Volume: l'ulivo e l'olio

Sezione: utilizzazione

Capitolo: trasformazione delle olive

Autori: GianFrancesco Montedoro, Maurizio Servili, Sonia Esposto

Olio vergine di oliva e qualità

L’olio vergine d’oliva si ottiene unicamente per estrazione meccanica, e può essere consumato direttamente, senza alcun ulteriore trattamento fisico-chimico di raffinazione o rettificazione. Le sue qualità relative agli aspetti sensoriali e salutistici sono profondamente legate alle sue caratteristiche chimiche. La composizione chimica dell’olio vergine d’oliva è caratterizzata da una frazione saponificabile e dai costituenti minori. La frazione saponificabile comprende i gliceridi, che costituiscono più del 98% dell’olio. Gli acidi grassi, che rappresentano i composti più importanti di questa frazione, sono alla base del valore nutrizionale storico dell’olio vergine di oliva. In passato, infatti, la qualità nutrizionale dell’olio d’oliva era esclusivamente attribuita all’alto livello di acido oleico il quale era presente, in elevate concentrazioni, quasi esclusivamente in questo olio vegetale. Allo stato attuale il suddetto parametro non è più una caratteristica esclusiva dell’olio vergine di oliva, poiché gli oli ottenuti da alcuni ibridi di girasole e colza hanno una composizione in acidi grassi simile a quella dell’olio di oliva. Nonostante ciò, l’olio vergine di oliva è da considerarsi tuttora una sostanza grassa con caratteristiche chimiche esclusive per la sua composizione in componenti minori. A questi composti, presenti in ridotte quantità (rappresentano, infatti, circa il 2% del peso dell’olio), corrispondono più di 230 sostanze chimiche appartenenti a diverse classi come alcoli alifatici e triterpenici, steroli, idrocarburi, composti volatili, carotenoidi e sostanze fenoliche. Alla frazione dei costituenti minori appartengono in particolare gli antiossidanti naturali degli oli vergini di oliva, rappresentati da caroteni, tocoferoli e sostanze fenoliche. Questi antiossidanti sono i composti che maggiormente possono essere correlati alla qualità salutistica dell’olio vergine di oliva. Gli antiossidanti più esclusivi degli oli extravergini di oliva sono però rappresentati dai composti fenolici, che sono originati durante il processo di estrazione meccanica dell’olio a partire dalle sostanze fenoliche presenti nel frutto. La qualità sensoriale dell’olio extravergine di oliva è strettamente correlata ai composti fenolici in quanto responsabili delle note gustative di amaro e piccante, mentre i composti volatili sono alla base dell’aroma dell’olio. Per quanto concerne i composti volatili va ricordato che nell’olio vergine di oliva sono state identificate più di 180 sostanze ma la loro correlazione con il flavour del prodotto non è ancora ben conosciuta. Come illustrato nella tabella a lato, allo stato attuale delle conoscenze è stata documentata solo la relazione tra l’aroma di fruttato erbaceo e le aldeidi e gli alcoli saturi e insaturi a 5 e a 6 atomi di carbonio e del floreale con alcuni esteri; tutte sostanze che si originano dall’attività della lipossigenasi durante l’estrazione meccanica dell’olio. Sono stati, inoltre, identificati i composti responsabili di diversi difetti dell’olio vergine di oliva come l’avvinato e il rancido. Le clorofille e le feofitine, invece, caratterizzano il colore verde dell’olio mentre i caroteni come la luteina e il β-carotene sono responsabili del colore giallo. Le qualità sensoriali e salutistiche dell’olio vergine di oliva sono fortemente influenzate dalle condizioni agronomiche e tecnologiche di produzione che vanno opportunamente gestite al fine di ottenere un olio di elevata qualità.

Condizioni di processo nell’estrazione meccanica dell’olio

Conservazione delle olive. La pratica della conservazione è talvolta diffusa nel panorama olivicolo italiano in particolare in quelle realtà che vedono frantoi numerosi ma di piccole dimensioni. Per effetto dei meccanismi enzimatici idrolitici a carico della parete cellulare, che comportano un’iniziale degradazione della struttura cellulare, questa operazione provoca nel tempo una perdita netta di diversi costituenti dell’olio. Le variazioni più significative si osservano nella diminuzione in sostanze fenoliche dell’olio e dei composti volatili responsabili della nota di fruttato erbaceo. Periodi di conservazione relativamente lunghi, inoltre, si traducono in un aumento dell’acidità libera e in una modificazione dell’aroma dell’olio con formazione dei componenti responsabili dei difetti sensoriali, codificati dalla normativa europea Reg. 2568/91 (e successive modificazioni), e responsabili del declassamento merceologico degli oli stessi. Si è osservato, infatti, che in olive conservate si verificano fenomeni di fermentazione che comportano la formazione dei composti che causano i difetti di avvinato e di riscaldo. In alcune condizioni (tempi relativamente lunghi e umidità relativa dei locali di conservazione elevata) si può avere l’attacco di muffe nella fase di conservazione, che si traduce in incrementi imponenti dell’acidità libera, dovuti alla produzione di lipasi di origine fungina, e, al contempo, nella formazione di aromi caratterizzanti il difetto sensoriale di muffa. L’insieme di queste osservazioni porta a concludere che la conservazione dovrebbe essere evitata. Le condizioni ottimali di processo vedono la lavorazione delle olive da svolgersi al massimo nelle ventiquattro ore successive alla raccolta. Per le brevi conservazioni, che non dovrebbero superare questo periodo, le olive andrebbero sistemate in olivaio, in casse forate o bins e su strato sottile (massimo 30-40 cm di spessore) al fine di minimizzare i processi di fermentazione che sono alla base della formazione degli aromi responsabili dei difetti sensoriali e della perdita d’acqua, elemento questo che facilita notevolmente l’attacco da parte delle muffe. Le cassette e i bins sono anche il mezzo più idoneo per il trasporto delle olive dall’oliveto al frantoio. È invece assolutamente da evitare, sia per il trasporto sia per la conservazione, l’uso dei sacchi, che rappresenta una pratica, purtroppo ancora diffusa, ma assolutamente irrazionale e pericolosa nei riguardi della qualità dell’olio extravergine di oliva.

Defogliatura e lavaggio delle olive. La defogliatura delle olive è un’operazione sempre consigliabile specialmente quando la raccolta viene effettuata meccanicamente. La presenza di foglie, infatti, non apporta alcuna caratteristica positiva agli oli ma, al contrario, può modificarne negativamente il gusto e l’aroma. Il lavaggio delle olive viene normalmente effettuato utilizzando lavatrici continue. Le olive, mediante una tramoggia di alimentazione, vengono scaricate in uno scomparto del cassone e lavate per immersione subendo un continuo rimescolamento; successivamente, con un sistema meccanico o idro-pneumatico, vengono inviate a un altro scomparto per ripetere la stessa operazione di lavaggio al termine della quale, a mezzo di griglie, le olive, liberate dalle impurità o dalle sostanze estranee (zolle o granelli di terra, pietre, foglie ecc.), sono pronte per esser sottoposte alla prima fase della lavorazione, che consiste nella frangitura. La parte più critica di questo processo risiede nelle caratteristiche dell’acqua di lavaggio, che dovrebbe essere frequentemente sostituita in funzione del livello di contaminazione da corpi estranei, terra in particolare, delle olive da lavorare. È necessario evitare l’uso, per il lavaggio, di acqua troppo ricca di particelle terrose che possono trasmettere all’olio estratto sensazioni negative quali il difetto di terra. Inoltre è buona norma far seguire alla fase di lavaggio una fase di risciacquo delle olive da effettuare nella parte terminale della lavatrice, prima di inviare il prodotto alla fase di frangitura, utilizzando acqua potabile. L’uso di acqua potabile in questa fase, distribuita medianti appositi diffusori, permetterà di rimuovere anche gli ultimi residui di sostanze contaminanti di natura terrosa dalle olive prima della frangitura.

Frangitura. L’innovazione tecnologica nel campo dell’estrazione meccanica dell’olio vergine di oliva vede tra i punti meno trattati la fase di frangitura. Negli ultimi trent’anni, infatti, si è passati da sistemi di frangitura discontinui (molazze) ai frangitori continui. La frangitura rappresenta una fase critica per la qualità dell’olio in quanto, durante questo processo, si ha l’attivazione del patrimonio enzimatico endogeno del frutto, che catalizza una serie di reazioni che sono alla base delle caratteristiche organolettiche e della qualità salutistica dell’olio vergine di oliva. Va ricordato, infatti, che la formazione degli aromi, dovuta all’attività delle lipossigenasi, si attiva in fase di frangitura, così come la trasformazione dei composti fenolici glucosidi quali l’oleuropeina, la demetiloleuropeina e il ligustroside, nei relativi agliconi. Quest’ultima reazione è anche alla base del trasferimento delle suddette sostanze fenoliche nell’olio estratto meccanicamente. Insieme a queste reazioni positive per la qualità sensoriale e salutistica dell’olio, la frangitura attiva anche complessi enzimatici che hanno un’attività negativa quali le polifenolossidasi e le perossidasi, che catalizzano la degradazione delle sostanze fenoliche nella fase di gramolatura. Gli enzimi dell’oliva sono distribuiti in forma diversa nelle parti costitutive della drupa, in particolare la perossidasi è ampiamente contenuta nella mandorla, la polifenolossidasi e le glicosidasi sono presenti quasi esclusivamente nel mesocarpo. La lipossigenasi è invece contenuta in tutte le parti costitutive del frutto, anche se è stato dimostrato che quella contenuta nella mandorla ha un basso impatto nella produzione degli aromi dell’olio. Questa particolare distribuzione delle attività enzimatiche endogene della drupa lascia aperta la possibilità di attivare gli enzimi endogeni del frutto in forma diversificata cercando di intervenire selettivamente sulle varie parti costitutive della drupa in fase di frangitura. Si basano su questo concetto i processi di denocciolatura delle olive che, eliminando la mandorla, riducono la liberazione dell’attività perossidasica nelle paste e quindi l’ossidazione delle sostanze fenoliche dell’olio. Una serie di ricerche in questo campo ha, infatti, dimostrato che la denocciolatura delle olive comporta, nella generalità dei casi, un incremento del contenuto fenolico degli oli. Le stesse caratteristiche sensoriali degli oli denocciolati sembrano migliorare, anche se esse rimangono profondamente influenzate dalle cultivar di olive utilizzate. Si è osservato, in particolare, nelle paste denocciolate e nei relativi oli, un incremento delle aldeidi insature a C6, dovuto all’attività delle lipossigenasi responsabili della nota di erbaceo fresco tipica di numerosi oli di alta qualità italiani. Va infine considerato che le suddette caratteristiche qualitative dimostrano anche una maggiore stabilità nel tempo. Un percorso alternativo alla denocciolatura, in termini di qualità dell’olio, può essere rappresentato dalla frangitura differenziata delle drupe, il cui principio ispiratore è quello di sviluppare un processo che comporti un’efficiente rottura dei tessuti della polpa (ove è contenuto circa il 98% dell’olio) e della parte legnosa della mandorla, alla quale possa però corrispondere una limitata degradazione del seme riducendo la liberazione di perossidasi nelle paste durante la fase di gramolatura. In questo contesto va osservato che i sistemi tradizionali di frangitura (molazze) esplicavano già questa attività selettiva, cosa invece non possibile per i sistemi di frangitura a martelli. I frangitori a molazze sono costituiti da una vasca formata da un basamento e da un bordo in acciaio inox provvisto di apertura per lo scarico della pasta di olive. Sul basamento, normalmente in granito, si muovono 2 o 3 ruote, anch’esse in granito, a superficie ruvida, poste a diversa distanza dal centro della vasca, le quali effettuano nello stesso tempo un movimento di rotazione e uno di rivoluzione. La velocità di rotazione è normalmente di 12-15 giri/ minuto. Nei frangitori a molazze, regolando opportunamente la distanza tra le macine in granito e il piatto, si può evitare l’eccessiva frangitura del seme posto all’interno del nocciolo che comporta, come già detto, effetti negativi sulla qualità dell’olio. Il sistema a molazze, che un tempo era sicuramente il più diffuso, va progressivamente scomparendo insieme ai sistemi di estrazione per pressione. La frangitura con molazze, pur essendo un processo che si avvicina al concetto di frangitura differenziata, di cui abbiamo parlato in precedenza, rispetto ai frangitori continui, ha in ogni caso notevoli limiti sia di ordine quantitativo, dovuti alla bassa produzione oraria, sia di tipo qualitativo, legati in particolare al negativo impatto sulla concentrazione fenolica dell’olio dovuto all’ampio e continuo contatto delle paste con l’aria nel corso del processo. Tra i frangitori continui vanno annoverati i frangitori a martelli, che sono stati, storicamente, i primi a essere introdotti in alternativa alle molazze. Queste macchine hanno alcuni notevoli vantaggi che sono da ricondurre all’elevata capacità lavorativa, al basso ingombro e ai bassi costi di impianto ma, al contempo, essi presentano alcuni inconvenienti come il riscaldamento eccessivo della pasta e un effetto frangente non selettivo, in relazione alla degradazione dei tessuti della mandorla. L’innovazione tecnologica in questo contesto si basa, come già ricordato, sul concetto di frangitura differenziata. In altre parole il processo di degradazione dei tessuti del frutto dovrebbe essere molto marcato nei confronti dell’epicarpo e del mesocarpo, al fine di favorire la liberazione dell’olio e dei pigmenti della buccia, mentre l’impatto sulla mandorla dovrebbe essere più limitato; questo al fine di ridurre il trasferimento nelle paste frante di elevati livelli di attività perossidasica (ampiamente presente nella mandorla) che favorirebbe l’ossidazione dei composti fenolici in fase di gramolatura. Su questo principio si basano alcuni frangitori di nuova concezione quali i frangitori a coltelli, a denti e il frangitore a martelli a doppia griglia. In conclusione possiamo affermare che, allo stato attuale, le possibilità operative in termini di frangitura delle olive si sono notevolmente ampliate. Per questo motivo il sistema di frangitura andrebbe personalizzato e adattato alla tipologia di olive presenti nella zona di lavorazione e al tipo di olio che si vuole produrre.

Gramolatura. Un altro punto critico del processo di estrazione meccanica dell’olio è rappresentato dalla gramolatura. Le gramolatrici sono costituite essenzialmente da una vasca in acciaio inox munita di intercapedine per la circolazione dell’acqua, contenente all’interno uno o due bracci variamente sagomati, deputati a un lento rimescolamento della pasta di olive. Questa operazione, unitamente al riscaldamento della pasta (25-35 °C), provoca la rottura dell’emulsione acqua-olio, consentendo alle goccioline oleose di riunirsi in gocce più grosse che si separano facilmente dalla fase acquosa nei successivi processi di separazione solidoliquido e liquido-liquido. Anche nella fase di gramolatura si verificano forti modificazioni a carico dei componenti minori. Il risultato è strettamente connesso alla gestione simultanea di tre variabili: la temperatura, il tempo di durata e le condizioni di aerazione delle paste. A tale riguardo, il parametro più studiato e sul quale ci sono continue discussioni e prese di posizione anche di tipo normativo (vedi il Reg. Ue 1989/2003 che codifica, tra le varie opportunità, quella di poter indicare in etichetta la dicitura “estratto a freddo”) è senza dubbio la temperatura di processo. L’argomento merita però un certo approfondimento onde evitare interpretazioni sbagliate del rapporto temperatura di gramolatura/qualità dell’olio. La concentrazione dei composti fenolici e volatili degli oli extravergini di oliva può essere infatti fortemente influenzata dalla temperatura di gramolatura. Va infatti osservato che, per quanto riguarda la frazione fenolica, la temperatura di processo può avere due effetti principali: il primo è relativo ai processi di solubilizzazione di tali composti della fase oleosa, mentre il secondo va posto in relazione alle attività enzimatiche deputate alla degradazione ossidativa dei fenoli, quali la polifenolossidasi e la perossidasi. In linea generale possiamo affermare che nelle gramolatrici tradizionali, caratterizzate da uno scambio di ossigeno con l’aria circostante continuo e incontrollato, l’ossidazione enzimatica, catalizzata da polifenolossidasi e perossidasi, prevale ampiamente sul processo di scambio dei composti fenolici tra pasta e olio. All’aumentare della temperatura di gramolatura, infatti, si osserva una perdita progressiva dei composti fenolici, dovuta all’incremento del processo ossidativo, mentre non è apprezzabile, seppur presente, l’incremento di solubilità in olio di tali composti legato alle temperature più elevate. Nelle gramolatrici di nuova concezione (chiuse o confinate), nelle quali gli scambi gassosi sono minimizzati, l’apporto di ossigeno dall’aria circostante è limitato e, soprattutto, controllabile. L’incremento dei processi di ossidazione enzimatica, legati all’aumento della temperatura, pertanto, sono significativamente ridotti. Questo è dovuto al fatto che la mancata disponibilità di ossigeno comporta un’inibizione delle attività della polifenolossidasi e della perossidasi. Come conseguenza si osserva che in queste nuove gramolatrici, all’aumentare della temperatura di gramolatura, si verifica effettivamente un aumento del contenuto fenolico nell’olio corrispondente. Se questo è l’effetto della temperatura sulla concentrazione fenolica dell’olio, del tutto diverso è l’impatto sulle sue caratteristiche olfattive. Come già descritto, una parte consistente degli aromi dell’olio extravergine di oliva si origina per attività di un complesso enzimatico endogeno che va sotto il nome di lipossigenasi, gruppo di enzimi che si attiva rapidamente in fase di frangitura e porta, quali composti finali, alla formazione di alcoli e aldeidi a C5, a C6 saturi e insaturi e ad alcuni esteri. Tali enzimi hanno temperature ottimali di lavoro comprese tra i 15 e i 25 °C, mentre la loro attività scende drasticamente sopra i 30 °C. Questo ha come conseguenza che processi di gramolatura condotti a temperature superiori a 27-28 °C si traducono in una marcata perdita dei composti responsabili delle note aromatiche caratteristiche degli oli di alta qualità quali l’erbaceo e il floreale. Per quanto riguarda i tempi di gramolatura, questi vanno tenuti sotto controllo in modo molto preciso, soprattutto nelle gramolarici di tipo tradizionale, che lavorano a continuo contatto con l’aria in quanto in questo caso, a parità di temperatura, più lungo sarà il tempo e maggiore sarà la perdita in composti fenolici dell’olio. Nelle gramolatrici chiuse (o confinate), invece, non c’è una relazione diretta tra durata della temperatura e perdita dei composti fenolici. Va in ogni modo considerato che periodi di gramolatura superiori a 35-40 minuti non comportano in genere alcun incremento di rese all’estrazione e quindi anche nei casi in cui non si traducano in una perdita diretta della qualità dell’olio, essi risultano negativi nei riguardi di una corretta gestione della capacità lavorativa dell’impianto. Concludendo, pur con le difficoltà dovute alla complessità del caso, possiamo considerare che per quanto riguarda le variabili di processo da adottare in fase di gramolatura la temperatura di processo dovrebbe restare compresa tra i 22 e i 27 °C, sia per le gramolatrici di tipo tradizionale sia per quelle di nuova generazione (chiuse o confinate), mentre tempi di processo superiori ai 35-40 minuti possono comportare perdite notevoli in termini qualitativi, in particolare nelle gramolatrici tradizionali, senza produrre effetti positivi di rilievo sulle rese all’estrazione dell’olio. Sulla base delle più recenti normative è stata anche chiarita la possibilità di utilizzo di alcuni coadiuvanti tecnologici durante il processo di gramolatura. Ci si riferisce all’uso delle preparazioni enzimatiche ad attività depolimerizzante e al talco micronizzato. Le preparazioni enzimatiche ad attività depolimerizzante agiscono sui colloidi strutturali delle cellule della polpa e della buccia coadiuvando l’attività degli enzimi endogeni (pectinasi, emicellulasi e cellulasi) con effetti positivi sulle rese all’estrazione e sulla qualità dell’olio. In particolare si può assistere a un aumento del contenuto in sostanze fenoliche negli oli ottenuti da paste trattate con preparazioni enzimatiche ad attività depolimerizzante. Questi effetti sono però riscontrabili solo operando su olive che si trovano a uno stato di maturazione precoce. L’uso dei suddetti preparati enzimatici su olive a un grado di maturazione avanzata non porta alcun beneficio né di tipo qualitativo né di tipo quantitativo. Questo è dovuto al fatto che nelle olive mature i colloidi strutturali su cui dovrebbero agire i suddetti enzimi sono stati già degradati dall’attività enzimatica endogena del frutto nel corso della maturazione. Per tale ragione, l’aggiunta di preparati enzimatici, in tal caso, risulterebbe inutile. Ciò detto, allo stato attuale, le norme comunitarie vietano l’uso di questi coadiuvanti tecnologici (pur ammettendoli nella stragrande maggioranza delle altre filiere di trasformazione del settore alimentare), mentre consentono l’uso del talco micronizzato. Quest’ultimo prodotto agisce nelle paste di olive aumentando l’effetto drenante e quindi migliorando l’efficienza di separazione solido-liquido durante la fase di separazione centrifuga dell’olio dalle paste gramolate. Il talco può essere aggiunto alle paste, in fase di gramolatura, in ragione dello 0,7-1,5% del peso, dopo i primi 10 minuti di gramolatura. Sulla base delle sperimentazioni condotte su cultivar nazionali, si è osservato che l’uso del talco micronizzato non comporta alcun effetto negativo sulla qualità dell’olio e in alcuni casi, come per la lavorazione di paste difficili o di olive con un elevato rapporto acqua/olio, il suo utilizzo si traduce in un significativo incremento delle rese all’estrazione.

Estrazione dell’olio. Diversi sono i principi utilizzati per ottenere la separazione dell’olio, o mosto oleoso, dalle paste gramolate: pressione, centrifugazione e filtrazione selettiva o tensione superficiale. I primi due metodi risultano essere impiegati autonomamente, perché esaustivi, mentre il terzo è abbinato alla pressione o alla centrifugazione. – Estrazione per pressione. È un sistema millenario di estrazione che nel corso dei secoli ha subito numerose evoluzioni. Attualmente nei frantoi oleari dotati di questo tradizionale sistema, la separazione per pressatura dell’olio dalla pasta viene effettuata con presse idrauliche aperte, mentre le presse a gabbia chiusa sono ormai quasi scomparse sia per l’elevato prezzo di acquisto sia per i costi di manutenzione. La pasta, precedentemente gramolata, viene successivamente stratificata sui diaframmi filtranti o fiscoli. Questa operazione è effettuata meccanicamente grazie a un dosatore che preleva dalla gramolatrice la pasta, depositandola sui diaframmi filtranti (fiscoli) in fibra sintetica (nylon, polipropilene). I diaframmi, indipendentemente dalla loro composizione, sono provvisti di un foro centrale che permette il loro inserimento attraverso la foratina a formare la torre o pila. Questa risulta irrigidita sia per la presenza della foratina sia per l’inserimento di un disco metallico in acciaio ogni 2 o 3 diaframmi caricati con la pasta. Il sistema di estrazione per pressione è, in linea teorica, quello che maggiormente rispetta la qualità intrinseca dell’olio; pur tuttavia, nella pratica, esso presenta una serie di problemi applicativi che sono in primo luogo legati alla bassa capacità operativa oraria, (fattore, questo, che spesso si traduce in un aumento del tempo di conservazione delle olive prima di essere frante) e in secondo luogo al corretto uso dei diaframmi e alla tipologia di materiali con cui le macchine possono essere costruite. Nei riguardi dei diaframmi (fiscoli) va osservato come essi possano rappresentare una fonte di inquinamento in quanto possono provocare l’insorgenza di difetti sensoriali in oli che ne erano primariamente privi. Tale problema può derivare sia dalla contaminazione con oli ottenuti da cattive partite di olive e quindi difettosi, sia da processi di fermentazione dell’acqua di vegetazione rimanente nei diaframmi stessi, quando questi vengono stoccati negli intervalli di lavorazione. Quest’ultimo fattore insorge spesso quando le condizioni climatiche non consentono lavorazioni continue ma comportano interruzioni e frammentazioni della campagna olearia. Per minimizzare il rischio di formazione di difetti nei riguardi dell’olio vergine è auspicabile cambiare i diaframmi più volte durante la campagna olearia e sottoporli a rigenerazione periodica tramite lavaggi energici che possono essere effettuati utilizzando opportune macchine idropulitrici. Nei riguardi dei materiali di costruzione della pressa, onde evitare la cessione di metalli all’olio nel corso del processo di estrazione, è necessario che tutte le parti metalliche che vengono a contatto con l’olio (piatto, foratina, dischi metallici) siano in acciaio inox o rivestiti di questo materiale. – Estrazione per centrifugazione. Attualmente, nei Paesi mediterranei, la maggior parte dell’olio vergine di oliva viene estratto per centrifugazione. La centrifuga usata per l’estrazione dell’olio, definita anche decanter, è composta da un tamburo costituito da una parte cilindrica e da una parte conica ad asse orizzontale, all’interno del quale è posto un ulteriore cilindro a vite senza fine, funzionante come coclea, che si muove con una velocità differenziale minore rispetto a quella del tamburo esterno e serve a convogliare verso l’esterno la parte solida. I sistemi per centrifugazione si sono ampiamente diffusi nel settore dell’estrazione meccanica dell’olio a partire dalla fine degli anni ’60. Tuttavia negli ultimi anni si è verificata una notevole evoluzione tecnologica di questo sistema di estrazione al fine di ridurre la quantità di acqua utilizzata nella lavorazione. Sotto quest’ultimo aspetto, le centrifughe possono essere classificate in tre gruppi: – centrifughe tradizionali a tre fasi caratterizzate da una quantità d’acqua di diluizione compresa tra 0,5 e 1 m3 per tonnellata; – centrifughe a due fasi che possono lavorare senza aggiunta di acqua e non producono acque di vegetazione come sottoprodotto del processo di estrazione dell’olio; – nuove centrifughe a tre fasi che necessitano di un basso livello di acqua di addizione 0,2-0,3 m3 per tonnellata. Le centrifughe tradizionali a tre fasi che permettono la separazione dell’olio dall’acqua di vegetazione e della sansa vergine con umidità compresa tra il 50 e il 55% prevedono una diluizione delle paste, effettuata per ridurre la loro viscosità e quindi per facilitare la separazione olio-acqua di vegetazione, con un rapporto di diluizione compreso tra 1:0,5 e 1:1 e cioè tra 50 e 100 litri di acqua di fonte per 100 kg di pasta da centrifugare. Questo comporta, oltre all’accumulo di grandi quantità di acqua di vegetazione da smaltire (70-120 litri per 100 kg di pasta di olive), una riduzione della qualità dell’olio principalmente dovuta al dilavamento, effettuato dall’acqua aggiunta, dei composti fenolici presenti all’interno dell’olio, con riduzioni imponenti di questa importantissima frazione antiossidante. L’evoluzione di questa tecnologia ha portato alla produzione di centrifughe a due e a tre fasi a basso consumo di acqua. Gli oli estratti usando questi nuovi sistemi sono caratterizzati da una concentrazione fenolica più alta, confrontati con quelli estratti tramite il tradizionale processo di centrifugazione, poiché si riduce la perdita di queste sostanze nelle acque di vegetazione. I composti fenolici più influenzati risultano essere i derivati dei secoiridoidi, mentre i lignani rimangono più stabili. È opportuno sottolineare che questi nuovi sistemi estrattivi, che non prevedono aggiunta di acqua se non in forma minima, permettono di ottenere oli di alta qualità. Nei riguardi dei sottoprodotti ottenuti dal sistema per centrifugazione va osservato che mentre per il sistema tradizionale a tre fasi il problema risiede, come già ricordato, oltre che nello scadimento qualitativo dell’olio, anche nell’elevatissimo accumulo di acqua di vegetazione da smaltire (da 0,7 a 1,2 m3 per tonnellata di pasta estratta), nel sistema a due fasi la problematica principale riguarda l’umidità elevata delle sanse (si passa dal 50% circa dei decanter a tre fasi tradizionale al 55-60% dei decanter a due fasi), comportando problemi sia nella movimentazione sia nel successivo utilizzo di questa tipologia di sanse per l’estrazione al solvente dell’olio residuo (olio di sansa). Le sanse dei sistemi a due fasi vengono generalmente utilizzate per la produzione di compost o distribuite direttamente sul terreno agrario, seguendo una normativa simile a quella relativa alle acque di vegetazione delle olive. I decanter a tre fasi a basso consumo di acqua possono rappresentare, pertanto, un’adeguata alternativa al sistema di estrazione a due fasi. Essi permettono di ottenere, infatti, oli di qualità assimilabili al sistema a due fasi e sanse con un minore contenuto di umidità vicine al sistema tradizionale a tre fasi; per contro producono, in ogni caso, un certo quantitativo di acque di vegetazione per le quali andranno previste procedure di smaltimento conformi alle direttive di legge. – Sistema di estrazione per tensione superficiale. Questo sistema sfrutta la differenza di tensione superficiale fra olio e acqua e, quindi, la possibilità di estrazione selettiva di uno dei due quando questi due liquidi si trovano intimamente mescolati. L’olio, infatti, presenta una tensione superficiale minore di quella dell’acqua di vegetazione, per cui avrà una più elevata forza di adesione verso le superfici metalliche. Su questo principio si sono basate diverse soluzioni operative sviluppate nel secolo scorso, mentre attualmente è presente sul mercato un solo impianto noto con il nome Sinolea. L’unità essenziale di questo impianto è rappresentata da un cassone rettangolare in acciaio inox con fondo semicilindrico provvisto di circa 5000 fessure attraversate da altrettante lamelle in acciaio inox, dotate di lento movimento alternato quando la macchina è in funzione. In questo cassone viene fatta arrivare la pasta franta e gramolata, la quale viene continuamente rimossa per mezzo di una pala inserita all’interno del cassone. La pala è dotata posteriormente di una raschiatrice a forma di pettine, che provvede ad allontanare dalle lamelle la pasta eventualmente depositata per adesione. Il movimento congiunto della pala e della raschiatrice consente una continua rimozione della pasta e pertanto le lamelle in movimento vengono a contatto sempre con pasta rinnovata. Il lento e continuo movimento delle lamelle nella pasta permette di separare l’olio per tensione superficiale e di lasciarlo cadere nel serbatoio sottostante. La percentuale di olio estraibile è funzione delle caratteristiche dell’oliva e in particolare del rapporto acqua/olio nelle paste. Il sistema Sinolea prevede in ogni caso una doppia estrazione, infatti la prima parte dell’olio estraibile viene separato per tensione superficiale mentre l’olio residuo, che veniva in passato estratto per pressione, è attualmente ottenuto per centrifugazione. La corretta applicazione del sistema Sinolea prevede quindi la frangitura, una prima gramolatura che non dovrebbe eccedere i 20-30 minuti a temperature inferiori ai 30 °C (temperature consigliate 26-28 °C) e un passaggio successivo alle vasche di estrazione per tensione superficiale dove la pasta dovrebbe stazionare non più di 20 minuti. Dopo questa prima estrazione la pasta viene convogliata in una seconda gramolatrice che lavora alla stessa temperatura della prima, dove permane per ulteriori 20 minuti per poi essere estratta per centrifugazione mediante l’uso di un decanter. L’olio verrà poi separato dal mosto oleoso mediante un separatore centrifugo ad asse verticale. Il punto critico del processo sta nel rispetto dei tempi di gramolatura e di estrazione per tensione superficiale che non dovrebbero complessivamente superare un’ora, al fine di evitare un impatto negativo sulla qualità dell’olio estratto per centrifugazione.

Separazione dell’olio dalle acque di vegetazione. La fase liquida che proviene dai sistemi di estrazione, detta mosto oleoso e costituita dall’olio e da una parte, in genere molto limitata, di acqua di vegetazione, viene separata mediante centrifughe verticali. Il mosto oleoso contiene anche materiali solidi e mucillagini; queste sostanze si trovano in sospensione oppure, se di apprezzabili dimensioni (frammenti di nocciolo e/o di pellicola/ epicarpo della drupa ecc.), sono facilmente separate dalla fase liquida grazie alla presenza di un setaccio (a maglie di 1-2 mm) posto alla sommità del serbatoio di raccolta del mosto oleoso. In ogni caso il mosto oleoso presenta un contenuto di materiale solido variabile tra lo 0,5 e l’1%. La separazione dell’olio dal mosto oleoso si effettua con l’operazione di centrifugazione a mezzo generalmente di centrifughe verticali a piatti. Il principio su cui si basa la separazione dell’olio per centrifugazione è ben noto: se si sottopone a vigoroso moto di rotazione una miscela (olio, acque di vegetazione e solidi sospesi), per effetto della rotazione il corpo più leggero (olio) si raccoglie in prossimità dell’asse di rotazione, quello più pesante (acqua) a distanza maggiore da questo asse e i solidi si raccolgono a distanza ancora maggiore. Mediante opportune vie d’uscita (sfioratori) si recupera l’olio da una parte e le acque di vegetazione miste a solidi da un’altra. Una parte dei solidi è depositata sul tamburo rotante, che periodicamente deve essere liberato (pulito) da questi sedimenti, anche se sono ormai diffuse le centrifughe autopulenti che, senza interrompere l’operazione di centrifugazione, provvedono periodicamente e automaticamente a scaricare all’esterno i residui solidi, la cui permanenza renderebbe difficoltosa e inefficace l’operazione stessa di centrifugazione. Le centrifughe impiegate in oleificio hanno un tamburo con un diametro tra 400 e 700 mm, che ruota a una velocità tale da effettuare 5000-12.000 giri/min; la capacità lavorativa di queste macchine è abbastanza elevata, variando entro ampi limiti compresi tra 500 e 2000 litri di mosto oleoso per ora.

Conservazione dell’olio. La fase di stoccaggio rappresenta un ulteriore punto critico del processo di estrazione e condizionamento dell’olio vergine di oliva. Una serie di ricerche svolte in questo settore ha evidenziato come le condizioni migliori di stoccaggio si hanno mantenendo gli oli a temperature costanti comprese tra i 12 e i 15 °C, in modo da ritardare i processi di alterazione quali l’aumento di acidità libera e i fenomeni di ossidazione. Un altro punto importante nella fase di stoccaggio è rappresentato dal battente di ossigeno. La velocità di ossidazione è infatti favorita dalla presenza dell’ossigeno atmosferico. Il limitato contatto con l’aria può quindi tradursi in un aumento delle condizioni di conservazione degli oli stoccati in grandi recipienti. Per ottenere queste condizioni, oltre al fatto di mantenere i recipienti, che devono essere rigorosamente in acciaio inox in ogni loro parte, il più possibile colmi, si consiglia di munirli di un circuito per lo stoccaggio sotto gas inerte (azoto), in modo da minimizzare il contatto dell’olio con l’ossigeno.

Confezionamento. Nei riguardi del confezionamento gli aspetti più importanti riguardano la filtrazione dell’olio, la tipologia del vetro e, anche in questo caso, le modalità di riempimento dei recipienti utilizzati per la commercializzazione al minuto. Per quanto concerne la filtrazione, pur osservando in letteratura indicazioni contrastanti, si può considerare come questa pratica rappresenti un elemento di stabilizzazione per l’olio stesso e sia quindi sotto questo aspetto da consigliare anche prima della fase di stoccaggio. Oli torbidi sono ammessi anche nel confezionamento in bottiglia ma solo per il consumo nel breve periodo. La filtrazione può essere effettuata con filtri a cartone o filtri ad alluvionaggio. Questi ultimi vengono generalmente usati quando le partite di olio da filtrare sono di notevoli dimensioni, in quanto più veloci ed economici della sola filtrazione su cartone. Tali filtri prevedono l’uso di materiale filtrante, che generalmente è costituito da celite o da amberlite in miscela con coadiuvanti di filtrazione a base di cellulosa. La filtrazione ad alluvionaggio viene sempre combinata con una seconda filtrazione operata mediante filtri a cartoni da effettuare immediatamente prima dell’imbottigliamento. Andrebbero invece evitati i tradizionali filtri a cotone o filtri Baresi, in quanto, data la grande superficie della vasca di filtrazione e i tempi di processo relativamente lunghi, espongono l’olio a ossidazione dovuta all’elevato livello di O2 assorbito durante il processo di filtrazione stesso. Nei riguardi della tipologia del vetro va osservato come l’uso di vetri chiari favorisca in modo assoluto la fotossidazione, che è un processo ossidativo estremamente rapido e non facilmente contenibile dalla presenza di antiossidanti. Il modo migliore per evitarlo è limitare al massimo il contatto dell’olio con la luce e quindi sono consigliati vetri scuri, che però non lasciano intravedere il colore dell’olio al consumatore, o, più propriamente, l’uso del vetro chiaro, corredando però la bottiglia con un astuccio in cartone che ne permetta la conservazione al buio. Un ultimo elemento interessante, sempre nella direzione della minimizzazione del processo ossidativo in fase di commercializzazione, sta nell’uso di gas inerti in fase di imbottigliamento. Si consiglia, infatti, di saturare lo spazio di testa della bottiglia in fase di riempimento con dell’azoto allo scopo di ridurre al minimo la quantità di ossigeno presente nell’olio confezionato. Questo obiettivo si può ottenere mediante l’uso di opportune imbottigliatrici che lavorano sotto gas inerte.

Linee evolutive nel processo di estrazione meccanica degli oli vergini di oliva

Sulla base delle nuove conoscenze provenienti dalla ricerca scientifica nel campo dell’estrazione meccanica degli oli vergini di oliva, si può pensare che le linee operative che verranno a concretizzarsi in un prossimo futuro potranno essere riassunte nei seguenti punti fondamentali: a) l’applicazione di processi di estrazione che possano gestire la presenza o meno del nocciolo nell’impasto; b) una gramolatura che possa aumentare il grado di efficienza dal punto di vista del conseguimento della coalescenza, mediante l’impiego di opportuni coadiuvanti (materiali inerti e preparazioni enzimatiche) atti ad aumentare le rese di estrazione oppure mediante applicazione di tecnologie che migliorino l’efficienza di scambio termico delle macchine; c) regolazione del grado di aerazione delle paste allo scopo di ottimizzare la concentrazione in sostanze antiossidanti degli oli vergini di oliva migliorandone, al contempo, il quadro aromatico; d) l’utilizzazione delle sanse vergini non più per il recupero dell’olio (olio di sansa di oliva) ma, partendo da paste denocciolate o da sanse denocciolate, nell’alimentazione zootecnica quali integratori in sostanza grassa a elevato valore biologico e in antiossidanti naturali; e) uso delle sanse integrali come ammendanti (compost) e/o combustibili specialmente se provenienti dal sistema di estrazione per centrifugazione a due fasi; f) recupero di antiossidanti naturali dalle acque di vegetazione delle olive mediante tecnologie che permettano il contemporaneo riciclo delle acque trattate nel processo di estrazione meccanica dell’olio vergine di oliva.


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