Le risultanze di uno studio per valutare gli effetti indotti dall'impiego di anidride carbonica solida nell'estrazione dell'olio extravergine di oliva di elevata qualità

1. 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.

2. É noto che l’addizione di un criogeno ad un mosto
nel corso della sua macerazione prefermentativa a
freddo
permette di produrre
un vino di elevata qualità ricco di colore e di
profumi e profondamente legato al territorio che lo
ha espresso

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

4. 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.

5. CO2,s (-78°C ; 1 atm)
Olive (T ambiente)
-Q
+Q

6. Diffusione dei componenti cellulari nella
fase liquida extracellulare
CRASH CELLULARE
INCREMENTO DEL VOLUME
OCCUPATO DELL’ACQUA
CONGELAMENTO ACQUA

7. STRATO GASSOSO INERTE
PROTEZIONE dall’OSSIDAZIONE
CO2,s
CO2,g δCO2,g/δaria =1,5
Maggiore RESA
ESTRATTIVA
Maggiore contenuto in
antiossidanti ed in componenti
aromatici
MODULAZIONE della GRAMOLATURA

8. Attività sperimentale
preliminare

9. 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

10. 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

11. Caratterizzazione chimico-fisica
INDICE DI MATURAZIONE
(Uceda e Frias, 1975)
Sostanza secca
(determinazione
gravimetrica)
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 reazione
con 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

12. RESA DI
ESTRAZIONE
QUALITÀ
DELL’OLIO
ESTRATTO
L’effetto
indotto
dall’impiego
del criogeno è
stato valutato
determinando:

13. RESA DI
ESTRAZIONE
L’effetto
indotto
dall’impiego
del criogeno è
stato valutato
determinando:

14. 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 √ %).

15. L’effetto
indotto
dall’impiego
del criogeno è
stato valutato
determinando:
QUALITÀ
DELL’OLIO
ESTRATTO

16. acidità
n° perossidi
K232
K270
K
Nessuna
Variazione
+/- CO2,s
Variazione
+/- CO2,s
Tocoferoli (Vit. E)
Fenoli totali

17. 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

18. Attività sperimentale
svolta nell’ambito del
progetto NUTRIFOROIL
finanziato dalla Regione
Toscana

19. Le prove sperimentali sono state condotte
utilizzando 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)

20.  Tutte le determinazioni chimiche sono state eseguite
in doppio;
 L’intervallo di confidenza (i.c.) è stato determinate
assumendo come livello di signficatività statistica il
95% (α=0.05);
 L’analisi della varianza (ANOVA) è stata condotta
utilizzando software specifici (CoStat, Cohort 6.0);
 I dati raccolti sono stati analizzati utilizzando il
metodo delle component principali (PCA).
Analisi Statistica

21. V
Caratterizzazione Olive: 2014 e 2015
Cultivar lotto
Data 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

22. Cultivar lotto
Data 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
V
2014 olives
2015 olives
S
V
Caratterizzazione Olive: 2014 e 2015

23. olive irrigate
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
20%
1,7 2,1 3,1
Resaestrattiva%
(kgolioestratto/100kgolivelavorate)
indice di maturazione
tradizionale
crio
Resa in olio in funzione dell’indice di
maturazione raggiunto dalle olive

24. 0,0%
2,0%
4,0%
6,0%
8,0%
10,0%
12,0%
14,0%
16,0%
18,0%
20,0%
irrigato non irrigato
resadiestrazione(kgolioestratto/100kgolive
lavorate)
tradizionale
crio
20/10/2015
Effetto irrigazione sulla resa in olio

25. 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
(ppmacidogallico)
indice di maturazione
tradizionale
crio

26. 0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
700,00
800,00
900,00
irrigato non irrigato
Contenutofenolico
(ppmacidogallico)
Effetto irrigazione sul contenuto fenolico
Nutriforoil

27. 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

28. ❖ 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

29. 1
15th International Conference on Food Processing & Technology
27-29 Ottobre 2016-Rome

30. Grazie per l’attenzione