2. CARATTERISTICHE DELL’OLIO D’OLIVA

2. CARATTERISTICHE DELL’OLIO D’OLIVA

L'olio comincia a formarsi con il progredire della maturazione del frutto, giungendo alla massima quantità quando l'oliva assume la sua colorazione più intensa; fino alla fase dell'invaiatura le olive non contengono olio, ma un insieme di acidi organici e zuccheri.

Alla fine della maturazione l'oliva risulta così composta:

 50% acqua  20-24% olio  20% carboidrati  6% cellulosa  1,5% proteine  1,5% ceneri

La qualità dell'olio dipende dalle preferenze di mercato ed è basato soprattutto sulla percezione, da parte del consumatore, dell'aroma, del gusto e del colore, i quali possono mutare nel tempo e in base alle diverse zone di produzione. La totale assenza di difetti sensoriali è indispensabile perché l'olio possa essere classificato come “extra vergine”, anche se è possibile definire la qualità come ”La combinazione di attributi o caratteristiche di un prodotto che ne determinano in modo significativo il grado di accettabilità di tale prodotto rispetto agli altri”.

Il grado di maturazione raggiunto dalle drupe al momento della raccolta è fondamentale per la determinazione delle caratteristiche organolettiche dell'olio, quell'insieme cioè di tratti distintivi che verranno percepiti dal consumatore al primo assaggio: a una maturazione più piena corrisponderanno oli di colore giallo oro, con basso livello di acidità che tende però a risalire in caso di maturazione ulteriormente protratta, mentre il caratteristico colore verde degli oli toscani o pugliesi, ricchi di clorofilla, è anche indizio di raccolta precoce.

Grado di maturazione, cultivar, clima, sistema di coltivazione, raccolta, stoccaggio, trasporto e tempo che intercorre fra queste ultime operazioni e il momento della frangitura incidono moltissimo sulla qualità finale dell'olio prodotto.

La caratterizzazione dell’olio d’oliva si basa su:  Caratteristiche organolettiche

 Caratteristiche chimico-fisiche Le prime, determinate da un panel

test, riguardano l’aroma, l’odore e il sapore dei vari tipi di olio. Le seconde, verificate chimicamente, permettono di classificare gli oli in base a vari parametri. In particolare le analisi che vengono effettuate sui campioni di olio possono essere suddivise in tre categorie:

 analisi che accertano la qualità dell'olio: sono i saggi di acidità, dei perossidi, l'analisi spettrofotometrica nell'ultravioletto, 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 spettrofotometrica nell'ultravioletto, acidità, panel test, tempo di induzione;

 analisi che accertano la genuinità dell'olio: composizione acidica, sterolica, analisi spettrofotometrica nell'ultravioletto, 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.

2.1. CARATTERISTICHE CHIMICO - FISICHE E

COSTITUENTI PRINCIPALI

L’olio d'oliva è un grasso che a temperatura ambiente (20°C) si presenta allo stato liquido con una densità di circa 916 g/litro. E’ costituito per il 98-99% da una miscela di trigliceridi, detta frazione “saponificabile” e per la rimanente parte da un insieme di composti che rappresentano la frazione “insaponificabile”, formata da sostanze chimiche che comprendono diverse classi come, ad esempio, alcoli alifatici e triterpenici, steroli, idrocarburi, composti volatili e sostanze antiossidanti (Figura 2).

30% 2% 15% 3% 50% alcoli composti colorati polifenoli tocoferoli idrocarburi

Figura 2: Costituenti principali della frazione insaponificabile dell’olio di oliva

2.1.1. FRAZIONE SAPONIFICABILE

Della frazione saponificabile fanno parte i trigliceridi. Questi, trattati a caldo con una base (NaOH o KOH), reagiscono formando i saponi, sali alcalini degli acidi grassi, secondo la reazione riportata in figura 3.

CH2-OCO-R CH2-OH

CH-OCO-R + 3 NaOH 3 R-COONa + CH-OH

CH2-OCO-R CH2-OH

trigliceride sapone glicerolo

I trigliceridi si differenziano tra loro per la natura e per il numero degli acidi grassi, uguali o diversi tra loro, che sono legati alla glicerina. Gli acidi grassi, a loro volta, si distinguono in acidi grassi saturi e insaturi, in base alla presenza o meno dei doppi legami, e in acidi grassi mono e polinsaturi, rispetto al numero dei doppi legami. A temperatura ambiente gli acidi grassi saturi si presentano in forma solida, mentre quelli insaturi in forma liquida.

1% 8% 1% 17% 1% 72% ac. linolenico ac. linoleico altri saturi ac. palmitoleico ac. oleico

Figura 4: Distribuzione degli acidi grassi saturi ed insaturi in oli di oliva

Analizzando la composizione acidica dell’olio d’oliva, solo il 16-17% degli acidi grassi è rappresentato da acidi grassi saturi come acido palmitico e stearico. La frazione monoinsatura è invece la più abbondante, circa 70 – 80% del totale, ed è rappresentata prevalentemente dall'acido oleico e, in minor misura, dal palmitoleico (Figura 4). Negli oli d'oliva sono inoltre presenti acidi grassi polinsaturi quali l’acido linoleico e linolenico, appartenenti alla classe degli “acidi grassi essenziali”, acidi grassi cioè, indispensabili per l’accrescimento ed il funzionamento dei tessuti.

Acido Stearico (C18 – 0 doppi legami) Acido oleico (C18 – 1 doppio legame) Acido linoleico (C18 – 2 doppi legami) Acido linolenico (C18 – 3 doppi legami)

H₃C(CH₂)₃ (CH₂)₆COOH H₃C

(CH₂)₇COOH H₃C(CH₂)₆ (CH₂)₆COOH

La presenza dei legami insaturi negli acidi grassi conferisce agli oli particolari qualità biologiche, ma li rende anche soggetti al processo di irrancidimento, causato da diversi elementi fra cui i principali e più frequenti sono: luce, calore, radiazioni, esposizione prolungata all'ossigeno dell'aria (Rastrelli et al. 2002) (Figura 5).

. .

R-CH2-CH=CH-CH2-R luce R-CH-CH=CH-CH2-R + H

radiazioni

acido grasso radicale libero

. OO . R-CH-CH=CH-CH2-R + O2 R-CH-CH=CH-CH2-R radicale perossidico . OO OOH R-CH-CH=CH-CH2-R R-CH-CH=CH-CH2-R idroperossido + + . R'-CH2-CH=CH-CH2-R R'-CH-CH=CH-CH2-R

Figura 5: Processo di irrancidimento di acidi grassi insaturi

Questo fenomeno procede con una velocità proporzionale al numero dei doppi legami esistenti, ma è contrastato dalla presenza delle sostanze antiossidanti; tali sostanze permettono all’olio di avere una certa stabilità all’irrancidimento.

2.1.2. FRAZIONE INSAPONIFICABILE

La frazione insaponificabile in un olio d'oliva rappresenta circa l’1-2 % del totale ed è costituita da componenti “minori”, responsabili di diverse proprietà: proprietà organolettiche (profumi, odori e sapori) e proprietà biologiche (capacita antiossidante utile per la conservazione dell’olio).

Tra le sostanze maggiormente presenti nella frazione insaponificabile ricordiamo:

 Idrocarburi tra cui lo squalene  Cere, presenti in minima quantità  Steroli, presenti in notevoli quantità

 Alcoli, di cui 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: terpeni, aldeidi, esteri, chetoni alifatici e aromatici i quali influenzano la nota aromatica dell’olio e sono coinvolti nella sua valutazione sensoriale.

Idrocarburi: rappresentano circa il 50% della frazione insaponificabile. Il maggior rappresentante è lo squalene (Figura 6): idrocarburo insaturo che incide sulle proprietà nutrizionali degli oli.

Figura 6: Struttura dello squalene

Composti fenolici: rappresentati principalmente da glucosidi ed esteri, i composti fenolici dell’olio d’oliva sono sostanze antiossidanti utili per prevenire l’irrancidimento degli oli nel tempo perché subiscono il processo di ossidazione al posto degli acidi grassi (Owen et al. 2000). La quantità dei composti fenolici dipende dalla cultivar (ne è molto ricca, ad esempio, la Coratina), e dallo stadio di maturazione al momento della raccolta. Queste sostanze subiscono, soprattutto durante i processi di estrazione dell'olio, attacchi enzimatici che causano una scissione dei polifenoli (Figura 7), di cui sono molto più ricche le olive, in molecole più semplici: i fenoli. La loro presenza è percepita come un sapore amaro e piccante e come un odore fruttato.

acido caffeico tirosolo oleuropeina idrossitirosolo verbascoside

Figura 7: Esempi di polifenoli presenti negli oli di oliva

Tocoferoli: sono presenti in forma

α

β

γ

δ,

α

biologicamente più attiva ed è nota anche come vitamina E (Figura 8). Queste sostanze, come i composti fenolici, esplicano un’azione antiossidante, utile non solo per la conservazione dell’olio ma anche per la loro azione protettiva nei confronti delle cellule (Owen et al. 2000).

R1 = R2 = R3 = CH3

Figura 8: Vitamina E (Tocoferolo forma α)

Steroli: sono alcoli o esteri degli steroidi, un importante e vasto gruppo di composti presenti nei tessuti animali e vegetali. 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.

Le piante oleaginose hanno una composizione percentuale della frazione sterolica diversa per ciascuna cultivar. Nell’olio d’oliva, in cui prevale la frazione del β-sitosterolo, sono stati identificati numerosi steroli, fra cui i principali sono rappresentati da: campesterolo, stigmasterolo e β-sitosterolo (Figura 9).

campesterolo β-sitosterolo colesterolo

Figura 9: Esempi di steroli presenti negli oli di oliva

H

₃

C

H

₃

C

CH

₃

HO

H

₃

C

C

₂

H

₅

CH

₃

H

₃

C

H

₃

C

H

₃

C

H

HO

H

H

H

CH

₃

CH

₃

Pigmenti colorati: sono i carotenoidi e le clorofille, responsabili delle colorazioni caratteristiche dell’olio d’oliva. Le clorofille a e b (Figura 10) conferiscono agli oli appena estratti un colore verde intenso e il loro contenuto può variare in relazione alla cultivar e allo stadio di maturazione delle olive. I pigmenti colorati, in presenza di luce, agiscono sull’olio come pro-ossidanti, mentre al buio, in sinergia con i fenoli, lo proteggono dall’ossidazione.

Figura 10: Struttura delle clorofille a, b, d

Alcoli: vengono individuati soprattutto alcoli alifatici e triterpenici. Quelli alifatici sono delle molecole abbastanza volatili che, a basse temperature, contribuiscono a caratterizzare l’odore di un olio.

Altri composti quali terpeni, aldeidi, esteri, chetoni alifatici e aromatici influenzano la nota aromatica dell’olio e sono coinvolti nella sua valutazione sensoriale. 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. Si tratta generalmente di composti di piccole dimensioni, soprattutto composti volatili C5 e

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.

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

Figura 12: principali componenti responsabili dell'aroma dell'olio

La maggior parte dei composti aromatici si forma durante la frangitura delle olive per opera di enzimi rilasciati a causa della rottura dei tessuti. I composti C5 e C6, soprattutto le aldeidi insature lineari C6, rappresentano le componenti volatili più importanti. Sono numerosi i percorsi coinvolti nella formazione di tali molecole, ma per lo più esse sono prodotti di ossidazione chimica ed enzimatica ed in particolare i composti C6 e C5 vengono ottenuti a partire da acidi grassi polinsaturi attraverso la via della lipoossigenasi (LOX)

(Figura 13). La concentrazione finale dipende dalla quantità e dall'attività di ogni enzima coinvolto nella via della LOX. In un primo stadio si verifica la formazione di 9- e 13- idroperossido degli acidi linoleico e linolenico. Tali prodotti subiscono poi scissione ad opera di una idroperossido-liasi estremamente specifica, la quale porta ad aldeidi C6; a questo livello le specie insature possono isomerizzare dalla forma (Z)-3 alla più stabile (E)-2. Le aldeidi possono essere ridotte da un alcol-deidrogenasi al corrispondente alcol il quale, grazie all'azione dell'alcol acetil-transferasi, può dare origine all'estere. I composti volatili che si formano mediante ossidazione chimica sono i principali responsabili delle note negative nell'aroma degli oli, come quella di rancido (Flamini 2007).

Linoleic Acid Linolenic Acid

LOX 9-hydroperoxyde 13-hydroperoxyde LOX 9-hydroperoxyde 13-hydroperoxyde HPL CHO Hexanal CHO (Z)-3-hexenal OH ADH (Z)-3-hexenol Hexanol ADH OH CHO (E)-3-hexenal Isomerase Isomerase CHO (E)-2-hexenal ADH (E)-2-hexenol OH AAT OAc (Z)-3-hexenol acetate AAT AAT Hexanol acetate OAc (E)-2-hexenol acetate OAc HPL

Figura 13: Biogenesi attraverso la via della lipoossigenasi (LOX: lipoossigenasi; HPL idroperossidoliasi; ADH: alcooldeidrogenasi; AAT: alcoolacetiltransferasi)