Aumentare il contenuto di polifenoli nell'olio d'oliva: l'acidificazione controllata della pasta in frantoio come strategia innovativa

L'olio d'oliva è universalmente riconosciuto non solo per le sue eccellenti qualità organolettiche, ma anche per i suoi straordinari benefici per la salute. Questi effetti positivi sono in gran parte attribuibili ai composti fenolici, e in particolare ai secoiridoidi derivati dall'oleuropeina e dal ligstroside, che rappresentano circa l'80% del contenuto fenolico totale. Tra questi, l'oleaceina e l'oleocantale spiccano per le loro potenti attività antiossidanti e antinfiammatorie, tanto che la Commissione Europea ha approvato un claim sanitario che riconosce il ruolo dei polifenoli dell'olio d'oliva nella protezione dei lipidi ematici dallo stress ossidativo.

Tuttavia, il contenuto di questi preziosi composti è fortemente influenzato dalle condizioni di processo durante l'estrazione. La resa di estrazione, la temperatura di gramolazione, il tempo di lavorazione e il grado di maturazione delle olive sono tutti fattori che possono determinare variazioni significative nel profilo fenolico finale dell'olio. In questo contesto, un recente studio condotto dall'Università di Jaén (Spagna) ha esplorato una strategia innovativa: l'acidificazione controllata della pasta di olive con acidi organici di grado alimentare.

La ricerca: obiettivi e metodologia

Lo studio, pubblicato sulla rivista Foods, ha coinvolto un team di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Chimica, Ambientale e dei Materiali e dell'Istituto di Ricerca sulle Bioraffinerie dell'Università di Jaén. L'obiettivo principale era valutare se l'aggiunta controllata di acido ascorbico (vitamina C) o acido malico alla pasta di olive potesse incrementare il contenuto di composti fenolici e la capacità antiossidante dell'olio, senza comprometterne i parametri di qualità standard.

Per questa ricerca è stata utilizzata la cultivar Picual, una delle varietà più rappresentative della produzione olearia spagnola. Le olive sono state raccolte in due diversi indici di maturazione (MI 3.7 e 5.2 per l'acido ascorbico; MI 4.2 e 5.5 per l'acido malico), corrispondenti a stadi intermedi e avanzati di maturazione. L'estrazione è stata condotta utilizzando un sistema Abencor in scala da banco, che replica fedelmente le fasi fondamentali del processo oleario industriale: frangitura, gramolazione e centrifugazione.

Per ottimizzare il processo, i ricercatori hanno applicato la metodologia della superficie di risposta (Response Surface Methodology, RSM) con un disegno composito centrale. I due fattori variati sono stati:

• Tempo di gramolazione: compreso tra 40 e 80 minuti

• Concentrazione di acido aggiunto: da 0.02 a 0.08 mol/kg di pasta di olive

La temperatura di gramolazione è stata mantenuta costantemente a 25°C, una scelta mirata a favorire l'attività degli enzimi endogeni chiave, in particolare la β-glucosidasi e la lipossigenasi.

Risultati: l'efficacia dell'acidificazione

Effetto sulla resa di estrazione

L'acidificazione della pasta ha mostrato un effetto positivo sulla resa di estrazione, che ha raggiunto valori compresi tra il 75.8% e l'80.0%. Il fattore dominante è risultato essere il tempo di gramolazione, mentre l'influenza degli acidi è stata relativamente minore, sebbene con interazioni positive significative. In quasi tutti i casi, le massime rese sono state ottenute con tempi di gramolazione di circa 80 minuti e concentrazioni di acido di 0.08 mol/kg. L'acido ascorbico ha costantemente superato l'acido malico in termini di efficienza estrattiva, dimostrandosi la scelta superiore quando l'obiettivo primario è massimizzare la resa.

Parametri di qualità dell'olio

Un aspetto di fondamentale importanza è che l'aggiunta di acidi non ha modificato in modo statisticamente significativo i principali parametri di qualità dell'olio. L'acidità libera è rimasta ben al di sotto del limite legale per l'olio extravergine d'oliva (circa 0.11-0.12%), l'indice di perossidi ha mostrato variazioni minime legate principalmente alla maturazione delle olive, e i coefficienti di estinzione K232 e K270 sono rimasti entro intervalli accettabili.

Pigmenti fotosintetici

Un risultato particolarmente interessante riguarda la conservazione dei pigmenti. L'acidificazione ha favorito una maggiore ritenzione di carotenoidi e clorofille, con valori massimi di 18.9 mg/kg per i carotenoidi e 28.9 mg/kg per le clorofille nelle olive meno mature trattate con acido ascorbico. L'acido ascorbico si è dimostrato superiore all'acido malico nel preservare questi composti, probabilmente grazie a un minor abbassamento del pH che riduce la degradazione acida delle clorofille in feofitine.

Composti fenolici e capacità antiossidante

I risultati più significativi riguardano l'incremento dei composti fenolici e della capacità antiossidante. La concentrazione di acido è emersa come il fattore più influente nel modulare il profilo fenolico. Per le olive a basso indice di maturazione, le massime concentrazioni fenoliche totali (fino a 501.4 mg/kg per l'acido ascorbico e 440.3 mg/kg per l'acido malico) sono state raggiunte con tempi di gramolazione prolungati e basse concentrazioni di acido. Al contrario, per le olive più mature, l'ottimale si è spostato verso alte concentrazioni di acido e tempi di gramolazione brevi.

L'oleaceina ha mostrato un comportamento peculiare: il suo contenuto massimo è stato ottenuto a concentrazioni intermedie di acido (circa 0.06 mol/kg), mentre l'oleocantale ha raggiunto i valori più elevati alle concentrazioni minime di acido. Questa differenza è attribuibile alla diversa suscettibilità all'ossidazione: l'oleaceina, grazie alla sua struttura catecolica (due gruppi -OH sull'anello aromatico), è più facilmente degradabile durante la gramolazione rispetto all'oleocantale.

La capacità antiossidante, misurata con il saggio FRAP, ha raggiunto valori di 1177.9 µmol equivalenti Trolox/kg nelle condizioni ottimali, mostrando una stretta correlazione con il contenuto fenolico totale e con i secoiridoidi derivati dall'oleuropeina.

Il meccanismo d'azione dell'acidificazione

L'acidificazione della pasta di olive agisce attraverso un duplice meccanismo. Da un lato, l'abbassamento del pH (a valori compresi tra 4.1 e 5.2, a seconda del tipo e della concentrazione di acido) modula l'attività degli enzimi endogeni. La β-glucosidasi, responsabile dell'idrolisi dei precursori secoiridoidi in forme bioattive, mantiene un'attività ottimale in un intervallo di pH leggermente acido (5.0-5.5). Contemporaneamente, gli enzimi ossidativi come la polifenolossidasi (PPO) e la perossidasi (POD), responsabili della degradazione dei fenoli, vengono inibiti in ambiente acido.

Dall'altro lato, l'acido ascorbico svolge un'ulteriore azione protettiva come antiossidante e agente riducente, in grado di rigenerare i composti fenolici dalle chinoni formatisi durante i processi ossidativi, ritardandone la degradazione irreversibile. Questa doppia azione spiega la superiorità dell'acido ascorbico rispetto all'acido malico osservata in quasi tutti i parametri analizzati.

Composti volatili e profilo aromatico

Per quanto riguarda i composti volatili, responsabili dell'aroma caratteristico dell'olio d'oliva, i modelli RSM non hanno raggiunto significatività statistica, probabilmente a causa dell'elevata variabilità intrinseca di questi composti. Tuttavia, è stato osservato un trend chiaro: il contenuto di composti volatili totali diminuisce con l'avanzare della maturazione, passando da 16.51 mg/kg a 12.88 mg/kg per l'acido ascorbico e da 14.04 mg/kg a 11.79 mg/kg per l'acido malico. La trans-2-esenale è risultato il composto volatile più abbondante in tutte le serie sperimentali, con concentrazioni comprese tra 5.93 e 9.94 mg/kg.

L'acido ascorbico si è dimostrato più efficace dell'acido malico nel promuovere l'attività della via lipossigenasica, probabilmente perché mantiene il pH del sistema in un intervallo ottimale per l'attività dell'enzima (4.0-5.5) e, contemporaneamente, protegge i composti volatili appena formati dall'ossidazione.

Implicazioni pratiche e prospettive future

I risultati di questo studio offrono interessanti prospettive per l'industria olearia, pur con alcune importanti precisazioni. L'acidificazione della pasta produce un olio che, secondo la normativa vigente, non può essere classificato come "olio d'oliva vergine" a causa dell'aggiunta di coadiuvanti tecnologici. L'obiettivo della ricerca, infatti, non è quello di ottenere un prodotto convenzionale, ma di sviluppare una matrice lipidica a base di oliva arricchita in composti bioattivi, destinata al mercato degli alimenti funzionali.

Le condizioni ottimali identificate per massimizzare il contenuto fenolico e la capacità antiossidante prevedono:

• Raccolta delle olive prima o vicino al completamento del cambio di colore della buccia (indice di maturazione 3.7-4.2)

• Gramolazione moderata (60-80 minuti) a temperatura di 25°C

• Aggiunta di acido ascorbico alla concentrazione di circa 0.08 mol/kg di pasta (equivalente a circa 1.4% w/w)

La strategia ottimale, tuttavia, dipende dall'indice di maturazione: per olive meno mature, si consigliano tempi di gramolazione medio-lunghi e basse dosi di acido; per olive più mature, sono necessarie concentrazioni di acido più elevate e tempi di gramolazione più brevi per preservare i composti bioattivi.

Conclusioni

Lo studio dimostra che l'acidificazione controllata della pasta di olive con acido ascorbico rappresenta una strategia efficace per incrementare il contenuto di composti fenolici e la capacità antiossidante dell'olio, senza compromettere i parametri qualitativi fondamentali. L'acido ascorbico si è rivelato superiore all'acido malico in quasi tutte le risposte valutate, grazie alla sua duplice azione di modulazione del pH e di protezione antiossidante.

La maturazione del frutto rimane il fattore determinante primario nella composizione finale dell'olio: all'avanzare della maturazione, si osserva una diminuzione generalizzata di fenoli totali, secoiridoidi, pigmenti e composti volatili. Tuttavia, l'acidificazione - in particolare con acido ascorbico - può mitigare parzialmente questo declino.

Sebbene il prodotto ottenuto non possa essere classificato come olio d'oliva vergine secondo la normativa attuale, questo approccio tecnologico offre un percorso percorribile per lo sviluppo di matrici lipidiche a base di oliva con proprietà funzionali potenziate, sostenendo l'innovazione nel settore degli alimenti funzionali.

Le future ricerche dovrebbero validare questi risultati a livello pilota e industriale, estendere lo studio ad altre varietà e intervalli di maturazione più ampi, e incorporare una valutazione sensoriale formale dei prodotti acidificati per comprendere come l'aumento del contenuto fenolico si traduca nel profilo organolettico.

Bibliografia

Peralta, Raul, et al. "Optimization of Olive Paste Acidification with Ascorbic and Malic Acids via RSM to Maximize Oil Phenolic and Volatile Composition." Foods (Basel, Switzerland) 15.12 (2026)