L'olio extra vergine d'oliva diventa più amaro durante la conservazione

L'oleuropeina è la principale fonte di amaro del frutto dell'oliva, tanto che la sua rimozione, mediante idrolisi e/o ossidazione, viene fatta per renderlo commestibile.

La molecola dell'oleuropeina e analogamente quella del ligstroside, ha tre gruppi funzionali che possono fungere da bersaglio dell'idrolisi.

(1)  Il primo è il gruppo estere che collega la porzione idrossitirosolo (o tirosolo) allo scheletro secoiridoide. L'idrolisi di questo gruppo porta all'oleoside-11-metil estere e all'idrossitirosolo (o tirosolo); entrambi questi composti non sono amari.

(2)  Il secondo gruppo funzionale è il legame glicosidico che unisce il glucosio allo scheletro secoiridoide. La rimozione del glucosio dall'oleuropeina (o dal ligstroside) porta a una forma di aglicone che si trasforma spontaneamente in una miscela di due oleuropeindiali (o ligstrodiali) diastereomerici, che sono in equilibrio con la corrispondente forma enolica denominata oleomissionale (per l’oleuropeina) o l’oleocoronale (per il ligstroside), tutti aventi struttura ad anello aperto.

Questa miscela dei tre composti in equilibrio tra di loro (2 oleuropendiali con l’oleomissionale e 2 ligstrodiali con l’oleocoronale, sono 6 molecole ad anello elenolico aperto) possono riorganizzarsi in una forma stabile ad anello chiuso e questo riarrangiamento dipende dall’acidità (pH) del mezzo.

La perdita di glucosio porta alla formazione di composti agliconici con maggiore potenza di attivazione dei recettori dell'amaro.

La miscela di equilibrio oleomissionale era più potente dell'oleuropeina e le forme ad anello chiuso erano quasi 50 volte più potenti della stessa oleuropeina.

La forma ad anello chiuso del ligstroside aglicone ha un'attività simile ma leggermente meno potente rispetto alle forme ad anello chiuso dell’oleuropeina aglicone dimostrando che la sostituzione dell'anello aromatico (con uno o due gruppi -OH legati al benzene) non è cruciale per l'attività amaricante. Il confronto tra i due isomeri, ad anello chiuso, dell'oleuropeina aglicone ha mostrato che neanche il riarrangiamento stereochimico dell'anello secoiridoide ha un ruolo critico nell’attività amaricante.

È interessante notare che la rimozione simultanea dell'idrossitirosolo e della porzione di glucosio dalla molecola di oleuropeina, forma l'acido elenolico il quale ha una potenza maggiore dell'oleuropeina ma inferiore a quella dell'oleuropeina aglicone, suggerendo che la presenza dell'anello aromatico è fondamentale per l'attività amaricante.

Il confronto tra l’acido elenolico (amaro, rimosso il glucosio in posizione 1 e il tirosolo / idrossitirosolo dalla posizione 7) e l’oleoside 11-metil estere (non amaro, ha legato il glucosio in posizione 1 e rimosso il tirosolo / idrossitirosolo dalla posizione 7) dimostra che la rimozione del glucosio è fondamentale per l’attivazione dei recettori dell'amaro.

(1)  La parte della molecola di secoiridoide che può essere bersaglio dell'idrolisi è l'estere metilico (-COO-CH3) in C-11 dell'oleuropeina o del ligstroside. Questo estere viene rimosso durante la gramolatura dagli enzimi (esterasi specifiche) che portano a derivati ​​carbossilici instabili (gruppo -COOH) tanto che vengono spontaneamente decarbossilati (perdita di -COO-). Questa reazione avviene nell'oleomissionale o nell'oleocoronale trasformandoli, rispettivamente, in oleaceina o in oleocantale. Entrambi questi ultimi due composti non attivano i recettori dell'amaro. Tuttavia, l'ossidazione dell'oleocantale in acido oleocantalico, porta all'attività dei recettori dell'amaro.

L'acido oleocantalico (che deriva dal ligstroside) ed il suo omologo l’acido oleaceinico (che deriva dall’oleuropeina) si formano durante l'invecchiamento dell'olio e questo spiega l’aumento dell’amaro negli oli d'oliva invecchiati.

L'olio extra vergine d'oliva diventa più amaro durante la conservazione

La sequenza biochimica, del decadimento biochimico dei composti fenolici (secoiridoidi), durante la conservazione porta a diversi derivati amari:

Oleuropeina (amaro):

à [[oleoside 11- metilestere dell’idrossitirosolo (non amaro) à idrossitirosolo (non amaro) + acido elenolico (amaro) + glucosio (non amaro)]]

à oleuropeina aglicone (amaro) à oleuropeina aglicone forma emiacetalica ciclica (amaro) à oleomissionale (amaro) à acido oleomissionale (amaro) à oleuropendiali (amari) à acido oleaceinico à oleaceina (pungente, non amaro) à idrossotirosolo (non amaro) à semichinone à chinone (forma ossidata, non amaro)

Ligstroside (amaro):

à[[oleoside 11- metilestere del tirosolo (non amaro) à tirosolo (non amaro) + acido elenolico (amaro) + glucosio (non amaro)]]

à ligstroside aglicone (amaro) à oleocoronale à ligstrodiali à oleocantale (pungente, non amaro) à acido oleocantalico (amaro) à tirosolo (non amaro) à semichinone à chinone (forma ossidata, non amara)

Partendo dall’oleuropeina o dal ligstroside, durante la conservazione, si formano molecole di decadimento amaricanti (molecole indicate come amare qui sopra) quindi avremo un aumento di amaro fino al decadimento completo di questi composti quando i biofenoli si trasformano in alcol-fenolici (idrossitirosolo e tirosolo) e solo allora l’olio perde l’amarezza; però con la trasformazione in quest’ultime molecole chinoniche, inizia l’irrancidimento degli acidi grassi polinsaturi in quanto è terminato il potere antiossidante (ricordo che l’acido oleico, monoinsaturo, viene perossidato con difficoltà perché manca il gruppo cis-cis 1,4 pentadiene).

Le informazioni sulla struttura-attività di cui sopra possono essere riassunte nel fatto che il requisito strutturale più importante per l'attivazione dei recettori del gusto amaro, da parte dei fenoli secoiridoidi dell'oliva, è l'assenza della porzione di glucosio, la presenza di un anello enolico chiuso riorganizzato e combinato con un gruppo aromatico (fenolico).

Le forme ad anello aperto mantengono una certa potenza, ma molto inferiore rispetto a quelle con forme ad anello enolico chiuso e viene quasi completamente persa quando le forme ad anello aperto vengono decarbossimetilate (perdita enzimatica del gruppo -COO-CH3). Tuttavia, i derivati ​​decarbossimetilati (oleocantale e oleaceina) sono noti come attivatori del recettore TRPA1 che determina l'effetto trigeminale del piccante.  

Per quanto riguarda le potenziali applicazioni pratiche delle osservazioni di cui sopra, è ovvio che la produzione di oli di oliva con ridotta amarezza dipende dal tempo e la temperatura della gramolazione.

Più specificamente, per varietà specifiche (ad esempio Koroneiki o Athinolia) la condizione di gramolatura (45–60’ a 28 °C) può portare ad un aumento della trasformazione degli agliconi dell'oleuropeina (amaro) e del ligstroside (amaro) rispettivamente in oleaceina e oleocantale (non amari, ma pungenti).

Al contrario, un tempo di gramolazione molto breve (15 min) o una temperatura bassa (< 23 °C) possono ridurre il contenuto di oleocantale o oleaceina (piccanti/pungenti) a favore degli agliconi più amari.

Un'altra osservazione molto interessante è che la gramolatura in condizioni acide (ad esempio aggiungendo sperimentalmente acido citrico alla polpa di oliva – operazione non consentita dalla normativa) può bloccare il riarrangiamento degli agliconi ad anello aperto in quelli ad anello chiuso e possono anche bloccare la reazione di decarbossimetilazione producendo un olio con amarezza e piccantezza ridotti.

In conclusione, sono state isolate e testate le risposte dei recettori del gusto amaro di 12 composti fenolici dell'olio d'oliva utilizzando il test funzionale di mobilizzazione del calcio. Sette fenoli su dodici sono amari in quanto hanno attivato TAS2R8 (oleuropeina, oleuropeina aglicone A, oleuropeina aglicone B, oleomissionale, ligstroside aglicone, acido oleocantalico e acido elenolico), e alcuni di loro hanno attivato i recettori TAS2R1, TAS2R8 e TAS2R14.

I composti fenolici ligstroside aglicone e oleuropeina aglicone erano le molecole che contribuivano maggiormente con la sensazione di amaro presenti nell’olio d’oliva. TAS2R1 e TAS2R8 sono stati i principali recettori del gusto amaro che hanno risposto ai composti fenolici, mentre TAS2R14 ha mostrato una risposta lieve ad alcuni dei composti fenolici.

L’oleuropeina ha attivato solo TAS2R8, ma la potenza era 50 volte inferiore rispetto agli agliconi. Acido oleocantalico, oleomissionale, acido elenolico hanno attivato TAS2R8 con potenza inferiore. I quattro fenoli testati, oleaceina, oleoside-metilestere, oleocantale e tirosolo, non sono riusciti ad attivare alcun TAS2R.

Questi risultati potrebbero essere utilizzati per controllare la concentrazione di composti fenolici amari (attraverso il processo di lavorazione delle olive durante la produzione di olio d'oliva) e quindi l'intensità del gusto amaro dell'EVOO a livelli desiderabili.

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Bibliografia

Cui M. et al. 2021. Sci Rep 11, 22340 https://doi.org/10.1038/s41598-021-01752-y

Cavallo C. et al. 2019. Nutrients 11(5),1164. https://doi.org/10.3390/nu 11051164.

Chandrashekar J. et al. 2000. Cell 100, 703–11. https://doi.org/10.1016/s0092 -8674 (00)80706-0

Ueda T. et al. 2003. J. Neurosci. 23,7376–80. https://doi.org/10.1042/ BJ20061744

Tsolakou A. et al. 2018. J. Agric. Food Chem. 66, 7337–7346. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.8b00561

Sainz E. et al. 2007. Biochem J 403, 537–43. https://doi.org/10.1042/BJ20061744