Seminario Prof. Lercker
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qualitative dell'olio d'oliva in funzione della tecnologia di produzione Giovanni Lercker Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università degli Studi di Bologna
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Caratteristiche qualitative dell'olio d'oliva in funzione della tecnologia
di produzione
Giovanni Lercker
Dipartimento di Scienze degli AlimentiUniversità degli Studi di Bologna
PRINCIPALI VARIABILI CHE DETERMINANO LE
CARATTERISTICHE DELL’OLIO
• CARATTERISTICHE DELLE OLIVE• TRASFORMAZIONE DELLE OLIVE• CONFEZIONAMENTO E
CONSERVAZIONE DELL’OLIO
CARATTERISTICHE DELLE OLIVE
• CULTIVAR
• COLTIVAZIONE DELLE PIANTE
• STADIO DELLA MATURAZIONE
• SISTEMA DI RACCOLTA
• CONSERVAZIONE PRIMA DELLA TRASFORMAZIONE
TRASFORMAZIONE DELLE OLIVE
• FRANGITURA
• GRAMOLAZIONE DELLA PASTA
• IMPIANTI CONTINUI
• IMPIANTI DISCONTINUI
CONFEZIONAMENTO E CONSERVAZIONE
DELL’OLIO
• IMBOTTIGLIAMENTO
• CONSERVAZIONE PRIMA DEL CONSUMO
STADIO DELLA MATURAZIONE
• Inolizione
• Variazione dei polifenoli
• Modificazioni della struttura
• Sviluppo di attività enzimatiche
FRANGITURA
• Omogenizzazione della pasta– Aumento superfici interattive– Necessità di maggiori tempi di gramolazione
• Azione enzimatica incrementata
GRAMOLAZIONE
• Contatto olio-pasta di olive– Solubilizzazione di componenti minori (polari e
non polari)– Azioni enzimatiche e chimiche
• Temperatura
• Tempo
Formazione di alcuni componenti dell’aroma
LIPIDI della DRUPA
di OLIVA
acido linoleico acido linolenico
9-idroperossido 13-idroperossido 13-idroperossido 9-idroperossido
idroperossido liasi
esanale cis-3-esenale
esanolo cis-3-esenolo
alcol deidrogenasi
NADH NAD
acetato d' esile cis-3-esenil acetatoacetil CoA
cis-3:trans-2-enal isomerasi
trans-2-esenale
trans-2-esenolo
trans-2-esenil acetato
ACIL IDROLASI
LIPOSSIGENASI
alcol acil transferasi
SEPARAZIONE DELL’OLIO
• Separazione rapida
• Separazione lenta
• Addizione di acqua (impianti continui)
OLIO PRODOTTO
• CONSERVAZIONE DELL’OLIO
• CONFEZIONAMENTO
• CONSERVAZIONE
CONCLUSIONI
• Cultivar ricche di polifenoli• Raccolta non violenta e leggermente anticipata• Conservazione breve delle olive• Frangitura delicata• Gramolazione più breve• Separazione rapida• Conservazione sotto gas inerte• Imbottigliamento in vetro scuro• Conservazione a temperatura bassa e costante
I componenti minori delle sostanze grasse
Giovanni Lercker
Dipartimento di Scienze degli AlimentiUniversità degli Studi di Bologna
UN PO’ DI STORIA
•CHIMICA DEGLI INDICI
•CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE
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Evoluzione dei metodi analitici delle sostanze grasse fra il 1860 e il 1940
1860 – 1870 Numero di idrogenoTitolo degli acidi grassi 1920 – 1940 1870 – 1890 Indice di BellierNumero di Henner Numeri A e B (indici di Bellier)Numero di acidità Numero di perossidiNumero di saponificazione Indice di dieniIndice di Reichert-Meissl-Polenske Numero di tiocianogeno (solfocianogeno) 1890 – 1920 Numero di carbossileNumero di iodio Test di Kreis (rancidità)Numero di acetile Test di Fitelson (olio di tè)Numero di polibromuro Reazione di Halphen (olio di semi di cotone)Numero di Kirchner Reazione di Villavecchia (olio diIndice di Bömer semi di sesamo)Numero di idrossile
Evoluzione dei metodi analitici delle sostanze grasse fra il 1940 e il 1999
1940 –1950 1970 – 1980Potenziometria Assorbimento atomicoSpettroscopia (UV, Visbile, IR) TLC su bacchetta di quarzo 1950 – 1960 Chemio-luminescenzaCromatografia su colonna (LC) Spettrometria di massa (MS)Cromatografia su colonna a fasi invertite Risonanza magnetica nucleare (NMR)Cromatografia con resine a scambio ionico 1980 – 1990Cromatografia su strato sottile (TLC) Combinazione GC-MSMetodi enzimatici Metodi immunologiciGas cromatografia (GLC o GC) Torcia al plasmaCrom. liquida ad elevata prestazione (HPLC) 1960 – 1970 Combinazione plasma-spettrografiaAssorbimento atomico Elettroforesi capillare di massa (ICP-MS)Riflessione IR 1990 - 1999 Combinazione cromatografia liquida ad elevata prestazione-spettrometria di
massa (LC-MS)
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Gas CromatografiaPARAMETRIColonna: Impaccata CapillareIniettore: Splitless Split Operatore DCI On column AutomaticoRivelatore: Catarometro Termistori Ionizzazione di fiamma Cattura di elettroni Termoionizzazione Fotoionizzazione
Combinazione con la spettrometria di massa
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Cromatografia liquida ad elevata prestazione (HPLC)
PARAMETRIColonna: Assorbimento Fase inversa Permeazione di gel Scambio ionicoRivelatore: Filo Rifrattometrico UV Fluorescenza Diffusione di luce FTIR
Combinazione con la spettrometria di massa
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Altre tecniche analitiche strumentali
RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE Bassa risoluzione
Pulsata
PIROLISI GAS CROMATOGRAFICA
CALORIMETRIA DIFFERENZIALE A SCANSIONE
REOLOGIA
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COMPONENTI MINORI
• Diacilgliceroli (digliceridi, DG)• Monoacilgliceroli (monogliceridi, MG)• Acidi grassi liberi (FFA)• Acidi grassi trans (TFA)• Acidi grassi ossigenati (OFA)• Acidi grassi ciclici (CFA)• Acidi grassi ramificati (BFA)• Acidi grassi dimeri (DFA)• Componenti dell’insaponificabile (UC)• Prodotti di ossidazione del colesterolo (COPs)• Fosfolipidi (PL)
TLC dei lipidi totali (A, B, C) e dell’insaponificabile (D, E, F)
•
Frazionamento SPE dei lipidi totali
Frazionamento TLC ed analisi CGC di lipidi di origine animale
CGC di lipidi totali di siero umano
Lipidi sierici deldigiuno del ratto
Lipidi totali di membrana (cellule di fegato)
Lipidi della superficie della drupa d’olivo
Determinazione CGC dei diacilgliceroli
Determinazione CGC dei
monoacilgliceroli
Determinazione CGC degli acidi grassi (nella forma di esteri metilici)
Analisi CGC degli esteri metilici (colonna
da 100 m)
Analisi rapida esteri met.
(colonna di 15 m)
Separazione TLC/AgNO3
ed analisi CGC (OV1) (colonna da 25 m)
Analisi CGC dei prodotti di ossidazione del metile oleato (MeOl)
Analisi degli esteri met.di un olio di girasole
riscaldato (160°C, 3 h)
Analisi HPLC dei fosfolipidi
Componenti dell’insaponificabile
• Idrocarburi• Caroteni• Tocoferoli e tocotrienoli• Alcoli grassi lineari• Alcoli triterpenici• Metil steroli• Steroli• Altri componenti non sempre presenti: Pigmenti
carotinoidi; Dialcoli triterpenici (ad es. l'olio d'oliva); Alcoli diterpenici (ad. es. il caffè); fitolo.
Frazionamento TLC dell’insaponificabile
Analisi CGC dell’insaponificabile (TAP, 25 m)
Analisi CGC degli insaponificabili di olio d’oliva
Analisi dell’insaponificabile dei lipidi del caffè
Analisi dei componenti idrocarburici
Analisi CGC dei tocoferoli e tocotrienoli
Strutture dei tocoferoli e dei tocotrienoli
(C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H - ) -O
C H 3
C H 3
C H 3
H O
3 3
H O
C H 3
C H 3
C H 3
O C - ) -(C H 2 - C H 2 - C H
3
H O
C H 3
C H 3
C H 3
O (C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H - ) -
3
H O
C H 3
C H 3
C H 3
O (C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H - ) -
3
H O
C H 3
C H 3
C H 3
O (C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H - ) -
(C H 2 - C H 2 - C H C - ) -O
C H 3
C H 3
C H 3
H O
3
(C H 2 - C H 2 - C H C - ) -O
C H 3
C H 3
C H 3
H O
3
(C H 2 - C H 2 - C H C - ) -O
C H 3
C H 3
C H 3
H O
3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3
C H 3 C H 3
C H 3C H 3
C H 3 C H 3
H3CH3C
H3C H3C
-Tocopherol -Tocotrienol
-Tocopherol
-Tocopherol
-Tocopherol
-Tocotrienol
-Tocotrienol
-Tocotrienol
Analisi CGC degli alcoli lineari e triterpenici
Strutture dei principali alcoli triterpenici
H O H O
H O
H OH O
H O
H O
H O
H O H OH O
H O
Cycloarten ol 24-Methylencycloartanol -Am yrin
-Am yrin Cyclobranol But yrospermol
Cycloartan ol 24-Met hylenlanost -9(11)-enol Lupeo l
Parkeol Cyclolaudenol Lanost enol
Strutture dei principali 4-metil steroli
H O H O H O
H O H O H O
H O H O H O
H O
Obt usifoliol Gram isterol Citrost adie nol
Cycloeuc alenol Lophen ol 31-Norcy cloartenol
4-Met hylzymost enol 4-Met hylzymost erol 31-Norl anos tenol
31-Norlan ostero l
Analisi CGC dei metil steroli, prima e dopo idrogenazione dell’olio
Steroli (colonna GC impaccata)
Strutture dei principali steroli
(e dialcoli triterpenici)
H O H O H O
H O H O H O
H OH OH O
H OH OH O
Cholesterol Cholestanol Brassicasterol
24-Methylencholesterol Campesterol Ergostanol
Stigmasterol 22-Stigmastenol 7-Campesterol
Clerosterol Sitosterol Fucosterol
Uvaol
Erythrodiol22,24-DihydrobrassicasterolZymosterol
7-Avenasterol -Spinasterol Zymostenol
7-Stigmastenol5-AvenasterolStigmastenol
H O
CH 2 O H
H O
CH 2 O H
H O H O H O
H OH OH O
H OH OH O
Analisi CGC degli steroli (SE 52, 25 m)
Analisi CGC degli steroli (TAP, 25 m)
Analisi degli steroli di campioni di caffè prima e dopo tostatura (TAP, 25 m)
Formazione di alcuni componenti dell’aroma
LIPIDI della DRUPA
di OLIVA
acido linoleico acido linolenico
9-idroperossido 13-idroperossido 13-idroperossido 9-idroperossido
idroperossido liasi
esanale cis-3-esenale
esanolo cis-3-esenolo
alcol deidrogenasi
NADH NAD
acetato d' esile cis-3-esenil acetatoacetil CoA
cis-3:trans-2-enal isomerasi
trans-2-esenale
trans-2-esenolo
trans-2-esenil acetato
ACIL IDROLASI
LIPOSSIGENASI
alcol acil transferasi
Tracciato dei componenti volatili
Prodotti dell’ossidazione dell’acetato di
colesterolo
o6-HPCAs
(20S)-HCA
4-HCAs5,7-CAD
25-HCA 3-KC-5-ene 3-KC-4-ene
(20S)-HCA
25-HPCA7-K-3,5-CD
3,5-CD 2,4,6-CT
3,5,7-CT
6-HCAs
5-HCA
7-Hs-CAEs7-KCA
5-HPCA7-HCAs7-HPCAs
CAEsCA
O
O H
Ac OAc O
Ac O
Ac O
Ac O Ac O
Ac O
Ac O
Ac OAc OAc O
Ac OAc O
Ac O Ac O Ac O
O
O H
O H
O O H
O O H
O
OO H
O
O H
O H
O O H
H O O
O HO O H
Meccanismo di formazione degli idrossiepossi-derivati
7-HPCA
7-HPCA AcO
7-H-CAEs
7-H-CAEs
AcO AcO
AcO
RH
RH
OOH
O°O
OOHOO T MS
OO T MS
AcO
Prodotti originati dagli epossidrossi-derivati
AcO OHO
AcOO
AcO OH
AcO
O
OH
3,5,7-CT
5,7-CAD
7-HCAs
CAEs-7-ene
CEs-3,7-D7-Hs-3,5-CD
7-Hs-CAEs
Conclusioni
• Importanza degli studi di base e delle applicazioni su sistemi reali
• Evoluzione dell’analitica strumentale
• Limiti
• Possibilità future
