Tecnologia-degli-oli-e-dei-grassi PDF

Preview

Summary

appunti per esame...

Description

TECNOLOGIA DEGLI OLII E DEI GRASSI I grassi sono sostanze molto diffuse sia nel mondo vegetale che nel mondo animale e a seconda dello stato fisico in cui si trovano a temperatura ambiente, vengono denominati grassi (solido) oppure olii (liquido). I grassi di origine animale sono generalmente localizzati sul tessuto adiposo, oppure possono essere ricavati dal latte, come nel caso del burro. Quelli di origine vegetale invece, si riscontrano nei semi e talvolta nei frutti, come nel caso dell’olio d’oliva. I grassi alimentari sono costituiti per il 98-99% da trigliceridi e per il restante 1-2% da costituenti minori. Tutti i trigliceridi sono costituiti da una molecola di glicerolo esterificata con acidi grassi diversi (palmitico, oleico, linoleico). Tra i costituenti minori invece troviamo steroli, vitamine liposolubili, carotenoidi ed idrocarburi. I grassi, come le proteine ed i carboidrati, costituiscono la frazione nutrizionale più ampia, ma sono in grado di fornire una quantità di calorie doppia, rispetto alle proteine ed ai carboidrati. I grassi hanno quindi varie funzioni: -

energetica

-

plastica

-

di protezione e sostegno

-

di appetibilità

-

estetica

-

di isolamento termico

-

di riserva

-

veicolante di vitamine liposolubili e steroli

Quando gli oli si trovano a contatto con l’ossigeno, ossidano e producono gli acidi base per la formazione di nylon, linoleum… FONTI DI SOSTANZE GRASSE Tra le fonti più diffuse di sostanze grasse a scopo alimentare vi sono: - oliva; - palma: dal frutto della palma si ricava olio sia dalla polpa (olio di palma), sia dalla mandorla (olio di palmisti); - soia (nasce come pianta oleoproteaginosa, ma possiede il 20% di acidi grassi che devono essere estratti per forza per evitare l’irrancidimento); - colza: questo olio si ricava dai semi di una pianta chiamata Brassica ed è caratterizzato da un elevato contenuto di acido erucico (circa 50%). Nelle miscele di oli di semi vari, può essere utilizzato l’olio di colza, purchè il contenuto di acido erucico non superi il 5%. Questo acido infatti, viene metabolizzato con molta difficoltà dall’organismo e tende a depositarsi nei tessuti dei vari organi come per esempio nel miocardio. In questi ultimi anni comunque, è stata ottenuta una Brassica priva di questo acido grasso, ma con acido oleico e linoleico, dalla quale si ottiene olio di colza zero erucico. - girasole; - cardamomo; - mais (estratto dal germe del seme di Zea Mais); - grano (più ricco di aa essenziali del mais);

- canapa; - cacao (è uno dei pochi grassi saturi di origine vegetale, viene usato per la produzione della cioccolata. Il burro di cacao è uno dei grassi contenuti nel cioccolato); - caffè (contiene grassi sottoforma di cere che hanno lo scopo di rendere il chicco lucido e impermeabile); - carne; - pesce; - molluschi. Gli olii di semi, qualunque sia stata la tecnica di estrazione, non sono adatti per l’uso alimentare diretto e devono sempre e comunque essere sottoposti alla rettifica. La legislazione italiana prevede per gli oli di semi la seguente normativa: -

devono aver subito il processo di raffinazione;

-

non devono presentare difetti dal punto di vista sensoriale;

-

non devono avere un contenuto di acidità, espressa come la % in grammi di acido oleico superiore allo 0,5%;

-

devono essere addizionati del 5% di olio di sesamo;

-

devono essere confezionati in recipienti sigillati per essere commercializzati;

Oltre a tutti questi grassi sopra elencati, ne esistono anche molti altri che hanno principalmente scopi industriali; tra questi troviamo: la jojoba (come le cere è costituita non da trigliceridi, ma da grassi accumulati. Viene usata come biodiesel, lubrificante, ecc…); ricino (i suoi semi sono velenosi, così come la ricina. Quest’ultima è una potente citotossina naturale. È infatti in grado di causare morte cellulare bloccando l’attività di sintesi proteica dei ribosomi). Sia l’olio che la farina, devono essere detossificati prima dell’utilizzo come vernici, smalti impermeabilizzanti. L’1% viene utilizzato dall’industria farmaceutica, viene utilizzato, idrogenato, come eccipiente in alcuni farmaci; la farina viene usata in zootecnia. L’uomo ha sempre utilizzato i grassi, ricorrendo alle tecnologie più disparate per poterlo estrarre: mezzi fisici come la centrifugazione e mezzi chimici come l’esano… Le tecnologie alimentari hanno portato a lavorazioni più innovative tra cui l’idrogenazione e la cristallizzazione che modificano le caratteristiche del prodotto finito. Un esempio classico di queste applicazioni è la margarina. I grassi idrogenati sono lipidi che - per raggiungere caratteristiche chimico-fisiche utili alle necessità dell'industria alimentare - subiscono una manipolazione definita idrogenazione. L'idrogenazione è un processo chimico che consiste nella semplificazione dei doppi legami a legami singoli, per incrementare la quantità di ioni idrogeno ed acquisire maggior saturazione. All'aumentare di quest'ultima caratteristica chimica aumenta anche la solidità del prodotto; di conseguenza, grazie al processo di idrogenazione, è possibile trasformare un olio (liquido a temperatura ambiente) in un grasso solido o semisolido. I grassi idrogenati trovano grande applicazione nella preparazione industriale dei prodotti da forno e nella composizione delle margarine vendute al dettaglio. Il trasporto e la movimentazione degli oli è una procedura moto complicata ed è normata così da evitare contaminazioni nel prodotto finito. Gli oli vengono trasportati mediante autocisterne oppure mediante navi.

Nel Codex Alimentarius vi sono migliaia di norme e standard, da quelle di carattere generale, che si applicano a tutti gli alimenti, a quelle specifiche per un determinato alimento o prodotto. Vi sono norme specifiche per tutti i tipi di alimenti e prodotti alimentari: frutta e verdura fresca, surgelata e lavorata, succhi di frutta, cereali e legumi, grassi e oli, pesce, carne, zucchero, cacao e cioccolato, latte e latticini. tale codice coinvolge circa 200 paesi i quali hanno analizzato più di 700 sostanze che possono essere trasportate prima o dopo un carico di olii e grassi. Il controllo dell’autocisterna prevede: 

Pulizia esterna del mezzo



Pulizia delle tubazioni



Certificato di lavaggio: vengono ripotate data e modalità di esecuzione



Controllo carichi precedentemente ammessi



Controllo documenti di viaggio



Ispezione dei contenitori, tenendo sempre presente che vi sono contenitori di oli che non sono destinati al consumo umano



Immettere vapore acque: in questa fase è importate prestare notevole attenzione in quanto il fosfolipide aumenta di dimensioni con l’acqua e precipita il che può provocare l’aumento degli acidi grassi liberi = perdita di olio



Temperatura di conservazione; grazie alle norme ISO, si stabilisce la temperatura massima di riscaldamento delle cisterne. 20 -25 °C per l’olio di semi e 40-45 °C per l’olio di palma.



Tempo di stoccaggio: 3-4 settimane. Maggiori saranno i tempi di stoccaggio e le temperature di conservazione e maggiori saranno i rischi di ossidazione.

Le norme ISO regolano non solo il trasporto delle materie prime, ma anche la lunghezza dei nastri, la velocità, la portata, la pendenza dei nastri e il materiale delle strumentazioni. LO STOCCAGGIO Durante lo stoccaggio le materie prime devono essere conservate in atmosfera controllata o con anidride carbonica. In base al valore di attività dell’acqua posso avere problemi differenti: possono svilupparsi muffe e lieviti che modificano la qualità dell’olio. Se il valore di attività dell’acqua è troppo basso possono esserci problemi come insetti e roditori. Estrazione dell’olio dalle olive Il frutto dell’oliva è una drupa nella quale si possono distinguere tre parti: -

epicarpo (buccia)

-

mesocarpo (polpa)

-

esocarpo (seme)

il frutto allo stadio di giusta maturazione contiene: -

20-25% di olio

-

35-50% di acqua

-

cellulosa e lignina nel seme

-

proteine

L’olivo è la prima pianta dai cui frutti venne estratto l’olio. Le fasi della lavorazione sono molto diverse. 1. Raccolta: può essere di diversi tipi: 1. a mano: è il metodo di raccolta migliore, in quanto non si danneggiano i frutti e si ottiene un olio di alta qualità. Ha però costi elevati. 2. caduta spontanea: è il metodo peggiore che si possa utilizzare, in quanto presuppone un grado di maturazione eccessivo delle drupe, le quali cadendo a terra non solo risultano sporche di terra, ma vanno incontro a delle alterazioni a causa di fenomeni come l’irrancidimento idrolitico favorito dalle lipasi e dall’umidità. 3. scrollatura: vengono stesi dei teli sotto alle piante, le quali vengono percosse. Tale metodo però danneggia le piante e può arrivare a danneggiare pure il raccolto l’anno successivo. 4. pettinatura: vengono utilizzati dei rastrelli di legno, con i quali non si danneggiano le piante e nemmeno i frutti che si vanno a staccare. 5. spruzzo sostanze chimiche (glicerina), la quale favorisce la caduta dei frutti. 2. Conservazione: una volta raccolte, le olive vengono conservate nei piani alti dei frantoi, in ambienti ben areati. Esse non devono essere ammucchiate, ma stese in uno spessore di 10 cm per evitare fenomeni fermentativi. 3. Lavaggio: una volta raccolte, le olive vengono lavate con l’ausilio di macchine lavatrice, per allontanare il terriccio. 4. Denocciolatura: è un’operazione non obbligatoria che viene effettuata per eliminare le polifenolossidasi presenti all’interno del seme. Si effettua quando non si vogliono mantenere le caratteristiche amaro/piccanti dell’olio. Gli oli denocciolati contengono un numero minore di perossidi, maggiore resistenza all’ossidazione, più antiossidanti fenolici e minor numero di acidi polinsaturi, minore acidità libera, minore intensità di amaro e di legno (insomma un olio più dolce). Il nocciolo contiene una serie di enzimi che scatenano una serie di processi metabolici diversi, per cui quando si trovano a contatto con l’olio durante la frangitura attivano e innescano alcuni meccanismi che non favoriscono di certo la buona tenuta dell’olio nel tempo. Di certo il costo dell’olio è elevato sia per la minore resa sia perché ad oggi non esistono macchine di lavorazione di grande dimensioni al fine di far ridurre il costo di produzione. L’olio estratto dal solo nocciolo è invece utilizzato dall’industria farmaceutica e cosmetica in quanto contiene oleuropeina – squalene che sono pregiati e ricercati. La separazione di polpa e nocciolo avviene per spaccatura dell’oliva. Il nocciolo è un antiossidante naturale, di conseguenza anche gli olii che vengono separati da esso hanno una durabilità inferiore. Come già detto, la presenza del seme conferisce all’olio un gusto più amaro e piccante che dipende dall’uso che se ne vuole fare

e dalle tradizioni del luogo. In ogni caso, a fine lavorazione, il nocciolo viene recuperato dalla sansa 1 e usato come fonte di energia per il frantoio stesso. 5. Frangitura: viene effettuata per frantumare l’intera drupa e favorire la fuoriuscita dell’olio, la maggior parte del quale si trova nella polpa sotto forma di minuscole goccioline, del diametro di alcuni μm. Ci sono vari metodi per effettuare la frangitura, ma il più antico è quello tramite la molazza, una ruota in pietra molto grande che ruota lentamente in modo da non scaldare troppo il prodotto. Anticamente erano alimentate da un mulino, ora vengono alimentate da un elettrolita. Si tratta di un metodo discontinuo, infatti è stato parzialmente sostituito da un metodo continuo a dischi dentati che oltre al vantaggio della continuità è anche più facile da pulire. Oltre quello a dischi dentati, esistono altri metodi continui come quello a martelli (cestello bucato con martelli che schiacciano le olive riducendole in pasta) tipo “spremiagrumi”, ecc. i nuovi metodi sono molto più veloci di quelli di una volta, ma hanno un difetto: emulsionano molto l’olio con l’acqua presente nelle olive, ma permettono, essendo veloci, di evitare l’azione di enzimi ossidasici e citolitici (gli acidi grassi liberi vanno eliminati perché ossidabili). 6. Gramolatura: è una lavorazione indispensabile per separare l’olio e l’acqua che sono stati emulsionati durante la frangitura. Essa viene effettuata mediante una vasca d’acciaio detta gramola,in cui ruotano pale elicoidali che, ruotando ad una velocità di 20-30 giri al minuto, mantengono in lento rimescolamento la pasta. Ciò permette alle lipasi endogene di agire sulle piccole quote di acido linoleico e di acido linolenico producendo idroperossidasi che si degradano tramite reazioni radicaliche. L’idroperossidasi agisce più velocemente della lipossigenasi quando si trova a basse temperature ma rende più difficoltosa l’estrazione; si è scelta quindi una via di mezzo, a 25°C dove l’azione degli enzimi è bilanciata. I parametri tecnici di riferimento sono la temperatura e la durata dell'operazione. La temperatura è fondamentale per la resa nella successiva estrazione ed è strettamente correlata alla stabilità dell'emulsione acqua-olio. Con un basso grado di emulsionamento la gramolatura non è necessaria oppure si può svolgere a temperature di poco superiori a quella ambientale (da 22-24 °C a 27 °C); in questo caso si parla di gramolatura o estrazione a freddo. Con emulsioni più stabili invece, è necessario procedere ad un riscaldamento più spinto della pasta, con temperature superiori ai 27 °C e inferiori a 30 °C. Il limite di 30 °C è considerato il punto critico: la resa dell'estrazione aumenta con la temperatura della gramolatura, ma raggiunto questo livello termico, la pasta subisce un decadimento qualitativo. La gramolatura ha una durata in media di 20-40 minuti e non superiore ai 60 minuti. Il prolungamento dell'operazione non ha alcun effetto sulla resa in olio, pertanto è da evitare in quanto prolungherebbe il contatto della pasta d'olio con l'aria determinando una maggiore ossidazione. 7. Estrazione: -

Per pressione: operazione attraverso cui l’olio viene estratto dalla pasta di olive con soli mezzi fisici. La pressatura che nei vecchi frantoi veniva effettuata tramite torchio a vite, ora viene effettuata tramite presse idrauliche, nelle quali la pasta di olive viene disposta su dischi filtranti sovrapposti, detti fiscioli, realizzati in

1 SANSA: è un sottoprodotto del processo di estrazione dell'olio d'oliva composto dalle buccette, dai residui della polpa e dai frammenti di nocciolino. viene riciclata nell'industria agroalimentare per l'estrazione di un olio alimentare grazie alla frazione lipidica contenuta nei semi delle olive.

tessuto di cocco, di canapa, o di acciaio inox, e sottoposta a pressioni dell’ordine di centinaia di atmosfere (400 atm). Per effetto della pressione esercitata sulla pasta, si ottiene da questa, una miscela di olio ed acqua, nella quale sono presenti anche modeste quantità di solidi mucillaginosi. -

per centrifugazione: metodo molto efficace che è stato introdotto per separare in modo molto rapido ed efficace le diverse fasi, il quale permette una drastica riduzione del tempo di contatto tra olio ed acqua di vegetazione. La pasta d'olio viene sottoposta a centrifugazione in un tamburo conico ruotante ad asse orizzontale chiamato decanter. La centrifugazione opera in genere ad una velocità di rotazione di 3000-3500 giri al minuto. Per effetto del differente peso specifico la centrifugazione separa 2 o 3 fasi. Secondo le specifiche tecniche si distinguono tre tipi fondamentali di decanter: 1. il decanter a tre fasi è la tipologia più vecchia e presenta diversi svantaggi. La centrifugazione separa tre frazioni: le sanse, il mosto d’olio e l’acqua di vegetazione. Questo sistema richiede la preventiva diluizione della pasta d'olio con acqua. In sostanza presenta difetti considerevoli perché consuma elevati quantitativi d'acqua e produce elevati quantitativi di acque di vegetazione. L'acqua ha inoltre un'azione di lavaggio della pasta che porta all'estrazione di un'elevata quantità di polifenoli. Le acque di vegetazione hanno pertanto una maggiore carica inquinante rendendone ulteriormente più oneroso lo smaltimento. Per questi motivi il sistema a 3 fasi è stato abbandonato. 2. Il decanter a due fasi è stato concepito per ovviare agli inconvenienti del sistema a 3 fasi. In pratica differisce per il minore impiego d'acqua. La centrifugazione separa due sole frazioni: le sanse e l’acqua di vegetazione ed il mosto d’olio. Il sistema riduce il problema del carico inquinante perché la quantità di polifenoli estratta è inferiore. Presenta però il difetto di produrre sanse eccessivamente umide, non accettate dai sansifici perché hanno uno scarso valore merceologico. Le sanse diventano pertanto un prodotto di scarto da smaltire senza alcuna possibilità di recupero economico, essendo poco conveniente l'essiccazione. 3. Il decanter a 2 fasi e mezzo è la tipologia più recente e riassume i pregi dei due sistemi differenti. La lavorazione richiede l'aggiunta di un ridotto quantitativo d'acqua e separa tre frazioni (sanse umide, acqua di vegetazione, mosto d'olio). Il vantaggio di questo sistema è che si produce un quantitativo inferiore di acque di vegetazione e con una minore carica inquinante. Le sanse umide hanno ancora uno scarso valore, tuttavia possono essere trattate con sistemi che permettono un recupero economico sfruttando il potenziale energetico del nocciolino.

-

In sinolea: la Sinolea è un dispositivo integrato in un impianto specifico a ciclo continuo che si basa su uno schema di lavorazione differente dagli altri impianti. Il metodo di estrazione viene detto anche percolamento ed è basato sulla separazione, mediante filtrazione selettiva, dell’olio che si libera spontaneamente dalla pasta di olive nel corso della gramolatura. Il principio fisico su cui si è la differenza di tensione superficiale tra l’olio e l’acqua. Possedendo l’olio una tensione superficiale inferiore a quella dell’acqua, la forza di adesione dell’olio verso superfici metalliche sarà maggiore. Pertanto rimescolando la pasta in una vasca avente un fondo costituito da una griglia di acciaio inox, l’olio percola per primo separandosi dai solidi e dall’acqua attraverso le maglie del diaframma.

8. Separazione dell’olio dall’acqua: ad esclusione del metodo della Sinolea, il mosto d'olio ottenuto dall'estrazione contiene sempre una quantità residua d'acqua che viene separata per effetto della differente densità dei due liquidi attraverso la decantazione o la centrifugazione. -

Decantazione: È il metodo tradizionale basato sulla non miscibilità dell'olio e dell'acqua. In fase di riposo l'olio, essendo più leggero, tende ad affiorare in superficie separandosi dall'acqua. La decantazione è un metodo ormai del tutto abbandonato in quanto poco adatto ad ottenere prodotti di qualità.

-

-Centrifugazione verticale: è il sistema impiegato in tutti gli impianti (ad eccezione dell'olio estratto con la Sinolea) per separare l'olio dall'acqua. Allo scopo si utilizzano separatori centrifughi verticali, ovvero delle macchine utilizzate nell’industria lattiero-casearia, le quali effettuano la separazione mediante rotazione ad elevata velocità. Il mosto d'olio viene sottoposto a una centrifugazione a 6000-6500 giri al minuto. Per effetto della differente densità olio e acqua si separano in due differenti efflussi.

9. Filtrazione: l’olio può subire o meno la filtrazione. Nel caso si decida di applicarla, si possono utilizzare diversi metodi: filtro a dischi con uso di coadiuvanti, filtro a cartoni.. Durante la filtrazione, l’olio viene fatto passare attraver...