estinzione molare alle lunghezze d'onda di 230 nm e 270 nm, indica lo stato ossidativo dell'olio, poiché si possono formare dieni e trieni coniugati durante l'ossidazione del prodotto . I doppi legami nell’olio vergine non sono mai vicini o coniugati. La presenza di doppi legami coniugati è dovuta all’azione ossidativa di alcuni reagenti (NaOH) impiegati fraudolentemente, che causa lo slittamento dei doppi legami. Questo slittamento comporta un assorbimento caratteristico all'ultravioletto attorno a 270 nm dove si ha un picco in presenza di olio rettificato (olio di sansa e semi) per la presenza di dieni formatisi per slittamento Gli acidi linoleico e linolenico sono utili al fine di distinguere l'olio vergine da quello raffinato, perchè hanno rispettivamente 2 e 3 doppi legami Acido linoleico Acido linolenico

Spettro UV di oli adulterati L’analisi UV, oltre a fornire utili elementi di giudizio sulla qualità di un olio, ha permesso di risolvere definitivamente il problema del riconoscimento dell'olio rettificato eventualmente aggiunto all'olio di oliva vergine, sfruttando il fatto che gli oli naturali di pressione non contengono doppi legami coniugati che invece si formano, sia pure in misura minima, durante la rettifica, particolarmente nella fase di decolorazione su terre attive Ne consegue che i rettificati presentano valori di assorbimento nell'UV, particolarmente nella zona intorno ai 270 nm, notevolmente superiori a quelli dei vergini La formazione di idroperossidi in acidi grassi polinsaturi provoca uno slittamento del doppio legame con formazione di un sistema dienico coniugato che assorbe a 232 nm

Frodi riconoscibili con UV La spettrofotometria UV permette di individuare se un olio d'oliva sia vergine e di classificarlo commercialmente; di individuare un olio d'oliva proveniente da un processo di raffinazione; di riconoscere una miscela tra un olio d'oliva vergine e un qualsiasi tipo di olio raffinato

Polifenoli I polifenoli sono sostanze antiossidanti e, se presenti in elevata concentrazione, costituiscono un pregio per l’olio. Non sono previsti indici limiti di legge, ma il loro valore dà indicazioni sulla qualità del prodotto Chimicamente sono composti con uno o più gruppi ossidrilici o fenolici, in grado di reagire con ossigeno libero in modo da ridurne la capacità ossidante, che danneggerebbe, cioè invecchierebbe, cellule e tessuti L'analisi è eseguita mediante la spettrofotometria UV-visibile.

Tecniche cromatografiche Tra le tecniche più idonee all’analisi di campioni agroalimentari vi sono le cosidette tecniche cromatografiche, utilizzate per separare e identificare singolarmente i componenti di una miscela. Il termine deriva dal greco ed è legato al suo inventore, un botanico russo di nome Tzwett, che all’inizio del XX secolo intendeva separare le sostanze coloranti della clorofilla Queste tecniche sono molto varie, ma si basano tutte su un principio comune: esse sfruttano la differenza di interazione dei componenti di una miscela nei confronti di un supporto statico, la fase fissa o stazionaria, e di un supporto dinamico, la fase mobile o eluente, che fluisce attraverso la fase fissa trascinando le sostanze componenti la miscela. Durante l’attraversamento, detto processo di eluizione, i componenti subiscono un rallentamento più o meno marcato a seconda della loro affinità per la fase fissa ed escono da essa a tempi diversi, in modo da poter essere identificati uno per uno. Le sostanze che compongono la miscela vengono identificate mediante un rivelatore posto all’uscita dalla fase fissa che registra le modifiche di alcune proprietà chimico-fisiche. Il responso che si ottiene si chiama cromatogramma

Tecniche cromatografiche I due gruppi principali di tecniche cromatografiche sono: la cromatografia liquida, nella quale la fase mobile è liquida e la fase fissa è solida o liquida la gascromatografia, nella quale la fase mobile è gassosa e la fase fissa è solida o liquida

Cromatografia liquida Nella cromatografia liquida (LC) la fase fissa è una colonna o un supporto planare contenente il materiale attivo, la fase mobile è un liquido; essa è utilizzata per la separazione di sostanze poco volatili come idrocarburi ad alto peso molecolare, molecole biologiche (proteine, grassi), sostanze ioniche o ionizzabili (anioni, amine, zuccheri) Assai usate sono la cromatografia ad alta pressione o HPLC per la separazione di sostanze neutre e la cromatografia ionica (IC) per la separazione di sostanze ioniche

Esempio di cromatogramma Un esempio di analisi IC si ha nella figura sottostante, nella quale è mostrata la separazione e identificazione di acidi carbossilici nel vino

Gascromatografia Nella gascromatografia (GC) la fase fissa è una colonna contenente il materiale attivo e la fase mobile è un gas; essa è utilizzata per la separazione di sostanze volatili o volatilizzabili come idrocarburi a basso peso molecolare, aromi, acidi organici. Tra le varie versioni, particolarmente utilizzata in campo agroalimentare è la gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS) che consente di avere informazioni strutturali sulle sostanze separate

Esempio di cromatogramma GC-MS tempo di ritenzione spettro di massa m/z

-tocoferolo (vitamina E) Tocoferoli Anche i tocoferoli sono sostanze antiossidanti e possono costituire un pregio per l’olio. Non sono previsti indici o limiti di legge. Sono composti antiossidanti di struttura analoga alla vitamina E e sono presenti in quasi tutte le sostanze grasse: la protezione dall’ossidazione esercitata dai tocoferoli nei riguardi del grasso, è dovuta al fatto che questi composti sono L'analisi dei tocoferoli è eseguita con un metodo che fa uso della cromatografia liquida ad alta risoluzione (HPLC). Il metodo separa e determina quantitativamente i tocoferoli naturali nelle varie forme isomeriche e l'alfa-tocoferil acetato. Il sistema cromatografico impiegato fa uso di una colonna RP-18, di una fase mobile costituita da metanolo/acqua (96:4) e di un rivelatore spettrofotometrico UV a lunghezza d'onda 288 nm facilmente ossidabili, catturando i radicali liberi che si formano durante l'ossidazione all'aria dei composti insaturi, ed ha le stesse funzioni sia nei cibi che nel tessuto cellulare La vitamina E, che si trova nella frazione insaponificabile degli oli, è importante come antiossidante, promuove l'utilizzazione della Vitamina A e la sintesi dell'eme; essa è inoltre usata come coadiuvante nell'aterosclerosi e nella sterilità, ed è un noto antiabortivo -tocoferolo (vitamina E)

Esempi di analisi di tocoferoli L’attività antiossidante dei tocoferoli li rende molto reattivi e quindi facilmente degradabili ai loro prodotti ossidati. Il contenuto nell’olio è destinato a calare in breve tempo, come si vede dal grafico Alcuni esempi di separazioni HPLC di oli sono riportati nelle figure sottostanti

Acidi grassi L'importanza della determinazione analitica dei grassi è dovuta al fatto che da una sola procedura viene ricavata una notevole quantità di parametri, che sono peraltro specifici, cioè corrispondono a singoli componenti chimici presenti in un olio. La composizione acidica può rappresentare quindi un indice di genuinità e tipicità di un olio Gli acidi grassi sono presenti nell’olio in forma libera, meno desiderabile, oppure in forma esterificata con la glicerina nei gliceridi, la materia nobile dell’olio di oliva che ne costituisce circa il 98%

Acidi grassi nell’olio La maggior parte degli acidi grassi è a catena lineare con un numero pari di atomi di carbonio. Possono essere presenti doppi legami (acidi insaturi); se c’è più di un doppio legame (fino a 6) si parla di polieni; ci sono anche tripli legami Oltre alla catena lineare più o meno insatura, possono esserci gruppi funzionali sostituenti come cheto (=CO), idrossi (-OH), epossi (-O-) presenti naturalmente o indotti da processi tecnologici Alcuni acidi grassi sono specifici di determinate piante (erucico, petroselinico) e quindi la loro identificazione è indice di adulterazione Acido stearico (C18, o doppi legami) Acido oleico (C18, 1 doppio legame) Acido linoleico (C18, 2 doppi legami) Acido linolenico (C18, 3 doppi legami)

Determinazione degli acidi grassi La determinazione degli acidi grassi esterificati è eseguita mediante GC. Gli acidi grassi dei gliceridi vengono trasformati, mediante transesterificazione, nei rispettivi esteri metilici, che presentano una maggiore volatilità ed una minore polarità rispetto ai corrispondenti acidi liberi; i gliceridi hanno invece scarsa volatilità Gli acidi grassi metilati vengono iniettati in colonna e separati come tali. Questa determinazione fornisce quindi la composizione acidica in esteri metilici anzichè in acidi liberi; in pratica, la differenza tra le due composizioni è abbastanza piccola e comunque tutti i valori tabulati di riferimento sono basati sui metilati, quindi non si ha alcuna incertezza di attribuzione L'identificazione dei singoli acidi avviene mediante cromatogrammi eseguiti su standard

Acidi nell’olio di oliva La

Acidi nell’olio di arachidi

Acidi nell’olio di colza

Acidi nell’olio di pesce

Parametri classici Due parametri che si determinano frequentemente ma che sono di minore importanza sono il numero di saponificazione e il numero di iodio Il numero di saponificazione (SN) è un dato analitico standard legato al peso molecolare degli acidi grassi: equivale al peso in mg di KOH necessario per idrolizzare 1 g di olio in condizioni standard. Maggiore è il valore di SN, minore è il peso molecolare medio degli acidi grassi liberi contenuti nell’olio. Siccome l’intervallo di variazione di SN è abbastanza ristretto per la maggior parte degli oli, non risulta essere significativo Il numero di iodio (IN) esprime l’ammontare di acidi grassi insaturi in un olio, correlato al numero di doppi legami C=C facenti parte delle molecole di acidi. La misura si effettua determinando la quantità di iodio che può dare addizione elettrofila sui doppi legami, secondo la reazione Si esprime in g di I2 necessari per 100 g di olio. I valori sono tipici per ogni acido grasso, es. acido oleico (1 doppio legame) 89.9, acido linoleico (due doppi legami) 181, acido linolenico (3 doppi legami) 273 I 2KI

Analisi della frazione non saponificabile Dal punto di vista del riconoscimento di adulterazioni, la determinazione degli acidi grassi in molti casi non dà risposte chiare, sia perchè tra gli oli di oliva vi sono variazioni dovute all’origine geografica, sia perchè alcuni oli vegetali hanno composizione molto simile dal punto di vista dei componenti della frazione saponificabile. Ad esempio, l’adulterazione dell’olio di oliva con olio di colza, girasole o nocciolo non può essere rivelata con l’analisi degli acidi grassi L'analisi della frazione insaponificabile è invece uno dei metodi più accurati per accertare la sofisticazione dell'olio di oliva. In particolare, la composizione degli steroli è strettamente correlata alla specie vegetale di origine, e meno all’origine geografica e al trattamento del prodotto (olio di oliva vergine, olio di sansa, olio rettificato, ecc.)

Gli steroli Tra tutti i componenti della frazione insaponificabile si studiano principalmente gli steroli, composti organici che caratterizzano qualitativamente e quantitativamente le differenti sostanze grasse Si tratta di sostanze biologicamente molto importanti: basta pensare all’attività fisiologica del colesterolo, il più noto tra gli steroli, che tra l’altro è anche il precursore di molti ormoni steroidei Gli steroli sono alcoli o esteri degli steroidi, un importante e vasto gruppo di composti presenti nei tessuti animali e vegetali.

-sitosterolo colesterolo Steroli nell’olio La determinazione della frazione sterolica totale e dei singoli steroli è indispensabile nell’analisi dell’olio d’oliva. I motivi sono da ricercarsi nel fatto che la frazione sterolica non è influenzabile da variazioni genetiche, che invece possono mutare radicalmente la componente saponificabile e quella degli acidi grassi. La sofisticazione dell’olio è quindi rilevabile facilmente in base al tipo di steroli identificati Tra gli steroli dell’olio, il -sitosterolo (sx) costituisce circa l'80% del totale; altri composti sterolici importanti sono il colesterolo (dx), lo stigmasterolo, il campesterolo e l’avenasterolo -sitosterolo colesterolo

Determinazione degli steroli La determinazione degli steroli si effettua per GC. L’analisi non è possibile sul campione tal quale, ma va fatta su un estratto purificato della frazione insaponificabile, ottenuto mediante due passaggi successivi Il campione di olio (addizionato di -colestanolo come standard interno) è sottoposto a saponificazione con KOH in soluzione etanolica; l'insaponificabile è estratto con etere etilico e recuperato dopo la separazione di fase Dall’estratto la frazione sterolica è separata mediante cromatografia su strato sottile.

Separazione TLC idrocarburi squalene tocoferoli terpeni alcoli steroli eritrodiolo + uvaolo linea di deposizione Separazione su strato sottile della frazione insaponificabile, effettuata con miscela benzene-acetone 95:5

Separazione TLC Passaggi della separazione con TLC: deposizione del campione sulla lastra Evidenziamento delle bande Esame UV delle bande

Schema generale olio steroli KOH etere etilico frazione eterea frazione acquosa INSAPONIFICABILE saponi TLC steroli GLC

Composizione sterolica degli oli La tabella seguente riporta la distribuzione % dei singoli steroli in oli di varia origine vegetale. Essa mostra che l’adulterazione dell’olio di oliva con oli diversi ne altera il profilo sterolico in maniera chiaramente rivelabile Ad esempio, l’addizione di olio di girasole innalza fortemente il tasso di D7-stigmasterolo; la presenza di olio di colza è svelata dalla quantità eccessiva di brassicasterolo, un composto tipico delle Crucifere. Anche il colesterolo può essere indicativo di adulterazione, essendo elevato il suo contenuto in grassi animali e nell’olio di palma

Analisi NMR dell’olio L’identificazione di adulterazioni si può effettuare anche con una tecnica meno esigente dal punto di vista della preparazione del campione: la risonanza magnetica nucleare o NMR Questa tecnica analitica è estremamente potente e la sua applicazione rappresenta il futuro nell’analisi agroalimentare (e non solo). Essa presenta alcuni notevoli vantaggi tra cui: Il rovescio della medaglia è che la strumentazione ha costi assolutamente proibitivi (uno spettrometro NMR di basso livello può costare 300.000 €), per cui l’impiego è limitato a grossi centri di ricerca o laboratori di analisi con un fatturato annuo elevatissimo Possiamo ottenere informazioni quantitative riguardo a numerose specie chimiche con un singolo esperimento L’errore sperimentale per tutti i composti analizzati è lo stesso Il campione è analizzato direttamente, senza estrazioni o altri trattamenti

Caratterizzazione geografica olio siciliano olio umbro

Addizione di olio di nocciola Dalle nocciole fresche si ottiene un olio la cui composizione è molto simile a quella dell’olio di oliva; si tratta di un olio di elevato pregio ed alto valore commerciale ed in tali condizioni risulta non conveniente addizionare l’olio di nocciola ad un olio di oliva di qualità Tuttavia il surplus di nocciole vecchie ed ammuffite viene usato per produrre un olio scadente che contiene micotossine cancerogene; quest’olio, opportunamente deodorato, viene aggiunto ad oli di oliva scadenti (Turchia , Tunisia) e messo in commercio Questa è una FRODE di difficile individuazione

Caratterizzazione genetica (13C) Attraverso l’analisi statistica degli spettri NMR 13C, è possibile distinguere oli prodotti con cultivar diverse di olive

Analisi isotopica dell’olio di oliva Oltre all’analisi NMR, un’altra tecnica molto sofisticata per la caratterizzazione dell’olio di oliva è l’analisi isotopica che si effettua mediante la spettrometria di massa per quanto riguarda H, C, O, N ed S; la determinazione del rapporto isotopico D/H si effettua prevalentemente con la tecnica NMR I rapporti isotopici 13C/12C e 18O/16O sono utilizzati per distinguere oli di oliva provenienti da regioni geografiche diverse () Italia – regioni interne () Italia - regioni costiere () Spagna; () Marocco; () Grecia; () Tunisia; () Turchia; () Italia

L’aroma dell’olio Analogamente allo spettro aromatico del vino, anche nell’olio di oliva le varie note individuabili in fase di degustazione sono riconducibili alla presenza di sostanze volatili attive a concentrazioni più o meno alte

Sostanze aromatiche Alle sostanze aromatiche appartengono classi di composti molto diverse le una dalle altre come alcoli (in particolare terpeni), aldeidi, chetoni, esteri, acidi o semplici idrocarburi Si tratta generalmente di composti di piccole dimensioni e aventi alta tensione di vapore, ovvero tendenza a passare in fase vapore: per questo motivo entrano facilmente in contatto con le cellule olfattive sollecitando una sensazione odorosa. Sono questi composti che contribuiscono al profumo dell’olio o, da un punto di vista più negativo, sono anche quelli che possono indicare la presenza di un eventuale difetto Limonene

Sostanze aromatiche Le sostanze responsabili dell’aroma dell’olio sono numerosissime, come si può notare dalla figura sottostante

Determinazione delle sostanze aromatiche La caratterizzazione delle sostanze aromatiche nell’olio di oliva è effettuata ovviamente mediante la tecnica GC-MS Esempio di cromagramma: le sostanze separate sono numerosissime

Variazione nel profilo aromatico Il profilo aromatico dell’olio di oliva è influenzato da fattori come la cultivar e il grado di maturazione delle olive impiegate, il clima, la qualità del suolo e il processo di estrazione

Differenziazione di olio di origine diversa Attraverso la determinazione delle sostanze aromatiche e il trattamento statistico dei dati ottenuti è possibile distinguere olio di differente origine geografica

Sostanze coloranti La composizione chimica dell’olio di oliva varia a seconda delle varietà delle olive, del loro grado di maturazione, delle condizioni ambientali, della provenienza geografica e delle tecniche di trattamento e conservazione. Tutti questi parametri influenzano anche il colore dell’olio, una delle caratteristiche di base degli oli di qualità Il colore verde-giallastro dell’olio è dovuto principalmente a tre gruppi di coloranti: clorofille, feofitine e carotenoidi

Determinazione dei coloranti Lo spettro UV-visibile dell’olio di oliva è fortemente caratterizzato dalle bande di assorbimento dei carotenoidi e delle clorofille: per questo motivo l’analisi dei coloranti è effettuata classicamente per via spettrofotometrica. I parametri determinati in questo modo sono relativi ai gruppi di coloranti (ovvero carotenoidi totali, clorofille totali, ecc.) e non ai singoli coloranti

Varietà di olive Siccome la quantità e il tipo di coloranti è variabile a seconda della varietà di olive, attraverso l’analisi dei coloranti e il trattamento statistico dei dati (analisi PCA) è possibile riconoscere le varietà di olive impiegate nella produzione di olio

Sostanze indesiderate Nella produzione di olio di oliva intervengono alcuni passaggi che possono dare al prodotto finale un apporto di sostanze indesiderate, per molte delle quali esistono limiti di legge Le riconosciute virtù nutrizionali dell’olio di oliva hanno incrementato nel tempo la domanda dei consumatori. Ciò ha portato ad un’evoluzione nella produzione di olio da un’attività tradizionale basata su metodi biologici/macrobiotici ad un’attività più moderna, ma non necessariamente più pulita, basata sull’utilizzo di fertilizzanti e di altre sostanze nell’ambito di una produzione industriale. Queste sostanze possono lasciare residui che permangono fino al prodotto finale Tra le sostanze indesiderate nell’olio di oliva un ruolo di spicco hanno i pesticidi, impiegati nei trattamenti di fertilizzazione, e i solventi, spesso impiegati fraudolentemente per il trattamento delle olive. Le normative vigenti sono molto restrittive sulla presenza di queste sostanze nell’olio, che devono risultare assenti Attualmente c’è una forte esigenza di prodotti a produzione biologica, in cui l’utilizzo di sostanze potenzialmente contaminanti non è previsto

Pesticidi nell’olio di oliva La determinazione dei pesticidi nell’olio è complessa, in quanto esistono diverse famiglie di composti (organofosforo, organocloro, ecc.) e non è semplice riuscire ad isolarli tutti dalla matrice organica dell’olio. Per la separazione si può impiegare la tecnica GC oppure la tecnica LC

Sostanze aromatiche indesiderate Il principale processo di alterazione degli oli vegetali è costituito dall’autoossidazione dei grassi insaturi che può modificarne le caratteristiche organolettiche, attraverso la formazione di composti odorosi, e le virtù nutrizionali attraverso reazioni secondarie In confronto con altri oli vegetali, l’olio di oliva vergine mostra più resistenza all’ossidazione per via del basso tenore di acidi grassi poliinsaturi e della presenza di antiossidanti naturali come polifenoli e tocoferoli. Tuttavia, i processi di irrancidimento sono comunque possibili e tendono quantomeno a diminuire il contenuto di antiossidanti L’identificazione di un processo di irrancidimento è perciò utile ed è possibile evidenziarlo attraverso il riconoscimento di sostanze marcatori, che nell’olio di oliva risultano essere in particolare il nonanale, l’ottano, il 2-pentilfurano e il 2-etilfurano, sostanze che possono anche non essere attive dal punto di vista aromatico ma sono comunque indice di un processo di alterazione in corso nonanale 2-pentilfurano

Analisi FT-IR L’analisi FT-IR di un olio di oliva, per quanto meno comune di quella UV-visibile, può fornire informazioni informazioni importanti sulla qualità del prodotto

Specie inorganiche Dal punto di vista chimico l’olio d’oliva è una matrice di natura quasi completamente organica. Le eventuali sostanze inorganiche presenti hanno concentrazioni molto basse e non hanno alcuna rilevanza dal punto di vista organolettico e nutrizionale. Il concetto di residuo secco o di ceneri, familiare nell’analisi di alimenti liquidi come acqua, latte o vino, nel caso dell’olio non è contemplato

I metalli nell’olio I metalli sono generalmente presenti a bassissimi livelli nell’olio di oliva: è ovvio che una matrice totalmente organica come l’olio di oliva non costituisce un ambiente ideale per la solubilizzazione di ioni metallici. Il loro contenuto nelle olive è basso e la loro origine è più che altro da collegarsi al terreno, a residui di fertilizzanti oppure ai processi produttivi; nell’olio si trovano sotto forma di complessi con molecole come i polifenoli o altri leganti naturali, oppure in sospensione La loro presenza non ha quindi significato dal punto di vista nutritivo ma alcuni di essi (in particolare Cu, Fe, Ni e Mn) possono influenzare negativamente la stabilità ossidativa dell’olio catalizzando la decomposizione di idroperossidi e portando così alla formazione di composti indesiderati

Determinazione di metalli con GF-AAS La tecnica più idonea alla determinazione dei metalli nell’olio di oliva è la spettrofotometria di assorbimento atomico con fornetto di grafite. Questa tecnica permette un controllo accurato sulla degradazione della matrice, parametro fondamentale nell’analisi di un alimento ricco di sostanze organiche come l’olio

Dettagli tecnici Nell’analisi GF-AAS dell’olio un’aliquota di campione (bastano 20 µl) è diluita con un solvente opportuno, come metil isobutil chetone o 1,4-diossano, e introdotta nel fornetto di grafite, dx, all’interno del quale è poi sottoposta ad un ciclo di riscaldamento che ha lo scopo di separare la matrice organica dal metallo che si vuole dosare; il metallo è vaporizzato e genera un segnale analitico correlato alla concentrazione

Olio D’oliva Trigliceridi (98-99%) Frazione insaponificabile (0,5-1,4%) A. oleico A. linoleico A. palmitico Idrocarburi (squalene) Fitosteroli Vitamine liposolubili (β-carotene e tocoferoli) Pigmenti (clorofilla, caroteni) Polifenoli (oleuropeina)

Valore Alimentare Dell’olio D’oliva Funzione energetica Apporto di acidi grassi essenziali Assorbimento di vitamine liposolubili Acido oleico: digeribilità, stimolo della secrezione biliare e della produzione di colecistochinina Vitamina E e polifenoli: effetto antiossidante Aroma molto gradevole Stabilità al calore

(emulsione di olio e acqua) 2) Frangitura Scopo Rompere le cellule della polpa e determinare la fuoriuscita dell’olio dai vacuoli pasta di olive (emulsione di olio e acqua) Frantoio a molazze Frangitore metallico

E’ il sistema più antico Frantoio a molazze E’ il sistema più antico Vasca o bacino di materiale metallico per ricevere le olive con apertura laterale per lo scarico della pasta 2-4 molazze verticali cilindriche di granito Raschiatori delle molazze e del bacino, palette rimescolatrici, pala d’espulsione della pasta dal bacino, organi di movimento

Frantoio a molazze Vantaggi Durata: 20-50 minuti, fino a ottenere una pasta omogenea di opportuna consistenza Vantaggi Limitazione di sollecitazioni meccaniche eccessive con formazione di emulsioni e pericolo di inquinamento da metalli Consente di adattare la frangitura in base alla caratteristiche delle olive e alle dimensioni dei frantumi dei noccioli, favorendo la formazione di goccioline d’olio di maggiori dimensioni e sostituendosi in parte alla successiva gramolazione.

Frantoio a molazze Svantaggi Impianti ingombranti e costosi Lavoro lento e discontinuo Tempi di stoccaggio prolungati pregiudizievoli della qualità dell’olio

A martelli, a cilindri, a dischi Frangitori metallici A martelli, a cilindri, a dischi Organo ruotante a velocità elevata che schiaccia le olive contro una superficie fissa provvista di appositi fori Vantaggi Operazione di molitura continua Elevata capacità oraria di lavorazione Impianti meno costosi e ingombranti Svantaggi Preparazione non ottimale della pasta con formazione di emulsioni stabili la cui rottura richiede tempi e temperature di gramolazione più elevate

3) Gramolazione Consiste nel mescolamento continuo e lento della pasta di olive con impastatrici chiamate gramolatrici (palette o nastro elicoidale; 20-40 giri al minuto; sistema di riscaldamento con resistenze elettriche o circolazione di acqua calda). Scopo Formazione di goccioline d’olio più grandi, separate dall’acqua di vegetazione e dalle parti solide Inversione di fase (coalescenza) da emulsione olio in acqua a una acqua in olio

Tempo Temperatura Separabilità delle fasi Dimensione delle Coalescenza particelle solide Coalescenza delle gocce d’olio Viscosità Separabilità delle fasi Tempo Temperatura

T> 30 °C; tempo> 40 min Temperatura Contenuto di polifenoli Resa (antiossidanti) T> 30 °C; tempo> 40 min

Modificazioni indesiderabili Modificazioni desiderabili Aumento dell’acidità dell’olio (lipasi) Cascata della lipossigenasi Idroperossidi Aldeidi Alcoli Aroma dell’olio

Estrazione a pressione (frantoi a molazze):. gramolazione per 10-15’ Estrazione a pressione (frantoi a molazze): gramolazione per 10-15’ t non elevate Estrazione per centrifugazione (frangitore metallico): gramolazione per 60’ riscaldamento

4) Estrazione Pressione Centrifugazione Percolamento Insabbinamento: percolamento-centrifugazione

250-320 Kg di pasta, 60-120 min Estrazione per pressione Pressa idraulica Torre Diaframmi filtranti (fiscoli) Strati di pasta di olive Dischi metallici 250-320 Kg di pasta, 60-120 min

Estrazione per centrifugazione Realizza la separazione della fase solida da quella liquida sfruttando la differenza fra i pesi specifici, esaltati dalla forza centrifuga. Possibile perdita di sostanze antiossidanti Minore resistenza dell’ olio all’ossidazione Aggiunta di acqua per fluidificare la pasta 1)sansa * 2) olio 3) acqua di vegetazione allontanamento Ulteriore centrifugazione * Decanter a tre fasi Attualmente: decanter a due fasi (olio, sansa)

Estrazione per percolamento Sfrutta la differenza di tensione superficiale tra olio e acqua: una lamina d’acciaio immersa nella pasta di olive si bagna preferenzialmente di olio (minore tensione superficiale) “Sinolea” Vasca con fondo a griglia e lamine mobili che penetrano nella pasta di oliva lasciando sgocciolare l’olio quando se ne ritraggono

Estrazione in abbinamento percolamento-centrifugazione Mosto Sansa Centrifugazione Centrifugazione Olio Acqua di vegetazione Mosto Sansa Centrifugazione Olio Acqua di vegetazione

Spontanea (decantazione), lasciando a riposo l’olio per qualche tempo Filtrazione E’ effettuata per rendere l’olio limpido, allontanando tutte le sostanze che possono intorbidirlo. Spontanea (decantazione), lasciando a riposo l’olio per qualche tempo Tramite filtri pressa

Fattori che influenzano la composizione chimica e le caratteristiche qualitative dell’olio di oliva Modi e tempi di conservazione Mezzi di trasporto Sistemi di estrazione 10% 5% Metodi di raccolta 5% 30% 20% Varietà 30% Grado di maturazione

Composizione chimica dell’olio di oliva Frazione saponificabile (98-99 %) – Miscela di gliceridi (esteri di glicerolo con acidi grassi) Trigliceridi 97-98 % Digliceridi 2-3% Monogliceridi 0,1-0,2% Frazione insaponificabile (1-2%) Composti minori