Arricchire l'olio extra vergine d'oliva in frittura, per preservarne le qualità

Nel corso degli anni, l’olio extra-vergine di oliva ha rappresentato l’alimento lipidico maggiormente prodotto e consumato nei paesi del Mediterraneo. Non a caso viene considerato la principale matrice lipidica della cosiddetta Dieta Mediterranea. Tale prodotto è caratterizzato da proprietà organolettiche e nutrizionali di pregio, in quanto presenta un elevato contenuto di acido oleico e numerosi componenti minori dotati di attività biologica e di peculiari proprietà sensoriali. Considerando, inoltre, gli aspetti relativi ai processi ossidativi, l’olio extra-vergine di oliva presenta una maggiore stabilità contro l’ossidazione ed i trattamenti termici rispetto ad altri oli edibili. Uno dei più diffusi processi di cottura è rappresentato dalla frittura che però, per le alte temperature impiegate e per la presenza di ossigeno ed acqua, può indurre considerevoli cambiamenti chimici nell’olio, che consistono in fenomeni idrolitici, ossidativi e di polimerizzazione, che causano quindi una riduzione della shelf-life ed il conseguente deterioramento qualitativo dell’alimento fritto. Inoltre, durante la frittura, alcuni prodotti di neo-formazione, derivanti dalla degradazione ossidativa, possono essere responsabili di effetti nocivi per la salute umana. A questo proposito, le molecole antiossidanti possono giocare un ruolo fondamentale nel preservare la stabilità dell’olio durante i processi termici, e per tale motivo uno dei temi rilevanti della ricerca scientifica recente è stato lo studio di antiossidanti sintetici, come butilidrossitoluolo (BHT) e butilidrossianisolo (BHA), aggiunti all’olio. Tuttavia, è stato dimostrato che, ad elevate dosi, queste molecole antiossidanti possono causare fenomeni di carcinogenesi e tossicità, per cui, le maggiori autorità per la sicurezza alimentare (sia europee che internazionali), hanno stabilito dei limiti per il loro utilizzo, limiti che però non sempre riescono a garantire i desiderati effetti di stabilità. Di conseguenza, al fine di raggiungere una soddisfacente stabilità ossidativa, la ricerca sta sperimentando l’aggiunta di antiossidanti non sintetici ricavati da matrici naturali. Molecole con proprietà antiossidanti, come carotenoidi e polifenoli, sono molto rappresentate nei cosiddetti “superfoods”, ovvero alimenti di origine vegetale in grado di apportare benefici alla salute del consumatore, esplicando azioni protettive nei confronti di una serie di patologie. Tra questi, negli ultimi anni, è stato rivolto molto interesse ai frutti del Lycium barbarum L., ovvero le bacche di goji, caratterizzate da un ampio profilo fitochimico, ed in particolare da elevati livelli di zeaxantina dipalmitato. Tale molecola, presente in questa specifica forma esterificata, vanta una maggiore biodisponibilità rispetto alla forma non-esterificata, la zeaxantina libera, presente in una vasta gamma di frutti con pigmentazione rosso-arancio. Inoltre, il ricco profilo fenolico di tali bacche, caratterizzato da flavonoidi ed acidi fenolici, contribuisce al notevole potere antiossidante di tali frutti.

Scopo del lavoro

Lo scopo principale di questa ricerca è stato quindi quello di coniugare le note proprietà nutrizionali e salutistiche di un alimento tradizionale nostrano, come l’olio extra-vergine di oliva, con un “superfood” proveniente da altre latitudini come le bacche di goji. Nello specifico, l’addizione di carotenoidi del Lycium barbarum ad un olio extra-vergine rappresenta una strategia per migliorare la stabilità ossidativa dell’olio incrementando, allo stesso tempo, il pool di molecole con attività antiossidante. In questa ricerca, quindi, è stato studiato l’effetto dell’arricchimento dell’olio extra-vergine d’oliva con un estratto apolare ricco in carotenoidi derivato dalle bacche di goji, monitorando i cambiamenti fisico-chimici dell’olio e la sua stabilità durante il processo di frittura. Oltre al monitoraggio dei più conosciuti parametri tipicamente legati alla stabilità ossidativa, in questo lavoro è stato proposto, per la prima volta, un approccio metabolomico per studiare le alterazioni del profilo fenolico dell’olio arricchito, rispetto a quello tal quale, durante il processo di frittura.

Principali analisi effettuate

Dopo l’estrazione dei composti apolari dalle bacche di goji, è stata effettuata un’analisi cromatografica ad alta prestazione accoppiata alla spettrometria di massa (HPLC-DAD-MS) per valutare, in modo quali-quantitativo, il profilo dei carotenoidi e dell’alfa-tocoferolo al tempo zero, cioè prima del processo di frittura. Successivamente l’estratto ottenuto è stato aggiunto all’olio extra-vergine ad una concentrazione finale di 1,5 mg/100 g di olio. Il processo di frittura è durato 180 minuti ad una temperatura di 180°C, ed aliquote di olio sono state prelevate a tempi precisi per effettuare le seguenti determinazioni relative alla stabilità termica: acidità, numero di perossidi, coefficienti di estinzione specifica (K) a  di 232 e 270 nm, contenuto fenolico totale, capacità antiossidante, profilo degli acidi grassi caratterizzanti la frazione dei triacilgliceroli, contenuto di carotenoidi ed -tocoferolo ed infine analisi del profilo fenolico mediante approccio metabolomico, utilizzando tecniche cromatografiche e spettrometriche avanzate (UHPLC-QTOF-MS) per descrivere il loro cambiamento durante il tempo di frittura. L’approccio -omico utilizzato rappresenta una vera e propria innovazione; infatti, applicando questa metodica di tipo untargeted vengono combinate tecniche di cromatografia ad alta prestazione con spettrometria di massa ad altra risoluzione, ottenendo un’impronta digitale della composizione fenolica degli oli durante il processo di frittura. In tal modo è stato possibile studiare l’influenza del trattamento termico su tutte le principali classi fenoliche presenti nella matrice analizzata. In particolar modo, è stato possibile monitorare sia i tirosoli (normati EFSA) sia altre classi come acidi fenolici, lignani e flavonoidi. Tutti le analisi sono state eseguite in triplicato ed elaborate statisticamente al fine di verificare la significatività dei dati ottenuti.

Principali risultati

L’analisi HPLC-DAD-MS ha mostrato che il carotenoide più abbondante presente nell’estratto apolare delle bacche di goji era la zeaxantina dipalmitato, rappresentando più dell’80% dei carotenoidi totali, in accordo con dati presenti in letteratura. I valori di acidità e di perossidi (parametri legati ai processi idrolitici ed ossidativi primari, rispettivamente) non hanno mostrato variazioni significative durante l’intero processo di frittura. Per quanto riguarda invece i coefficienti di assorbimento a 232 e 270 nm (correlati soprattutto a fenomeni di ossidazione secondari durante il trattamento termico), un aumento di questi ultimi durante la frittura è stato osservato, in accordo con i dati presenti in letteratura. Risultati interessanti sono quelli relativi alle variazioni del profilo di acidi grassi durante la frittura. In particolare, l’olio addizionato con estratto di carotenoidi ha mostrato una minore riduzione di acidi grassi monoinsaturi e polinsaturi durante il processo di frittura (vedi fig. 1).

Fig. 1. Variazioni % di acidi grassi saturi (A), monoinsaturi (B) e poliinsatuti (C) di nell’olio extravergine d’oliva (EVOO) ed nell’olio extravergine d’oliva addiszionato di carotenoidi (EVOOCAR)

Questo risultato può essere attribuito all’aggiunta dell’estratto di bacche di goji, ed in particolare all’attività antiossidante della zeaxantina dipalmitato in esso presente. Nello specifico, il campione di olio non additivato di estratto apolare mostra una riduzione di acido linoleico (9,8%), ma soprattutto un forte decremento di acido alfa-linolenico (62,5%). Per quanto concerne invece l’olio additivato, i valori di acido linoleico sono rimasti praticamente costanti, mentre quelli di acido alfa-linolenico sono diminuiti molto meno (12,5%) (vedi Fig. 2).

Fig. 2. Variazioni % di acido oleico (A), linoleico (B) e alfa-linolenico (C) nell’olio extravergine d’oliva (EVOO) ed nell’olio extravergine d’oliva addizionato di carotenoidi (EVOOCAR), durante la frittura.

I risultati relativi ad alfa-tocoferolo, luteina e zeaxantina dipalmitato hanno mostrato un generale decremento durante l’intero processo di frittura; in particolar modo, nei primi 10 minuti di frittura sono state osservate le diminuzioni più evidenti, mentre variazioni più lievi si sono verificate durante tutto il successivo periodo di frittura. Questi risultati sono in accordo con la letteratura, dove si evidenzia che a temperature di frittura maggiori di 110°C i carotenoidi tendono a ridursi fino a scomparire nei primi minuti del trattamento termico. Per quanto riguarda il contenuto fenolico totale e l’attività antiossidante, un decremento complessivo è stato osservato in entrambe le serie di olio, ma un risultato interessante è stato ottenuto dopo 60 minuti di frittura, registrando un maggior effetto protettivo dell’estratto carotenoidico sui polifenoli totali fino alla fine del processo (180 minuti). Sulla base di queste osservazioni, l’analisi metabolomica è stata molto utile per verificare quali classi fenoliche erano più protette dopo 70, 100 e 180 minuti di frittura. Tale approccio ha consentito di distinguere perfettamente gli oli al tempo zero (non fritti) da quelli sottoposti al trattamento termico sulla base del solo profilo fenolico, suggerendo come queste molecole possano fungere da descrittori chimici in grado di definire l’entità del trattamento termico sul profilo fitochimico. L’olio addizionato con carotenoidi ha mostrato una minore riduzione nelle classi di acidi fenolici, tirosoli, flavoni e lignani, suggerendo che l’estratto di goji possa aver preservato il profilo di tali classi durante la frittura. In particolare le analisi di statistica multivariata (Partial Least Squares- Discriminant Analysis, PLS-DA) hanno mostrato che i marcatori fenolici capaci di spiegare le differenze osservate durante la frittura sono ascrivibili soprattutto ad acidi idrossibenzoici, idrossicinnammici, ai flavononi e in parte minore ai tirosoli. Tali risultati preliminari suggeriscono, quindi, che l’aggiunta di un estratto apolare ricco in carotenoidi, può preservare la qualità nutrizionale e nutraceutica dell’olio extra-vergine d’oliva sottoposto a trattamenti termici.

Bibliografia

Francesca Blasi, Gabriele Rocchetti, Domenico Montesano, Luigi Lucini, Giulia Chiodelli, Silvia Ghisoni, Greta Baccolo, Maria Stella Simonelli, Lina Cossignania, Changes in extra-virgin olive oil added with Lycium barbarum L. carotenoids during frying: Chemical analyses and metabolomic approach, Food Research International 105 (2018) 507–516