descrizione PRIN 2009 UR UNIVPM per esteso 1 Obiettivo della

1 Obiettivo della ricerca eseguita
descrizione PRIN 2009 UR UNIVPM per esteso
Il titolo generale del progetto PRIN era ‘Tecnologie innovative, qualità e tipicità degli oli vergini italiani da
seme e da frutto’.
Unità UNIVPM
Nell’ambito di questo tema, come obiettivo generale, l’unità di ricerca di Ancona ha intrapreso lo studio di
tecnologie innovative sostenibili nell'estrazione di olio vergine da semi (di girasole e di nocciola
quest’ultima fornita da UNINA) e da olive mediante metodiche fisiche e la caratterizzazione degli oli
tramite metodiche cromatografiche bidimensionali o accoppiate alla spettrometria di massa di primo e
secondo ordine.
Gli obiettivi specifici possono essere quindi riassumibili in funzione delle due linee di ricerca che sono state
portate avanti. Per quanto riguarda l’attività incentrata sulla filiera degli oli di semi (a), due erano gli
obiettivi:
1) Messa a punto delle condizioni tecnologiche ottimali per l’estrazione acquosa dell’olio vergine di
girasole di diverse tipologie (convenzionale, alto oleico).
2) Caratterizzazione degli oli vergini da semi tramite metodiche cromatografiche bidimensionali e di
spettrometria di massa tandem.
Per quanto riguarda la filiera dell’olio extravergine di oliva (b), gli obiettivi erano:
1) Valutazione dell’influenza dei parametri di ‘preriscaldamento rapido’ combinato o meno con la
gramolatura della pasta di olive sul profilo qualitativo dell’olio vergine e sulla sua stabilità all’ossidazione.
2) Caratterizzazione degli oli vergini di oliva ottenuti tramite diverse combinazioni di ‘preriscaldamento’ e
‘gramolatura’ tramite metodiche cromatografiche bidimensionali e di spettrometria di massa tandem e
valutazione sensoriale.
2 Descrizione della ricerca eseguita
a) Filiera oli di semi:
1) Sono state eseguite prove di estrazione acquosa su scala micro da semi di girasole tal quali e decorticati,
tostati e crudi, in relazione alle variabili temperatura, rapporto di diluizione solido/acqua, tempo di
contatto solido/acqua, velocità e modalità di agitazione, numero di stadi di estrazione. Le criticità che
condizionano la resa della EA sono riconducibili all’efficienza del contatto olio/mezzo “estraente”, che
determina la quota di olio nelle fasi solida (proteico-cellulosica) e liquida (a prevalente composizione
proteica), e alla stabilità dell’emulsione O/A, che determina l’efficacia della separazione di fase.
2) E' stata studiata la frazione polifenolica di oli di nocciola prodotti in laboratorio dalle stesse paste
mediante pressa verticale discontinua a gabbia e centrifugazione in batch, in quest’ultimo caso senza
aggiunta di una fase acquosa. Nelle stesse condiziono analitiche i componenti polari dell’olio di nocciola
compaiono con ritenzioni cromatografiche corrispondenti a una porzione di cromatogramma libera dai
principali costituenti (secoiridoidi) polari tipici degli oli di oliva vergini. I componenti principali sono
caratterizzati da massimi di assorbimento a 294 o 285 nm.
b) Sostanzialmente tre linee di ricerche riguardanti la filiera dell’olio extravergine di oliva (EVOO) sono
state sviluppate nell’ambito del progetto PRIN:
1) Preriscaldamento della pasta di olive; Sono state messe a punto le condizioni per la produzione di olio
extravergine di oliva utilizzando un ‘preriscaldatore rapido’ inserito fra il molino e la gramola in un
impianto per l’estrazione di olio da olive di tipo industriale (600 kg di olive frantoio/leccino). In particolare
è stato necessario valutare diversi tempi e temperature per il preriscaldamento in combinazione o meno
con la gramolatura. Diversi parametri analitici sono stati presi in considerazione; parametri legali, quali
numero di perossidi, acidità, valutazioni spettrofotometriche, panel sensoriale, e poi resa di estrazione,
stabilità ossidativa, fenoli totali, profilo fenolico, non solo nell’olio fresco (come in alcuni recentissimi
lavori pubblicati sull’argomento), ma soprattutto durante un anno di conservazione alle condizioni
domestiche. I dati mostrano che un preriscaldamento non più lungo di 72 sec a temperature di 38 °C, non
seguito da gramolatura, porta all’ottenimento di un EVOO di buona tenuta (almeno 12 mesi di tempo
minimo di conservazione), esattamente come avviene per un EVOO ottenuto tramite gramolatura
tradizionale. Se tale preriscaldamento viene associato ad una gramolatura svolta per un massimo di 10
min, si ottiene un EVOO dalle caratteristiche sensoriali ‘delicate’, sempre con un ottimo tempo minimo di
conservazione (12 mesi). Di conseguenza, l’utilizzo di un preriscaldatore si rivela per essere una buona
soluzione tecnologica per ottenere EVOO di qualità ‘tailor made’, cioè prodotti in funzione delle esigenze
di gruppi particolari di consumatori, oppure in funzione delle caratteristiche qualitative specifiche della
materia prima di partenza, le olive.
2) Riduzione del tempo di gramolatura; sono stati studiati gli effetti di due diversi tempi di gramolatura (10
min e 30 min) sull’olio extravergine di oliva ottenuta dal 100% di olive della varietà Ascolana tenera su scala
industriale (circa 750 kg). Il profilo fenolico, la stabilità ossidativa ed i parametri legali di qualità (sia
chimica che sensoriale) sono stati monitorati nell’olio fresco e durante 12 mesi di conservazione dell’olio in
bottiglie chiuse conservate al buio a temperatura ambiente. Il sapore amaro percepito in modo crescente
durante la conservazione è dovuto al crescente contenuto dei composti fenolici a basso peso molecolare
che derivano dalla degradazione di secoiridoidi. Gli oli ottenuti dalla varietà Ascolana tenera con tempo di
gramolazione breve mostravano una quantità leggermente superiore di fenoli e una maggiore stabilità
ossidativa, rispetto agli oli da pasta di olive gramolata per 30 min. La stabilità ossidativa era
statisticamente differente dopo uno stoccaggio di sei mesi e fino a 12 mesi. In conclusione, un tempo di
gramolazione di 30 min non ha prodotto, nel confronto con un tempo di 10 min, differenze sostanziali in
termini di resa in olio e parametri di qualità sensoriali e chimici. Di conseguenza, nelle condizioni di un
frantoio di piccole e medie dimensioni, la riduzione del tempo di gramolazione da 30 a 10 min rappresenta
una buona soluzione per ottimizzare i tempi del processo e per ridurre i costi energetici, senza alterare, o
addirittura migliorando, la qualità dell’olio extravergine da Ascolana tenera.
3) Confronto fra differenti tecniche cromatografiche (HPLC-DAD/ESI-MS2, HPLC-TIS-MS, GC-TOF-MS e
GCxGC-TOF-MS) nello studio dei composti minori polari (CMP) dell’olio di oliva, nonché l’ideazione e
l’applicazione di un nuovo metodo identificativo basato su processi di filtrazione (tramite software di
gestione dei dati analitici), selezione dei target di interesse e calcolo degli indici di ritenzione. Tale
approccio rappresenta un valido aiuto per analisi di screening, soprattutto in matrici complesse costituite
dai prodotti alimentari con indicazione geografica.
Nel dettaglio, tutte le attività delle due filiere sono state descritte nelle pubblicazioni scientifiche riportate
sotto.
3 Problemi riscontrati nel corso della
ricerca
Risultati scientifici conseguiti
Tipologia del risultato
4 Realizzazione di nuova
strumentazione scientifica e/o di
dispositivi avanzati
5 Messa in opera di metodologie
scientifiche avanzate
Unità UNIVPM
Le modeste rese ottenute nelle prove in laboratorio non hanno consentito l'applicazione dell'estrazione
acquosa su scala semi-industriale e l'ottenimento delle quantità di olio necessarie per le prove di frittura
ad immersione. All'unità operativa UNIMI sono state fornite adeguate quantità di oli di girasole
tradizionale e ad alto oleico ottenuti per pressione da un produttore locale.
descrizione
-
1) messa in opera di un frantoio su piccola scala (in figura) nei laboratori dell’università.
2) messa a punto delle condizioni operative per il funzionamento di un sistema di preriscaldamento della
pasta di olive in un frantoio industriale al fine di ottenere oli extravergini di qualità dalle caratteristiche
sensoriali su misura (tailor-made) per soddisfare le esigenze di determinate categorie di consumatori legati a
mercati particolari, oppure per adattare le condizioni tecnologiche alla qualità della materi prima utilizzata
6 Altro
Prodotti realizzati
Tipologia del risultato
7 Pubblicazioni scientifiche: (indicare
pubblicazione con autori, titolo, tipo di
pubblicazione -monografia, libro di
testo, capitolo di libro, rivista, atti di
congressi, corpora, relazioni su invito,
- e se soggetta a processo di revisione)
3) messa a punto di una metodica analitica che utilizza la gascromatografia bidimensionale accoppiata a
rivelatore a spettrometria di massa a tempo di volo (GCxGC-TOF-MS) per la determinazione di composti
minori polari negli oli alimentari per fini di rintracciabilità alimentare
4) messa a punto di una metodica UPLC-DAD per determinare il profilo dei componenti minori polari (CMP) di
olio di oliva vergine e di nocciola (Mozzon et al., 2014, in corso di stampa su RISG).
- Formazione di personale con competenze specifiche nel settore della produzione ed analisi di oli di oliva e di
semi spremuti a freddo da parte di tutte le U.R. - creazione di banche dati chimico-analitiche e sensoriali
relative a marker di qualità e tipicità di oli vergini, sia da olive che da semi
descrizione
U.R. UNIVPM
Effects of malaxation time on the quality of extra virgin olive oil from Ascolana tenera olive variety, F. Fiori,
E. Boselli, P. Falcone, M. Balzano, N.G. Frega, Rivista Italiana delle Sostanze Grasse, ARTICOLO SU RIVISTA
INTERNAZIONALE INDICIZZATA E SOGGETTO A REVISIONE
Approccio tecnologico innovativo nella produzione degli oli di semi, M. Mozzon, D. Pacetti, N. G. Frega,
Rivista Italiana delle Sostanze Grasse, ARTICOLO SU RIVISTA INTERNAZIONALE INDICIZZATA E SOGGETTO A
REVISIONE
Comparison of gas and liquid chromatographic techniques for the characterization of minor polar
compounds in virgin olive oil. Part 1: qualitative profiling, F. Fiori, J.M. Dimandja, E. Boselli, N. Chamkasem,
N.G. Frega, ABC‐Analytical Bioanalytical Chemistry, ARTICOLO SU RIVISTA INTERNAZIONALE INDICIZZATA E
SOGGETTO A REVISIONE in corso di valutazione
Effects of olive paste preheating on the quality of extra virgin olive oil during storage, F. Fiori, G. Di Lecce, E.
Boselli, G. Pieralisi and N.G. Frega, LWT - Food Science and Technology, ARTICOLO SU RIVISTA
INTERNAZIONALE INDICIZZATA E SOGGETTO A REVISIONE in corso di valutazione
poster 1/atti di convegno internazionale
Characterization of minor polar compounds in virgin olive oil using comprehensive two-dimensional gas
chromatography with time-of-flight mass spectrometric detection, F. Fiori, N.G. Frega, E. Boselli, N.
Chamkasem, J.M. D. Dimandja - 36th International Symposium on Capillary Chromatography and 9th GCXGC
Symposium, Riva del Garda, May 27-June 1, 2012
poster 2/atti di convegno internazionale
Incidence of preheating and malaxation time on virgin olive oil quality during storage, F. Fiori, E. Boselli,
N.G. Frega -2013 EFFoST Annual Meeting: Bio-based Technologies in the Context of European Food Innovation
Systems, 12-15th November 2013, Savoia Hotel Regency, Bologna, Italy
8 Tesi di dottorato collegate
Relazione su invito a convegno internazionale
16 Ottobre 2013, Zakopane (Polonia) – Virgin olive oil: process parameters affecting the oxidative stability
and sensory quality during domestic storage, E. Boselli - IX International Scientific Conference: "The
development of equipment and research work in food technology, agriculture and forestry in the field of
process automation and analytics, organizzato da Poznan University of Life Sciences (Polonia), Book of
abstracts, pp. 42-45
Qualità dell’olio extravergine di oliva in funzione delle condizioni di gramolatura
Dott.ssa Federica Fiori - Tutore: Prof. Natale G. Frega; Co-tutore: Dott. Emanuele Boselli
Scuola di Dottorato di Ricerca in Scienze Agrarie; Cv Alimenti e Salute - Università Politecnica delle Marche
9 Realizzazione di prototipi
Non previsti
10 Brevetti realizzati nell’ambito del
Non previsti
progetto
11 Sintesi di nuove molecole e/o di materiali artificiali
12 Sviluppo di software open source o
Non previsti
commerciale (dare titolo del
programma, numero di linee di codice,
uso previsto, link al website dove il
software si trova,…)
13 Altro
Realizzazione di nuovi network e
collaborazioni
Tipologia del risultato
descrizione
14 Accordi di collaborazione con E' stata approfondita ed ampliata la collaborazione con l'Accademia dei Georgofili, di cui il Coordinatore
organizzazioni scientifiche nazionali
nazionale è Presidente della Sezione Centro-Est, con sede preso il Dipartimento di Ancona.
Al seguente link http://www.georgofili.it/download/1348.pdf (accesso effettuato il 16.01.2014) è disponibile
il programma del convegno finale di presentazione del progetto.
15 Accordi di collaborazione con imprese Le collaborazioni non sono state ufficializzate sulla carta, ma ne risulta traccia, ad esempio, nelle pubblicazioni
nazionali
prodotte durante il progetto.
16 Accordi di collaborazione con Le collaborazioni non sono state ufficializzate sulla carta, ma ne risulta traccia, ad esempio, nelle pubblicazioni
organizzazioni
scientifiche prodotte durante il progetto.
internazionali
17 Accordi di collaborazione con imprese Le collaborazioni non sono state ufficializzate sulla carta, ma ne risulta traccia, ad esempio, nelle
internazionali
pubblicazioni prodotte durante il progetto.
18 Altro
Sono stati consolidati o sono stati creati network di collaborazione nazionale ed internazionale, sia con
aziende private, che con enti di ricerca, università ed organizzazioni scientifiche, senza la firma di accordi
specifici; di seguito alcuni esempi suddivisi per unità di ricerca.
in particolare con l’azienda Gruppo Pieralisi di Jesi e con l’azienda Frantoio del Carmine di Ancona per la
sperimentazione relativa alla filiera dell’olio extravergone di oliva. E’ stata inoltra rafforzata la collaborazione
con il gruppo di ricerca del Prof. Jean-Marie Dimandja del Department of Chemistry presso lo Spelman College
di Atlanta (USA) per quanto concerne l’analisi con gascromatografia bidimensionale accoppiata alla
spettrometria di massa.
19 Note
DIFFUSIONE DEI DATI SCIENTIFICI
Informazione
modalità
descrizione
20 Pubblicazioni
(escluse quelle con referaggio)
21 Depliant
22 CD-Rom
23 Altro
Notiziario dell’Accademia dei Georgofili contenente il programma del convegno finale di presentazione dei
risultati PRIN2009 (www.georgofili.it/download/1360.pdf)
Si è optato soprattutto per la modalità paperless di diffusione dei risultati; dal sito istituzionale del
Dipartimento universitario del coordinatore nazionale è scaricabile il materiale scientifico attinente al
progetto
Non sono stati prodotti CD-ROm poichè dal sito istituzionale del Dipartimento universitario del coordinatore
nazionale è scaricabile il materiale scientifico attinente al progetto
- Poster cartacei presentati a convegni nazionali ed internazionali da parte di tutte le unità di ricerca
-programma cartaceo e digitale del convegno finale di disseminazione dei risultati PRIN, svoltosi ad Ancona
l’11 Ottobre 2013 presso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali – Università Politecnica
delle Marche (vedi allegati)
Realizzazione/partecipazione
a eventi
modalità
24 Organizzazione di congressi
descrizione
Organizzazione del Convegno di presentazione dei risultati del PRIN 2009: Dal 1963 al 2013, da Umberto
Pallotta, Pompeo Capella e Edoardo Turchetto in poi: i lipidi in 50 anni di ricerca, organizzato dall’Accademia
dei Georgofili – Sezione Centro-Est, 11 Ottobre 2013, Ancona, Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed
Ambientali – Università Politecnica delle Marche
25 Comunicazioni a congressi nazionali
11 Ottobre 2013, Ancona - Aspetti della qualità dell’olio extravergine di oliva fra tradizione ed innovazione
(E. Boselli, F. Fiori, M. Falcone, M. Balzano, N. G. Frega) Convegno: Dal 1963 al 2013, da Umberto Pallotta, Pompeo
Capella e Edoardo Turchetto in poi: i lipidi in 50 anni di ricerca, organizzato dall’Accademia dei Georgofili –
Sezione Centro-Est
26 Comunicazioni a congressi
internazionali
11 Ottobre 2013, Ancona - Approccio tecnologico innovativo nella produzione degli oli di semi (M. Mozzon,
D. Pacetti, N. G. Frega) Convegno: Dal 1963 al 2013, da Umberto Pallotta, Pompeo Capella e Edoardo
Turchetto in poi: i lipidi in 50 anni di ricerca, organizzato dall’Accademia dei Georgofili – Sezione Centro-Est
poster in atti di convegno internazionale
CHARACTERIZATION OF MINOR POLAR COMPOUNDS IN VIRGIN OLIVE OIL USING COMPREHENSIVE TWODIMENSIONAL GAS CHROMATOGRAPHY WITH TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETRIC DETECTION
F. Fiori, N.G. Frega, E. Boselli, N. Chamkasem, J.M. D. Dimandja, 36th International Symposium on Capillary
Chromatography and 9th GCXGC Symposium, Riva del Garda, May 27-June 1, 2012
poster in atti di convegno internazionale
Incidence of preheating and malaxation time on virgin olive oil quality during storage
F. Fiori, E. Boselli, N.G. Frega, 2013 EFFoST Annual Meeting: Bio-based Technologies in the Context of
European Food Innovation Systems, 12-15th November 2013, Savoia Hotel Regency, Bologna, Italy
Relazione su invito a convegno internazionale
16 Ottobre 2013, Zakopane (Polonia) – Virgin olive oil: process parameters affecting the oxidative stability
and sensory quality during domestic storage, E. Boselli - IX International Scientific Conference: "The
development of equipment and research work in food technology, agriculture and forestry in the field of
process automation and analytics, organizzato da Poznan University of Life Sciences (Polonia), Book of
abstracts, pp. 42-45
27 Altro
Divulgazione scientifica online
modalità
28 Creazione di siti
29 Creazione di pagine web
30 Altro
31 Note
descrizione
Anzichè creare un sito apposito, si è optato per il sito istituzionale del Dipartimento universitario del
Coordinatore nazionale (www.agraria.univpm.it, alla voce 'produzione scientifica internazionale')
Il sito web istituzionale del Dipartimento universitario del coordinatore nazionale (www.agraria.univpm.it),
alla voce ‘Produzione scientifica internazionale’, ospita la maggior parte del materiale scientifico scaturito dal
progetto con documenti scaricabili dal sito.
Notiziario dei Georgofili n. 8, 2013
(http://www.georgofili.it/download/1360.pdf, a pag. 8-9)