Una tecnologia innovativa nell'estrazione dell'olio extravergine: l'impiego dell'anidride

carbonica allo stato solido

Le sfide dell'agroalimentare 4.0

Pisa, 10 marzo 2017

Zinnai A., Venturi F., Sanmartin C., Taglieri I., Nari A., Andrich G.

É noto che l’addizione di un criogeno ad un mostonel corso della sua macerazione prefermentativa a freddo

permette di produrreun vino di elevata qualità ricco di colore e di profumi e profondamente legato al territorio che lo ha espresso

Questa tecnologia innovativa poteva essere utilmente impiegata per un produrre un olio extravergine di oliva di elevata qualità ???

Scopo dell’attività di ricerca svolta presso DiSAAA-a

valutare l’effetto indotto dall’

L’impiego dell’anidride carbonica solida per

promuovere l’estrazione dell’olio extravergine di oliva

di elevata qualità.

CO2,s (-78°C ; 1 atm)

Olive (T ambiente)

-Q

+Q

Diffusione dei componenti cellulari nella fase liquida extracellulare

CRASH CELLULARE

INCREMENTO DEL VOLUME OCCUPATO DELL’ACQUA

CONGELAMENTO ACQUA

STRATO GASSOSO INERTE

PROTEZIONE dall’OSSIDAZIONE

CO2,sCO2,g δCO2,g/δaria =1,5

Maggiore RESA ESTRATTIVA

Maggiore contenuto in antiossidanti ed in componenti

aromatici

MODULAZIONE della GRAMOLATURA

Attività sperimentale preliminare

OLIO

1

2

3

4

7

5

6

acqua

CO2(s)

Sanse

umide

sistema di termoregolazione

iniettori per l’addizione del

criogeno

isolamento termico gramola

sonde termiche

isolamento termico

tramoggia di carico, con

valvola per il mantenimento della CO2G al suo interno

Apparato sperimentale utilizzato

Temperatura

Olive

Temperatura

Gramolatura

Tempo

Estrazione

H2O

addizionata

olive

Tempo

Gramolatura

20±1 °C

26±1 °C

40±1 min

70±1 min

14%

Condizioni operative

Caratterizzazione chimico-fisica

INDICE DI MATURAZIONE

(Uceda e Frias, 1975)

Sostanza secca

(determinazionegravimetrica)

Contenuto in olio

(estrattore automatico SER 148 (VELP Scientifica))

Acidi grassi liberi

(titolazione-Reg 2568/1991 f.m.i.)

Numero dei perossidi

(titolazione-Reg 2568/1991 f.m.i.)

Contenuto fenolico

Letto a 765 nm dopo estrazione e reazionecon il reagent di Folin-Ciocalteau

(Montedoro G.F.,1972)

Assorbimento all’ultravioletto

Via spettrofotometrica (Reg 2568/1991 f.m.i.)

Olio

Olive

Olive, pasta di olive e sanse

RESA DI ESTRAZIONE

QUALITÀDELL’OLIO ESTRATTO

L’effetto indotto

dall’impiego del criogeno è stato valutato determinando:

RESA DI ESTRAZIONE

L’effetto indotto

dall’impiego del criogeno è stato valutato determinando:

Incremento percentuale della resa (IPDR)

9.3 ± 1.9

Effetti del criogeno sulla resa

p=0.05Per normalizzarne la distribuzione, i dati percentuali elaborati sono stati trasformati nei corrispondenti valori angolari e poi ritrasformati (arcsen √ %).

L’effetto indotto

dall’impiego del criogeno è stato valutato determinando:

QUALITÀDELL’OLIO ESTRATTO

acidità

n° perossidi

K232

K270

K

Nessuna

Variazione

+/- CO2,s

Variazione

+/- CO2,s

Tocoferoli (Vit. E)

Fenoli totali

Incremento percentuale in Vitamina E

6.0 0.6

Incremento percentuale in

Fenoli totali

5.1 10.6

Effetti del criogeno sulla qualità

p=0.05

Per normalizzarne la distribuzione, i dati percentuali elaborati sono stati trasformati nei corrispondenti valori angolari e poi ritrasformati (arcsen √ %).

Brevetto n. IT1405173-B

Attività sperimentale svolta nell’ambito del

progetto NUTRIFOROILfinanziato dalla Regione

Toscana

Le prove sperimentali sono state condotteutilizzando solo olive monovarietali (frantoio)

• F1: raccolta 22.10.14

• F2: raccolta 27.10.1420142014

• F3: 22.10.15 (irrigate)

• F4: 22.10.15 (non irrigate)2015

Venturina (Li)

Tutte le determinazioni chimiche sono state eseguitein doppio;

L’intervallo di confidenza (i.c.) è stato determinate assumendo come livello di signficatività statistica il95% (α=0.05);

L’analisi della varianza (ANOVA) è stata condottautilizzando software specifici (CoStat, Cohort 6.0);

I dati raccolti sono stati analizzati utilizzando ilmetodo delle component principali (PCA).

Analisi Statistica

V

Caratterizzazione Olive: 2014 e 2015

Cultivar lottoData di

raccolta

Indice di

maturazione

(0÷7)

Contenuto

acqua (%)

Contenuto

Olio

fresco**%

Contenuto

Olio

secco * (%)

Frantoio F1 22/10/14 1.7 ± 0.1 57.50±0.04 17.4±0.2 40.9 ± 0.5

Frantoio F2 27/10/14 2.1 ± 0.1 55.73±0.62 17.8±0.2 40.2 ± 2.0

Frantoio F3 12/10/15 3.1 ± 0.3 52.98±0.09 19.7 ± 0.4 41.9 ± 0.8

Frantoio F4 12/10/15 3.7 ± 0.2 48.77±0.08 18.4 ± 0.5 35.9 ± 1.0

= irrigate

Cultivar lottoData di

raccolta

Indice di

maturazione

(0÷7)

Contenuto

acqua (%)

Contenuto

Olio

fresco**%

Contenuto

Olio

secco * (%)

Frantoio F1 22/10/14 1.7 ± 0.1 57.50±0.04 17.4±0.2 40.9 ± 0.5

Frantoio F2 27/10/14 2.1 ± 0.1 55.73±0.62 17.8±0.2 40.2 ± 2.0

Frantoio F3 12/10/15 3.1 ± 0.3 52.98±0.09 19.7 ± 0.4 41.9 ± 0.8

Frantoio F4 12/10/15 3.7 ± 0.2 48.77±0.08 18.4 ± 0.5 35.9 ± 1.0

V2014 olives

2015 olives

SV

Caratterizzazione Olive: 2014 e 2015

olive irrigate

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

20%

1,7 2,1 3,1

Resaestrattiva%

(kgolioestratto/100kgolivelavorate)

indicedimaturazione

tradizionale

crio

Resa in olio in funzione dell’indice di maturazione raggiunto dalle olive

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

8,0%

10,0%

12,0%

14,0%

16,0%

18,0%

20,0%

irrigato nonirrigato

resadiestrazione(kgolioestratto/100kgolive

lavorate)

tradizionale

crio

20/10/2015

Effetto irrigazione sulla resa in olio

Contenuto fenolico in funzione dell’indice di maturazione raggiunto dalle olive

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,7 2,1 3,1

Contenutofenolico

(ppm

acidogallico)

indicedimaturazione

tradizionale

crio

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

800,00

900,00

irrigato nonirrigato

Contenutofenolico

(ppmacidogallico)

Effetto irrigazione sul contenuto fenolico

Nutriforoil

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

2014 2014 2015 2015

acidigrassiliberi(%acidooleico)

tradizionale

crio

Acidità libera negli oli

❖ Pubblicazioni- Zinnai A., Venturi F., Sanmartin C., Taglieri I., Andrich G. (2015). The utilization of solid carbon

dioxide in the extraction of extra-virgin olive oil: VOO/EVOO yield and quality as a function of

extraction conditions adopted. Agro Food Industry Hi-Tech, 26 (3), 24-26.

❖ - Zinnai A., Venturi F., Quartacci M.F., Sanmartin C., Favati F., Andrich G. (2016). Solid carbon dioxide to

promote the extraction of extra-virgin olive oil. Grasas y Aceites, 67 (1), e121.

❖ Posters

- Nari A., Zinnai A. Producing extra virgin olive oil with a high nutraceutical and sensory qualities using innovative

operative techniques (extraction and storage methods).XXI Workshop on the “Developments in the Italian PhD

Research on Food Science, Technology and Biotechnology”. 14-16 September 2016 Portici.

- Sanmartin C., Venturi F., Taglieri I., Nari A., Andrich G., Zinnai A. The influence of the operating conditions adopted

during the extraction on the qualitative and typical characteristics of Tuscan mono-varietal oils (Moraiolo, Leccino,

Frantoio). 15th International Conference on Food Processing & Technology. 27-29 October 2016 Rome

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15th International Conference on Food Processing & Technology

27-29 Ottobre 2016-Rome

Grazie per l’attenzione