La formazione di composti volatili nell'olio in ragione della maturità dell'oliva

L'olio di oliva vergine, alimento dall'elevato valore nutrizionale e dalle proprietà sensoriali uniche, è associato alla dieta mediterranea, i cui benefici per la salute umana sono stati descritti in diversi lavori scientifici. Tra le proprietà sensoriali positive dell’olio, oltre alla piccantezza e all'amarezza, vi è il fruttato, descritto come l'insieme delle proprietà aromatiche che caratterizzano l'olio ottenuto da frutti sani e freschi, verdi o maturi, a seconda della cultivar, e l'osservazione può essere diretta o indiretta, cioè retronasale. L'odore unico dell’extravergine è il risultato di una complessa miscela di composti volatili che si formano durante e dopo l'estrazione dell'olio dal frutto dell'oliva.

La maggior parte di queste sostanze volatili appartiene alle aldeidi, agli alcoli, agli esteri, agli idrocarburi, ai chetoni e ai furani, con i composti volatili C6 e C5 che sono i più comuni. L'analisi dei volatili nelle VOO di diverse cultivar di olive italiane e spagnole ha rivelato che le aldeidi C6 (esanale, Z-3-esenale, E-2-esenale), gli alcoli C6 (esanolo, Z-3-esenolo, E-2-esenolo) e i loro esteri acetati (esilacetato e Z-3-esenilacetato) rappresentano dal 60% all'80% dei volatili totali.

I volatili con proprietà odorose desiderabili appartengono a metaboliti vegetali specializzati e si formano in una serie di reazioni biochimiche note come via della lipossigenasi (LOX). Gli enzimi della via LOX vengono rilasciati durante la lavorazione, dopo la rottura del tessuto del frutto dell'oliva. I precursori dei composti volatili C6 sono l'acido linoleico (18:2) e l'acido linolenico (18:3). I corrispondenti idroperossidi di questi acidi si formano per azione dell'enzima LOX. Ad oggi, sono state isolate quattro isoforme dell'enzima LOX dai frutti dell'olivo, due rappresentanti ciascuna delle superfamiglie LOX-1 e LOX-2. Le isoforme della superfamiglia LOX-1 mostrano una maggiore affinità per l'acido linoleico e sintetizzano 9- e 13-Z,E-HPOD in un rapporto di 2:1 e 4:1, rispettivamente, mentre i rappresentanti della superfamiglia LOX-2 mostrano una maggiore affinità per l'acido linolenico e sintetizzano esclusivamente 13-idroperossidi di acidi grassi. Gli idroperossidi degli acidi grassi vengono scissi dall'idroperossido liasi (HPL) e le aldeidi risultanti vengono ridotte ad alcoli dall'alcol deidrogenasi (ADH) e convertite nei corrispondenti esteri dall'aciltransferasi (ATT). Oltre a questa azione principale, l'enzima LOX può anche scindere gli idroperossidi di acidi grassi risultanti e i radicali alcossi liberati partecipano a reazioni chimiche i cui prodotti sono composti volatili C5, di cui solo l'1-penten-3-one contribuisce in modo indipendente alle caratteristiche odorose desiderabili dell’olio extravergine di oliva, mentre gli altri composti C5 contribuiscono all'aroma attraverso un effetto sinergico con altri composti volatili. In definitiva, il contenuto di composti volatili nell’olio dipende fortemente dalla cultivar, dal grado di maturazione del frutto, dall'area geografica di coltivazione, dai fattori agronomici e dal metodo di lavorazione.

La formazione di composti volatili nell'olio extravergine di oliva in ragione della maturità del frutto

L'attività della lipossigenasi varia tra le cultivar.

Nonostante le differenze, ricercatori croati hanno riscontrato che la maturazione ha un effetto molto simile sull'attività dell'enzima LOX delle varie cultivar esaminate.

Con la maturazione, l'attività specifica dell'enzima LOX nei frutti aumenta e raggiunge la massima attività nel periodo di decolorazione dei frutti (MI~4), seguita da una diminuzione del contenuto di polifenoli di oltre il 75% in Oblica, del 60% in Levantinka e del 70% in Lastovka.

L'analisi dei prodotti primari dell'ossidazione dell'acido linoleico ha rivelato che l'enzima LOX sintetizza una miscela di idroperossidi, ossia 9- e 13-Z,E-HPOD in un rapporto di circa 1:2 nelle cultivar, il che lo classifica come una lipossigenasi non tradizionale della superfamiglia LOX-1.

L'isoforma a doppia specificità dell'enzima LOX ha un'elevata affinità per l'acido linoleico e sintetizza 13-Z,E-HPOD, un precursore dei bersagli volatili C6 esanale, esanolo ed esilacetato. In tutte e tre le cultivar studiate è stata osservata una correlazione positiva tra MI, attività dell'enzima LOX e concentrazione di esilacetato. La più alta concentrazione dei componenti target isolati in questo studio, così come la maggior parte degli altri composti volatili C6 desiderabili è stata riscontrata negli oli ottenuti dalla lavorazione di frutti con 2/3 di buccia viola (MI~3). Sono state riscontrate differenze quantitative nelle concentrazioni di singole aldeidi, alcoli ed esteri.