organo ufficiale della stazione sperimentale degli oli e...

2 - 2011

Organo uff ic ia le del la Stazione Sper imentale degl i Ol i e dei Grassi - Mi lano

A P R I L E / G I U G N O 2 0 1 1 I S S N 0 0 3 5 - 6 8 0 8 R I S G A D 8 8 ( 2 ) 7 3 - 1 4 4 ( 2 0 1 1 ) - P o s t e I t a l i a n e s . p . a .S p e d i z i o n e i n A b b o n a m e n t o P o s t a l e - 7 0 % - D C B C o m o - F i n i t o d i s t a m p a r e n e l m e s e d i 2 0 1 1

RISG

LA RIVISTA ITALIANA DELLE

SOSTANZE GRASSE

2 d u e m i l a u n d i c i

APRILE/GIUGNO 2011 – anno LXXXVI I I

R I v I s tA U f f I c I A L E d E L L A s tA z I O N E s P E R I m E N tA L E P E R L E I N d U s t R I E d E G L I O L I E d E I G R A s s I

commissione tecnica per le industrie degli oli vegetali, grassi vegetali ed animali, delle proteine vegetali, degli oli minerali, dei colori e vernici,

dei detergenti e tensioattivi, dei prodotti cosmetici e di igiene personale

Commissione teCniCa per le industrie degli oli vegetali, grassi vegetali ed animali, delle proteine vegetali, degli oli minerali, dei Colori e verniCi, dei detergenti e tensioattivi, dei prodotti CosmetiCi e di igiene personale

presidente: m. surdimembri: f. Apruzzese, d. Attard–Barbini,B. Barolo, m. Bernardini, A. m. cane,d. capitani, G. carelli, G. carletti, m. carli,v. casagrande, G. ceresa, A. ceriotti, A. collalto, L. conte, G. d’Agostinis, P. G. dalzero,G. de felici, m. delise, G. di masi, A. diblasi,G. donati, f. fabietti, P. f. ferrari, v. ferrentino, G. frediani, E. fuochi, m. fusari, L. Gagliardi,R. Gorni, c. Gozzi, d. Grieco, G. Lercker, f. Lucchi, s. marazzi, L. marchesi, f.marconi, A. masci,A. mattei, d. misiti, d. monteleone, L. Novità, m. Patumi, R. Pedriali, R. Perrone,s. Petriglieri,P. Pistolese, A. Polito, s. Puliga, m. Renna, A. Rizzi,P. salvadori, G. scarantino, A. serani, s. serra, L. sisti,f. stanga, A. teruggi,m. zanardosegretario: s. tagliabue, m.G. fedriguccie–mail: [email protected]

editore, pubbliCita’, stampa

dIOmEdE sERvIzI EdItORIALIvia volta 65 - 22100 como

direttore responsabile: m. sURdIredazione: f. PAPARELLA

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Abbonamenti 2011: annuo Italia e 100 – annuo estero e 200Numero separato e 30 – Numero arretrato e 40Questa rivista Le è stata inviata tramite abbonamento: l’indirizzo sarà utilizzato, oltre che per l’invio della rivista stessa, anche per l’inoltro di proposte di abbonamento o promozioni commerciali.Ai sensi della legge 675/96 è nel suo diritto richiedere la cessazione dell’invio e/o l’aggiornamento dei dati in nostro possesso.

Sommario

P. Bondioli 75 EditorialeP. Bondioli, L. Della Bella, 77 The evaluation of iodine value in biodiesel samples. A. Gallonzelli A comparison between volumetric and gascromatographic techniquesL. Cerretani, A. Bendini, 82 Caratterizzazione chimica di oli di oliva raffinati e E. Valli, E. Chiavaro, di prodotti di seconda lavorazione (repaso) offerti sui G. Morchio, G. Lercker mercati nazionale e internazionaleA. Adewuyi, R.A. Oderinde 89 Analysis of the mineral nutrient, chemical composition and distribution of fatty acids in the lipid classes of the seed oils of underutilized legumes from NigeriaE. Marinova, K. Seizova, 97 Antioxidant activity of caffeic and chlorogenic acids in I. Totseva, N. Yanishlieva refined sunflower oilM. Giarnetti, F. Caponio, 105 Possibilità di impiego di olio extra vergine di oliva C. Summo, T. Gomes nella produzione di taralliM.G. Di Serio, B. Lanza, 111 Valorization of wet olive pomace produced by E. Iannucci, F. Russi, 2 and 3-phases centrifugal decanter L. Di Giovacchino A. Tamendjari, R. Laribi, 118 Effet de l’attaque des olive par Bactrocera oleae M.M. Bellal sur la qualité et la fraction volatile de l’huile de deux variétés algériennesW. Aidi Wannes, B. Mhamdi, 128 Composition of fruit volatiles and annual changes in M.E. Kchouk, B. Marzouk the leaf volatiles of Myrtus communis va. baetica in TunisiaNotiziario 135 Congressi 141 Libri

Comitato di redazione. P. BONDIOLI settore tecnologico e usi industriali sostanze grasse

L. fOLegattI settore proteine vegetali e organismi geneticamente modificati

a. gaSPaROLI settore cosmetica e termossidazione

g. gaSPeRINI settore prodotti vernicianti

C. MaRIaNI, P. ROVeLLINI settore sostanze grasse

D. MaRIaNI settore detersivi e tensioattivi

M. SaLa settore lubrificanti

Comitato scientifico di referee.R. aPaRICIO: Istituto de la Grasa y sus Derivados – Siviglia (E)

a. CeRt: Instituto de la Grasa y sus Derivados – Siviglia (E)

e. CHRIStOPOULOU: Hellenic Republic Ministry of Finance – G.S. of Consumer –

Directorate Technical Control – Atene (Gr)

g. CONtaRINI: Istituto Lattiero Caseario – Lodi

l. Conte: Dipartimento di Scienza degli Alimenti – Università di Udine

g. DONatI: Istituto Superiore Sanità – Roma

H.J. fIeBIg: Federal Research Centre for Nutrition and Food –

Institute for Lipid Research – Münster (D)

C. gIgLIOttI: Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche –

Università di Brescia

K. gROB: Kantonales Laboratorium – Zurigo (CH)

f. LaCOSte: Institut des Corps Gras – ITERG – Pessac (F)

g. LeRCKeR: Dipartimento di Scienze Alimentari – Università di Bologna

L. MaNNINa: Facoltà di Agraria – Università degli Studi di Campobasso

R. SaCCHI: Dipartimento Scienze Alimenti - Università Federico II - Portici (NA)

C. SCeSa: Corso di Laurea in Tecniche Erboristiche – Facoltà di Farmacia – Università di

Urbino

M.SeRVILI: Dipartimento di Scienze Economico-Estimative e degli Alimenti - Università

di Perugia

L. SIStI: Henkel – Divisione Tensioattivi – Lomazzo (CO)

e. tISCORNIa: Genova

Ö. tOKUSOgLU: Celal Bayar University, Engineering Faculty - Manisa, Turkey

Impact factor 2009: 0,340

Indexed and abstracted in:• thomson scientific services: science Citation index expanded

(scisearch®), Journal Citation reports/science edition, Current Contents®/Clinical medicine

• Chemical abstracts• elsevier bibliographic databases: sCopus• Fsta – Food science and technology abstract (iFis publishing – uK)

La RIVISTA ITALIANA DELLE SOSTANZE GRASSE è l’organo ufficiale della Stazione Sperimentale per

le Industrie degli Oli e dei Grassi. Ha periodicità trimestrale e la scientificità dei contenuti è garantita

da un Comitato Internazionale di Referee.Pubblica lavori originali e sperimentali di autori

italiani ed esteri riguardanti la chimica, la biochimica, l’analisi e la tecnologia nei settori:

sostanze grasse e loro derivati, tensioattivi, detersivi, cosmetici, oli minerali.

Include metodi di analisi in inchiesta pubblica relativi ai settori di competenza, il Notiziario con

informazioni su congressi, notizie in breve e libri.La Rivista viene consultata in Italia dalle industrie produttrici di oli e grassi alimentari ed industriali,

dalle industrie chimiche, da laboratori di enti statali, da istituti di ricerca e facoltà universitarie. E’ inoltre

distribuita all’estero in vari Paesi come Spagna, Grecia, Francia, Germania, Tunisia, Nigeria,

Congo, Polonia, Romania, Bulgaria, Russia, Stati Uniti, Brasile, Cina, Giappone, presso industrie

produttrici ed esportatrici, enti pubblici e università, da dove provengono diversi lavori scientifici.

˛ ˘

Nel corso di una riunione della Società Italiana per lo Studio delleSostanze Grasse (SISSG), tenuta a Milano il 15 Aprile 2011 presso i localidella Stazione Sperimentale Oli e Grassi, con l’obiettivo principale di esami-nare lo stato di sviluppo dell’attività normativa per la tutela della genuinitàdell’Olio di Oliva Extra Vergine, è stato deciso di fondare un gruppo di inte-resse “Oleochimica e Biodiesel”, nell’ambito dell’Associazione.L’iniziativa, fortemente sostenuta dal Presidente di SISSG, Prof. LanfrancoConte, con l’appoggio del consiglio Direttivo e dei soci tutti, è stata da mepromossa come gruppo di riflesso e sostegno all’attività della Divisione“Oleochemistry and Biodiesel” della Società Europea per lo Studio dei Lipidi– Eurofedlipid, che ho l’onore di presiedere insieme al collega Tedesco Prof.Michael Meier.La SISSG potrebbe offrire fertile terreno ed ospitalità per l’incontro dei nume-rosi professionisti e scienziati che nel nostro Paese sono attivi nel settoreoleochimico e mira a diventare un punto per lo scambio di idee, esperienzeed iniziative. Per questo motivo la SISSG, ed io personalmente, invitiamo tuttigli attori del settore a partecipare all’iniziativa, che non vuole soltanto esse-re una chiamata a raccolta di persone con interessi potenzialmente comuni,ma ha l’ambizione di potere divenire in un prossimo futuro, prima a livellonazionale e quindi europeo, il luogo ove vengono raccolte idee e necessità diricerca e di formazione da sviluppare congiuntamente. La situazione Italianaè caratterizzata da un panorama di ottime iniziative e numerosi successianche industriali, che vengono però gestiti dalle SME con poco interesse allacomunicazione ed all’associazione tra imprese per perseguire un interessecomune. Molti di noi hanno provato in passato e vivono tutti i giorni quantol’apertura della propria azienda alla condivisione di esperienze e successipossa portare a risultati interessanti senza ledere i legittimi interessi impren-ditoriali delle singole parti. Il settore oleochimico Italiano è molto più evolutodi quanto potrebbe apparire a prima vista. Nel corso della mia attività profes-sionale, che ormai si avvicina a grandi passi al trentennio, ho avuto modo divenire a contatto con realtà produttive che sono state capaci di ricavare nic-chie di alta specializzazione nei più disparati settori della chimica di trasfor-mazione, delle applicazioni tecniche e della mangimistica. Un capitolo a sémeritano le aziende italiane produttrici di biodiesel e di glicerolo grezzo, conle quali possiamo vantare un ventennio di fruttuosa collaborazione che haportato allo sviluppo del settore, che in questo momento sta attraversandoun periodo a dire poco drammatico per ragioni che hanno a che fare con lapolitica e con l’economia, ma non certo con la conoscenza scientifica e lacapacità tecnica. C’è stato un periodo, non troppo lontano nel tempo, duran-te il quale il contributo Italiano alla tecnologia di produzione del biodiesel e atutti gli argomenti ad esso correlati è stato addirittura fondamentale. Per ilbiodiesel dopo tanto tempo di sofferenza si possono cogliere ora i primisegni di ripresa, che speriamo possa divenire robusta e stabile a partire dalprossimo anno.

LA SOCIETÀ ITALIANA PER LO STUDIO DELLE SOSTANZE GRASSESI APRE AL SETTOREOLEOCHIMICO

Paolo Bondioli

Un efficiente esempio di cooperazione tra aziende che non si conoscevanoe per il quale la Stazione Sperimentale ha svolto un ruolo di aggregazione èil progetto sugli impieghi del glicerolo quale fluido alternativo ai glicoli sinte-tici attualmente in uso. Dopo un avvio veramente difficile, avvenuto in conco-mitanza con la fase più acuta della crisi economica globale, il gruppo di ricer-ca sta finalmente trovando la via giusta per la realizzazione di sperimentazio-ni originali che dovrebbero portare alla progettazione di formulati e a realiz-zazioni tecnologiche innovative, basate su nuovi usi del glicerolo. Trovarenuovi mercati per il glicerolo avrebbe l’importante significato di sostenere lasua industria di raffinazione e quella del biodiesel, che si trovano in sofferen-za per l’elevata disponibilità ed i prezzi ridotti ai quali viene attualmente offer-to il glicerolo grezzo. La disponibilità di glicerolo a prezzi eccezionalmentebassi ha inoltre stimolato la creatività di numerosi ricercatori attivi nella chi-mica organica, arrivando alla messa a punto di vie sintetiche per la produzio-ne alternativa di molecole già in uso o alla introduzione di nuove possibilità.Proprio dal glicerolo dovrebbe iniziare la serie di Workshop che il gruppoOleochimica di SISSG vorrebbe organizzare a partire dalla prossima prima-vera. Nel nostro modo di vedere sotto la voce “Oleochimica” dovrebberoessere comprese numerose e disparate attività, quali ad esempio:

- Produzione di Biodiesel da oli vegetali e animali da tutte le possibili fontialternative, compresi lipidi batterici e da alghe;

- Sviluppo di nuovi chemicals a partire da oli vegetali, acidi grassi e glicerolo;- Isolamento e recupero di molecole di significato biologico/nutrizionale

quali vitamine, idrocarburi terpenici, steroli, ecc. che possono essere recu-perati da oli vegetali o da loro sottoprodotti, con possibilità applicative nelsettore della nutraceutica, farmacologia, cosmetica ed altri usi tecnici;

- Biolubrificanti e biosolventi.

Un capitolo a parte riguarda la questione formazione. Sempre a causa dellacrisi economica che ha portato a ridurre all’osso gli organici aziendali, anchei tempi di formazione sul campo dei nuovi tecnici sono stati ridimensionati econ il ritiro dei vecchi professionisti molte conoscenze rischiano di andareperdute. Per questo motivo, e in considerazione del fatto che non esistonocorsi stabili di oleochimica presso le Università Italiane, la Società sta stu-diando la possibilità di attivare un corso da offrire a tutti i giovani e meno gio-vani che intendano aumentare le loro conoscenze sull’argomento.L’invito a tutti gli interessati è quindi quello di aderire al nuovo gruppo dellaSISSG, anche mediante l’iscrizione alla Società stessa, ma di farlo con lo spi-rito costruttivo e propositivo che dovrà caratterizzare l’iniziativa. Sarà necessario partire dal presupposto che il dibattito tra persone portasempre a situazioni di evoluzione e che non esistono proposte stupide oimpossibili a priori. Per quel che riguarda la mia attività, dopo la preparazione di questo editoria-le e a seguito delle adesioni che mi auguro numerose, proporrò un questio-nario che servirà ad identificare quali sono le maggiori necessità del settore,da sviluppare in seguito. L’organizzazione della scuola di oleochimica prosegue, anche se ci troviamoancora nella fase dello studio di fattibilità. Invito infine gli interessati a considerare questa iniziativa come un ponteverso i contatti con numerosi ricercatori Europei che si occupano dell’argo-mento nelle più diverse forme. Michael Meier ha ricevuto lo scorso anno ilpremio quale miglior giovane scienziato Europeo in campo lipidico e questoci può dare un’idea del livello internazionale con il quale viene offerta la pos-sibilità di confrontarsi.A questo proposito ricordo che ogni anno, nell’ambito dell’annualeCongresso di Eurofedlipid, è presente una importante sessione di oleochimi-ca/biodiesel con numerose ed interessanti comunicazioni. Quest’anno il congresso si terrà a Rotterdam, dal 18 al 21 Settembre. Per maggiori informazioni www.eurofedlipid.itInfine i recapiti per informazioni e iscrizioni a SISSG: www.sissg.it; per met-tersi in contatto con il sottoscritto: [email protected]

L A R I V I S T A I T A L I A N A D E L L E S O S T A N Z E G R A S S E - V O L . L X X X V I I I - A P R I L E / G I U G N O 2 0 1 1

77

Iodine Value (I.V.) is one of the parameters contained in EN 14214 specification for biodiesel. Its limitation has the meaning to set a barrier for low oxidation stability products. The analytical determination of I.V. represents one of the most ancient test to be done on organic products as well as on fatty materials and can be carried out by means of a volumetric test in which iodine chloride (Wijs reacti-ve) is the reactant and sodium thiosulphate the titration solution. It is well known that I.V. can also be calculated from the fatty acids composition as determined by GC. This paper reports about the comparison study in which 104 samples of biodiesel were analyzed using both techniques. The obtained results are here reported and discussed along with some theoretical considerations.

VALUTAZIONE DEL NUMERO DI IODIO IN BIODIESEL. CONFRONTO TRA LE TEC-NICHE VOLUMETRICHE E GASCROMATOGRAFICHE Il Numero di Iodio (I.V.) è uno dei parametri considerati nella norma EN 14214 che riporta la prescrizione per i requisiti minimi del biodiesel. La limitazione del I.V. ha il significato di porre una limitazione all’impiego di biocombustibili dotati di scarsa stabilità ossidativa. La determinazione dell’I.V. rappresenta una delle più classiche prove che possono essere realizzate su prodotti organici e, più specifica-mente, sulle sostanze grasse. La prova è comunemente realizzata per via volume-trica, utilizzando cloruro di iodio come reattivo (reattivo di Wijs) e sodio tiosolfato come soluzione titolante. E’ da tempo noto che I.V. può essere anche calcolato dalla composizione in acidi grassi, così come determinata per GC. Questa nota riporta la descrizione di uno studio comparativo realizzato su 104 campioni di biodiesel analizzati utilizzando entrambe le tecniche citate. I risultati ottenuti sono riportati e discussi unitamente ad alcune considerazioni di carattere teorico.

the evaluation of iodine value in biodiesel samples.

a comparison between volumetric and gascromatographic techniques

P. Bondioli1*, L. Della Bella1

A. Gallonzelli2

1Stazione Sperimentale Oli e Grassi - Milano

2Stazione Sperimentale Combustibili

San Donato Milanese (MI)

*CORRESPONDING AUTHOR: Dr. Paolo Bondioli

Stazione Sperimentale Oli e GrassiTechnology Dept.

Via Giuseppe Colombo, 79 20133 Milano, Italy

e-mail: [email protected]


78

INTRODUCTION

The determination of iodine value (I.V.) in oils and fats samples is one of the most ancient analytical techni-ques. It is based on the addition of two iodine atoms to an olefinic system and its result represents a mea-surement of the total number of double bonds pre-sent in the carbon chain of fatty acids contained in the sample. In other words the higher the iodine value the higher the number of double bonds in the sample. The practical determination of this property is carried out according to some well known standard procedures such as EN ISO 3961 (1) in natural oils and fats or EN 14111 (2) for biodiesel, by dissolving the sample in a suitable solvent, then adding the reactive in measu-red excess, represented by a solution of ICl in metha-nol. Recent development of the analytical procedure allowed to avoid the use of very toxic chloroform by substitution with the less harmful cyclohexane to be used in blend with acetic acid to dissolve the sample. After one hour of reaction time in the dark at ambient temperature the excess of reactant is decomposed by addition of an aqueous solution of potassium iodide. The so-liberated iodine is titrated using a standard solution of sodium thiosulphate 0,1 N. A blank test is also carried out and the final result is calculated from the difference between the results obtained on blank test and on sample. Conventionally the result of iodine value determination is reported as g of iodine (I2) that are added to the double bonds in 100 g of sample. Notwithstanding the real reactive is constituted of iodi-ne chloride it is assumed that the alogen addition takes place by sum of two chlorine atoms for each double bond of the sample. The indirect determination of I.V. by means of calculation starting from the fatty acids composition, as determined by GC according to well known analytical methods such as ISO 5508 (3) is also possible. The procedure was established for general oils and fats and few years ago extended for biodie-sel using the more specific EN 14103 (4) to determine fatty acids composition and now is in common use in all laboratories, allowing to avoid a time and chemical consuming direct analysis. Also the European Stan-dard EN 14214 (5) in Annex B contains the instruction and the coefficients to be used for I.V. calculation star-ting from the (relative) fatty acids composition.

Some warnings are contained in this annex:1. “In 1994 the AOCS Uniform Methods Committee

reviewed the coefficients used and concluded

that no changes were necessary at that time. The present procedure uses the coefficients se-lected in the past for use in calculating the iodine value in triglyceride blends. The reasoning behind that choice is that triple the molecular weight of a methyl ester is almost identical to the molecular weight of the corresponding triglyceride”. In fact this assumption contains the first approximation connected with calculation. As an example, if we use M.W. for Oleic Acid, Glycerol, Methanol and Water of 282, 92, 32 and 18 respectively, we can calculate that one third of triolein has a molecular weight of 294,7, while methyl oleate has a M.W. of 296, leading to a calculated conversion coef-ficient for I.V. of 0,861 versus 0,857. In practice, this discrepancy may provoke an error of appro-ximately 0,5%. The tabulated value in Annex B is 0,860. The same critical analysis can be done for all coefficients contained in that document.

2. “For samples with unsaponifiable content greater than 0,5% (m/m) or those containing a significant additive content, the calculated value tends to be higher than the true value”. This is the major limit of this procedure, but in our opinion the Standard takes into account of only one minor aspect, re-lated to the presence of unsaponifiable material that does not react or reacts in different mole ratios with I.V. chemicals. But it must also take into account that this calculation procedure uses a relative percent calculation (generally reported at 100,0%) and it is assumed that the sample is only constituted of the detected fatty acids in this calculated concentration (in an implicit way we shift without any justification the relative per-cent result to % m/m evaluation). This is a basic mistake that becomes more and more important as much as the ester content of biodiesel sample moves from 100% down to the specification limit of 96,5 and again under this value for out of spec samples. This is the reason why it should be very important to introduce in new EN 14214, Annex B Standard a phrase indicating that the calcu-lation of I.V. is only allowed for samples almost fulfilling the specification for free, total glycerol and ester content values. Huge discrepancies between calculated and found value can be evi-denced for out of spec samples prepared from used frying oils, where dimeric and trimeric FAME can be found in some percent concentrations. The calculated I.V. is obtained only on detected


79

unchanged FAMEs surely having an unsaturation degree different from the ones belonging to poly-merized FAMEs.

3. “The calculated result tends to be lower than the true value in samples with a lower iodine value”. This statement is very difficult to justify and we do not find any theoretical reason for it. We shall verify in the experimental section of this paper whether this statement could be confirmed or not.

Scope of this paper is to show and discuss the results obtained during the determination of I.V. with both chemical and calculation methods on a huge number of biodiesel samples directly taken from the Italian market. A scientific discussion of the results cannot forget that both methods, direct titration and calculation via GC analysis of FAME, have their own precision and it is necessary to take it into account for a correct evaluation.

MATERIALS AND METHODS

mAtERIALsA number of 104 biodiesel samples all fulfilling the

specification for ester content requirement were col-lected on the Italian market in years 2008 and 2009. From the fatty acids composition the nature of star-ting material was evaluated mainly in terms of palm, soy, rape oil or blends of them in different ratios. The iodine value of this pool of samples was distributed

mainly at low values and towards values close to the specification limit (120 g I2/100 g). Only few samples had I.V. in the interval between 60 and 100 g I2/100 g and this corresponds also at a picture of the actual Italian market.

ANALytIcAL mEthOdsIodine value was directly determined by volume-

tric titration according to EN 14111 Standard (2). The calculated I.V. was obtained from the fatty acids composition as determined according to EN 14103 (4) after elimination of the area corresponding at the C17 internal standard peak, using the conversion coefficient indicated in EN 14214, Annex B (5).

RESULTS AND DISCUSSION

Figure 1 shows the results of I.V. obtained by calcu-lation from fatty acids composition and direct titration in a XY graph. Each point of the graph thus represents a single sample analyzed by two separate methods.

Weighted linear regression was used for assessing agreement between the two test methods. For each I.V. the inverse of the reproducibility variance (calcula-ted from the precision equation of the corresponding method) was used as weight. In other words the un-certainty connected to the two methods was taken into account.

Bias evaluation between the two methods was car-ried out using the following approach:

Figure 1 - Weighted linear regression for I.v. obtained by calculation from fatty acids composition (EN 14103 and EN 14214 – Annex B) and direct titration (EN 14111).

mea

sure

d I.v

.

calculated I.v.


80

- Calculation of the weighed regression Y = m · X + qWhere:Y is the I.V. obtained by direct titration; X is the I.V. obtained by calculation via GC analysis.- If m = 1 and q = 0, the methods are considered

unbiased;- If m ≠ 1 and q ≠ 0, the methods are considered

biased; - When q ≠ 0 and m ≠ 1, a new regression line for-

cing it through the origin is calculated (Y = m1 · X)- The methods are considered unbiased if m1 = 1,

and biased if m1 ≠ 1.To consider q ≠ 0, 0 (zero) shall be outside the 95%

confidence interval of q. To consider m (or m1) ≠ 1, 1 (one) shall be outside the 95% confidence interval of m (or m1).

In Table I, the slope (m) and intercept (q) of the re-gression line and the corresponding 95% confidence interval, Lower Confidence Level (LCL) and Upper Confidence Level (UCL), are given.

While the intercept of the regression line doesn’t differ significantly from the “ideal” value of 0, the slo-pe differs significantly from the “ideal” value of 1.

The statistical treatment was repeated forcing the regression line through the origin (q = 0).

Table II shows that the new slope differs significan-tly from “ideal” value of 1, suggesting the possible existence of a proportional bias between the two test methods.

A bias calculation without the two samples with the

highest difference (Δ = 7 and Δ = 6) between the I.V. determined by the two methods, shows that the new slope and the new intercept are statistically not diffe-rent from one (slope) and zero (intercept) (Table III).

The bias can be considered acceptable and the calculation of I.V. from GC analysis is basically com-patible with the results obtained from direct titration.

CONCLUSIONS

With the obtained results we have verified that, when used with some precaution, I.V. can be calcu-

Figure 2 – delta I.v. (calculated – measured) versus calculated I.v.

table ii

m m (lCl) m (uCl) 0,9950 0,9910 0,9991

table iii

m m (lCl) m (uCl) q q (lCl) q (uCl) 0,9897 0,9791 1,0003 0,6749 -0,3466 1,6964

table i

m m (lCl) m(uCl) q q(lCl) q (uCl) 0,9878 0,9766 0,9991 0,7441 -0,3492 1,8373

calculated Iondine value

delta

I.v.

(cal

cula

ted-

mea

sure

d)


81

lated and the measurement can be regarded as re-liable. Around the specification limit we can say that that it is in every case necessary to use the direct titration method for a correct evaluation of I.V.

We must underline that one of the limit of our stu-dy depends on the non homogeneous distribution of detected I.V. along the line of different possibilities between 40 and 125 g I2/100 g . But we must consi-der that a huge number of samples is spread around the specification limit and the distribution of I.V. on analyzed samples represents a picture of biodiesel actually available on the Italian market. Again, the re-ported results were obtained with a single test in one laboratory and all tests were done by the same opera-tor. As a data quality assessment we can say that the lab (and the operator) are used to work according to the existing standards and procedures and the partici-pation in proficiency tests is done on regular basis. In every case this paper might represent the basis for a wide RRT exercise to be done on a restricted number of samples but with the participation of a number of different laboratories, according to the EN ISO 4259 Standard (6). At the time of preparation of this manu-script, under the CEN TC 19 Committee the JWG1, in charge for biodiesel analytical method, is developing the prEN 16300 that soon will release a draft method “Automotive Fuels - Determination of the Iodine Value - Calculation method from GC data”.

The experimental verification of statement 3, con-cerning the possible under evaluation of low I.V.

samples, reviewed after the experience of this work demonstrated that this statement does not look reali-stic. If we examine Figure 2, where the calculated I.V. are plotted against the difference between calculated and experimental values, the only tendency that can be seen is the tendency at overestimation for values close to the specification limit. Of course for values around the specification limit the only method to be used is in every case the reference standard EN 14111.

REFERENCES

[1] EN ISO 3961:1999, Animal and vegetable fats and oils - Determination of iodine value

[2] EN 14111:2003, Fat and oil derivatives - Fatty Acid Methyl Esters (FAME) - Determination of io-dine value

[3] ISO 5508:1990, Animal and vegetable fats and oils - Analysis by gas chromatography of methyl esters of fatty acids

[4] EN 14103:2003, Fat and oil derivatives - Fatty Acid Methyl Esters (FAME) - Determination of ester and linolenic acid methyl ester contents

[5] EN 14214:2008, Automotive fuels - Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines - Require-ments and test methods

[6] EN ISO 4259:2006, Petroleum products - Deter-mination and application of precision data in rela-tion to methods of test (ISO 4259:2006)


82

Caratterizzazione chimica di oli dioliva raffinati e di prodotti di secondalavorazione (repaso) offertisui mercati nazionale e internazionale

L. Cerretani*1, A. Bendini1,E. Valli1, E. Chiavaro2

G. Morchio3, G. Lercker*1

1 Dipartimento di Scienze degli Alimenti, Alma Mater Studiorum Università di Bologna, Cesena (FC)2 Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Parma 3 Technoil Consulting Service, Imperia

*CORRISPONDENZA AUTORIDr. L. Cerretani, Prof. G. Lercker Dipartimento di Scienze degli AlimentiAlma Mater Studiorum-Università di Bologna piazza Goidanich, 60, I-47521 Cesena (FC)e-mail: [email protected]: [email protected]

In questo lavoro sono stati analizzati, per quanto riguarda alcuni parametri qua-litativi (acidità libera, numero di perossidi ed alchil esteri) e compositivi (contenu-to in aldeidi alifatiche a lunga catena), 15 campioni di olio provenienti dalla lavo-razione delle olive reperiti sul mercato internazionale così suddivisi: 3 campioni di oli extravergini di oliva genuini di origine certa, 2 oli lampanti ed i 2 corrispon-denti oli raffinati, 4 oli prodotti dalla seconda lavorazione delle olive (repaso) e 4 raffinati di diversa provenienza. I risultati hanno mostrato l’assenza di alchil esteri tanto negli oli extravergini quanto in quelli raffinati, mentre il loro contenuto è risultato elevato negli oli lampanti (63-607 mg/kg) e repaso (416-1597 mg/kg). Per quanto riguarda lo squalene, il contenuto era ben evidente negli oli extraver-gini, mentre era molto inferiore tanto negli oli repaso quanto nei raffinati.Infine, sia negli oli repaso che in quelli lampanti è stata rilevata una concentrazio-ne più elevata, rispetto agli altri campioni, di aldeidi alifatiche a lunga catena.Future ricerche verranno condotte su un più ampio numero di campioni prenden-do in considerazione oli lampanti di altre aree di provenienza (Italia e Paesi del Mediterraneo) così come campioni di oli ottenuti mediante diverse condizioni di raffinazione.Parole chiave: olio di oliva, raffinazione, seconda estrazione, alchil esteri, aldeidi alifatiche.

CHEMICAL CHARACTERIZATION OF REFINED OLIVE OILS AND SECOND EXTRAC-TION OLIVE OILS (“REPASO” OILS) AVAILABLE ON THE NATIONAL AND INTERNA-TIONAL MARKETS In this work, quality (free acidity, peroxide and alkyl esters) and composition (long-chain aliphatic aldehydes) parameters were evaluated on 15 oil samples from olive processing, obtained from the international market. The samples were 3 genuine extra virgin olive oil samples of known origin, 2 lampante olive oils and 2 corresponding refined samples, 4 oils produced from second-olive processing (repaso) and other 4 refined olive oils. Alkyl esters were not found in either extra virgin olive oils or refined samples, whereas their content was high in lampant (63-607 mg/kg) and in repaso (416-1597 mg/kg) oils. Squalene was abundant in extra virgin olive oils, while its content decreased in repaso oils and was very low in refined samples. Finally, a higher content of long-chain aliphatic aldehydes was detected in lam-pante and repaso oils. These preliminary findings will be confirmed by the analy-sis of a larger set of samples taking into account lampante oils from different geographical proveniences (i.e. Italy and other Mediterranean countries) as well as samples undergoing different refining conditions.Keywords: olive oil, raffination, second extraction, alkyl esters, aliphatic al-dehydes.


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INTRODUZIONE

Gli oli ricavati da fonti oleaginose come i semi, estratti tutti con l’impiego di solvente (esano), devono essere sottoposti al processo di raffinazione, al fine di renderli commestibili, per poter essere posti in commercio, con la denominazione in etichetta di “Olio di semi di...”.

Il processo di raffinazione si rende necessario per oli da olive di scarsa qualità, definiti lampanti, nonché per oli di sansa di oliva greggi, caratterizzati da parametri chimico-fisici-sensoriali (acidità, numero di perossidi, mediana del difetto maggiormente percepito, etc.) al di fuori dai limiti comunitari previsti per gli oli vergini di oliva e quindi non direttamente commerciabili [1].

La raffinazione comporta un insieme di operazioni industriali (degommazione, neutralizzazione, deco-lorazione, decerazione – nel caso dell’olio di sansa – e deodorazione) che trasformano la sostanza grassa grezza, che risulterebbe non commestibile, quindi non commerciabile, in un prodotto privo di composti inde-siderabili per l’utilizzatore finale.

Contemporaneamente, però, il processo di raffina-zione può comportare una perdita di composti nutrizio-nalmente utili, presenti naturalmente nell’olio, quali, ad esempio, tocoferoli e composti fenolici, nonché modifi-cazioni a carico di altri componenti (steroli, acidi grassi, alcoli triterpenici) [2]. Pertanto, occorre adottare ade-guate condizioni tecnologiche in fase di raffinazione, in modo da garantire efficacia al processo, limitando il più possibile modifiche degradative dell’olio, con forma-zione di sostanze chimiche nuove, che risulterebbero indesiderate.

Il processo di raffinazione veniva condotto, soprat-tutto in passato, mediante l’impiego di reagenti chimici (soda); tuttavia, per gli oli da olive, soprattutto qualora siano caratterizzati da una media acidità libera, può essere realizzato anche per via fisica [2], mediante pre-ventiva depurazione, decolorazione dell’olio e succes-siva deacidificazione neutralizzante. La raffinazione fisi-ca viene normalmente condotta, in colonna di flash, ad una pressione di 1 – 1,5 mbar e a temperatura com-presa tra 240 e 245°C, con iniezione di vapor d’acqua diretto surriscaldato ed in controcorrente rispetto al-l’olio grezzo da deacidificare, per un tempo di contatto breve, in modo da limitare la comparsa di prodotti di neoformazione indesiderati.

In Spagna, la diffusione di impianti di molitura con-tinua a due fasi per la produzione degli oli vergini, ha determinato la possibilità di riutilizzare la sansa umida ottenuta come sottoprodotto, dopo la separazione dal

primo decanter, vista la significativa quantità di olio re-siduo contenuta.

La sansa, infatti, viene trasferita in una seconda linea di gramolazione, dove viene trattata con acqua calda, a temperatura di circa 60 - 70°C ed inviata in un se-paratore centrifugo orizzontale (secondo decanter), in grado di estrarre ancora 2 - 2,5% di olio, che viene definito “repaso” e/o “remolido” [3].

Questo prodotto, per le proprie caratteristiche do-vrebbe, o meglio, deve, essere considerato a tutti gli effetti un olio di oliva non vergine: infatti presenta pa-rametri chimico-fisici (in particolare cere, eritrodiolo + uvaolo, steroli totali, dialcoli triterpenici, colore ed acidi-tà) caratterizzati da valori superiori rispetto ai limiti co-munitari fissati per l’olio di oliva vergine [1, 3].

Gli oli “repaso/remolido” vengono aggiunti all’olio d’oliva vergine lampante genuino Andaluso (che fisio-logicamente presenta un basso contenuto di cere e alcoli liberi), secondo proporzioni ben definite, in modo che l’olio ottenuto da queste “commistioni” (denomi-nate sul mercato con il termine “disegno”, in quanto, appunto, calcolate matematicamente), dopo raffinazio-ne, presenti valori di cere, eritrodiolo + uvaolo ed alcoli

tabella i - sigla, descrizione e provenienza dei campioni analizzati.

sigla campione descrizione campione provenienza campione

Lampd Lampante disegnoa Andalusia (spagna)

Rafd1 Raffinato disegnob Andalusia (spagna)

LampG Lampante genuino Andalusia (spagna)

RafG Raffinato genuinoc Andalusia (spagna)

Rep1 Repasod catalogna, tarragona (spagna)

Rep2 Repasod Andalusia, siviglia (spagna)

Rep3 Repasod Andalusia, cordoba (spagna)

Rep4 Repasod Andalusia, Granada (spagna)

Rafd2 Raffinato disegnoe Andalusia, toledo (spagna)

Raf1 Raffinatof catalogna, tarragona (spagna)

Raf2 Raffinatog Andalusia, siviglia (spagna)

Raf3 Raffinatoh Egeo Izmir (turchia)

OEv1 Olio extravergine di oliva Lecce (Italia)

OEv2 Olio extravergine di oliva val di mazara (Italia)

OEv3 Olio extravergine di oliva Latina (Italia)a) miscela di lampante vergine genuino + olio repaso; b) Raffinato del lampante

Lampd; c) Raffinato del lampante LampG; d) Olio ottenuto dal trattamento della

sansa di prima estrazione in una seconda gramola, trattata con acqua intorno a

60 - 70°c ed inviata in un secondo decanter, che è in grado di estrarre un ulteriore

2 - 2,5% di olio, denominato, appunto, “repaso”; e) Raffinato di una miscela di lam-

pante genuino + olio repaso; f) Raffinato per via fisica da lampante; g) trattato ad

alta temperatura; h) Raffinazione fisica senza l’impiego di olio repaso.


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appena al di sotto dei limiti previsti dalla Normativa uf-ficiale per la voce merceologica relativa all’ “olio di oliva raffinato”.

Lo scopo del presente lavoro è stato quello di carat-terizzare, mediante analisi chimiche, oli di oliva raffina-ti genuini e prodotti di seconda lavorazione (repaso), nonché miscele di quest’ultimi con oli vergini lampanti (disegno), i cui raffinati sono offerti, a prezzi inferiori ri-spetto all’olio raffinato sicuramente genuino, sui mer-cati nazionale ed internazionale.

Tali campioni di oli sono stati confrontati, in termini di composizione chimica, con 3 oli extravergini di oliva genuini di origine certa.

MATERIALI E METODI

cAmPIONI I campioni oggetto di questo lavoro di ricerca sono

stati reperiti direttamente alla fonte di produzione. La Tabella I descrive la natura e l’origine di ciascun campione.

sOLvENtI E stANdARd Etere dietilico, etanolo, idrossido di potassio, cloro-

formio, acido acetico, ioduro di potassio, tiosolfato di sodio, n-esano, metanolo, forniti da Merck (Darmsta-dt, Germania).

Metil eptadecanoato (C17:0ME) e lauril arachidato, forniti da Sigma-Aldrich (Steinheim, Germania).

APPAREcchIAtURE E stRUmENtAzIONE Cartucce separative (SPE) con riempimento di gel

di silice (1000 mg/6 mL) STRATA Si-1 Silica (55 μM, 70Å), fornite da Phenomenex (Torrence, CA, USA), camera di eluizione in vetro, agitatore per provette in rotazione (Vortex), evaporatore rotante (Rotavapor).

Gascromatografo 6890N Agilent Technologies (Palo Alto, CA, USA) con spettometro di massa Agilent 5973, Gascromatografo Clarus 500 Perkin Elmer (Waltham, MA, USA), con rivelatore a ionizzazione di fiamma.

ANALIsI dELL’AcIdItà LIBERA E dEL NUmERO dI PEROssIdI Il numero di perossidi e l’acidità libera sono stati

determinati per via titrimetrica, secondo il metodo uf-ficiale riportato nel Regolamento CEE 2568/91 (Alle-gati II e III) [4].

ANALIsI dEL cONtENUtO IN ALchIL EstERI Gli alchil esteri degli acidi grassi e le aldeidi alifati-

che a lunga catena sono stati determinati mediante:

• estrazione in fase solida (SPE, Solid Phase Extrac-tion), con cartucce in gel di silice, per la separazione della frazione contenente le cere e gli alchil esteri de-gli acidi grassi, secondo il metodo proposto da Pe-rez-Camino et al. [5], con alcune modifiche. Il campione (1 g di olio) è stato addizionato di 0,5 ml di una soluzione di metil eptadecanoato (200 ppm) e di una soluzione di lauril arachidato (400 ppm), quindi portato a volume con n-esano in un matraccio da 5 ml. La cartuccia SPE in gel di silice è stata attivata facendo fluire 8 ml di toluene, seguiti da 12 ml di n-esano. Sono stati prelevati 0,5 ml della soluzione del campione ed introdotti nella cartuccia SPE. È stata realizzata, quindi, l’eluizione, dapprima con 4 ml di una miscela n-esano:toluene (85/15, v/v), ad un flus-so di 1 goccia al secondo: tale frazione è stata elimi-nata. Successivamente, è stata realizzata una secon-da eluizione con 13 ml della precedente miscela, ad un flusso di 1 goccia al secondo, collezionando que-sta frazione contenente le cere e gli alchil esteri, che è stata portata a secco sottovuoto, in evaporatore ro-tante (Rotavapor), a temperatura ambiente. L’estrat-to secco è stato ripreso e solubilizzato in 0,2 ml di n-eptano. • analisi gascromatografica, con rivelatore FID [5]. È stato iniettato 1 μl di soluzione campione, utilizzando una colonna capillare ZB–5MS (fase stazionaria: 5% fenil-arilene - 95% dimetilpolisilossano, dello spesso-re di 0,25 μm), lunga 30 m e con diametro interno di 0,25 mm, fornita da Phenomenex (Torrance, CA, USA). Il rapporto di splittaggio è stato impostato a 1/30. L’elio è stato impiegato come gas di trasporto, ad un flusso costante di 1,2 ml/min. La temperatura del forno iniziale è stata impostata a 80°C (mantenuta per 1 min), poi incrementata fino a 140°C (a 15°C/min); è stata, quindi, aumentata a 325°C, a 4,5°C/min e mantenuta a questa temperatura per 20 min. Le temperature del FID e del’iniettore sono state en-trambe fissate a 325°C. L’analisi quantitativa è stata realizzata sulla base di tre repliche per campione.• analisi gascromatografica, con rivelatore a spettro-metria di massa. Al fine di conseguire una più certa identificazione degli analiti d’interesse, la stessa co-lonna gascromatografica descritta al punto prece-dente è stata montata su un GC-MS Agilent Tech-nologies (Palo Alto, CA, USA) 6890N Network GC System, con spettrometro di massa Agilent 5973 Network MSD (electron impact 70 eV; mass scan 15-800 m/z; MS QUAD 150°C; MS SOURCE 230°C; temperatura transfer line: 280°C), impiegando lo


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stesso programma di temperatura dell’analisi GC-FID precedentemente descritta.

ANALIsI stAtIstIcA Medie e deviazioni standard, ANOVA e post-hoc di

Tukey’s, con livello di significatività al 95% (p < 0,05), per identificare le differenze significative tra medie, sono state calcolate con il software Statistica 7.0 (StatSoft, Tulsa, OK, USA).

RISULTATI E DISCUSSIONE

La Tabella II mostra le differenze compositive degli oli oggetto dello studio, in termini di acidità libera, nu-mero di perossidi e contenuto totale in alchil esteri.

AcIdItà LIBERAIn particolare si nota come, in seguito a trattamen-

to di raffinazione, per i campioni LampD e LampG, si abbia una diminuzione del valore di acidità libera nei corrispondenti campioni RafD1 e RafG: questo processo industriale comprende, infatti, una fase di

stripping di deacidificazione per via fisica, che com-porta una rimozione degli acidi grassi liberi [6].

Contemporaneamente, considerando i medesimi campioni, si può notare anche una diminuzione del numero di perossidi dopo raffinazione, dovuto ad una probabile demolizione dei prodotti primari di ossida-zione, con formazione di composti ad alto peso mo-lecolare: tale trasformazione chimica può rappresen-tare una reazione collaterale, in seguito al trattamento dell’olio con terre decoloranti [6].

In generale, i valori minimi di acidità libera sono sta-ti riscontrati per i campioni sottoposti a raffinazione (RafD1, RafG, RafD2, Raf1, Raf2, Raf3), effettuata per via fisica e anche per via chimica: questi valori di acidità libera sono inferiori al limite fissato (0,3%) per gli oli raffinati dal Regolamento (CE) 702/2007 [1].

Gli oli extravergini in esame (OEV1, OEV2, OEV3) hanno evidenziato valori molto bassi di acidità libera, ampiamente all’interno dei limiti fissati dal Regola-mento Europeo [1].

NUmERO dI PEROssIdIPer tutti i campioni di oli raffinati esaminati, il numero

di perossidi, invece, risulta superiore al limite previsto (20,0 meq O2/kg) dal Regolamento (CE) 702/2007 [1]. Tale valore risulta anomalo ed è sicuramente da addebitare sia alla vetustà dei campioni sia alle con-dizioni di conservazione in cui sono stati mantenuti.

Per quanto concerne lo stato ossidativo degli oli raf-finati, si deve tener conto che questi campioni sono stati analizzati diversi mesi dopo la produzione, con un incremento fisiologico del numero di perossidi sia nei campioni realizzati su disegno sia in quelli genuini (fre-schi); infatti generalmente si trova per questi campioni un valore del numero di perossidi ampiamente al di sot-to del limite stabilito per tale categoria commerciale.

Gli oli extravergini OEV1, OEV2, OEV3 hanno mo-strato valori molto bassi di numero di perossidi rispet-to ai limiti fissati dallo stesso Regolamento [1].

ALchIL EstERIConsiderando il contenuto totale in alchil esteri

(Tab. II), si può osservare come per i campioni di oli raffinati (RafD1, RafG, RafD2, Raf1, Raf3), fatta ec-cezione per il campione Raf2, non siano stati rivelati tali composti, come non lo erano per gli extravergini genuini di origine certa (OEV1, OEV2, OEV3). Pertan-to si può affermare, visto il loro basso punto di distil-lazione, che gli alchil esteri vengano rimossi nel corso del processo di deodorazione. L’unico campione di

tabella ii - Acidità libera (g di acido oleico/100 g di olio), numero di perossidi (meq O2/kg olio) e contenuto totale in alchil esteri (mg metil eptadecanoato / kg olio) nei campioni esaminati.

Contenuto totale in alchil esteri

Lampd 4,1 ± 0,0 c 31,4 ± 0,5 ab 607,2 ± 51,0 d

Rafd1 0,2 ± 0,0 fg 7,3 ± 1,1 f n.d.

LampG 1,2 ± 0,0 e 28,7 ± 1,0 b 62,5 ± 7,3 f

RafG 0,1 ± 0,0 h 10,6 ± 0,6 f n.d.

Rep1 14,3 ± 0,0 a 17,9 ± 2,0 d 1427,1 ± 43,1 b

Rep2 7,7 ± 0,1 b 19,5 ± 0,5 d 1597,4 ± 14,5 a

Rep3 2,6 ± 0,0 d 34,6 ± 1,1 a 415,8 ± 8,5 e

Rep4 2,7 ± 0,0 d 30,3 ± 0,5 b 1099,0 ± 74,0 c

Rafd2 0,2 ± 0,0 fgh 14,3 ± 0,6 e n.d.

Raf1 0,2 ± 0,0 fgh 17,9 ± 2,0 d n.d.

Raf2 0,2 ± 0,0 f 23,3 ± 1,2 c 39,3 ± 9,0 fg

Raf3 0,1 ± 0,0 gh 20,5 ± 1,1 cd n.d.

OEv1 0,3 ± 0,0 f 8,9 ± 0,4 f n.d.

OEv2 0,2 ± 0,0 f 15,3 ± 0,2 e n.d.

OEv3 0,1 ± 0,0 gh 11,7 ± 0,3 f n.d.

I dati sono espressi come media di tre determinazioni ± deviazione standard.

n.d. = non determinabile, in quanto inferiore al limite di quantificazione (LOQ).

Lettere diverse nella stessa colonna indicano differenze significative nelle medie

(p ≤ 0,05).

Campione acidità libera numero di perossidi


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olio raffinato per il quale è stata rivelata la presenza di alchil esteri è il Raf2, per il quale si può ipotizzare un contenuto in alchil esteri molto elevato nell’olio grez-zo, che il trattamento di raffinazione non ha comple-tamente eliminato (oppure, verosimilmente, la fase di deodorazione è stata condotta ad una temperatura intorno a 180°C, per un tempo non elevato). Per gli oli repaso (Rep1, Rep2, Rep3, Rep4), nonché per il campione LampD (che contiene una percentuale di repaso), è stato riscontrato un contenuto totale in alchil esteri degli acidi grassi abbastanza elevato: tale presenza potrebbe interpretarsi quale indice di scarsa qualità della materia prima. Questi composti, infatti, si formano in seguito a fenomeni fermentativi e

degradativi di olive di scarsa qualità (surmature, dan-neggiate, conservate in condizioni non idonee prima della lavorazione), che comportano la produzione di alcol metilico ed etilico, insieme alla liberazione di aci-di grassi dai trigliceridi, con conseguente reazione di esterificazione [5]. Negli oli extravergini in esame (Fig. 1), gli alchil esteri risultano inferiori al limite di quan-tificazione (LOQ) (Tab. II): ciò è indice di un prodotto genuino e di buona qualità [7].

sQUALENECome si può notare dalla Figura 1, il contenuto in

squalene per gli oli grezzi (repaso e miscele disegno di lampante e repaso) era decisamente inferiore ri-

Figura 1 - confronto tra cromatogrammi relativi all’analisi del contenuto in alchil esteri, squalene ed aldeidi alifatiche a lunga catena nelle diverse tipologie di campioni oggetto dello studio (le sigle dei campioni sono riportate in tab. I). mE: metil esteri degli acidi grassi; EE: etil esteri degli acidi grassi; -al: aldeide alifatica a lunga catena; *: identificato in funzione del tempo di riten-zione


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tabella iii - contenuto in aldeidi alifatiche a lunga catena (c24-al e c26-al), espresso in mg lauril arachidato/kg olio, nei campioni esami-nati.

Campione C24-al C26-al

Lampd 51,14 121,41

Rafd1 n.d. 19,09

LampG 11,59 38,26

RafG n.d. 13,97

Rep1 35,50 117,76

Rep2 32,86 72,30

Rep3 80,19 126,29

Rep4 33,60 73,05

Rafd2 n.d. 17,89

Raf1 n.d. 11,46

Raf2 11,10 60,05

Raf3 51,14 8,05

OEv1 n.d. 12,81

OEv2 n.d. 22,86

OEv3 n.d. 14,57

I dati sono espressi come media di due determinazioni.

n.d. = non determinabile, in quanto inferiore al limite di quantificazione (LOQ).

spetto a quanto riscontrabile in un olio extravergine genuino, in accordo a quanto riportato in letteratura [8]. Allo stesso modo, come è possibile osservare an-cora nella Figura 1, il contenuto di squalene è decisa-mente inferiore nei campioni sottoposti a raffinazione rispetto ai repaso e al “disegno” (LampD).

ALdEIdI ALIfAtIchE A LUNGA cAtENAInteressante è l’andamento dell’aldeide alifatica a

lunga catena C24 (C24-al in Fig. 1) con tempo di ritenzione inferiore allo squalene, che risulta mag-giormente presente negli oli repaso e nel campio-ne disegno ed assente negli oli extravergini di oliva e nei raffinati, con l’eccezione ancora una volta del campione Raf2, che presentava anche contenuti più elevati in alchil esteri e squalene, rispetto agli altri raffinati, e del campione Raf3 (Tab. III).

Tutti i tracciati cromatografici della Figura 1 mo-strano la presenza di un picco che eluisce dopo lo squalene: C26-al. Anche tale picco è relativo ad un’aldeide alifatica a lunga catena, in questo caso a 26 atomi di carbonio, che appare presente gene-ralmente in quantità superiori negli oli repaso (Rep1, Rep2, Rep3, Rep 4) e nel campione disegno grezzo (LampD), mentre le concentrazioni negli oli raffina-ti sono inferiori (Tab. III). Tale composto è presente,

seppur in concentrazioni non elevate, anche negli oli extravergini esaminati

Sulla base dei tempi di ritenzione, si indica l’identi-ficazione del componente omologo superiore, a 28 atomi di carboni (C28-al) (Fig. 1).

Tale identificazione dei composti C24-al, C26-al e C28-al è basata sullo studio dei relativi spettri di massa e su quanto già noto [9] o riportato di recente in letteratura [10].

CONCLUSIONI

Il presente studio ha visto l’applicazione del para-metro relativo al contenuto totale in alchil esteri degli acidi grassi, già ampiamente valutato come indicato-re di qualità e genuinità degli oli extravergini di oliva, anche al settore degli oli da destinare alla raffinazio-ne. I risultati hanno mostrato come questo parame-tro possa fornire indicazioni utili a determinare anche la qualità degli oli da raffinare.

É inoltre importante sottolineare come la stessa procedura analitica impiegata per l’analisi degli alchil esteri permetta al contempo di quantificare anche altri analiti di interesse, quali lo squalene (il cui alto contenuto è correlato positivamente con la qualità del prodotto), nonché le aldeidi alifatiche a lunga ca-tena (che sembrano essere in relazione con la qua-lità ossidativa dei campioni di olio valutata mediante l’analisi del numero di perossidi).

Il presente studio, che ha considerato oli provenien-ti dal mercato internazionale, ha permesso anche di indagare, seppur in maniera preliminare, in merito alla qualità dei cosiddetti oli “disegno”, frutto di una miscela tra oli lampanti e repaso, evidenziando in tali oli un alto contenuto in alchilesteri, così come in al-deidi alifatiche a lunga catena.

Infine, per quanto riguarda lo squalene, composto maggioritario della frazione insaponificabile e di inte-resse per le riconosciute funzioni salutistiche, ne è stato messo in luce un ridotto contenuto nei lampan-ti e “repaso” rispetto ad oli extravergini ed una sua significativa diminuzione determinata dal processo di raffinazione.

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Cert, J. Chromatogr. A 983, 283–288 (2003).

Received September 06, 2010

Accepted November 02, 2010


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analysis of the mineral nutrient,chemical composition and distribution of fatty acids in the lipid classes of the seed oils of underutilized legumes from nigeria

The seeds and seed oils of Bauhinia monandra (BM) and Cassia fistula (CF) have been evaluated for their mineral nutrients and chemical compositions using stan-dard methods of analysis. Fatty acid composition and the distribution of the fatty acids in the different lipid classes was also examined using GC. The results of the AAS reveals K was the major mineral in the seed (985.60 ± 0.20 ppm) and oil (881.70 ± 1.10 ppm) of CF while Na has the highest concentration in the seed (815.00 ± 1.10 ppm) as well as the oil (720.00 ± 1.00 ppm) of BM. The carbohydrate and the protein content of the seeds of CF and BM are in the range 34-52% and 38-50% respec-tively. The iodine value of CF (128.61 ± 0.50 mg iodine/g) is higher than that of BM (107.26 ± 1.00 mg iodine/g). Neutral lipids were the predominant lipid class in the oils of both CF (90.10 ± 0.60%) and BM (89.70 ± 0.50%). C18:2 is the dominant fatty acid in the oil of CF (55.30 ± 0.50%) while C18:1 is the dominant fatty acid in the oil of BM (25.70 ± 0.20%). The distribution of the determined fatty acids varies from one lipid class to the other. The GC-MS of the unsaponifiable matters shows the presence of hydrocarbons, stigmasterol, phytol, campesterol, beta-sitosterol and cholesterol. The results from this present study suggest the seeds and oils of CF and BM should be considered as potential resources of important nutrients. Keywords: Fatty acids, glyceride, lipid, mineral nutrient, physicochemical property

ANALISI DEI NUTRIENTI MINERALI, COMPOSIZIONE CHIMICA E DISTRIBUZIONE DE-GLI ACIDI GRASSI NELLE CLASSI DI LIPIDI DEGLI OLI DI SEMI DI LEGUMI SOTTOUTI-LIZZATI DELLA NIGERIA.Sono stati valutati i nutrienti minerali e la composizione chimica di semi e oli di semi di Bauhinia monandra (BM) e Cassia fistula (CF) utilizzando metodi standard di ana-lisi. Sono state esaminate mediante GC anche la composizione in acidi grassi e la distribuzione degli acidi grassi nelle diverse classi di lipidi. I risultati della AAS rive-lano che K è l’elemento più importante nel seme di CF (985,60 ± 0,20 ppm) così come nell’olio (881,70 ± 1,10 ppm), mentre Na ha la più alta concentrazione nel seme di BM (815,00 ± 1,10 ppm), così come nell’olio (720,00 ± 1,00 ppm). Il contenuto in carboidrati e in proteine dei semi di CF e BM sono compresi nell’intervallo di 34-52% e 38-50% rispettivamente. Il numero di iodio di CF (128,61 ± 0.50 mg di iodio/g) è superiore a quello di BM (107,26 ± 1,00 mg di iodio/g). I lipidi neutri sono risultati essere la classe di lipidi predominante negli oli di entrambi (CF e BM), rispettivamente (90,10 ± 0,60%) e (89,70 ± 0,50%). C18:2 è l’acido grasso dominante dell’olio della CF (55,30 ± 0,50%), mentre C18:1 è l’acido grasso dominante dell’olio della BM (25,70 ± 0,20%). La distribuzione degli acidi grassi varia da una determinata classe di lipidi all’altra. La GC-MS della materia insaponificabile mostra la presenza di idrocarburi, stig-masterolo, fitolo, campesterolo, beta-sitosterolo e colesterolo. I risultati di questo studio suggeriscono che i semi e gli oli di CF e BM possono costituire una risorsa potenziale. Parole chiave: Acidi grassi, gliceride, lipidi, nutrienti minerali, proprietà fisico-chi-mica.

A. Adewuyi*, R.A. Oderinde

Industrial Unit Department of Chemistry

University of IbadanIbadan Oyo State, Nigeria

*CORRESPONDING AUTHORDr. A. Adewuyi

Phone +234 8035826679e-mail: [email protected]


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INTRODUCTION

Many seeds are edible and the majority of hu-man calories come from seeds, especially from cereals, legumes and nuts. Seeds also provide most cooking oils, many beverages and spices and some important food additives. Vegetable fats and oils are substances derived from plants that are composed of triglycerides. This includes not only edible, but also inedible vegetable fats and oils used in lubricants, paints, cosmetics, pharma-ceuticals, and other industrial purposes [1]. Lack of information on the composition and utilization of the many and varied oil seeds indigenous to the tropics are more of a problem than the real shor-tage of oils [2].

Legumes are plants in the family Fabaceae (or Leguminosae). Bauhinia monandra (BM) and Cas-sia fistula (CF) are two plants that belong to this family. Cassia fistula A is a medium-sized tree of about 15 m high height producing a bole of 4-5 m long, with a crown bearing, when in flower, abun-dant racemes over 25 cm long of showy sulphur-yellow flowers. The tree is extremely beautiful when in flower. It is to be found as an ornamental plant in gardens. The fruit-pods are cylindrical and pendu-lous, 25-50 cm long by 1.5-3.0 cm in diameter. The seeds may number up to 100 per pod embedded in a blackish pulp which is used as domestic reme-diation for constipation [3]. Bauhinia monandra is a round-crowned tree with smooth gray bark, com-monly cultivated in tropical areas. The seeds are about 0.8-1.3 cm long by 0.4-0.8 cm in diameter [4] and after being ingested by birds and animals, are expelled and spread around.

Currently, large amounts of non conventional seeds are discarded as waste yearly. This attitu-de not only negates the use as potentially valuable resources but also aggravates an already serious disposal problem [5]. To be economically viable, both oil and meal from these fruit seeds must be utilized. To achieve the most economical and efficient utilization of these seeds and oils, more information on their properties and composition is required. In response to these needs, two non conventional plants were investigated for the mi-neral and proximate compositions of their seeds, physico-chemical properties, fatty acid composi-tion and fatty acid distribution in the different lipid classes of their oils.


mAtERIALsThe mature seeds of Bauhinia monandra and Cassia

fistula were collected from the trees grown at the nor-th campus of The Polytechnic of Ibadan, Ibadan, Oyo state, Nigeria. They were identified at the herbarium unit, Botany Department University of Ibadan. Pre-coa-ted TLC silica gel plates (20 x 20 cm silica gel 60 F254, 0.25 mm thickness) were procured from Merck, Dar-mstadt, Germany. Silica gel (60-120 mesh) for column chromatography was purchased from Acme Synthetic Chemicals, Mumbai, India. All solvents and chemicals used in this study were of analytical grade and were purchased from S.D. Fine Chemicals, Mumbai.

mINERAL dEtERmINAtIONMetals determined were lead, cadmium, copper,

zinc, iron, magnesium, calcium, sodium, potassium and manganese. This was achieved by digesting the samples using 5 ml (2:1) of 69.40% w/w nitric acid and 90.00% w/w perchloric acid [6]. These metals were analyzed by atomic absorption spectrophoto-metry (Perkin-Elmer, GMBH, Ueberlingen, Germany).

PROxImAtE ANALysIsProximate analysis was carried out as described by

the Association of Official Analytical Chemist [7].

PhysIcOchEmIcAL ANALysIsThe dried seeds of Bauhinia monandra (BM) and

Cassia fistula (CF) were extracted with n-hexane for 10 hr using soxhlet extractor [8]. The extracted oils were immediately analyzed for iodine value, peroxide value, saponification value, acid value and unsaponi-fiable matter by the method described by the Asso-ciation of Official Analytical Chemist [9]. Estimation of the percentage free fatty acids as oleic acid was done following the method described by Oderinde [10]. The refractive indices of the oils (at 25°C) were determined with Abbe refractometer [11] and the specific gravity measurements were also carried out at 25°C using gravity bottles. Visual inspection was used to note the state and colour of the oils at room temperature [12].

fAtty AcId cOmPOsItIONThe fatty acid profile of these seed oils were obtained

as fatty acid methyl esters. These were prepared by using 2% sulphuric acid in methanol. The esters were extracted into ethyl acetate and washed free of acid


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and dried over anhydrous sodium sulphate. The dried esters were further concentrated using a rotary evapo-rator and finally analyzed using GC. This was carried out using an Agilent 6850 series gas chromatography equipped with FID detector. A DB- 225 capillary colu-mn was used with the injector and detector tempera-ture maintained at 230oC and 250oC respectively with a split ratio of 50:1 and the carrier gas being nitrogen at a flow rate of 1.5 mL/min. The column temperature was initially maintained at 160oC for 2 min, increased to 180oC, then further increased to 230oC at 4oC/min and finally maintained for 10 min at 230oC. The pre-sence of these fatty acids were further confirmed by injecting the methyl esters into a GC-MS equipped with an HP-1 MS capillary column (non polar column) operating in the EI mode. Structural assignments of the fatty acids were made based on interpretation of mass spectrometric fragmentation and confirmation by comparism of retention time as well as fragmenta-tion pattern of authentic compounds and the spectral data obtained from the Wiley and NIST libraries.

fAtty AcId dIstRIBUtION ANd LIPId cLAssEsLipid classes were separated on a 1 g scale into

neutral lipids, glycolipids and phospholipids by silica gel column chromatography using a glass column 20 cm x 2 cm OD packed with 30 g activated sili-ca gel (60-120 mesh). Neutral lipids, glycolipids and phospholipids were eluted successively using chlo-roform, acetone and methanol respectively. The lipid fractions were screened by TLC for the identification of components using hexane – ethyl acetate (90:10, v/v) as developing solvent for neutral lipids. Glycolipi-ds and phospholipids were qualitatively identified by using chloroform – methanol – water (65: 25: 4, v/v/v) and spraying with α-naphthol and ammonium molyb-date – perchloric acid, as spray reagents respectively [13]. The individual fractions were evaporated under vacuum to remove solvent and weighed for quantifica-tion. The individual lipid fractions were converted into fatty acid methyl esters by refluxing with 2% methanol sulphuric acid for 6 h. The esters were extracted into ethyl acetate, washed with distilled water and dried over anhydrous sodium sulphate and the fatty acid profile analyzed using GC as described above.

IsOLAtION ANd IdENtIfIcAtION Of UNsAPONIfIABLEs2 g of the oil was dissolved in 25 ml of 2 M ethanolic

potassium hydroxide and refluxed for 1 h. The reaction mixture was later diluted to 150 ml with distilled water

and transferred into a separating funnel. The unsa-ponifiable were then extracted three times with 50 ml diethylether. The ether extract was first washed with 100 ml aqueous solution of 0.5 M potassium hydro-xide in order to remove any residual fatty acids. This was further washed and cleaned with distilled water until it was free of potassium hydroxide, dried over anhydrous sodium sulphate and concentrated using a rotary evaporator. The unsaponifiables were identi-fied using a GC-MS. This was achieved using Agilent (Palo Alto, USA) 6890N gas chromatography equip-ped with an HP-1 MS capillary column connected to an Agilent 5973 mass spectrometer operating in the EI mode (70ev; m/z 50-550; source temperature 230oC and quadruple temperature 150oC). Structural assi-gnments were made based on interpretation of mass spectrometric fragmentation and confirmation by comparism of retention time as well as fragmentation pattern of authentic compounds and the spectral data obtained from the Wiley and NIST libraries.

stAtIstIcAL ANALysIs All data were analyzed by one – way ANOVA (P <

0.05) and least significant differences between treat-ment means were determined by Duncan’s multiple – range test (P < 0.05) [14].


PROxImAtE cOmPOsItION Of cf ANd BmThe proximate composition of these studied seeds

revealed carbohydrate and protein to be high in the seeds as shown in Table I.

Carbohydrate was 51.39 ± 0.20% in CF and 49.44 ± 0.50% in BM. Crude protein was found to be 34.60 ± 0.50% in CF and 38.75 ± 0.20% in BM. They are good sources of these two important classes of food. These classes of food can be isolated from these see-ds for further application. There is no significant diffe-rence in all the values obtained for both CF and BM

table i - Proximate composition (%) of the seeds of cf and Bmassay CF bmcrude fat 5.10 ± 0.10a 4.01 ± 0.50b

crude protein 34.60 ± 0.50a 38.75 ± 0.20a

crude fibre 4.11 ± 0.04a 3.20 ± 0.50b

Ash 3.20 ± 0.20a 3.30 ± 0.20a

moisture 1.60 ± 0.20a 1.30 ± 0.50a

carbohydrate 51.39 ± 0.20a 49.44 ± 0.50a

values are mean±standard deviation of triplicate determinations. data in a row with different letters are statistically different according to dmRt (P ≤ 0.05).


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except for the crude fat content and crude fibre con-tent. The moisture content was found low. It was 1.60 ± 0.20% in CF and 1.30 ± 0.50% in BM. The crude fat was 5.10 ± 0.10% in CF and 4.01 ± 0.50% in BM. The crude fibre is important in dietary evaluation; hel-ping the body to maintain regular intestinal peristalsis movement. The ash content was higher in BM (3.30 ± 0.20%) than in CF (3.20 ± 0.20%). This is an esti-mation of the inorganic residue left in the seeds after the removal of water and organic matter which can be used to determine the quality, microbiological stability, nutrition and processing of the seeds. The possibility of using these seeds in compounding of feed will be dependent on some other factors like the presence of antinutritional factors and their digestibility [15].

PhysIcO-chEmIcAL PROPERtIEs Of cf ANd BmThe result of the physico-chemical characterization

of CF and BM is presented in Table II.

The visual inspection of the oils revealed CF to be light yellow and BM to be golden yellow. The acid values for CF and BM are 6.73 ± 0.20 mgKOH/g and 8.10 ± 0.50 mgKOH/g respectively. The free fatty acid is higher in BM (4.07 ± 0.10%) than in CF (3.38 ± 0.10%). This is indicative of the freshness and sta-bility of the oils. The acid value on the other hand was obtained to be 8.10 ± 0.50 mgKOH/g in BM and 6.73 ± 0.20 mgKOH/g in CF. The saponification va-lues of the BM and CF are 185.00 ± 0.50 mgKOH/g and 196.00 ± 0.60 mgKOH/g respectively. The iodi-ne value was higher in CF (128.61 ± 0.50 mg iodi-ne/g) than in BM (107.26 ± 1.00 mg iodine/g). This expresses a higher level of unsaturation in CF than in BM; the higher this value the less stable, softer and more susceptible to oxidation and rancidification the oil is. It also indicates the predominance of unsatura-

ted fatty acids in CF. Peroxide value was 5.11 ± 0.20 mgO2/g Oil in CF and 6.80 ± 0.20 mgO2/g Oil in BM. This is used as a measure of the extent of rancidity in oils. This value is higher in CF than in BM and signi-ficantly different from one another. The unsaturation of CF is higher than that of BM, this value obtained also shows the susceptibility of unsaturated oils to oxidative rancidity and the role of autoxidation. These values are lower than values stipulated for rancid oil which ranges from 20.00 to 40.00 mgO2/g Oil [16]. The refractive index which is the ratio of the velocity of light in vacuum to the velocity of light in a medium was found to be 1.4810 ± 0.10 in CF and 1.3910 ± 0.50 in BM. This refractive index is an indication of the level of unsaturation of the oils. The value obtai-ned is also in accordance with that found in CF for iodine value which is higher than that of BM since double bonds (unsaturation) increase the refractive index of organic compounds by reducing the angle of refraction in relation to the angle of incidence and the higher the unsaturation the greater the effect of reducing the refraction angle [17].

LIPId cLAssEs ANd fAtty AcId cOmPOsItION Of cf ANd BmNeutral lipids are the dominant lipid class found in

the oils of both CF (90.10 ± 0.60%) and BM (89.70 ± 0.50%) with CF having the highest value as presen-ted in Table III.

Glycolipids were found to be 9.20 ± 0.80% in CF and 10.10 ± 0.20% in BM while the phospholipids have the least value of 0.7 ± 0.50% in CF and 0.20 ± 0.10% in BM. The distribution of these lipid classes are similar in both oils studied with neutral lipids ha-ving the highest percentage constituents followed by glycolipids and the least being the phospholipids.

The fatty acid composition is shown in Table IV. C18:2 is the dominant fatty acid in CF (55.30 ±

0.50%) while C18:1 is the dominant fatty acid in BM (25.70 ± 0.20%). C12:0 and C14:0 were not detected in BM but were found in CF to be 0.40 ± 0.30% and 0.40 ± 0.20% respectively. C20:1 was found to be

table iii - Lipid classes (%)a of the oils from cf and Bm

parameter CF bm

Neutral lipids 90.10 ± 0.60 89.70 ± 0.50

Glycolipids 9.20 ± 0.80 10.10 ± 0.20

Phospholipids 0.7 ± 0.50 0.20 ± 0.10a)values are mean ± standard deviation of duplicate determinations

table ii - Physico-chemical characterization of the oils from cf and Bm parameter CF bmcolor Light yellow Golden yellowAcid value (mgKOh/g) 6.73 ± 0.20a 8.10 ± 0.50b

free fatty acid (%) 3.38 ± 0.10a 4.07 ± 0.10b

saponification value(mgKOh/g) 196.00 ± 0.60a 185.00 ± 0.50 b

Iodine value (g iodine/100g) 128.61 ± 0.50a 107.26 ± 1.00b

Unsaponifiable matter (%) 1.34 ± 0.20a 0.87 ± 0.50a

Peroxide value (mgO2/g Oil) 6.80 ± 0.20a 5.11 ± 0.20b

Refractive index (250c) 1.4810 ± 0.10a 1.3910 ± 0.50a

specific gravity (250c) 0.9661 ± 0.02a 0.9110 ± 0.10a

state at room temperature Liquid Liquidvalues are mean ± standard deviation of triplicate determinations. data in a row with different letters are statistically different according to dmRt (P ≤ 0.05)


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table iv - fatty acid composition (%)a of cf and Bm seed oil

Fatty acids CF bm

12.0 0.40 ± 0.30 Nd

14:0 0.40 ± 0.20 Nd

16:0 16.50 ± 0.50 16.50 ± 0.20

16:1 0.30 ± 0.60 Nd

18:0 8.10 ± 0.50 7.50 ± 0.50

18:1 15.50 ± 0.80 25.70 ± 0.20

18:2 55.30 ± 0.50 17.90 ± 0.70

18:3 0.60 ± 0.30 4.30 ± 0.20

20:0 1.10 ± 0.10 1.30 ± 0.50

20:1 Nd 1.10 ± 0.30

22:0 0.80 ± 0.20 16.10 ± 0.20

24:0 1.00 ± 0.20 9.60 ± 0.30

Unsaturated 71.70 49.00

saturated 28.30 51.00a) values are mean ± standard deviation of duplicate determinations.

Nd = Not detected

1.10 ± 0.30% in BM but not detected in CF. Also C16:1 was not detected in BM but found in CF (0.30 ± 0.60%). The presence of these determined fatty aci-ds varies in the oil of CF and BM. C22:0 was found to be 16.10 ± 0.20% in BM where as it was obtained to be 0.80 ± 0.20% in CF. Also C24:0 was found higher in BM (9.60 ± 0.30%) than in CF (1.00 ± 0.20%). The high iodine value obtained in CF as shown in Table II

table v - fatty acid distribution (%)a in the lipid of cf and Bm

CF bm

Fatty acids nl gl pl nl gl pl

12:0 0.2 ± 0.1 0.8 ± 0.5 1.3 ± 0.2 Nd Nd Nd

14:0 0.2 ± 0.1 1.1 ± 0.1 2.3 ± 0.1 Nd Nd Nd

16:0 15.0 ± 0.3 20.9 ± 0.5 31.4 ± 0.5 16.4 ± 0.3 29.6 ± 0.5 39.5 ± 0.6

16:1 0.2 ± 0.1 0.2 ± 0.2 1.7 ± 0.3 Nd Nd Nd

18:0 7.7 ± 0.5 9.4 ± 0.1 8.8 ± 0.5 12.2 ± 0.5 14.6 ± 0.5 15.1 ± 0.2

18:1 23.4 ± 0.1 20.0 ± 0.3 20.6 ± 0.1 16.8 ± 0.2 15.6 ± 0.5 23.4 ± 0.5

18:2 48.6 ± 0.2 38.5 ± 0.2 28.8 ± 0.5 50.7 ± 0.5 34.7 ± 0.2 22.0 ± 0.3

18:3 1.1 ± 0.2 1.3 ± 0.5 2.0 ± 0.2 0.2 ± 0.1 1.0 ± 0.2 Nd

20:0 1.2 ± 0.1 1.3 ± 0.5 0.8 ± 0.4 1.9 ± 0.3 1.9 ± 0.1 Nd

20:1 Nd Nd Nd 0.1 ± 0.1 Nd Nd

22:0 0.9 ± 0.1 1.6 ± 0.2 2.3 ± 0.2 0.9 ± 0.5 2.1 ± 0.1 Nd

24:0 1.5 ± 0.3 4.9 ± 0.2 Nd 0.8 ± 0.1 0.5 ± 0.1 Nd

Unsaturated 73.3 60.0 53.1 67.8 51.3 45.4

saturated 26.7 40.0 46.9 32.2 48.7 54.6a) values are mean ± standard deviation of duplicate determinations.

Nd = Not detected, NL = Neutral lipids, GL = Glycolipids, PL = Phospholipids

also reflects in the unsaturation of the fatty acid com-position of the oils. The unsaturation of CF (71.70%) is higher than that of BM (49.00%). Though CF and BM belong to the same plant species, the presence and accumulation of fatty acid defers in their oils.

fAtty AcId dIstRIBUtION IN thE dIffERENt LIPId cLAssEs Of cf ANd Bm

The result of the distribution of the fatty acids in the different lipid classes of CF and BM is presented in Ta-ble V. C18:2 was found predominantly in the different lipid classes of BM whereas C18:1 had the highest percentage composition in the total oil of the same oil (BM). It was found to be 50.7 ± 0.5%, 34.7 ± 0.2% and 22.0 ± 0.3% in the neutral lipids, glycolipids and phospholipids respectively. C18:2 was also found do-minating the lipid classes of CF. The neutral lipids (48.6 ± 0.2%), glycolipids (38.5 ± 0.2%) and phospholipids (28.8 ± 0.5%) contained it in different amount. Neutral lipid accumulates the C18:2 fatty acid in major amount

compared to the glycolipids and the phospholipids. C18:3 was not detected in the phospholipids of BM but only in the glycolipids (1.0 ± 0.2%) and neutral li-pids (0.2 ± 0.1%). C20:0, C22:0 and C24:0 were not detected in the phospholipids of BM also. C20:1 was only detected in the neutral lipids (0.1 ± 0.1%) of BM but not detected in the glycolipids and the phospholipi-ds. The fatty acids are distributed across the lipid clas-


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ses of CF except for C24:0 which was not detected in the phospholipids but only in the neutral lipids (1.5 ± 0.3%) as well as the glycolipids (4.9 ± 0.2%). The phospholipids accumulated C16:0 in higher amount than the other lipid classes in both CF and BM. The unsaturation of CF was found higher in the neutral li-pids (73.3%) than the total oil (71.70%) also in BM, it was found higher in the neutral lipids (67.8%) than the total oil (49.00%).

IsOLAtION ANd IdENtIfIcAtION Of UNsAPONIfIABLEs Of cf ANd Bm

Table VI presents the GC-MS results of the un-saponifiables of CF and BM. They include some hydrocarbons such as Tetracosane, Docosane and Octadecene found in both CF and BM. Other hydro-carbons found in CF are Eicosene, Docosene, Cyclo-tetracosane, Tetracosahexaene and Hopane while BM contains Eicosane, Octadecane, Heneicosane, Tricosane and Tetradecane. Phytol was also identi-fied in the unsaponifiables of both CF and BM. Stig-masterol and Beta-sitosterol were found in CF and BM. CF contains Campesterol, Dodecatrienol and Cholesterol which were not found in BM.

NUtRItIONAL ANd tRAcE mEtAL cOmPOsItION Of thE sEEd ANd sEEd OIL Of cf ANd Bm

Na, Mg, K, Ca, Fe, Mn, Zn, Cu, Cd and Pb were determined in the seeds and oils of CF and BM using Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS). The results obtained are presented in Table VII.

There is significant difference among all the values obtained. K has the highest concentration in the seed (985.60 ± 0.20 ppm) of CF and the oil (881.70 ± 1.10

table vi - Unsaponifiable composition of cf and Bm seed oilCF bmOctadecene EicosaneEicosene OctadecanePhytol Octadecenedodecatrienol heneicosanedocosene Phytolcyclotetracosane docosanecampesterol tricosanestigmasterol tetracosaneBeta-sitosterol tetradecanetetracosane stigmasteroltetracosahexaene Beta-sitosteroldocosane dodecatrienol hopane cholesterol

ppm) while Na is the major mineral nutrient in the seed (815.00 ± 1.10 ppm) of BM and the oil (720.00 ± 1.00 ppm). The abundance of these metals in the seeds and oils makes them good sources of these nutritional elements. Cd has the least concentration in the seed (0.04 ± 0.50 ppm) of CF but it was not detected in the oil of CF indicating that it was not extracted along with the oil. Also Cd has the lowest concentration in the seed (0.1 ± 0.10 ppm) as well as the oil (0.01 ± 0.20 ppm) of BM. Mn is the range 10 to 41 ppm in the seeds and oils of CF and BM. This metal functions as cofactor for a number of enzymes in higher organisms where they are essential in the detoxification of superoxides of free radicals [18]. It is also important in photosynthetic oxygen evolution in chloroplast in plant [19]. Zn was found higher in the seed of BM (62.30 ± 1.00 ppm) than that of CF (56.07 ± 0.50 ppm) while the oil of CF (30.20 ± 0.10 ppm) contained Zn in higher amount than that of BM (20.10 ± 0.20 ppm). Mn and Zn are found in some enzymes, they are essential mineral in plants, animals and microorganisms [20]. Fe ranged from 120 to 412 ppm in the seeds and oils of CF and BM. This mineral nutrient is important to nearly all organisms, playing a vital role in oxygen exchange during respiration. Pb was detected in small amount in the seeds, the amount extracted from the seeds into the oils is low. It was found as 1.20 ± 0.20 ppm in the seed of CF and 0.80 ± 0.50 ppm in the seed of BM while it was 0.05 ± 0.10 ppm in the oil of CF and 0.05 ± 0.50 ppm in the oil of BM.

CONCLUSION

In conclusion, our present investigation reveals the proximate composition, mineral nutrient composition and physico-chemical characterization of the seed and oils of CF and BM. The results of the study also show the fatty acid composition and fatty acid distri-bution in the different lipid classes of the oils of CF and BM. The findings of our study suggest the seeds and oils of CF and BM are potential resources of im-portant nutrients.

ACKNOWLEDGMENT

The authors would like to thank the Third World Academy of Sciences (TWAS) and India Institute of Chemical Technology (IICT) for their support and for allowing the use of materials and equipments. The


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table vii - Nutritionally valuable and trace metals (ppm) of cf and Bm

seed oil

metal CF bm CF bm

Na 610.20 ± 1.00a 815.00 ± 1.10b 540.10 ± 0.50c 720.00 ± 1.00d

K 985.60 ± 0.20a 798.20 ± 0.20b 881.70 ± 1.10c 650.50 ± 0.50cd

ca 506.10 ± 0.10a 302.25 ± 0.10b 385.00 ± 0.20c 201.10 ± 0.20d

mg 250.30 ± 0.10a 176.45 ± 0.50b 182.20 ± 0.50c 80.60 ± 0.10d

fe 411.40 ± 0.20a 332.10 ± 0.50b 347.00 ± 0.10c 120.10 ± 0.50d

cu 2.02 ± 0.10a 1.80 ± 0.10ab 0.40 ± 0.30c 0.20 ± 0.20d

zn 56.07 ± 0.50a 62.30 ± 1.00b 30.20 ± 0.10c 20.10 ± 0.20d

mn 31.10 ± 0.10a 40.20 ± 0.20b 10.20 ± 0.50c 15.10 ± 0.10d

Pb 1.20 ± 0.20a 0.80 ± 0.50b 0.05 ± 0.10c 0.05 ± 0.50cd

cd 0.04 ± 0.50a 0.1± 0.10b Nd 0.01± 0.20ac

Average concentration ± standard deviation of triplicate determinations (ppm) (mg/kg)

Nd= Not detected. data in a row with different letters are statistically different according to dmRt (P ≤ 0.05).

authors are also grateful to Dr. J.S. Yadav (Director, Indian Institute of Chemical Technology, India) for his sustained interest in this project.

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Received March 10, 2010

Accepted May 14, 2010


97

antioxidant activity of caffeic and chlorogenic acids in refined sunflower oil

E. Marinova*, K. Seizova,I. Totseva, N. Yanishlieva

Institute of Organic Chemistry Centre of Phytochemistry

Bulgarian Academy of Sciences Sofia, Bulgaria

*CORRESPONDENCE: Dr.ssa Emma Marinova

Institute of Organic ChemistryCentre of Phytochemistry

Bulgarian Academy of SciencesAcad. G. Bonchev Str.,bl. 9

1113 Sofia, BulgariaPhone: +359 2 9606 173

Fax: +359 2 8700 225 e-mail: [email protected]

The antioxidant activity and mechanism of action of caffeic and chlorogenic acids during oxidation of refined sunflower oil were investigated. The effects of the acids within the concentration range 50-2000 ppm were studied. The main kinetic parameters [induction period (IP), stabilization factor (F), oxidation rate (W

inh),

mean rate of inhibitor consumption (WInH

), content of conjugated dienes (A232nm

) were determined. The results showed that antagonism between caffeic (CA) and chlorogenic (CHA) acids and α-tocopherol - the main antioxidant in refined sun-flower oil exist. The analysis of the kinetic data allowed a supposition to be made that caffeic acid and α-tocopherol acted as antioxidants simultaneously and a reduction of their capacities were observed. Chlorogenic acid was inactive during these oxidation conditions.Keywords: Antioxidant activity, caffeic acid, chlorogenic acid, α-tocopherol, sun-flower oil

ATTIVITÀ ANTIOSSIDANTE DEGLI ACIDI CAFFEICO E CLOROGENICO IN OLIO DI GI-RASOLE RAFFINATOIn questo lavoro sono stati studiati l’attività antiossidante e il meccanismo di azione degli acidi caffeico e clorogenico durante l’ossidazione di olio di girasole raffinato nell’intervallo di concentrazione 50-2000 ppm. Sono stati determinati i principali parametri cinetici: il periodo di induzione (IP), il fattore di stabilizzazio-ne (F), la velocità di ossidazione (W

inh), la velocità media del consumo dell’inibitore

(WInH

) e il contenuto dei dieni coniugati (A232nm

). I risultati hanno indicato che esi-ste un antagonismo tra gli acidi caffeico (CA), clorogenico (CHA) e l’α-tocoferolo- principale antiossidante nell’olio di girasole raffinato. L’analisi dei dati cinetici lascia supporre che l’acido caffeico e l’ α-tocoferolo abbiano agito come antios-sidanti simultaneamente; si è inoltre osservata una riduzione delle loro capacità. Durante queste condizioni di ossidazione l’acido clorogenico era inattivo.Parole chiave: Attività antiossidante, acido caffeico, acido clorogenico, α-tocofe-rolo, olio di girasole


98

INTRODUCTION

Edible vegetable oils such as sunflower oil hold an important place in human nutrition. The development of oxidative rancidity or autoxidation is the decisive factor affecting the storage life and the use of edible oils, thus oxidative rancidity prevention is of economic and health importance. The application of antioxidants is one of the simplest ways to reduce this process. Besides delaying oxidation, inhibitors protect vitamins and other unsaturated micro components in oils [1]. There is an increased interest for natural antioxidan-ts to enrich oils towards reducing lipid oxidation [2]. Sunflower oil is rich in tocopherols and almost free of phenolic compounds. Previous investigations have shown that it is difficult to improve, to any great ex-tent, the oxidative stability of sunflower oil by adding antioxidants, because its tocopherol concentration is close to the optimum [3]. Usually, sunflower oil stabi-lity is enhanced using plant extracts or synergists of tocopherols [4, 5]. It was established that primrose ex-tracts could extend the sunflower oil shelf-life [6]. Our previous investigations showed that ethanol extract from Saturejae hortensis L. is a suitable antioxidant for stabilization of sunflower oil [7]. The best antioxidative effect (F = 2.5) has been achieved using a mixture of 0.05% ascorbyl palmitate and 1% lecithin [8]. On the other hand, Judde et al. [9] found that the antioxidant protection of lecitin was not effective for sunflower oil. A positive antioxidant effect was obtained for propyl caffeate and propyl hydrocaffeate during autoxidation of refined sunflower oil. A chain-breaking mechanism was proposed for the antioxidant activity of propyl phenolic esters [10]. Sunflower seeds are rich in phe-nols especially chlorogenic and caffeic acids, while these compounds are present only in trace amounts in sunflower oil. De Leonardis et al. [11] demonstrated

that the phenols present in sunflower seeds can be considered natural antioxidants suitable for stabilizing the oxidation of cold-pressed sunflower oil.

The aim of the present study was to investigate the antioxidant activities and mechanisms of action of caf-feic and chlorogenic acids (Fig. 1) in refined sunflower oil and to clarify the co-action of these acids and α-to-copherol (the main antioxidant in sunflower oil).


mAtERIALs− Commercial sample of sunflower oil (from Sofia

market, Bulgaria) was used.− Pure triacylglycerols of sunflower oil (TGSO) were

obtained by cleaning sunflower oil sample from pro- and antioxidants and trace metals by adsorption chro-matography [12]. Briefly, the lipid substrate (100 g in 1000 ml distilled hexane) was passed through a (2 cm i.d.) column filled with 70 g alumina (type 507C, neu-tral, activity stage II, Fluka, Buchs, Switzerland) acti-vated at 180°C for 4 h. The obtained triacylglycerols were collected in nitrogen in the dark and were stored under nitrogen at -20°C. The TGSO were found to contain undetectable amounts of tocopherols (HPLC, <0.5 ppm) and iron and copper (atom absorption spectroscopy, <0.01 and 0.001 ppm, respectively). Control oxidation experiments at 80°C in the presence of 0.01% and 0.02% citric acid demonstrated that the chelating agent had no effect on the oxidation kinetics. Initial peroxide value (PV) was zero.

− Caffeic acid, chlorogenic acid and α-tocopherol were from E. Merck (Darmstadt, Germany).

mEthOds- Gas chromatographyGas chromatography of the fatty acid methyl esters

Figure 1 - chemical structure of the investigated acids

caffeic acid chlorogenic acid


99

was performed on a Shimadzu GC-17A gas chroma-tograph (Shimadzu Corp., Kyoto, Japan) equipped with a 30 m x 0.25 mm x 0.25 μm INNOWAX capillary column (Agilent Technologies, USA). The temperatu-re gradient started from 165°C increased to 230°C with 4°C/min and held at this temperature for 15 min; injection volume was 1 μl. Injector and detector tem-peratures were 260°C and 280°C respectively. Nitro-gen was the carrier gas at flow rate 0.8 ml/min. The analyses were performed in triplicate.

- High performance liquid chromatographyThe tocopherol content of sunflower oil was deter-

mined by normal - phase HPLC [13], using a Merck - Hitachi (Darmstadt, Germany) apparatus equipped with a L-6000 pump and a Merck Hitachi F-1050 fluorescence detector (λex= 295 nm, λem= 330 nm). A column with Nucleosil Si-50, 250 x 4 mm (Macherey - Nagel, Düren, Germany), and hexane:dioxane (96:4) elution system with a rate of 1 ml/min was used.

- Oxidation procedureOxidation at 100°C (± 0.2°C) was carried out by

blowing air through the samples (2 g) in the dark at a rate of 50 ml/min. Under these conditions the pro-cess took place in a kinetic regime, i.e. at a sufficiently

high oxygen concentration at which the diffusion rate does not influence the oxidation rate. The process was followed by withdrawing samples at measured time intervals, estimating the degree of oxidation by iodometric determination of peroxide value, PV [14], and measuring the content of conjugated dienes, CD, by UV spectroscopy.

- KineticsKinetic curves of PV accumulation were plotted.

All of them represent a mean result of three inde-pendent experiments. The effectiveness of the an-tioxidants was estimated on the basis of the induc-tion period (IP) determined by the method of the tangents to the two parts of the kinetic curves [15]. The rates of non-inhibited Wnoninh (control sample) and inhibited Winh oxidation were found from the tangents to the initial phase of the kinetic curves of peroxide accumulation. [16].

Content of conjugated dienes (CD) were deter-mined by dissolving weighed samples in iso-octa-ne and reading the sample absorbance at 232 nm (A232), using a Cecil Series 8000 UV/VIS double-beam scanning spectrophotometer (Cecil Instruments Ltd., Cambrige, United Kingdom). The A232 (0.1%) was calculated from the absorbance reading.

scheme 1 - Non-inhibited oxidation scheme 2 - Inhibited oxidation


100

- Statistical analysisThe coefficient of variation for the PV determination

was 7-8% irrespective of the measured value. The re-ported values for the IP were a mean result from three independent experiments. The coefficient of variation ranged from 6-13% and was inversely related to the induction period. The Wnoninh and Winh were varying by no more than 5%. Linear relationship between PV and CD was obtained using the Linear fit tool of Ori-gin 6.1 software (OriginLab Corporation, One Roun-dhouse Plaza, Northampton MA, USA).


The fatty acid composition of sunflower oil was as follows: palmitate 6%, stearate 5%, oleate 25%, li-noleate 64%. The sunflower oil contained 518 ppm α-tocopherol, 20 ppm β-tocopherol, and 5 ppm γ-tocopherol. The initial PV was 2.8 meq/kg.

The introduction of an antioxidant (inhibitor, InH) into the oxidizing lipid system leads to a change in mechanism of the process and, as a result, in pro-cess kinetics (Schemes 1 and 2). The effect of the inhibitor InH depends on the participation of its mole-cule and the radicals formed from the latter in a series of reactions (Scheme 2) [17]. In the Schemes 1 and 2 LH is the oxidizing lipid substrate and LO2

• is the pero-xide radical.

The peculiarities of the inhibitor action are described by two kinetic characteristics [18]: (I) effectiveness, re-presenting the possibility of blocking the radical chain process by interaction with peroxide radicals [reaction

(7)], which is responsible for the duration of the induc-tion period IP, and (II) strength, expressing the possibi-lity for the inhibitor moieties to participate in other reac-tions, e.g. (7), (10), (11), (12), (14), which may lead to a change in oxidation rate during the IP. A measure of the effectiveness is the stabilization factor F (IPinh/IP0).

The mean rate of inhibitor consumption, WInH [19] is determined according to the formula:

WInH = [InH]0 / IPinh – IP0 (I)Figure 2 illustrates the kinetic curves of peroxide ac-

cumulation during oxidation of refined sunflower oil (1) and a model lipid system, representative for sunflower oil (TGSO containing 500 ppm α-tocopherol) (2). The lengths of the IPs determined were 7.5 ± 0.7 h and 7.0 ± 0.7 h respectively. In Figure 3 the correlation between

Figure 2 - Kinetic curves of peroxides accumulation during oxidation of refined sunflower oil (1) and tGsO containing 500 ppm α-tocopherol (2) at 100oc

Figure 3 - correlation between the absorbance of conjugated diene structures, A232 (0.1%), and the concentration of peroxides, Pv (meq/kg), during oxidation of refined sunflower oil and tGsO containing 500 ppm α-tocopherol at 100oc

time (h)

Pv (m

eq kg

-1)

cd (A

232nm

0.1

%)

cd (A

232nm

0.1

%)

Pv (meq kg-1)

Pv (meq kg-1)


101

the contents of CD [A232nm (0.1%)] and peroxides (PV) of (1) and (2) are presented. The PV and CD values measured were strongly correlated, and the slopes of the regression line for (1) and (2) were 0.120 and 0.121 respectively. These results have demonstrated that in refined sunflower oil α-tocopherol is the basic active antioxidant.

AccUmULAtION Of PEROxIdEs

- Caffeic acid (CA)Figure 4 illustrates the kinetic curves of peroxide

accumulation during oxidation of sunflower oil in the presence of different concentrations of caffeic acid. The kinetic parameters, obtained after processing

Figure 4 - Kinetic curves of peroxides accumulation during oxidation of refined sunflower oil at 100oc in the presence of different concentra-tions of caffeic acid:1 = 2.8 x 10-4 m (50 ppm); 2 = 5.6 x 10-4 m (100 ppm); 3 = 11.1 x 10-4 m (200 ppm); 4 = 27.8 x 10-4 m (500 ppm); 5 = 55.6 x 10-4 m (1000 ppm).

table i - Kinetic parameters characterizing inhibited oxidation of refined sunflower oil at 100°c (IP0 = 7.0 h, W0 = 15.6 x 10-7 ms-1) and inhibited oxidation of tGsO at 100°c (IP0 = 0.5 h, W0 = 55.6 x 10-7 ms-1)

Acid Concentration In sunflower oil In TGSO [20]

ppm m x 104 IP (h) IP (h) calculated f Winh (x 107m s-1) IP (h) f Winh (x 107m s-1)

caffeic 50 2.8 9.0 10.0 1.3 15.6 3.5 7.0 18.5

100 5.6 10.1 13.1 1.4 13.9 6.6 13.2 12.6

200 11.1 11.5 18.5 1.6 7.5 12.0 24.0 7.9

500 27.8 15.1 30.5 2.2 5.5 24.0 48.0 4.3

1000 55.6 16.5 37.8 2.4 4.6 31.3 62.6 3.5

chlorogenic 100 2.8 7.1 9.9 1 15.6 3.4 6.8 18.5

200 5.6 6.8 11.0 1 15.6 4.5 9.0 13.9

500 14.1 7.3 12.0 1 15.6 5.5 11.0 13.9

1000 28.2 6.9 12.8 1 15.6 6.3 12.0 13.9

2000 56.5 7.3 13.4 1 15.6 6.9 13.8 13.9

Figure 5 - dependence of the mean rate of consumption (WInh) of caffeic acid and chlorogenic acid on their concentration, [Inh], during oxidation of naïve sunflower oil at 100oc

of the kinetic curves are given in Table I. For com-parison the results for antioxidant activity of caffeic acid in pure tricaylglycerols of sunflower oil (TGSO) are given [20]. Interestingly, above 100 ppm caffeic acid, the lengths of IPs during oxidation of TGSO were longer than these during oxidation of refined sunflower oil. The data in Table I show that the expe-rimental values of the length of IP were lower than the calculated IPs. This fact indicates antagonism between caffeic acid and α-tocopherol. On the other hand, the oxidation rates (Winh) of inhibited with caf-feic acid sunflower oil were practically the same as the oxidation rates of inhibited TGSO.

The participation of the caffeic acid molecules in reactions other than the main reaction of chain ter-

Pv (m

eq kg

-1)

time (h)

(Inh) x 104 (m)

WIn

h x 1

08 (m

s-1)

Chlorogenic acidr2=0.999

Caffeic acidr2=0.997


102

mination (7), namely reaction (11) or/and (12) was determined according to the equation [19]:

WInH = Wi /f + Keff[InH]n (II)where Wi is the mean rate of initiation during the

induction period of the inhibited oxidation, and f is the stoichiometric coefficient of inhibition.

The presentation of the results as this dependence indicates the participation of caffeic acid in one side reaction (Fig. 5).

The main side reaction in which the antioxidants in inhibited lipid oxidation should participate is the reaction with hydroperoxides (11) [21]. From the slo-pe of the dependence (II) the rate constant Keff was determined and its value is 3 fold higher than this in pure TGSO (1.6 x 10-5 s-1 vs. 0.5 x 10-5 s-1) [20]. These data showed that caffeic acid was consumed to a great extent in side reactions during oxidation of refined sunflower oil with comparison to TGSO.

- Chlorogenic acid (CHA)Figure 6 presents the kinetic curves of peroxide

accumulation during oxidation of sunflower oil in the presence of different concentrations of chlorogenic acid. The kinetic parameters, obtained after proces-sing of the kinetic curves are given in Table I. The re-sults showed that during oxidation of refined sunflower oil, chlorogenic acid had no effect. Obviously, in a lipid system, containing α-tocopherol (antioxidant with high hydrogen donating ability), chlorogenic acid was not able to exhibit any antioxidatve properties.

The presentation of the results as dependence (II) indicates the participation of chlorogenic acid in side reaction (Fig. 5).

From the slope of this dependence the rate constant Keff was determined and its value is the same as this in pure TGSO (4x10-5 s-1) [20]. This fact indicates that in the presence of α-tocopherol, chlorogenic acid took part in side reaction only.

cONtENt Of cONjUGAtEd dIENEsThe hydroperoxides of polyunsaturated acids, the

most susceptible fatty acids to undergo oxidation, have a strong absorbance at 232 nm. As PV is a direct measure of peroxide concentration, it appears likely that oxidation products of other origins with conjugated diene structures, e.g. hydroxy compounds, contribute to the CD value [22]. It is known that α-tocopherol may react with alkoxy radicals (RO•) to form hydro-xyl compounds [23] and results in the formation of a higher proportion of oxidation products, other than

Figure 6 - Kinetic curves of peroxides accumulation during oxidation of refined sunflower oil at 100oc in the presence of different concentra-tions of chlorogenic acid: 0 = without additive; 1 = 2.8 x 10-4 m (100 ppm); 2 = 5.6 x 10-4 m (200 ppm); 3 = 14.1 x 10-4 m (500 ppm); 4 = 28.2 x 10-4 m (1000 ppm); 5 = 56.5 x 10-4 m (2000 ppm).

Figure 7 - correlation between the absorbance of conjugated diene structures, A232 (0.1%), and the concentration of peroxides, Pv (meq/kg), during oxidation of refined sunflower oil at 100oc in the presence of caffeic and chlorogenic acids.

Pv (m

eq kg

-1)

time (h)

Pv (meq kg-1)

Caffeic acid

cd (A

232n

m. 0

.1%

)cd

(A23

2nm

. 0.1

%)

Pv (meq kg-1)

Chlorogenic acid


103

hydroperoxides, with conjugated diene structure. PV and CD values measured during the IP of the

samples sunflower oil containing 1000 ppm caffeic (55.6 x 10-4 M) and 2000 ppm chlorogenic (56.5 x 10-4 M) strongly correlated (Fig. 7). The values of the regression line slope are presented in Table II. It is shown that the slopes in the presence of caffeic and chlorogenic acids are lower than the slope of refined sunflower oil only. These results showed that caffeic and chlorogenic acids decreased the ability of α-to-copherol to react with alkoxy radicals.

ANtAGONIstIc EffEctAntagonism between two antioxidants is defined

when the length of the experimental IP is lower than the calculated IP (calculated by the sum of IPs in the presence of each compound separately). The antagonism of antioxidants in the oxidation of lipi-ds has not yet been described in detail. It can arise by regeneration of the less effective antioxidant by the more effective antioxidant [24] or oxidation of the more effective antioxidant by the radicals of a less effective one or competition between formations of radical adducts [25].

Our results showed that antagonism between caffeic and chlorogenic acids and α-tocopherol exi-sts (Tab. I). In the case of caffeic acid the following observations were established: (I) caffeic acid was consumed to a greater extent in side reaction du-ring oxidation of sunflower oil than during oxidation of TGSO [20]; (II) the oxidation rates (Winh) in inhibited with caffeic acid sunflower oil were practically the same as those in inhibited TGSO; (III) caffeic acid de-creased the ability of α-tocopherol to react with alko-xy radicals. These observations allow a supposition to be made that caffeic acid and α-tocopherol acted as antioxidants simultaneously and were in compe-

table ii - Regression coefficients (± standard error) and coefficients of determination (r2) from the linear regression of Pv and cd

lipid system molar concentration slope r2

of the acids (m)

Refined sO 0.0120 ± 6 x 10-4 0.960

tGsO-th 0.0121 ± 6 x 10-4 0.978

Refined sO + caffeic acid 55.6 x 10-4 0.0103 ± 5 x 10-4 0.959

Refined sO + chlorogenic acid 56.5 x 10-4 0.0104 ± 10 x 10-4 0.937

tGsO + caffeic acid [20] 55.6 x 10-4 0.0101 0.939

tGsO + chlorogenic acid [20] 56.5 x 10-4 0.0104 0.968

tition for peroxide radicals. We have considered that a possible interaction (adducts) between caffeic acid and α-tocopherol may occur and hence a reduction of their capacities was observed.

Apparently, during oxidation of sunflower oil, chlo-rogenic was inactive and only α-tocopherol act as oxidant. Chlorogenic acid was consumed in side reaction only.

CONCLUSION

Antagonism between caffeic (CA) and chloroge-nic (CHA) acids and α-tocopherol (main antioxidant in sunflower oil) during oxidation of sunflower oil at 100°C was established. It was supposed that caffeic acid and α-tocopherol acted as antioxidants simul-taneously. A possible interaction (adducts) between caffeic acid and α-tocopherol may occur and hence a reduction of their capacities was observed. In sun-flower oil, chlorogenic acid was inactive.

ACKNOWLEDGMENTS

The authors are grateful to the National Council for Scientific Research in Bulgaria for the partial financial support under contract TK-X-1610.

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Received June 11, 2010

Accepted July 06, 2010


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possibilità di impiego di olio extra vergine di oliva nella produzione di taralli

M. Giarnetti, F. Caponio*, C. Summo, T. Gomes

Dipartimento di Biologia e Chimica Agro-Forestale

ed Ambientale, Sezione di Scienze e Tecnologie Alimentari

Università degli Studi di Bari “Aldo Moro” - Bari

* CORRISPONDENZA AUTORE:Prof. Francesco Caponio

Università degli Studi, DIBCA, Sezione di Scienze e Tecnologie Alimentari

Via Amendola 165/a70126 Bari, Italy

Fax: +39 080 5443467e-mail: [email protected]

I taralli, prodotto agro-alimentare tradizionale della Puglia, pur non essendo considerati dal consumatore come alimenti grassi, conferiscono alla dieta eleva-te quantità di lipidi, anche perché sono consumati frequentemente. L’aumento di malattie quali obesità, arteriosclerosi, ipertensione, diabete e difficoltà digestive ha portato ad una maggiore attenzione oltre che verso la qualità dei cibi che ingeriamo anche verso il tipo di grassi introdotti nella dieta. Scopo del lavoro è stato quello di tentare di sostituire gli oli raffinati comunemente usati nella pre-parazione dei taralli con olio extra vergine di oliva, salvaguardando le caratteri-stiche organolettiche e strutturali del prodotto. I risultati ottenuti hanno messo in evidenza la buona qualità sensoriale dei taralli prodotti con olio extra vergine di oliva e la scarsa evoluzione dei fenomeni ossidativi a carico della frazione li-pidica, comprovata dall’assenza o dalla presenza in quantitativi molto bassi di composti volatili derivanti dall’ossidazione dei grassi.

POSSIBILITY OF USING EXTRA VIRGIN OLIVE OIL IN THE TARALLI-MAKINGTaralli, agro-traditional food of Apulia, while not considered by consumers as fatty foods, give large amounts of dietary lipids, because they are also widely consumed. The spreading of diseases such as obesity, arteriosclerosis, hyperten-sion, diabetes and digestive problems has led to greater attention to food quality also to the type of fat introduced in the diet. The purpose of this study was to try to replace refined oils commonly used for the taralli-making with extra virgin olive oil, preserving the organoleptic characteristics and texture of the product. The results proved the good sensory quality of taralli produced with extra virgin olive oil and the lack of oxidation of lipid fraction, as evidenced by the absence or presence in very low quantities of volatile compounds arising from the oxidation of fat.


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1. INTRODUZIONE

Negli ultimi anni si è riscoperta l’importanza di una corretta e sana alimentazione; un’attenzione neces-saria provocata dall’aumento di malattie quali obe-sità, arteriosclerosi, ipertensione, diabete e difficoltà digestive. Da qui, la richiesta di diete povere di cole-sterolo e la nascita di una vera e propria psicosi con-tro gli alimenti ed i grassi di origine animale e la cele-brazione della “dieta mediterranea” tra le più sane al mondo [1]. L’accresciuta consapevolezza nei riguardi della qualità degli alimenti ha creato, pertanto, aspet-tative sempre maggiori per alimenti caratterizzati da elevati standard di qualità e sicurezza. La qualità di un alimento, appunto, rappresenta l’insieme delle ca-ratteristiche di un prodotto in grado di soddisfare le esigenze espresse ed implicite del consumatore [2].

L’olio extra vergine di oliva, oltre ad essere l’ingre-diente base della cucina mediterranea, è particolar-mente apprezzato per le sue proprietà nutrizionali e salutistiche, quali, ad esempio, l’eccellente digeri-bilità, l’elevata stabilità ossidativa anche durante la cottura, la notevole capacità di prevenire le malattie cardiovascolari [3-5].

In questo scenario, la cucina tradizionale pugliese è ricca di pietanze e ricette povere nei loro ingredienti, ma ricche di gusto e bontà. Fra i prodotti agro-ali-mentari tradizionali della Puglia sono presenti i taral-li, particolari per la loro semplicità di produzione, la cui nascita risale ad alcuni secoli fa quando veniva-no considerati un vero e proprio sostituto del pane. Sebbene i taralli non siano percepiti dai consumatori come prodotti grassi, d’altra parte, questi apportano alla nostra dieta una consistente quantità di lipidi, se si tiene conto del fatto che vengono consumati fre-quentemente come fuori pasto.

La scelta dei grassi per la preparazione dei taralli, ed in generale dei prodotti da forno, è dettata, oltre che da esigenze nutrizionali da parte del consuma-tore, anche dall’ottenimento di proprietà reologiche desiderate, dal conferimento di specifiche proprietà sensoriali, dalla lavorabilità dell’impasto e dall’azione stabilizzante nei confronti dell’ossidazione e del raf-fermamento [6-8]. Gli oli utilizzati generalmente nella preparazione dell’impasto dei taralli sono oli prove-nienti da un processo di raffinazione chimica, qua-li olio di oliva, olio di sansa di oliva e olio di palma; raramente viene utilizzato l’olio extra vergine di oliva, ottenuto solamente mediante mezzi meccanici, e, in ogni caso, mai da solo ma in miscela con olio di oliva

o con olio di sansa di oliva.La principale causa di alterazione dei grassi è l’os-

sidazione, accelerata da trattamenti termici quali cottura, frittura, tostatura, pastorizzazione e steriliz-zazione, che oltre a conferire al prodotto caratteristi-che sensoriali indesiderate, causa un peggioramento complessivo della qualità nutrizionale dell’alimento. È noto che i prodotti primari di ossidazione dei triacil-gliceroli sono instabili e possono evolvere in prodotti di polimerizzazione e/o in composti volatili. Studi pre-cedenti [9,10] hanno messo in evidenza come il pro-cesso di produzione di prodotti da forno ha solo un minimo impatto sull’ossidazione della frazione lipidi-ca. Risulta chiaro, quindi, che la qualità delle materie prime gioca un ruolo determinante dal punto di vista nutrizionale sulla qualità del prodotto finito.

Obiettivo del presente lavoro è stato quello di valuta-re la possibilità dell’utilizzo di olio extra vergine di oliva nella preparazione di taralli, salvaguardando le caratte-ristiche organolettiche e strutturali del prodotto.

2. MATERIALI E METODI

PREPARAzIONE dEI tARALLII taralli sono stati preparati impastando farina (1

kg), acqua (0,4 L), olio (0,2 L), sale (0,02 kg), semi di finocchio (Foeniculum vulgare, 0,005 kg) per circa 15 minuti. L’impasto è stato successivamente “laminato” e dopo un periodo di riposo di circa 45 minuti “trafila-to” in fili. Questi sono stati tagliati e ripiegati ad anello, quindi, bolliti per circa 2 minuti e successivamente cotti in forno a 230°C per circa 20 minuti. Dopo il raffreddamento a temperatura ambiente i taralli sono stati confezionati in sacchetti di plastica ed immedia-tamente analizzati. Sono state effettuate tre differenti prove di produzione utilizzando, per ciascuna prova, due diversi tipi di olio: olio extra vergine di oliva ed olio di palma raffinato.

ANALIsI sENsORIALEPer la messa a punto dell’analisi sensoriale sono

state seguite le direttive indicate nella ISO 13299 [11]. Una prima fase ha riguardato la generazione dei descrittori, finalizzata alla creazione di un “voca-bolario comune” che ha permesso di descrivere le proprietà visive, olfattive e gustative. Il risultato finale è stato un elenco condiviso che ha permesso ai giu-dici di identificare univocamente e concordemente i singoli descrittori e i loro diversi livelli di intensità. La lista e la definizione dei descrittori é riportata in Tabel-


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la I. Successivamente, si è passati alla calibrazione del panel sia per verificare che ciascun giudice in-terpretasse uno stesso descrittore in modo analogo agli altri componenti del panel sia per accertare che l’uso delle scale fosse coerente tra i diversi soggetti. Dopo questa fase di addestramento, un panel di 10 giudici ha valutato le caratteristiche organolettiche e strutturali di entrambe le tipologie di taralli. Ogni descrittore è stato valutato utilizzando una scala li-neare non strutturata di 10 cm: l’estremità a sinistra corrispondeva al valore minimo della percezione (0), mentre l’estremità a destra corrispondeva al valore massimo (10). Un codice alfa-numerico a tre cifre è stato assegnato a ciascuna tipologia di taralli. Una quantità pari a 20 g di taralli é stata offerta ad ogni panelist in un bicchiere di plastica coperto con della carta di alluminio a temperatura ambiente.

ANALIsI sPmE/Gc-msIl campionamento è stato effettuato tramite la tec-

nica della microestrazione in fase solida (SPME). Ad un’aliquota di ogni campione (500 ± 0,05 mg), pesa-ta in vial da 12 mL, sono stati aggiunti 200 μL di una soluzione di 1-propanolo (standard interno) a con-

centrazione pari a 40 mg/kg e 4 mL di una soluzione acquosa satura di NaCl. Dopo aver sigillato la vial con tappo di alluminio munito di setto in gomma butilica, il campione è stato omogeneizzato per 2 minuti uti-lizzando un agitatore scuotitore vortex da laboratorio. L’estrazione è stata effettuata esponendo una fibra rivestita con 75 μm di Carboxen/polydimethylsiloxa-ne (CAR/PDMS) (Supelco, Bellefonte, PA, USA) nello spazio di testa del campione a 40°C per 50 minuti. La fibra è stata desorbita, in modalità splitless, per 6 minuti nell’iniettore di un gascromatografo posto alla temperatura di 230°C. Per l’analisi è stato utilizzato un gascromatografo Agilent 6850 dotato di uno spet-trometro di massa Agilent 5975. I composti volatili sono stati separati su una colonna capillare HP-IN-NOVAX (60 m × 0,25 mm; d.i. 0,25 μm) (Agilent), alle seguenti condizioni: flusso 1,5 mL/min; temperatura dell’iniettore, 250°C; pressione del carrier (elio), 30 kPa; temperatura del forno, 35°C per 5 minuti fino a 50°C (5 °C/min) con successiva isoterma di 5 minu-ti ed incremento fino a 230°C (5,5°C/min), isoterma finale di 5 minuti. Lo spettrometro di massa è stato settato alle seguenti condizioni operative: tensione, 500 V; temperatura dell’interfaccia 250°C, tempera-

tabella i - definizione dei descrittori sensoriali usati e loro tecnica di valutazione

descrittore definizione tecnica di valutazione

Odore di impasto fresco Odore tipico di impasto fresco Annusare immediatamente dopo aver tolto il foglietto di

Odore di fritto Odore tipico associato al fritto alluminio salvaroma; se possibile, rompere il campione

Odore di spezie Odore tipico di spezie presenti in due verso il centro e annusare immediatamente

Odore di rancido Odore tipico di rancido l’odore sopra il punto di rottura.

flavour di spezie flavour di spezie presenti chiudere le narici. Introdurre in bocca il campione.

flavour di rancido flavour tipico di rancido masticare il campione a bocca chiusa per 4-5 volte.

Liberare il naso e valutare l’intensità della sensazione

percepita.

Gusto Amaro Gusto amaro in bocca associato ad una soluzione di masticare il campione e valutare se si avverte

chinino e caffeina la sensazione in bocca.

Oleosità sensazione di grasso che coinvolge tutta la cavità orale

friabilità facilità del campione a disgregarsi in piccoli frammenti mordere il campione da 2 a 4 volte con i molari e

all’inizio della masticazione valutare l’aumento del numero dei frammenti prodotti

prima che questi si sciolgano nella saliva.

Accettabilità complessiva valutazione risultante dai diversi attributi olfattivi,

gustativi e di struttura


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Figura 1 - Analisi sensoriale dei taralli preparati con olio extra vergine di oliva (A) e con olio di palma raffinato (B). OIf, odore di impasto fresco; Of, odore di fritto; Os, odore di spezie; OR, odore di rancido; fs, flavour di spezie; fR, flavour di rancido; GA, gusto amaro; f, friabilità; O, oleosità; Ac, accettabilità complessiva.

tabella ii - valori medi (μg/g), deviazione standard e risultati dell’ANOvA (p < 0,05) dei composti volatili riscontrati nei taralli all’olio extra vergine di oliva (OEv) ed all’olio di palma raffinato (OP) esaminati (n = 3)

analita (μg/g) oev opAcetaldeide 1,97 ± 0,08 b 2,55 ± 0,10 a2-metil-propanale 20,92 ± 0,14 b 29,53 ± 0,29 a2-metil-butanale 6,58 ± 0,19 b 7,12 ± 0,13 a3-metil-butanale 23,66 ± 0,12 a 19,77 ± 0,16 b2-Butenale 0,38 ± 0,02 b 2,54 ± 0,05 aEsanale 1,81 ± 0,05 b 7,56 ± 0,27 afenilacetaldeide 1,72 ± 0,08 b 2,28 ± 0,18 aAldeidi 57,03±0,12 b 71,35±0,18 a 2-Butanone 2,35 ± 0,12 a 2,41 ± 0,06 a2,3-Butandione 10,47 ± 0,27 b 15,29 ± 0,19 a2,3-Pentandione 2,83 ± 0,09 b 4,74 ± 0,16 aChetoni 15,66±0,14 b 22,43±0,37 a Etil-acetato 2,06 ± 0,21 a 1,81 ± 0,03 aEsteri 2,06±0,21 a 1,81±0,03 a furano 1,13 ± 0,09 b 2,21 ± 0,02 afurfurale 0,89 ± 0,11 a 0,64 ± 0,09 b2-furan-metanolo 32,25 ± 0,30 b 36,54 ± 0,27 a2-metil-furano 1,50 ± 0,07 b 1,93 ± 0,19 aFuranoderivati 35,78±0,43 b 41,32±0,36 a Pirazina 10,39 ± 0,34 b 11,52 ± 0,29 ametil-pirazina 36,51 ± 0,88 a 29,33 ± 0,13 bEtil-pirazina 10,52 ± 0,33 b 30,54 ± 0,03 aPirazine 57,41±1,26 b 71,39±0,20 a Pirrolo 8,95 ± 0,13 b 10,14 ± 0,20 a1-metil-pirrolo 1,06 ± 0,11 b 1,72 ± 0,10 a2-metil-pirrolo 3,83 ± 0,08 b 4,32 ± 0,08 aPirrolo derivati 13,84 ± 0,12 b 16,18 ± 0,36 a dimetilsolfuro nd 0,40 ± 0,35 Piridina 0,25 ± 0,44 a 0,22 ± 0,38 aAltricomposti 0,25±0,44 a 0,62±0,63 a p-(1-Propenil)-anisolo 7,68 ± 0,31 a 7,50 ± 0,63 ap-Allil-anisolo 7,52 ± 0,34 b 12,37 ± 0,24 aComponentideisemidifinocchio 15,19±0,17 b 19,87±0,82 aLetterediverseindicanounadifferenzasignificativa;nd,compostononrilevato


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tura della sorgente 250°C; potenziale di ionizzazione, 70 eV; emissione 200 Å, scan range 30 – 270 amu. I composti volatili sono stati identificati attraverso il confronto con gli spettri di massa presenti nelle libre-rie NIST e Wiley. I composti volatili sono stati quan-tificati dividendo le aree dei picchi dei composti di interesse per l’area del picco dello standard interno (1-propanolo) e moltiplicando questo rapporto per la concentrazione iniziale di standard interno (espressa in μg/g).

ANALIsI stAtIstIcAL’analisi della varianza (ANOVA) è stata condotta

sui dati sperimentali utilizzando il software XLStat (Addinsoft SARL, New York, NY, USA).

3. RISULTATI E DISCUSSIONE

Allo scopo di valutare l’efficacia dell’utilizzo di olio extra vergine di oliva nell’impasto destinato alla preparazione dei taralli, è stata condotta un’ana-lisi sensoriale. La valutazione sensoriale, infatti, di un prodotto alimentare, in termini di aspetto fisico, odore, colore e sapore, contiene nel suo comples-so moltissime informazioni. In particolare, l’aroma di un alimento, dovuto alla presenza di molte sostanze chimiche volatili, conferisce caratteristiche e qualità uniche, e quindi rappresenta un parametro sensoriale di estremo interesse. La Figura 1 mostra i valori medi assegnati alle due tipologie di taralli dagli assaggiatori ai descrittori indicati.

Per entrambe le tipologie di taralli é possibile nota-re che i descrittori indicativi degli off-flavour (odore di rancido, flavour di rancido e gusto amaro) hanno rice-vuto bassi punteggi al contrario dei descrittori friabilità e accettabilità complessiva. L’analisi statistica dei dati non ha evidenziato differenze significative tra le due tipologie di prodotto, indicando che il tipo di olio uti-lizzato nel processo di produzione non influenza l’ap-prezzamento dei taralli freschi, appena prodotti, da parte del consumatore.

Al fine di valutare meglio l’influenza del tipo di olio sui fenomeni ossidativi, che avvengono nel processo tecnologico di produzione dei taralli, è stata esegui-ta l’analisi dei composti volatili. Questi ultimi, infatti, sono principalmente dovuti all’ossidazione dei lipidi. In genere, l’ossidazione enzimatica è responsabile della percezione positiva dell’aroma, mentre l’ossidazione chimica è associata all’aroma sgradevole (off-flavour), tipico della rancidità. La valutazione del livello di ossi-

dazione di un olio o di una matrice grassa può essere fatta, quindi, prendendo in esame alcuni composti che derivano dalla decomposizione degli idroperossidi dei principali acidi grassi: acido oleico, linoleico e linoleni-co. Ad esempio, l’esanale è originato dalla rottura del 13-OOH-linoleato, il nonanale e il 2-decenale deriva-no dal 9-OOH-oleato, il 2-eptenale dalla decomposi-zione del 12-OOH-linoleato, il pentanale e l’eptanale sono originati dalla decomposizione del 13/11-OOH-linoleato, l’octanale dal 11-OOH-oleato. L’esanale, in particolare, responsabile delle note “green” del fla-vour, non é considerato un marker attendibile di ossi-dazione dal momento che viene originato sia dalla via enzimatica che dall’ossidazione chimica [12, 13].

La maggior parte dei composti volatili derivano dalla fase di cottura come risultato delle reazioni termiche. Queste ultime, infatti, producono una serie di compo-sti, quali idrocarburi, aldeidi, chetoni, alcoli, pirazine, esteri, che derivano dalle materie prime o da mecca-nismi di reazione diversi occorsi durante il processo di cottura.

L’analisi SPME/GC-MS della frazione volatile dei taralli preparati con olio extra vergine di oliva e con olio di palma raffinato ha permesso di identificare 25 composti volatili (Tab. II). Tralasciando i furano derivati, le pirazine e i derivati del pirrolo, che derivano dalla reazione di Maillard [14], i composti volatili maggior-mente presenti erano aldeidi e chetoni. È possibile os-servare che i taralli preparati con olio di palma raffinato presentavano, in generale, livelli di aldeidi e chetoni significativamente più alti rispetto ai taralli all’olio extra vergine di oliva.

Per quanto riguarda le aldeidi, il 2-metil-propana-le, il 2- e il 3-metil-butanale sono aldeidi di Strecker, derivanti rispettivamente dalla valina, isoleucina e leucina. Queste aldeidi sono estremamente volatili e responsabili delle note di malto/cioccolato. Allo stes-so modo, la fenilacetaldeide, che deriva dalla fenilala-nina, è responsabile dell’odore di miele/rosa. Questi composti possono essersi formati dagli ingredienti di partenza durante il processo di cottura. Inoltre, al-tri composti volatili derivano dalla degradazione dei lipidi: l’acetaldeide e l’esanale, infatti, derivano dal-l’acido linoleico, mentre il 2-butenale deriva dall’aci-do linolenico [15-17]. Per quanto riguarda i chetoni, il 2,3-butandione ed il 2,3-pentandione sono prodot-ti derivanti da processi di fermentazione naturale e sono responsabili del gusto di burro; inoltre, il 2-bu-tanone è responsabile dell’odore pungente e dolce di burro/acetone.


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4. CONCLUSIONI

Il lavoro sperimentale condotto ha messo in evi-denza che è possibile usare l’olio extra vergine di oli-va nella produzione dei taralli in sostituzione dell’olio di palma raffinato, ottenendo prodotti caratterizzati da buone proprietà strutturali e sensoriali. L’analisi SPME/GC-MS dei composti volatili è risultata più ef-ficace dell’analisi sensoriale nel discriminare le due tipologie di prodotto, evidenziando un livello di ossi-dazione dei taralli all’olio extra vergine di oliva signifi-cativamente più limitato di quello dei taralli all’olio di palma raffinato.

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Ricevuto 08 giugno 2010

Accettato 12 luglio 2010


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valorization of wet olive pomace produced by 2 and 3-phases centrifugal decanter

M.G. Di Serio1*, B. Lanza1,E. Iannucci1, F. Russi1,

L. Di Giovacchino2

1 CRA-OLI, Centro di Ricerca per l’Olivicoltura e l’Industria Olearia,

Città S. Angelo (PE), Italy2 Ex Researcher of CRA-OLI

*CORRESPONDING AUTHOR Dr.ssa Maria Gabriella Di Serio

CRA-OLICentro di Ricerca per l’Olivicoltura

e l’Industria OleariaCittà S. Angelo (PE), Italye-mail: [email protected]

Olive pomace is the solid by-product obtained in the oil mill when virgin olive oil is mecha-nically extracted from olive fruits. At present, in Italy, the olive pomace obtained by the pressure system is particularly used to extract pomace oil, while the pomace obtained by the continuous centrifugation systems is not in great demand by the industry, especial-ly that obtained by the 2-phases centrifugal decanter. For this reason, many olive mills have tried to solve the problem by separating the stones and fibre from the wet pomace, with the purpose of using the wooden part (stones) as fuel. The olive pomace composi-tion is variable and depends, principally, on the different extraction systems, variety and ripening index of fruits. In this study, the alternative use of the solid by-product obtained by the centrifugal system (2 and 3 phases) was investigated. In particular, the separation of stone from fibre, carried out with the stone-removal machine, represents an interesting solution to improve its value. In particular, the highest revenue of the management for the by-products is obtained when the olives are processed by the 2-phases centrifugal decanter, because it helps to produce a very wet pomace (moisture > 60%) favouring a highly efficient stone-removal machine and consequently a high yield of stone recovery. The results confirmed the good properties of the stone utilized as fuel, due to the high calorific power (variable between 4.000 and 4.200 kcal/kg), the small quantity of ash produced (0.4-0.6 %) and the smoke with a low amount of gas containing nitrogen and sulphur. Keywords: wet olive pomace, stone, fibre, stone-removal machine, olive mill by-pro-ducts. VALORIZZAZIONE DELLA SANSA UMIDA PRODOTTA DA DECANTER CENTRIFUGO A 2 E 3 FASILa sansa è il sottoprodotto solido ottenuto dall’estrazione meccanica dell’olio vergine di oliva. Attualmente, in Italia, la sansa ottenuta mediante il sistema per pressione vie-ne utilizzata quasi esclusivamente per l’estrazione dell’olio di sansa, mentre non c’è grande richiesta da parte dei sansifici della sansa ottenuta mediante il sistema con-tinuo per centrifugazione, e in particolare quella derivante dal decanter a 2 fasi. Per questa ragione, molti frantoi hanno provato a risolvere il problema separando la sansa umida nelle sue due frazioni (nocciolino e fibra), con lo scopo di utilizzare il nocciolino come combustibile. La composizione della sansa è variabile e dipende principalmente dal sistema di estrazione adottato, dalla varietà e dal grado di maturazione dei frutti. In questo studio, è stato valutato l’uso alternativo della sansa ottenuta mediante sistema centrifugo a 2 e 3 fasi, ed in particolare, il recupero delle due frazioni (fibra e noccioli-no), realizzata con una macchina separatrice di nocciolino. In particolare, il più alto red-dito si ottiene quando le olive vengono processate con un decanter a 2 fasi perché viene prodotta una sansa molto umida (umidità > 60%) che favorisce una più alta efficienza della macchina separatrice e un conseguente più alto recupero di nocciolino. I risultati hanno confermato le buone caratteristiche del nocciolino come combustibile per l’alto potere calorifico (variabile tra 4.000 e 4.200 kcal / kg), la piccola quantità di cenere pro-dotta (0.4-0.6%) e i fumi molto poveri di gas contenenti azoto e zolfo. Parole chiave: sansa umida, nocciolino, fibra, macchina separatrice di nocciolino, sotto-prodotti dell’industria olearia


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1. INTRODUCTION Olive pomace produced in the olive mill, had, in

the past, appropriate and advantageous collocation for the specific industry, where it was used to extract residual oil by solvent. At present, the olive pomace obtained by the pressure system (still widespread in Italy) is more requested by industry. The same use for the pomace obtained by the centrifugal system, es-pecially for that obtained by the 2-phases decanter, is very difficult because of the high content of water (65-72%) and the low content of oil (3-4%), as shown in Table I, where the quantity and the characteristics of the pomace are reported [1-2].

This meant that the income from the sale of olive pomace disappeared from the olive mills equipped with the centrifugal decanter. This problem regards a large part of the Italian oil mills because an important quantity of olives, about 70-80% of the total Italian production, is processed in oil mills equipped with the centrifugation system, especially with the centrifugal decanter operating at 3-phases. Some researches have proposed utilizing the wet pomace to prepare a compost to use as amendment or fertilizer of agri-cultural soil [3-7], while other papers have indicated a direct agronomic utilization of the pomace, as Italian law 574/1996 permits and regulates, but the obtained results were conflicting [8-13]. In fact, the wet olive po-mace has a large content of organic matter, but it also consists of polymers, cellulose and lignin, and phenols that need of a long time to decompose hindering a quick release of the nutritious mineral substances. For this reason, the agronomic use of olive pomace is pos-sible but it is not very useful for the soil.

A possible solution of the problem is to recover the

stones from the wet pomace by the use of a suitable machine able to separate the fibre from the wooden part [2, 16], as some oil mills are doing. The stone of olive pomace, in fact, can be sold at a remunerative price because it is appreciated for the production of thermal energy, for domestic heating or industrial acti-vities. It is an excellent fuel, constituted of lignin, having a high calorific power and producing a small quantity of ash. It would be useful to minimize the NOX and SO2 emissions, reducing the environmental impact [16].

In order to verify whether the use of the stone-re-moval machine is economically advantageous for the oil mill, several samples of pomace, fibre and stones, produced by the centrifugal decanter at 2 or 3-phases, were collected and analyzed to determine the compo-sition of the both fractions, the calorific power of the stone and the efficiency of the machine by the deter-mination of the percentage of the recovered stone.

2. EXPERIMENTAL

The samples of wet pomace, stone and fibre, were collected in industrial oil mills located in Abruzzo and Puglia region. The mills were equipped with the centri-fugal decanter, operating at 3 phases or at 2 phases, and with the stone-removal machine, for the separa-tion of the two fractions stone and fibre of the pomace. Different cultivar of Olea europaea were processed in the different oil mills and, in particular, the cv. Coratina (in Puglia) and cvs. Dritta, Leccino, Frantoio and Casti-glionese (in Abruzzo). On the samples (2 replications) were determined: I) moisture, determined in the air oven at 105°C for 24h, and II) oil content, determined by extracting the dry material with 40-60°C petroleum ether using a Soxhlet apparatus. In addition, on the

table i - Quantity and characteristics of olive pomace obtained in olive processing by the different mechanical systems adopted to extract virgin olive oil

determinations pressure decanter at decanter at decanter at 3 phases 3 phases * 2 phasesQuantity (kg/t olives) 250-350 450-550 550-650 800-850moisture (%) 22-35 45-55 55-62 65-75Oil (% on fresh pomace) 6-8 3.5-4.5 3.5-4.5 3.0-4.0fibre (%) 20-35 15-25 12-20 10-15stones (%) 30-45 20-28 15-20 12-18Ash (%) 3-4 2-4 3-4 3-4Nitrogen (mg/100 g) 250-350 200-300 200-300 250-350Phosphorous (mg/100 g) 40-60 30-40 35-45 40-50Potassium (mg/100 g) 150-200 100-150 100-180 150-250total phenols (mg/100 g) 200-300 200-300 250-350 400-600* centrifugal decanter at 3 phases with a small quantity of added water to olive past (widespread in Italy)


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samples of wet pomace (Figure 1a) fibre was deter-mined as the percentage of the stone, by the manual separation and by the physical process of the leaching with water and drying and weighing the stone fraction. On the fibre samples, the total phenol content was de-

Figure 1 - a) wet olive pomace, b) stone fraction.

Figure 2 - scheme of olive pomace production.

a)

b)

termined by using Folin-Ciocalteu’s reagent [17]. Total nitrogen was determined by Kjeldahl method, whi-le phosphorus and potassium by atomic absorption spectrometry. On the stone samples, the ash content and the calorific power [18] were determined. The effi-ciency of the stone-removal machine was determined comparing the effective amounts of the two fractions, stone (Figure 1b) and fibre, present in wet pomace and the amount of stone lost in the fibre fraction. The dif-ference of the average results obtained was tested by the Student test (t).

3. RESULTS AND DISCUSSION

Table I shows the quantity of pomace obtained in olive processing with the different systems utilized in Italian oil mills (Figure 2). Considering that about 1.0-1.2 x 106 t of pomace is yearly obtained in oil mills equipped with the centrifugal decanter, the economic importance of its sale or its utilization by the recovery of the stones from the wet pomace is evident. Moreover, Table I shows the main important characteristics of the fresh pomace, obtained with the different mechanical systems, and, in particular, the content of the organic matter and the low content of mineral substances, as the ash content confirms.

The characteristics of the wet pomace sampled in


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industrial oil mills equipped with the centrifugal decan-ter at 2 phases or at 3 phases are reported in Table II. The data show that the average values of the moisture content (%) and percentage of the stone and fibre of the wet pomace, obtained by the centrifugal decanter at 2 and 3-phases, were significantly different, as re-ported at the bottom of the Table II. The percentage of oil of the wet pomace, instead, was the same (Not

table ii - characteristics of the pomace samples collected in olive mills operating, in Abruzzo and Puglia, by the centrifugal decanter at 2 and 3-phases

olive pomace H2o (%) oil content (%) stone (%) Fibre (%)at3phases1 - Abruzzo 54.5 3.8 27.7 72.32 - Abruzzo 59.0 4.5 35.7 64.33 - Abruzzo 57.0 4.9 29.2 70.84 - Abruzzo 56.9 4.3 30.3 69.75 - Puglia 50.8 4.3 30.8 69.26 - Puglia 55.7 4.2 29.2 70.87 - Puglia 58.3 5.3 29.5 70.5Mean±st.dev. 56.0±2.75a 4.5±0.49c 30.3±2.55d 69.7±2.55fat2phases1 - Abruzzo 70.3 2.9 25.3 74.72 - Abruzzo 60.0 6.1 24.0 76.03 - Abruzzo 62.2 4.1 28.0 72.04 - Puglia 63.1 4.0 26.6 73.45 - Puglia 63.7 3.3 21.0 79.06 - Puglia 65.9 3.4 22.4 77.67 - Puglia 68.2 3.6 27.2 72.8Mean±st.dev. 64.8±3.58b 3.9±1.04c 24.9±2.59e 75.1±2.59gh2O %: P < 0.001 ; Oil content %: N.s.; stone %: P < 0.01; fibre %: P < 0.01. ( test t di student)

table iii - characteristics of the stone obtained from the separation of wet olive pomace, from centrifugal decanter at 2 and 3-phases.

olive pomace H2o (%) oil content (%) ash (%) lower calorific power (kcal/kg)at3phases1 - Abruzzo 20.6 0.40 0.22 41412 - Abruzzo 16.0 0.43 0.35 40103 - Puglia 19.9 0.39 0.35 42504 - Abruzzo 20.7 0.55 0.36 40805 - Abruzzo 20.3 0.67 0.31 4190Mean±st.dev. 19.5±1.98a 0.49±0.12b 0.32±0.06d 4134±93eat2phases1 - Abruzzo 21.6 0.38 0.29 40772 - Puglia 20.2 0.13 0.41 40723 - Puglia 21.4 0.17 0.48 41224 - Abruzzo 19.9 0.39 0.43 41005 - Abruzzo 20.8 0.27 0.35 4130Mean±st.dev. 20.8±0.73a 0.27±0.12c 0.39±0.07d 4100±26e h2O %: N.s.; Oil content %: P < 0.05; Ash %: N.s.; calorific power Kcal/kg: N.s. (test t di student)

Significant Difference) regardless of the centrifugal de-canter used.

The differences are due to the different cv. of olives processed in the oil mills and, of course, to the content of moisture of the wet pomace, due to the different methods of centrifugation of the olive paste (decanter at 2 phases and decanter at 3 phases).

In Table III, some characteristics of the stone obtai-


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table iv – characteristcs of the fibre obtained by stone-removal machine from wet pomace.

olive pomace: H2o (%) oil content (%) stone (%) total phenols (mg/kg)at3phases 1 - Abruzzo 60.6 5.8 9.2 12742 - Abruzzo 62.7 5.7 8.7 10803 - Puglia 62.4 6.6 10.9 18704 - Abruzzo 63.4 5.7 8.8 13505 - Abruzzo 57.4 5.4 10.4 2160Mean±st.dev. 61.3±2.4a 5.8±0.45c 9.6±0.99e 1547±450gat2phases1 - Abruzzo 80.1 4.3 4.9 43142 - Puglia 63.6 4.6 7.1 72863 - Puglia 65.7 4.9 6.0 58444 - Abruzzo 69.9 5.3 6.4 37605 - Abruzzo 69.6 4.8 5.0 4120Mean±st.dev. 69.8±6.3b 4.8±0.37d 5.9±0.93f 5065±1475hh20 %: P < 0.05; Oil content %: P < 0.01; stone %: P < 0.001; total phenols: P < 0.01. (test t di student)

table v – Results obtained in the determination of the percentage of the recovered stone from olive pomace obtained by centrifugal decanter at 2 and 3-phases, taking into account a yield of olive pomace equal to 52.5 kg/100 kg of olives, in the case of 3-phases decanter, and equal to 75 kg/100 kg olives, in the case of 2-phases decanter.

stone in olive pomace recovered stoneolive pomace from decanter (%) kg/100 kg* lost stone kg/100 kg* kg/100 kg* (%) olive pomace (H2o%)at3phases1 - Abruzzo 27.7 14.5 3.3 11.2 77.2 54.52 - Abruzzo 35.7 18.7 2.8 15.9 85.0 59.03 - Abruzzo 29.2 15.3 3.1 12.2 79.5 57.04 - Abruzzo 30.3 15.9 3.4 12.5 78.6 56.95 - Puglia 30.8 16.1 3.6 12.6 73.4 50.86 - Puglia 29.2 15.3 3.8 11.5 75.0 55.77 - Puglia 29.5 15.4 3.8 11.6 75.6 58.3Mean±st.dev. 30.3±2.55a 15.9±1.34c 3.4±0.37e 12.5±1.58f 77.7±3.82h 56.0±2.75lat2phases1 - Abruzzo 25.3 18.9 3.8 15.1 80.0 70.32 - Abruzzo 24.0 18.0 3.4 14.6 81.1 60.03 - Abruzzo 28.0 21.0 3.5 17.5 83.3 62.24 - Puglia 26.6 19.9 3.4 16.5 83.1 63.15 - Puglia 21.0 15.7 2.9 12.8 81.8 63.76 - Puglia 22.4 16.8 2.6 13.8 82.1 65.97 - Puglia 27.2 20.4 3.2 17.2 84.3 68.2Mean±st.dev. 24.9±2.59b 18.7±1.95d 3.3±0.31e 15.3±1.77g 82.2±1.45i 64.8±3.58m* values expressed in kg/100 kg olives.significance: a/b P < 0.01;c/d P < 0.01; e/e N.s.;f/g P < 0.01;h/i P < 0.05; l/m P < 0.001

ned by the centrifugal decanter at 2 and 3-phases, are reported. The data show that the average per-centages of water and ash and the value of calorific power of the stone obtained by the two types of de-canter were not significantly different (for P < 0.05). The average value of oil content (%), instead, was significantly lower (P < 0.05) in the stone samples

obtained by the 2-phases centrifugal decanter. This is due to the higher efficiency of the machine in the separation of the two fractions when the pomace is very wet, like that obtained by the centrifugal decan-ter at 2-phases. The low moisture content and the high calorific power of the stone make it suitable for direct use as fuel with excellent results because of its


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table vi – hypothesis of an economic balance. costs and revenues in the management of the by-products obtained in olive oil mills equipped with he different systems utilized to olive process. OmW = olive mill wastewater; f = fibre without stone.

pressure system Centrifugation system at 3-phases Centrifugation system at 2-phases

without with without with stone-removal stone-removal stone-removal stone-removal omW Wet pomace omW + F stone Wet pomace Fibre stoneQuantity (kg/100 kg olive) 50 32 70 55 110 12-14 80-85 65-70 15Revenue after sale (€/100 kg olives) --- 1,92 --- 0,96 --- 1,95 --- --- 2,25costs (transport+disposal) (€/100 kg olive) 0,90 0,32 1,26 0,55 1,98 --- 1,49 1,21 ---total balance (€/100 kg olives) + 0,70 – 0,85 – 0,03 – 1,49 + 1,04hypothesis: Price of pressure pomace: 6,00 €/100 kg; Price of 3-phases pomace: 1,75 €/100 kg; Price of stone: 15,00 €/100 kg; transport cost of pomace: 1,00 €/100 kg; transport and/or disposal costs of OmW, wet pomace and fibre: 1,80 €/100 kg.

omW pomacelCosts and revenues

characteristics (production of a small quantity of ash and no gas with sulphur and nitrogen in the smoke) and its low price compared with other similar pro-ducts, like pellets. In Table IV, some characteristics of the fibre recovered from the wet olive pomace are reported.

All the average values of the parameters were si-gnificantly different for the samples of fibre obtained from the two types of wet pomace produced when the centrifugal decanter at 2-phases or at 3-phases was used. This result is due to the different moistu-re content of the olive pomace. The efficiency of the machine in the separation of the two fractions of the pomace is higher when the pomace has a high con-tent of water (more that 60-65%) and, in this case, the quantity of the stone lost in the fibre is significantly lower, as shown in the Table IV. The total phenol con-tent is higher in the fibre obtained by the centrifugal decanter at 2-phases, because this decanter does not separate the water and, therefore, the vegetable water of olive paste, containing a lot of phenolic sub-stances, flows into the pomace. The fibre of olive po-mace can be used for the preparation of a compost to use in organic agriculture.

In Table V, the amount and the percentage of the recovered stone are reported. The data show that the stone-removal machine is more effective in the re-covery of the stone when the wet pomace obtained by the centrifugal decanter at 2-phases is used. The results obtained in this research demonstrate that 82.2% of the stone present in the wet pomace, from the 2-phases centrifugal decanter, is recovered, whe-reas only 77.7% is recovered when the wet pomace

is obtained by the centrifugal decanter at 3-phases. The pomace with a low content of water (less that 60%) reduces the efficiency of the machine because of the transport of the little pieces of stone together with the more consistent fibre.

It is interesting to calculate the costs and the reve-nues for the oil mill when the by-products obtained from olive processing (vegetable water and olive po-mace) are sold or disposed. A hypothetical budget for the oil mills, equipped with the different mecha-nical systems and with or without the stone-removal machine, is reported in Table VI.

The results of the hypothetical management of the by-products, obtained in oil mills equipped with the different mechanical systems utilized to olive pro-cess, indicate that the recovery of the stone from the wet pomace obtained by the centrifugal decanter at 2 and 3-phases, is always economically convenient because the revenues of the sale of stone are higher than the costs of the transport and/or disposal of the by-products. In particular, the highest revenue of the management of the by-products is obtained when the olives are processed by the 2-phases centrifu-gal decanter, because it helps to produce a very wet pomace favouring a high efficiency of the stone-re-moval machine and a consequent high yield of stone recovery.

4. CONCLUSIONS

The results obtained in this research help to esta-blish that the use of the stone-removal machine is effective and useful to improve the value of the solid


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by-product obtained in the olive mill when olive fruits are processed to extract virgin olive oil. In particular, the machine has a higher efficiency when the olive pomace has a high content of moisture (more than 60-65%). The recovered stone has an important va-lue as fuel because of its high calorific power and the properties relative to the production of a small quantity of ash and a smoke without gas containing nitrogen and sulphur.

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Received June 16, 2010

Accepted September 01, 2010


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effet de l’attaque des olives par Bactroceraoleae sur la qualité et la fraction volatile de l’huile de deux variétés algériennes

A. Tamendjari1*,R. Laribi1, M.M. Bellal2

1Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie. Laboratoire de Biochimie Appliquée Université A/Mira de Béjaia, Algérie 2Institut National Agronomique d’Alger, Algérie

*AUTEUR CORRESPONDANTDr. Abdererezak TamendjariTel: (+) 213 34 21 43 33 / 35Fax (+) 213 34 2160 98e-mail: [email protected]

La présente étude traite l’impact de différents taux d’attaque de la mouche de l’olive sur la qualité de l’huile d’olive de deux variétés algériennes, Chemlal et Az-zeradj. Les résultats obtenus indiquent une modification négative de la quali-té avec l’élévation du taux d’attaque des olives par la mouche, notamment pour l’huile issue de la variété Azzeradj. La fraction volatile de l’huile des deux variétés est modifiée. Les volatils totaux, les alcools totaux, plusieurs alcools et le rapport hexenal/alcools totaux sont corrélés avec l’attaque. Ces indices peuvent servir d’indicateurs pour les huiles issues des olives attaquées par la mouche.Mots cles: Mouche de l’olive, infestation, qualité de l’huile, composés volatils

EFFECT OF ATTACK OF BACTROCERA OLEAE ON OLIVE OIL BY THE QUALITY OF THE VOLATILE FRACTION OF OIL FROM TWO VARIETIES ALGERIAN The influence of the Bactrocera oleae on the quality and volatile fraction obtai-ned from olive oil Chemlal and Azzeradj varieties at different levels of attack were examined.The results obtained indicated a worsening of the qualitative level of the oil obtained from an increasing percent of infested olive, particularly the Azzeradj variety. A great decrease of phenolic substances and a higher content of volati-le alcohols with unpleasant sensations were noted. Total volatiles, total alcohol, hexanal, many alcohols and hexenal/total alcohols ratio have been correlated with the extent the percent of infestation. These indices could be used to esta-blish that the oil has been extracted from olives attacked by Bactrocera oleae. Keywords: Bactrocera oleae, infestation, oil quality, volatiles compounds


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INTRODUCTION

En Algérie, l’oléiculture est l’une des plus impor-tantes cultures arborescentes. Elle représente envi-ron 35% de la superficie arboricole et viticole, soit 2.25% de la surface agricole utile, et couvre plus de 200.000 ha, 88% de la production totale en olives sont destinés à l’extraction de l’huile.

La qualité de l’huile d’olive dépend de sa com-position et des modifications qui surviennent à ses différentes substances depuis son apparition dans le fruit jusqu’à sa consommation. Les prix des huiles étant fixés en fonction de leur qualité selon les nor-mes du Conseil oléicole international et de la Com-mission européenne. Plusieurs facteurs interviennent dans la production et la qualité (variété, ravageurs, maturation des olives, récolte, le stockage des oli-ves, les procédés d’extraction et le conditionnement des huiles). Parmi les facteurs qui conditionnent la production oléicole, il y’a lieu de considérer les pro-blèmes phytosanitaires. Les pertes annuelles sont estimées à plus de 30% dont 15% sont causés par les insectes ravageurs [1]. La mouche de l’olive re-présente l’ennemi principal de l’olivier dans la région méditerranéenne et, à ce titre, a attiré l’attention des chercheurs qui lui ont consacré de nombreuses étu-des. Les dégâts quantitatifs se traduisent par une perte non négligeable de la pulpe, occasionnée par la larve et la chute précoce des fruits. Les modi-fications qualitatives ont été les plus étudiées par les chercheurs [2-9]. Leurs travaux ont montré que l’altération est fonction de l’intensité de l’attaque et de la variété. Des variations importantes sont notées dans les critères de qualité de l’huile produite: l’aci-dité, l’indice de peroxyde, l’absorbance en UV, les composés phénoliques et la qualité organoleptique.

La présence de ce ravageur dans notre région, réputée oléicole, est importante particulièrement durant les années qui ont été marquées par un été doux (1997, 1998, 2002, 2003...) ou le pourcentage d’attaque peut atteindre 100% pour certaines va-riétés. Le présent travail a pour objectif de suivre l’évolution des paramètres physico-chimiques, la qualité organoleptique, la fraction insaponifiable et particulièrement la fraction volatile de l’huile d’olive de deux variétés très répandues (Chemlal et Azze-radj) attaquées par la mouche de l’olive Bactrocera oleae. Il s’agit de Chemlal réputée de très bonne qualité et de Azzeradj de qualité inférieure à la pre-mière.

MATERIEL ET METHODES

mAtéRIEL véGétAL Les échantillons d’olives utilisés dans ce travail ap-

partiennent aux variétés Chemlal et Azzeradj. Leur ré-colte a été effectuée dans la région oléicole de Bejaia, ville côtière située au Centre Est de l’Algérie, ca-ractérisée par un climat doux en hiver et sec en été.

La variété Chemlal, la plus représentative du verger oléicole algérien, est caractérisée par ses petits fruits (1,5-2 g) et sa destination exclusive à l’huilerie. La va-riété Azzeradj est caractérisée par ses gros fruits (3-4 g) et sa double destination: huilerie et conserverie.

Après évaluation de l’indice de maturité suivant la méthode décrite par Uceda et Frias [10] et le triage des fruits en olives saines et olives attaquées par la mouche B. oleae (l’olive présente au moins un trou de sortie caractéristique de la mouche), cinq échan-tillons à des taux d’attaque croissant ont été préparés pour les variétés Azzeradj et Chemlal:- Echantillon contenant exclusivement des fruits

sains;- Echantillon attaqués à 25% (75% des fruits sont

sains, 25% sont attaqués);- Echantillon attaqué à 50% (50% des fruits sont

sains et 50% sont attaqués);- Echantillon attaqué à 75% (25% des fruits sont

sains, 75% des fruits attaqués);- Echantillon attaqué à 100% (toutes les olives pré-

sentent au moins un trou de sortie de la mouche.L’huile utilisée pour les différentes analyses est ex-

traite au moyen d’un oléodoseur de laboratoire (SOL 20240 Chiosonaccia, muni d’un système de centri-fugation).

méthOdEs d’ANALysEsL’acidité et l’indice de peroxyde ont été réalisés

conformément aux protocoles de l’UICPA [11]. La méthode du COI [12] est utilisée pour évaluer des coefficients d’extinction à 232 nm et 270 nm. Le test de dégustation des différents échantillons est réa-lisé suivant l’ancienne méthode de la Commission européenne (règlement CEE N. 2568/1991) [13] au niveau du laboratoire d’analyse sensorielle de l’Insti-tut Expérimentale d’Oleitechnica de Pescara (Italie) par un jury composé de 10 personnes. Le protoco-le proposé par Favati et al. [14] est utilisé pour l’ex-traction et le dosage des composés phénoliques. 1 g d’huile dissoute dans 10 ml d’hexane est éluée à travers une colonne de silice greffée d’octadecyl C18


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(J.T. Backer, Milano). Les composés phénoliques re-tenus dans la colonne sont récupérés en utilisant 7 ml de méthanol (2 fois 3,5 ml). 2 ml d’extrait phénolique sont additionnés de 5 ml d’eau distillée et de 0,5 ml de réactif de folin-ciocalteu. Après 3 mn à l’obscurité, 4 ml de carbonate de sodium (solution à 10%, m/v) sont ajoutés, puis nous avons ajusté avec de l’eau distillée jusqu’à un volume total de 20 ml. Après un repos de 90 mn à l’obscurité et filtrations des solutions, la lectu-re des absorbances est faite à la longueur de 765 nm en utilisant un spectrophotomètre UV-Vis de marque Shimadzu. La teneur en composés phénoliques est exprimée en acide gallique équivalent après établisse-ment d’une courbe étalon.

L’analyse des triglycérides par HPLC est réalisée suivant la méthode proposée par Moreda et al. [15]. 0,5 g d’huile filtrée sur sulfate anhydre sont dissous dans 10 ml d’acétone pour HPLC, la solution obtenue est filtrée à travers des filtres (Acrodisc 13 CR PTFE) d’une porosité de 0,45 μm en utilisant une seringue. Une partie aliquote de 5 à 10 μl est injectée dans un chromatographe équipé d’une colonne de Supelco-Supelcosil LC 18 de 25 cm de long, de 4,6 mm de diamètre et 5 μm d’épaisseur. Le propionitrile (0,8 ml/min) est utilisé comme phase mobile. Le détecteur est un réfractomètre (Shodex R1 Se-61).

- Extraction des composés volatils par Head Space Dynamique

La méthode de Anger osa et al, [16] est utilisée. Les composés volatils sont extraits à partir de 50 g d’hui-le par entraînement avec de l’azote (1,2 dcm3/mn), à 37°C pendant 2 heures et piégés dans 50 mg de

charbon actif (20-35 mesh; MERCK). Après élution des composés volatils par 1 ml de diethyl-ether sta-bilisé avec du BHT, un volume de 0,5 μl est injecté dans un chromatographe en phase gazeuse (Carlo Erba, mega séries 5160) équipé d’une colonne capil-laire en silice fondue Supelco-Supelcowax 10 M (60 m, 0,32 mm, 0,5 μm). La colonne est soumise à un gradient de température:

28 1°C/mn 33 2.5°C/mn 166 10°C/mn 220°C 6mn 1mn 2 mn 30mn

Le détecteur utilisé est du type FID; il est réglé à une température de 230°C. Le gaz vecteur est l’hydrogè-ne avec une pression de 40 KPa. Le refroidissement de la colonne est assuré par du CO2 cryogénique. La surface des pics en relation avec la concentration des composés volatils est réalisée par un intégrateur (Carlo Erba, mega séries integrator). Le nonan-1-ol est ajouté comme standard interne.

- Identification des composés volatils: CPG-SM. Le modèle HP 5870 5890A (Hewlet Packard Palo

Alto, USA) équipé avec colonne avec système d’injec-tion et couplé à un détecteur sélectif de masse (Mo-del HP 5970B) est utilisé. Les conditions d’analyse sont les mêmes que celles adoptées pour l’analyse des composés volatils en chromatographie en pha-se gazeuse. Les composés volatils sont identifiés en comparant leur spectre de masse à des étalons.

- Analyse statistique des résultats:Les résultats du test de dégustation ont fait l’objet

tableau i - valeurs moyennes des caractéristiques physico-chimiques et organoleptiques des différents échantillons

echantillons Chemlal Azzeradjtaux d’attaque (%)Analyse 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 Acidité 0,22 ± 0,01 0,44 ± 0,01 0,61+ 0,01 0,81± 0,02 0,92 ± 0,02 0,32 ± 0,01 0,47 ± 0,01 0,62 ± 0,01 0,98 ± 0,04 1,25 ± 0,05 Indice de peroxyde(meq d’O2/kg) 10,90 ± 0,28 12,95 ± 0,01 14,56 ± 0,04 15,87 ± 0,10 16,75 ± 0,12 8,15 ± 0,68 10,39 ± 0,23 11,99 ± 0,48 12,63 ± 0,44 13,99 ± 0,49 Absorbance à 232 nm 1,95 ± 0,08 2,00 ± 0,07 1,8 8± 0,04 2,16 ± 0,02 2,47 ± 0,12 2,20 ± 0,02 2,26 ± 0,01 2,28 ± 0,04 2,32 ± 0,02 2,31 ± 0,02 Absorbance à270 nm 0,10 ± 0,01 0,12 ± 0,00 0,13 ± 0,01 0,14 ± 0,00 0,15 ± 0,01 0,16 ± 0,01 0,18 ± 0,01 0,20 ± 0,01 0,22 ± 0,02 0,26 ± 0,02 Note organoleptique/9 Extra vierge Extra vierge vierge vierge vierge Extra vierge vierge vierge vierge

courante vierge courante courante 6,9 (a) 6,6 (a) 6,1 (c) 5,6 (d) 5,3 (d) 6,6 (a) 6,3 (b) 5,7 (c) 5,4 (d) 4,4 (e) teneur en composés phénoliques (ppm) 349,66±13,93 297,77±12,3 254,11±11,35 188,55±7,7 106,33±5,77 231 ± 3,5 161,17±6,15 103,25±2,76 53,20 ±1,0 26,62 ± 0,38 caroténoïdes (ppm) 11,33 ± 0,38 10,73 ± 0,66 9,79 ± 0,65 8,19 ± 0,37 8,46 ± 0,65 6,15 ± 0,07 5,65 ± 0,08 5,13 ± 0,18 5,05 ± 0,04 4,33 ± 0,11 (***) Les notes organoleptiques moyennes suivies de lettres différentes indiquent une différence significative à p < 0.05


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d’une analyse de la variance. Le test de Newman et Keuls a servi pour la comparaison intergroupe des moyennes.

Le calcul des moyennes et des écart-types est établi pour les autres analyses réalisées en duplica-ta. Le coefficient de corrélation entre l’attaque et les composés volatils a été aussi évalué. Ces analyses ont été réalisées en utilisant le logiciel «Statistique», version 5.1.

RESULTATS ET INTERPRETATIONS

cARActèREs PhysIcO-chImIQUEs Et ORGANOLEPtIQUEs Les résultats des analyses physico-chimiques sont

présentés dans le Tableau I. Les critères ou paramètres de qualité de l’huile re-

présentés par l’acidité, l’indice de peroxyde et les ex-tinctions spécifiques évoluent progressivement avec l’attaque des olives par la mouche. Cette évolution traduit l’importance des réactions d’altération des huiles, l’hydrolyse et l’oxydation, issues des olives attaquées. Nos résultats concordent avec ceux de la plupart des auteurs notamment italiens Angerosa et al. [5]; Delirio et al. [7]; Zunin et al. [8].

Comme conséquence de l’oxydation, les compo-sés phénoliques qui confèrent à l’huile sa stabilité oxydative apparaissent très affectés par l’attaque. Des pertes de l’ordre de 70% et 88% sont enregistrées pour les huiles issues des olives avec un taux d’at-taque de 100% respectivement de Chemlal et Azzera-dj. Ces pertes sont du même ordre de grandeur que

celles signalées par plusieurs auteurs dont Angerosa et al. [5] et Zunin et al. [8].

Les résultats du test de dégustation montrent l’ap-partenance des huiles issues des olives saines des deux variétés à la meilleure catégorie dénommée «extra vierge» avec une préférence des dégustateurs de la variété Chemlal à la variété Azzeradj. La variété Chemlal présente une intensité remarquable de l’at-tribut positif «fruité» très recherché, alors que la va-riété Azzeradj est plus piquante et amère que fruitée. Concernant l’effet de l’attaque, l’analyse de la variance montre un effet significatif sur la qualité organoleptique des huiles. La comparaison intergroupe fait ressortir des différences significatives entre les différents pour-centages d’attaque. Le seuil d’attaque entraînant un déclassement de l’huile de la variété Chemlal de la catégorie « extra vierge » à la catégorie « vierge » est une attaque nuisible de 50%. Ce seuil est encore plus bas pour la variété Azzeradj qui est de 25%. Ces seui-ls de modification de la qualité organoleptique sont inférieurs à ceux signalés par Angerosa et al. [5] et concordent avec ceux d’Iannotta et al. [17] qui avan-cent un intervalle de 25 à 50% d’attaque. L’impact de l’attaque sur les huiles se traduit par une diminution progressive de l’intensité des attributs positifs (fruité, amer et piquant) avec augmentation concomitante de l’intensité des défauts dans les échantillons attaqués dont les principaux sont: ver, acétique, rance, chômé. La diminution de l’attribut positif «amer» sous l’effet de l’attaque peut être reliée à l’évolution des composés phénoliques. L’évolution de la note organoleptique

tableau ii - composition en triglycérides (en % des triglycérides totaux) des différents échantillons

variété Chemlal azzeradjAttaque (%) 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100LLL 0,25±0,04 0,24±0,01 0,24±0,00 0,30±0,03 0,26±0,01 0,09±0,01 0,08±0,01 0,1±0,01 0,1±0,01 0,1±0,02OLLn 0,39±0,00 0,41±0,02 0,40±0,02 0,36±0,04 0,38±0,06 traces traces traces traces tracesPLLn 0,15±0,05 0,25±0,05 0,18±0,02 0,13±0,03 0,14±0,04 --traces traces- traces- -traces traces-OLL+OOLn 4,73±0,33 4,62±0,08 4,58±0,08 4,76±0,10 4,69±0,06 3,21±0,02 3,11±0,03 3,20±0,00 3,21±0,1 2,26±0,01PLL 1,82±0,10 1,77±0,01 1,78±0,05 1,79±0,06 1,80±0,04 0,54±0,01 0,57±0,02 0,56±0,05 0,55±0,02 0,60±0,02POLn 1,14±0,03 1,11±0,07 1,09±0,07 1,02±0,05 1,08±0,14 0,55±0,00 0,57±0,02 0,61±0,02 0,57±0,01 0,62±0,02OOL 14,16±0,40 13,81±0,13 13,81±0,06 13,81±0,09 13,72±0,09 14,19±0,01 14,24±0,03 14±0,05 14,02±0,04 13,79±0,05POL+P°OO 12,16±0,00 12,22±0,08 12,25±0,10 12,47±020 12,37±0,06 7,68±0,02 7,82±0,09 7,71±0,02 7,94±0,02 7,84±0,13P°PO 1,77±0,17 1,80±0,04 1,82±0,08 1,70±0,10 1,83±00,04 0,71±0,01 0,71±0,02 0,70±0,02 0,74±0,01 0,75±0,02PPL 1,69±00,09 1,64±0,05 1,66±0,04 1,66±0,03 1,68±00,06 0,72±0,02 0,70±0,03 0,69±0,03 0,74±0,02 0,75±0,02OOO 27,42±0,36 27,44±0,26 27,38±0,02 27,33±,10 27,03±0,35 36,66±0,07 36,46±0,17 36,28±0,17 36,05±0,10 35,9±0,06sOL 23,93±0,12 24,14±0,37 24,12±0,23 24,02±0,15 24,22±0,41 24,43±0,07 24,64±0,02 24,9±0,1 24,94±0,15 24,96±0,06PPO 5,72±0,23 5,87±0,15 5,96±0,28 5,93±0,05 6,0±0,18 3,72±0,01 3,88±0,06 3,92±0,02 3,83±0,04 4,01±0,16sOO 3,14±0,16 3,06±0,08 3,14±0,07 3,02±0,10 3,13±0,10 5,05±0,01 4,81±0,29 4,98±0,02 4,94±0,08 5,00±0,16PsO 0,94±0,01 1,15±0,14 1,04±0,05 1,02±0,05 1,03±0,01 1,39±0,01 1,48±0,13 1,40±0,01 1,42±0,06 1,44±0,04ssO 0,57±0,02 0,48±0,03 0,55±0,04 0,46±0,04 0,53±0,03 0,66±0,01 0,68±0,04 0,7±0,06 0,69±0,04 0,67±0,01


122reflète l’évolution négative des indices physico-chimi-ques de la qualité.

LEs tRIGLycéRIdEsLe Tableau II donne la composition qualitative et

quantitative des différents triglycérides identifiés. Ces résultats révèlent la présence des mêmes triglycéri-des pour les deux variétés.

Les principaux triglycérides sont la trioléine (OOO), dioléopalmitine (POO), dioléolinoleine (OOL), palmito-oléo-linoléine (POL), dipalmitoléine (POP), dilinoléo-oléine (OLL) et dioléo-stéarine (SOO). C’est sur le plan quantitatif que les deux variétés se distinguent; la variété Azzeradj est plus riche en trioléine et moins riche en POL, POP, PLL que la variété Chemlal. La trilinoléine (LLL), utilisée dans l’analyse comme indica-teur d’adultération, est présente à un très faible pour-centage (0,2%). L’attaque des olives par la mouche se traduit par une légère diminution des OOL et OOO et de légères augmentations de POO et POP. Cette évolution reflète celles des acides gras en particulier l’acide oléique et palmitique.

LA fRActION vOLAtILEL’arôme de l’huile d’olive tire son origine d’un grand

nombre de composants. L’oxydation enzymatique des acides linoléique et linolénique contribue pour une large part à la formation de la fraction volatile de l’huile. Les principaux composés volatils et leur évolution en fonction du taux d’attaque sont mon-trés par les résultats des Tableaux (III, IV). Sur le plan qualitatif, les profils chromatographiques (Fig. 1, 2) des deux variétés sont très proches. Toutefois on note la présence de certains composés dans l’huile de la variété Azzeradj (2 et 3 methyl-butanal, métha-nol, isobutanol et le copaène) et leur absence dans l’huile de la variété Chemlal et inversement (cas du methyl-propanol et du limonène). Des différences im-portantes sont notées dans les concentrations des différents en particulier le trans-2-hexenal auquel on reconnaît un impact positif sur la qualité organolep-tique, présent à raison de 622 mg/kg pour la variété Chemlal et seulement de 224 mg/kg pour l’huile de la variété Azzeradj. La richesse de la variété Chemlal en composés volatils à 6 carbones a été signalée dans

tableau iii - Evolution des composés volatils (mg/kg de nonanol) de l’huile de la variété Chemlal en fonction du taux d’attaque par B.oleae

sain 30% 50% 100%Octane 2,9 ± 0,55 5,66 ± 0,33 12,00 ± 0,50 25,52 ± 0,34Ethylacetate 17,50 ±1,40 16,60 ± 0,36 19,05 ± 0,81 18,86 ± 0,35Ethanol 2,32 ± 0,36 3,17 ± 0,48 3,43 ± 0,64 3,42 ± 0,87Pentan-3-one 20,51 ± 0,51 23,36 ± 0,75 32,81 ± 2,37 45,52 ± 0,691 Penten-3-one 5,26 ± 0,17 5,05 ± 0,08 3,21 ± 0,02 1,58 ± 0,01hexanal 45,54 ± 3,67 59,45 ± 1,97 66,11 ±3,76 103,00 ± 3,352 methyl- propan1ol 0,26 ± 0,02 1,05 ± 0,01 1,83 ± 0,10 4,39 ± 0,932 Pentenal 2,43 ± 0,39 2,10 ± 0,19 2,07 ± 0,17 2,22 ± 0,271 Penten-3-ol 10,94 ± 0,13 12,33 ± 0,31 12,92 ±0,42 12,96 ± 1,992.3 methyl butanol 4,78 ± 0,06 5,10 ± 0,24 5,22 ± 0,04 7,80 ± 0,08trans2 hexenal 622,00±17,11 617,00±7,78 586,0±7,09 490,00±0,54Pentan-1-ol 0,93 ± 0,10 1,85 ± 0,05 1,87 ± 0,15 3,10 ± 0,19Limonène 1,20 ± 0,20 1,53 ± 0,30 1,92 ± 0,30 2,30 ± 0,15hexyl-acetate 24,25 ± 0,16 23,66 ± 0,49 23,67 ± 0,50 22,85 ± 0,49trans2 penten-1-ol 0,64 ± 0,06 0,95 ± 0,00 0,98 ± 0,06 1,27 ± 0,02cis3 hexylacetate 26,27 ± 0,19 24,23 ± 0,84 22,10 ± 0,61 18,35 ± 0,60cis2 Penten-1-ol 8,96 ± 0,15 8,20 ± 0,42 9,07 ± 0,35 8,54 ± 0,32hexan-1-ol 30,74 ± 0,40 37,76 ± 0,81 51,00 ± 1,33 72,29 ± 1,72cis3 hexen-1-ol 8,95 ± 0,50 9,85 ± 0,00 10,24 ± 0,19 13,43 ± 0,472.4 hexadienal 1,62 ± 0,23 3,48 ± 0,24 3,56 ± 0,42 5,67 ± 0,42trans2 hexen-1-ol 36,78 ± 0,82 59,88 ± 1,36 74,10 ± 1,14 140,50 ± 4,12Acide acetique 2,15 ± 0,34 3,09 ± 0,60 4,31 ± 0,76 19,85 ± 4,05total pentene dimer 54,35 ± 3,73 51,89 ± 1,27 50,83 ± 1,99 39,11± 3,67total volatils 928,38 ± 31,25 977,24 ±18,88 998,3 ± 23,78 1062,53±25,64total alcools 105,30 ± 2,60 140,14 ± 3,68 170,66 ± 4,42 267,70±10,71Aldéhydes totaux 671,59 ± 21,40 682,03 ± 10,18 657,74 ± 11,44 600,89 ± 4,58total lipoxygénase 763,79 ± 22,45 794,07 ± 12,44 782,22 ± 13,29 788,13 ± 9,57hexenal/alcools totaux 5,91 4,40 3,43 1,83Aldéhydes tot./alcools totaux 6,38 4,87 3,85 2,24


123

nos précédents travaux [18] et confirmée par les tra-vaux de Luna et al. [19] qui ont travaillé sur plus de 35 variétés de la région méditerranéenne. L’hexenal est le composé majeur des huiles d’olives européennes de catégorie extra vierge [20]. Cette différence quanti-

tative concorde avec les conclusions de Angerosa et al. [21] et Dhifi et al. [22] sur l’influence de la variété; les différences enzymatiques (hydroperoxyde-lyase, alcool-acetyl-transferase, alcool déshydrogénase et isomérases sont déterminées génétiquement). L’im-

Figure 1 - chromatogramme des composés volatils de l’huile de la variété chemlals = Echantillon sain; A = Echantillon attaqué1) octane; 2) ethyl-acetate; 3) éthanol; 4) pentene dimère; 5) pentène dimère; 6) penta-3-one; 7) pentène dimère; 8) pentene dimère; 9) 1-penten-3-one; 10) pentène dimère; 11) pentene dimère; 12) hexanal; 13) 2-methyl-propanol; 14) pentene dimère; 15) 1-penten-3-ol; 16) 2,3 methyl-buta-nol; 17) trans-2-hexenal; 18) pentanol; 19) hexyl-acetate; 20) trans 2-penten-1-ol; 21) cis-3-hexenyl-acetate; 22) cis-2 penten-1-ol; 23) hexan-1-ol; 24) cis-3-hexen-1-ol; 25) 2,4 hexadienale; 26) trans-2-hexen-1-ol; 27) acide acetique; 28) nonan-1-ol (standard interne).


124 portance de la voie enzymatique de la lipoxygénase est montrée par le pourcentage des aldéhydes totaux qui représentent 69% et 72,3% des composés volatils totaux respectivement des variétés Azzeradj et Chem-lal. Concernant l’effet de l’attaque de la mouche, les résultats obtenus montrent une modification quantita-tive substantielle des différents composés volatils con-sidérés, particulièrement les alcools. L’évolution de la fraction alcoolique est plus importante pour les huiles issues des olives attaquées de la variété Azzeradj; les alcools totaux représentent 43% de la fraction volatile totale de l’huile issue de l’échantillon attaqué à 100% contre un pourcentage de 25% pour un même taux d’attaque de la variété Chemlal. Des corrélations très étroites sont trouvées entre les alcools (alcools totaux: 0,99 pour Chemlal et 0,97 pour Azzeradj, l’hexanol, le trans-2-hexenol...) et l’attaque des olives par la mouche. L’alcool isoamylique corrélé significativement avec l’attaque pour les deux variétés (r = 0,91 pour Chemlal, r = 0,98 pour Azzeradj), serait responsable du défaut apparent «chômé» tel signalé antérieure-

ment par Angerosa et al. [23].L’hexanal, un aldéhyde saturé à sensation désagréa-

ble qui serait formé par oxydation chimique augmente avec l’augmentation du taux d’attaque, ce qui interfère négativement sur la flaveur des huiles. Morales et al. [24] avait signalé la contribution de l’hexanal dans les principaux défauts qui sont le rance, chômé, le vineux et acétique. D’autres composés volatils à effet positif sur l’arôme diminuent avec l’attaque, particulièrement le penten-3-one qui possède selon Reiners et Grosh [25] une activité odorante très importante même par rapport à celle de l’hexenal. Les rapports hexenal/al-cools totaux, aldéhydes totaux/alcools totaux repré-sentent de bons indicateurs sur l’influence de l’attaque sur la fraction volatile de l’huile.

L’endommagement de la structure cellulaire par B. oleae active les mécanismes enzymatiques d’oxyda-tion des acides linoléique et linolénique, la conver-sion des acides aminés en aldéhydes ou alcools correspondants, une fermentation des sucres et une oxydation des acides gras libres. Nos résultats cor-

tableau iv - composés volatils de l’huile de la variété Azzeradj(en mg/kg de nonan-1-ol)

echantillon sain attaqué (25%) attaqué (50%) attaqué (75%) attaqué (100%)Ethyl acétate 42,4±0,21 42,7±1,34 46,2±0,99 44,6±2,1 40,6±0,78Non identifié 1,3±0,07 2,2±0,06 4,3±0,28 4,6±0,14 5,6±0,28méthanol 20,2±3,04 20,1±0,64 19,4±3,62 20,9±0,26 18,8±2,33Pentene dimère (total) 13,5±1,0 12,6±0,5 9,5±0,6 8,47±0,3 6,25±0,222-Ethylbutanal 4,9±0,02 4,3±0,2 4,5±0,2 4,7±0,28 4,4±0,2773-methylbutanal 10,3±0,07 8,6±0,28 9,4±0,42 9,2±0,35 9,5±0,28Ethanol 9,2±0,07 9,3±0,22 9,8±0,14 9,6±0,14 11,7±0,7Pentanal 1,9±0,03 2,3±0,15 3,2±0,21 3,4±0,06 4,8±0,33-Pentanone 2,9±0,07 5,5±0,18 5,8±0,14 5,8±0,08 6,8±0,14Non identifié 0,8±0,05 3,1±0,16 7,6±0,8 8,4±0,62 12,9±0,351-Penten-3one 3,9±0,03 3,5±0,08 3,4± 0,08 2,8±0,09 2,3±0,06Non identifié 1,6±0,21 1,5±0,14 2,50±0,08 3±0,14 2,8±0,6hexanal 28,3±0,99 45,5±3,5 56,7±9,02 69,2±52,8 93±9,9Isobutanol 0,6±0 1,4±0,14 3,5±0,34 4,8±0,09 5,5±0,341Penten-3-ol 2,3±0,06 4,2±0,16 5,4±0,2 5,3±0,08 5,8±0,28Alcool isoamylique 1,3±0,07 3,4±0,2 4±0,09 5,3±0,09 6,6±0,08trans2 hexenal 224±3,54 228±8,06 206±3,45 182±3,5 161±4,2Pentane-1-ol 0,2±0,07 0,4±0,06 0,7±0,0 1,6±0,08 1,9±0,08hexyl acétate 0,8±0,02 0,77±0,06 0,8±0,06 0,8±0,1 0,6±0,02trans2 penten-1-ol 0,2±0,05 0,3±0 0,6±0,02 0,9±0,6 1±0,06cis2Penten-1-ol 2,6±0,07 3,60±0,18 4,1±0,08 3,8±0,16 3,9±0,14hexane-1-ol 3,2±0,07 5,3±0,2 17,6±0,29 66,6±1,48 71,5±2,5cis3hexèn-1-ol 3,6±0,7 6,3±0,21 8±0,1 11,3±0,16 18,1±1,562,4 hexadienal 2,4±0,04 0,8±0,07 1,4±0,06 1,3±0,14 1±0,2trans2 hexèn-1-ol 2,7±0,07 10±0,35 59,1±1,63 121±8,76 140±9,5Acide acétique 16,41±1,91 18,7±1,63 23,2±3,68 21±2,05 23±0,23copaène 0,3±0 0,5±0,1 0,5±0,1 0,3±0,0 0,4±0,0total 390,5±16,621 434,7±18,59 510, ±26,18 615,3±23,94 657,2±35,4Alcools totaux 46,1±9,22 64,3±2,36 132,2±6,51 251,1±11,4 284,8±17,57Aldéhydes totaux 271,8±4,69 289,50±12,26 281,2±13,36 270,10±7,18 273,70±15Aldéhydes totaux/alcools totaux 5,90 4,50 2,13 1,08 0,96hexenal/alcools totaux 4,86 3,55 1,56 0,72 0,57


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roborent ceux d’Angerosa et al. [5] qui ont noté que la présence de B. oleae modifie la composition de la fraction volatile, ce qui influence négativement la qualité organoleptique et la stabilité de l’huile.

Les trous de sortie de la mouche favorisent le développement des microorganismes et l’ensemble des réactions d’oxydation chimique responsables du développement des mauvaises odeurs. L’activité des

enzymes endogènes, à travers la voie de la lipoxygé-nase générerait les attributs positifs de l’huile d’olive.

CONCLUSION

L’importance des phénomènes d’oxydation et d’hydrolyse a été montrée à travers les paramètres acidité, indice de peroxyde et les extinctions spéci-

Figure 2 - chromatogramme des composés volatils de la variété Azzeradjs = Echantillon sain; A = Echantillon attaqué1) ethyl-acetate; 2) non identifié; 3) méthanol; 4) pentène dimère; 5) 2-methyl-butanale; 6) 3 methyl-butanale; 7) éthanol; 8) non identifié; 9) pentene dimère; 10) pentanal; 11) 3-pentanone; 12) non identifié; 13) 1-penten-3-one; 14) pentene dimère; 15) pentene dimère; 16) pentene dimère; 17) hexanal; 18) alcool isobutylique; 19) 1-penten-3-ol; 20) alcool isoamylique; 21) trans-2-hexenal; 22) pentan-1-ol; 23) hexyl-acetate; 24) trans-2-penten-1-ol; 25) cis-2-penten-1-ol+ cis-3-hexyl-acetate; 26) hexan-1ol; 27) cis-3-hexenol; 28) hexadienale; 29) trans-2-hexen1-ol; 30) acide acetique; 31) copaéne; 32) nonan-1-ol (standard interne).


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fiques à l’ultraviolet, avec comme conséquence une disparition très importante des composés phéno-liques. Les modifications induites dans la structure des triglycérides sont trop minimes pour servir d’in-dicateur à l’évolution de l’attaque. La qualité organo-leptique est modifiée significativement avec une sen-sibilité plus accrue de la variété Azzeradj par rapport à la variété Chemlal. Le seuil d’attaque entraînant un déclassement de l’huile de Chemlal de la catégorie extra vierge à la catégorie vierge est de 50%, alors qu’il est de 25% pour la variété Azzeradj. Le déclas-sement des huiles à des catégories inférieures est lié à l’apparition de défauts dont le défaut «ver» est le principal. Les composés volatils, considérés comme composés principaux dans l’expression de la flaveur de l’huile, apparaissent très affectés par l’attaque. Les composés connus pour générer une odeur in-désirable augmentent alors que ceux générant une sensation agréable diminuent. Des corrélations très significatives sont notées entre l’attaque et les com-posés volatils en particulier les composés volatils to-taux , les alcools totaux, plusieurs alcools, l’hexenal, l’hexanal et les différents rapports: hexenal/alcools totaux et aldéhydes totaux/alcools totaux. La nature des différents composés volatils formés fait ressortir l’imbrication des différentes réactions: enzymatiques, fermentation, auto-oxydation et hydrolyse.

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Received March 5, 2010

Accepted June 10, 2010


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Composition of fruit volatiles and annual changes in the leafvolatiles of Myrtuscommunis var. baetica in tunisia

W. Aidi Wannes*, B. Mhamdi, M.E. Kchouk, B. Marzouk

Aromatic and Medicinal Plants Unit Biotechnologic Center BorjHammam-LifTunisia

* CORRESPONDING AUTHORDr. Wissem Aidi WannesAromatic and Medicinal Plants Unit Biotechnologic Center BorjCedria Technopark, B.P. 901 2050 Hammam-Lif, Tunisiatel: +216 79 325 738fax: +216 79 325 638 e-mail: [email protected]

The chemical components of the essential oils, obtained from leaves of Myrtus communis var. baetica during the course of one year and those obtained from the mature fruits, were analysed by GC and GC–MS. The composition of the essential oil from leaves changed qualitatively and quantitatively over the course of 1 year. The essential oil yield varied significantly from 0.17% to 0.47%. Among the iden-tified forty-nine constituents representing the 88.4% – 99.9% of the total oil, the main constituent was α-pinene (21.6% - 40.7%), 1,8-cineole (13.0% - 26.3%), limonene (0.1% - 20.1%) and linalool (4.6% - 20.0%). In the fruit, essential oil yield was 0.04% and from the identified forty-two constituents representing the 88.5% of the total essential oil. 1,8-cineole (23.7%), linalool (15.3%), α-terpineol (5.4%) and geranyl aceteate (5.1%) were the predominant components.Keywords: fruits, leaves, Myrtus communis var. baetica, seasonal variation, vola-tiles.

COMPOSIZIONE DELLE SOSTANZE GRASSE VOLATILI DEL FRUTTO E VARIAZIONI STAGIONALI DELLE SOSTANZE VOLATILI DELLE FOGLIE DI MYRTUS COMMUNIS VAR. BAETICA IN TUNISIAI componenti chimici degli oli essenziali, ottenuti nel corso di un anno dalle foglie di Myrtus communis var. Baetica e dai suoi frutti maturi, sono stati analizzati mediante GC e GC-MS. La composizione dell’olio essenziale della foglia è cambiata qualitativamente e quantitativamente nel corso di un anno. La resa in olio essenziale è variata significativamente da 0,17% a 0,47%. Tra i quarantanove componenti identificati che rappresentavano dall’88,4 al 99,9% del totale dell’olio, i costituenti principali erano α-pinene (21,6% - 40,7%), 1,8-eucaliptolo (13,0% - 26,3%), limonene (0,1% - 20,1%) e linalolo (4,6% - 20,0%). Nel frutto, la resa in olio essenziale è stata dello 0,04% e dei quarantadue com-ponenti identificati che rappresentavano l’88,5% dell’olio essenziale totale i componenti principali erano: 1,8- eucaliptolo (23,7%), linalolo (15,3%), α-terpi-neolo (5,4%) e acetato di geranile (5,1%). Parole chiave: frutti, foglie, Myrtus communis var. baetica, variazione stagionale, volatili.


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INTRODUCTION

The Myrtaceae consists of around 150 genera and 3000 species [1]. One member of this family is Myrtus, which is represented by only one species in Tunisia; Myrtus communis grows wild in the coa-stal areas, the internal hills and the forest areas of North Tunisia. Two myrtle varieties are described in old local flora: Myrtus communis var. italica L. and Myrtus communis var. baetica L. [2] which present the same vegetative characters. The morphological difference between the two varieties is the larger size of baetica fruits and leaves.

Myrtle is a well-known aromatic plant species na-med “rayhan” in Tunisia. Myrtle fruit and leaf and their essential oils are used as flavoring agents in food products such as liqueurs, bread, pickles, pa-stries, and cheese. They are also used as a con-stituent of cosmetic and pharmaceutical products [3]. Myrtle essential oils have hypoglycaemic [4] and antiseptic effects [5]. They have been also em-ployed for their antimicrobial, tonic and balsamic properties [6-8].

The chemical composition of the myrtle leaf es-sential oil belonging to the different regions and har-vested at different periods has been widely studied [9-14] and the evaluation of the essential oil com-position of the fruit has also been reported [15,16]. Moreover, many phytochemical researches have been investigated at the same time as the essen-tial oil composition of leaves and fruits, as well as the other parts of Myrtus communis [17-20]. In all these studies the myrtle variety was not specified. So, there have been few publications concerning the essential oil composition of Myrtus communis var. italica and Myrtus communis var. baetica [21-23] and according to our knowledge, there are no phytochemical records on Myrtus communis var. baetica fruit volatiles grown in Tunisia and the sea-sonal variations of the leaf essential oil.

In this work, for the first time, the composition of Myrtus communis var. baetica fruit volatiles grown in Tunisia as well as the annual fluctuation of the leaf essential oil composition are reported.

EXPERIMENTAL

PLANt mAtERIALLeaves from 10-15 shrubs of Myrtus communis

var. baetica were collected from February 2006 until Junuary 2007, while the mature fruits were collected in January 2007 from the same shrubs, located in Djbal Er-Rimel of Bizerte Region. Dr Abd El Razek SMAOUI identified a voucher specimen, which has been deposited in our herbarium Unit. The meteoro-logical data was taken from the Tunisian Meteorolo-gical Station (Table I).

IsOLAtION Of thE OILsAn aliquot of 100 g of plant material was hydro-

distilled for 3 hours (time fixed after a kinetic survey over 30, 60, 90, 120, 150, 180 and 210 min). The hydrodistillation was performed by a simple labora-tory Quik-fit apparatus which consisted of a 2.000 mL steam generator flask, a distillation flask, a con-denser and a receiving vessel. The volatile compoun-ds of essential oils were collected from the distillate in diethyl ether using a liquid-liquid isolation. In order to quantify essential oils and their constituents, an internal standard, the 6-methyl, 5-hepten-2-one was used. Essential oil yields were then estimated on the basis of the dry weight of the plant material.

Gc ANALysIsThe essential oil analyses were carried out using

a Hewlett-Packard 6890 chromatograph equipped with a flame ionization detector, an electronic pressu-re control injector and a polyethylene glycol capillary column (HP Innowax: 30 m x 0.25 mm, 0.25 μm film thickness); carrier gas: N2 at 1.6 mL/min; split ratio: 1:60. The column temperature was programmed at 35°C for 10 min and then heated to 205°C at a rate of 2°C/min, then kept constant at 205°C for 10 min. Injector and detector temperature were held at 250 and 300°C, respectively.

GC/MS was performed on HP 5972 mass spectro-meter (Agilent technologies, Palo Alto, California, USA) with electron impact ionization (70 eV). HP-5MS capil-lary column (30 m x 0.25 mm coated with 5% phenyl

table i - meteorological data during the monthly harvesting of Myrtuscommunis var. baetica leaves

sampling date 02/06 03/06 04/06 05/06 06/06 07/06 08/06 09/06 10/06 11/06 12/06 01/07

temperature (°c) 11.4 13.7 17.7 20.8 24.1 26.7 26.3 23.7 22 16.8 13.2 12.6

Rainfall (mm) 82.9 44.7 9.0 28.2 7.1 0.0 1.6 70.8 40.2 55.6 156.8 26.5


130

methyl silicone, 95% dimethylpolysiloxane, 0.25 μm film thickness) was used. Oven temperature was pro-grammed to rise from 50°C to 240°C at a rate of 5°C/min; transfer line temperature was 250°C. The carrier gas was helium with a flow rate of 1.2 mL/min and a split ratio of 60:1. Scan time and mass range were 1s and 40-300 m/z respectively.

Component identifications were assigned by com-parison of their retention indices (RI) relative to (C8–C22) n-alkanes with those of literature or with those of

authentic compounds available in our laboratory. Fur-ther identification was made by matching their recor-ded mass spectra with those stored in the Wiley/NBS mass spectral library of the GC/MS data system and other published mass spectra [24]. Determination of the percentage composition was based on peak area normalization without using correction factors.

stAtIstIcAL ANALysIsData were subjected to statistical analysis using sta-

Figure 1 - Essential oil yield of myrtus communis var. italica leaves during the vegetative cycle. the same small letter did not share significant differences at 5% (duncan test).

Figure 2 - chromatogram of essential oil compounds from baetica leaf at flowering stagecompounds appeared in order of elution in polar column (hP-Innowax); (1. tricyclene, 2. α-pinene, 3. α-thujene, 4. camphene 5. β-pinene, 6. δ-3-carene, 7. myrcene 8. α-phéllandrene, 9. α-terpinene, 10. limonene, 11. 1,8-cineole, 12. γ-terpinene, 13. E-β-ocimene, 14. p-cymene, 15. ter-pinolene, 16. tridecane, sI. standard interne, 17. hexanol, 18. z-3-hexenol, 19. cis-linalool oxide, 20. trans-linalool oxide, 21. linalool 22. linalyl acetate, 23. bornyle acetate, 24. β-elemene, 25. terpinene-4-ol, 26. β-caryophyllene, 27. allo- aromadendrene 28. α-humulene, 29. germacrene-d, 30. α-terpinyl acetate, 31. myrtenyl acetate, 32. α-terpineol, 33. borneol, 34. neryl acetate, 35. geranyl acetate, 36. nerol, 37. myrtenol, 38. geraniol, 39.cis-carveol, 40. p-cymene-8-ol, 41. geranyl 2-methylbutyrate, 42. nonadecane, 43. caryophyllene oxide, 44. methyl eugenol, 45. thiophene, 46. spathulenol, 47. eugenol).


131

table ii - Leaf oil composition (%) of monthly collectedMyrtuscommunis var.baetica

volatil compound ria rib identificationc 02/06 03/06 04/06 05/06 06/06 07/06 08/06 09/06 10/06 11/06 12/06 01/07monoterpene hydrocarbonstricyclene 1014 924 RI, ms 0.3a 0.4ab - 0.7b 0.2a 0.1b 0.1b 0.2ab 0.2ab 0.1b 0.3a 0.2ab

α-Pinene 1032 939 RI, ms, co-Gc 39.4a 38.1b 21.6g 32.6c 32.0d 29.0f 32.4d 27.2g 32.4d 40.7a 27.4f 29.0d

α-thujene 1035 928 RI, ms 1.2a 0.1c 0.2bc 1.1b - 1.3a 0.7bc 0.5bc 0.9bc 0.1c 1.6a 0.7bc

camphene 1076 954 RI, ms - 0.1a - - 0.1ab - - - 0.1ab - - -β-Pinene 1118 980 RI, ms, co-Gc 4.4a 0.5fg 1.0e 1.8d 0.7efg 1.5d 2.3d 1.8d 1.0fg 0.3g 0.7c 3.5b

sabinene 1132 975 RI, ms 0.2a - - 0.1b - - - - - - - -δ-3-carene 1159 1011 RI, ms 0.1a 0.1a 0.2a 0.1a 0.1a 0.1a 0.2a 0.1a 0.2a 0.1a 0.1a 0.1a

myrcene 1174 991 RI, ms 0.2b - 0.2b 0.1b 0.1b 0.1b - - 0.2b 0.1b 0.3a -α-Phellandrene 1176 1006 RI, ms 0.5a 0.1b 0.2b 0.3b 0.2b 0.2b 0.3b 0.4b 0.2b - 0.2b -α-terpinene 1188 1018 RI, ms 0.5ab 0.2abc 0.3abc 0.2bc 0.2c - 0.2abc 0.15c 0.2bc 0.6a 0.3abc -Limonene 1203 1030 RI, ms, co-Gc 11.2c 15.4d 15.4b 14.5b 18.8a 17.4b 0.1f 4.07e 2.7f 6.6de 20.1a 19.5b

γ-terpinene 1255 1062 RI, ms 0.9a 0.3de 0.5bcd 0.5cd 0.3de 0.5cd 0.8abc 0.5bcd 0.5bcd 0.6bcd 0.8ab -E-β-Ocimene 1266 1050 RI, ms 0.2ab 0.3ab 0.4ab 0.3ab 0.3ab 0.2b 0.3ab 0.3ab 0.3ab 0.3ab 0.5a 0.1b

p-cymene 1280 1026 RI, ms, co-Gc 0.4a 0.2a 0.4a 0.2a 0.1a 0.1a 0.5a 0.5a 0.3a 0.2a 0.4a 0.1a

terpinolene 1290 1092 RI, ms, co-Gc 0.7a 0.3cd 0.3cd 0.3cd 0.3cd 0.4bc 0.4bc 0.2cd 0.2cd 0.3cd 0.6ab 0.1d

oxygenated monoterpenes1,8-cineole 1213 1033 RI, ms, co-Gc 13.0f 16.6e 21.2f 19.2f 17.5c 26.3cd 12.5a 14.9c 12.7de 17.0f 20.3cd 21.6b

cis-Linalool oxide 1450 1074 RI, ms 0.1a - 0.1a - - 0.1a 0.1a 0.1a 0.1a - 0.2a 0.1a

Trans-Linalool oxide 1475 1088 RI, ms 0.7a - - 0.1a - 0.1a 0.7a 0.1a 0.2a - 0.1a 0.1a

Linalool 1553 1098 RI, ms, co-Gc 4.6e 7.1e 9.2d 10.8cd 9.5d 10.1cd 12.0c 19.1a 20.0a 7.7e 12.2b 11.2b

Linalyl acetate 1556 1257 RI, ms, co-Gc 0.7cde 0.1e 0.2de 1.8b 1.0bcd 1.2bc 2.8b 3.0a 0.7cde 3.2a 0.5cde -Bornyl acetate 1597 1295 RI, ms 0.3a - 0.3a - 0.1b 0.1b 0.1b - - - - -terpinen-4-ol 1611 1178 RI, ms, co-Gc 0.1cde 0.3bc 0.5a - - 0.1cde 0.5b 0.2de 0.1de 0.2cd 0.2cd 0.6a

α-terpinyl acetate 1706 1344 RI, ms 0.6d 0.7d 1.5c 1.8c 7.9a 0.2c 3.2b 3.2d 0.5d 0.2d 0.6d -myrtenyl acetate 1707 1335 RI, ms, co-Gc 0.4bc 0.1e 0.1de 0.6b 0.3bcde 0.2cde 1.1a 0.5bc 0.4bcd 0.2cde 0.3bcde 0.2cde

α-terpineol 1709 1189 RI, ms, co-Gc 5.7a 4.9cd 5.3ab 3.1de 3.4cd 3.4cd 5.5a 4.4bc 5.3ab 3.1d 3.2c 2.3e

Borneol 1719 1165 RI, ms 0.3a 0.1abc 0.2abc 0.1bc 0.1abc 0.1abc 0.1abc 0.1abc 0.3ab - 0.2abc 0.1bc

Neryl acetate 1733 1385 RI, ms, co-Gc 1.0a 0.1b 0.5b 0.4b 0.3b 0.2b 0.4b 0.5b 0.4b 0.1b 0.5b 0.1b

Geranyl acetate 1765 1383 RI, ms, co-Gc 1.2ef 2.5cd 3.4b 2.3cd 0.9de 3.1bc 4.2bc 3.4cd 3.4cd 5.3a 1.1de 0.6f

Nerol 1797 1228 RI, ms, co-Gc 0.3b 0.5b 1.2a 0.2b 0.2b 0.1b 0.3b 0.3b 0.3b 0.1b 0.2b 0.1b

myrtenol 1804 1194 RI, ms, co-Gc 0.2b 0.1bc 0.5a 0.2bc 0.1bc 0.1bc 0.1bc 0.1bc 0.1bc - 0.1bc 0.1bc

Geraniol 1857 1255 RI, ms, co-Gc 0.6de 0.8cd 1.9a 1.2bc 0.8cd 0.4e 1.2b 1.2bc 1.3b 0.4e 1.3b 0.8cd

cis-carveol 1861 1247 RI, ms - 0.1b 0.2b 0.2b 0.1b 0.1b 0.2ab - 0.1b - 0.4a -p-cymene-8-ol 1864 1183 RI, ms, co-Gc 0.1b 0.1b 0.1b 0.2b 0.2b 0.1b 0.1b 0.8a 0.1b 0.1b 0.9a 0.9a

Geranyl 2-methylbutyrate 1880 1562 RI, ms 0.2c 0.2c 0.4c 0.2c 0.1c 0.3c 2.1a 0.1c 0.1c 1.9ab 1.28b 0.2c

methyl eugenol 2030 1401 RI, ms, co-Gc 2.2a 1.7bc 1.3bc 0.8vc 0.7bcd 0.3cde 0.8vc 1.3b 2.2a 1.0e 0.1de 0.9vc

Eugenol 2186 1356 RI, ms, co-Gc 0.4ab 0.1ab 0.5a 0.2ab 0.01b 0.1ab 0.2ab 0.1ab 0.09ab 0.1ab - 0.1ab

sesquiterpene hydrocarbonsβ-Elemene 1600 1391 RI, ms 0.1abc - 0.1bc - 0.1bc 0.2ab 0.3a 0.1bc - - - -β-caryophyllene 1612 1419 RI, ms 0.5ab 0.4bc 0.8a 0.2cd 0.2cd 0.3cd 0.4bc 0.4bc 0.3cd 0.1cd 0.3bcd 0.3bcd

allo-Aromadendrene 1661 1474 RI, ms 0.2bcd - 0.3bcd 0.2bcd 0.1cd 0.1cd 0.2bcd 0.4b 0.8a 0.1cd 0.3bcd 0.3bc

α-humulene 1687 1454 RI, ms 0.4a 0.05b 0.2b 0.2b - 0.1b - - 0.1b - 0.1b 0.1b

Germacrene-d 1696 1480 RI, ms 0.2b 0.3b 1.1a 0.3b 0.3b 0.1b 0.2b 0.3b 0.2b 0.1b 0.2b 0.3b

oxygenated sesquiterpenescaryophyllene oxide 2033 1501 RI, ms 0.4ab 0.2bc 0.5a 0.1c - 0.1c 0.2abc 0.2bc 0.3abc 0.1c - 0.2bc

spathulenol 2144 1576 RI, ms 0.2a - 0.2b - 0.03b 0.1b 0.2b - - 0.1b - 0.1b

aliphatic hydrocarbonstridecane 1300 1300 RI, ms, co-Gc 0.2a - - - 0.1b 0.2ab - 0.1b - 0.1b 0.3a -Nonadecane 1900 1900 RI, ms, co-Gc 0.3bcd 0.5b 1.4a 0.1cde - 0.2cde - 0.2cde 0.3cde 0.1de 0.2cde 0.4bc

aliphatic alcohols hexanol 1354 865 RI, ms, co-Gc - - - - - 0.1a 0- - - - 0.1ab -cis-3-hexenol 1370 855 RI, ms, co-Gc - - - 0.1c 0.2b 0.3a 0.1bc - 0.1bc - 0.1bc -aliphatic aldehydestrans-2-hexenal 1219 850 RI, ms, co-Gc - - - - 0.4a - 0.1b - - 0.1b 0.5a -othersthiophene 2030 1401 RI, ms 3.1ab 3.4cd 2.8c 2.4bc 0.8c 0.5de 0.2e 2.5c 3.7a 0.1e 0.1e 1.8c

total 98.5 96.5 96.7 99.8 98.8 99.9 88.4 93.5 93.6 92.9 99.9 96.8RIa, RIb) Retention indices calculated using respectively polar column (hP-Innowax) and apolar column (hP-5); c) RI) retention indices relative to c8-c22 n-alkanes on the (hP-Innowax), ms = mass spectrum, co-Gc = co-injection with authentic compound; volatile compound proportions were calculated from the chromatograms obtained on the hP-Innowax column; values followed by the same small letter did not share significant differences at 5% (duncan test).


132

tistical program package STATISTICA [25]. Percenta-ge of each volatile compound was the mean of three determinations ± SD. The one-way analysis of varian-ce (ANOVA) followed by Duncan multiple range test was employed and the differences between individual means were deemed to be significant at p<0.05.


The leaf essential oil yield of Myrtus Communis var. baetica varied over one year. The leaf oil yields ran-ged from 0.14% to 0.61% with a maximum recor-ded at the flowering period during the hot summer July month (Figure 1). There are many reports on the annual variation of volatiles from Myrtaceae species where they indicated that dry and warm conditions generally favoured oil production [26]. In our case the essential oil yield correlated positively with tem-perature (r = 0.421 at p<0.05) but it did not corre-late well with precipitation (r = 0.06 at p<0.05). The response of Myrtus Communis var. baetica to these environmental conditions could be related to internal and external factors such as genetic structures and ecological conditions.

As can be seen in Figure 2 and Table II, forty-nine compounds were identified and the main compo-nents were α-pinene (21.6%-40.7%), 1,8-cineole (13.0%-26.3%), limonene (0.1%-20.1%) and linalool (4.6%-20.0%). These four component percentages changed irregularly during the year and represented approximately three-quarters of the total oil compo-nents at each sampling. α-Pinene, the major com-pound of the leaf essential oil, was always present in higher proportions but it reached a maximum in November during the fructification stage with a per-centage of 40.7% and a minimum in April with 21.6% at the end of the vegetative stage. 1,8-Cineole rea-ched the highest proportion in July (26.3%) at the flowering period and the lowest in February (13.0%). In this month, linalool showed also a minimum (4.6%) but a maximum in October (20.0%). Limonene rea-ched its highest percentages in December (20.1%), January (19.5%), June (18.8%) and July (17.4%) and its lowest proportions in August (0.1%) and in Octo-ber (2.7%).

In general, seasonal variations of myrtle leaf essen-tial oil have been investigate very little without men-tion of variety. Myrtle leaf essential oil from Croatia was rich in myrtenyl acetate (13.5%-30.7%), 1,8-cineole+limonene (12.6%-29.8%), linalool (10.8%-

table iii - the composition (%) of oil volatile compounds from myrtus communis var. baetica fruits

volatile compound ria rib identificationc %monoterpene hydrocarbons tricyclene 1014 924 RI, ms 0.4α-Pinene 1032 939 RI, ms, co-Gc 1.7α-thujene 1035 928 RI, ms 2.2 camphene 1076 954 RI, ms 0.1β-Pinene 1118 980 RI, ms, co-Gc 1.1Limonene 1203 1030 RI, ms, co-Gc 1.4γ-terpinene 1219 850 RI, ms 0.1p-cymene 1266 1050 RI, ms, co-Gc 0.4terpinolene oxygenated monoterpenes 1,8-cineole 1213 1033 RI, ms, co-Gc 23.7cis-Linalool oxide 1450 1074 RI, ms 0.9trans-Linalool oxide 1475 1088 RI, ms 0.3Linalool 1553 1098 RI, ms, co-Gc 15.3Linalyl acetate 1556 1257 RI, ms, co-Gc 0.3Bornyl acetate 1597 1295 RI, ms 0.3terpinen-4-ol 1611 1178 RI, ms, co-Gc 2.0α-terpinyl acetate 1706 1344 RI, ms 1.7myrtenyl acetate 1707 1335 RI, ms, co-Gc 1.2α-terpineol 1709 1189 RI, ms, co-Gc 5.4Borneol 1719 1165 RI, ms 1.9Neryl acetate 1733 1385 RI, ms, co-Gc 1.4Geranyl acetate 1765 1383 RI, ms, co-Gc 5.1Nerol 1797 1228 RI, ms, co-Gc 0.3myrtenol 1804 1194 RI, ms, co-Gc 0.4Geraniol 1857 1255 RI, ms, co-Gc 3.4cis-carveol 1861 1247 RI, ms 0.5p-cymene-8-ol 1864 1183 RI, ms, co-Gc 0.8Geranyl 2-methylbutyrate 1880 1562 RI, ms 0.2methyl eugenol 2030 1401 RI, ms, co-Gc 3.5Eugenol 2186 1356 RI, ms, co-Gc 1.0sesquiterpene hydrocarbons β-Elemene 1600 1391 RI, ms 0.6β-caryophyllene 1612 1419 RI, ms 3.9allo-Aromadendrene 1661 1474 RI, ms 0.9α-humulene 1687 1454 RI, ms 1.4Germacrene-d 1696 1480 RI, ms 0.6oxygenated sesquiterpenes caryophyllene oxide 2033 1501 RI, ms 1.5spathulenol 2144 1576 RI, ms 0.3aliphatic hydrocarbons Nonadecane 1900 1900 RI, ms, co-Gc 0.9aliphatic alcohols hexanol 1354 865 RI, ms, co-Gc 0.2cis-3-hexenol 1370 855 RI, ms, co-Gc 0.7others thiophene 2030 1401 RI, ms 0.5total 88.5

RIa, RIb) Retention indices calculated using respectively polar column (hP-Innowax) and apolar column (hP-5); c) RI) retention indices relative to c8-c22 n-alkanes on the (hP-Innowax), ms = mass spectrum, co-Gc = co-injection with authentic compound; volatile compound proportions were calculated from the chromato-grams obtained on the hP-Innowax column.


133

18.3%) and α-pinene (6.6%-16.4%). This latter presented the same major components as Spanish myrtle leaf oil but with different proportions [9]; So, it contained less linalool (0.5%-8.3%) and more myr-tenyl acetate (32.9%-35.9%). Greek myrtle leaf oil was also found to contain myrtenyl acetate (23.7-39.0%), 1,8-cineole (12.7-19.6%), linalool (7.0-15.8%) and α-pinene (10.1-11.6%) as main com-ponents [14]. However, Corsican myrtle oil was rich in α-pinene (47.9%-59.5%) and 1,8-cineole (19.8-28.1%) [10].

The fruit essential oil yield was 0.04%. Figure 3 presents the chromatogram of essential oil com-pounds from baetica fruit and Table III shows the composition of volatiles from Myrtus Communis var. baetica fruits. Forty-two constituents were identified and 1,8-cineole (23.7%), linalool (15.3%), α-terpineol (5.4%) and geranyl aceteate (5.1%) were the main constituents. α-Pinene was the main constituent in leaves but its percentage in the fruits was low (1.7%). Concerning myrtle leaf and fruit oils from Spain [17] and Croatia [18], they were characterized by a high proportion of myrtenyl acetate which belongs to the minor fraction in our sample (1.2%).

In conclusion, the strong chemical variability in myrtle essential oil could be ascribed not only to the geographical origin of the sample and its environ-mental conditions but also to the variety and genetic factors.

ACKNOWLEDGMENTS

The authors wish to thank Prof. Mohamed Ham-mami and Mr. Imed Chraief, from the Medicine Uni-versity of Monastir (Tunisia) for performing GC–MS analyses.

REFERENCES

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Figure 3 - chromatogram of essential oil compounds from baeticafruitcompounds appeared in order of elution in polar column (hP-Innowax); (1. tricyclene, 2. α-pinene, 3. α-thujene, 4. camphene, 5. β-pinene, 6. limonene, 7. 1,8-cineole, 8. γ-terpinene, 9.p-cymene, 10. terpinolene, sI. standard interne, 11. hexanol, 12. cis-3-hexenol , 13. cis-linalool oxide de, 14.trans-linalool oxide, 15. linalool, 16. linalyl acetate 17. bornyl acetate, 18. β-elemene, 19. terpinene-4-ol, 20. β-caryophyllene, 21. allo-aroma-dendrene 22. α-humulene, 23. germacrene-d, 24. α-terpinyl acetate, 25. myrtenyl acetate de, 26. α-terpineol, 27. borneol, 28. neryl acetate de, 29. geranyl acetate, 30. nerol, 31. myrtenol, 32. geraniol, 33. cis-carveol, 34. p-cymene-8-ol, 35. geranyl 2-methylbutyrate, 36. nonadecane, 37. caryophyllene oxide, 38. methyl eugenol, 39. thiophene, 40. spathulenol, 41. eugenol).


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Received January 18, 2010


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Notiziario

CONGRESSI

5th European Symposium on Plant Lipids

Danzica, Polonia, July 10-13, 2011 Il Congresso avrà luogo a Danzica, città situata sul-la costa baltica della Polonia settentrionale, presso il Scandic Hotel Gdansk.Il programma riguarderà i seguenti temi:- Storage Lipid Accumulation and Mobilisation- Fatty Acid Modification- Extracellular Lipid Metabolism (Cutin, Suberin and

Surface Waxes)- Plant Biotechnology - Science and Society- Membrane Lipid Metabolism- Chloroplast Lipid Metabolism- Lipids in Signalling- Isoprene Lipids- Intracellular Lipid Trafficking- Plant Lipid BiotechnologyNel corso della conferenza è prevista una sessione poster.Per aggiornamenti consultare periodicamente il sito web:

www.eurofedlipid.org/meetings/gdansk2011/index.htm

2011 IUPAC World Chemistry Congress San Juan, Puerto Rico, July 30 to August 7, 2011

Il 43° IUPAC World Chemistry Congress organizzato dal Colegio de Químicos de Puerto Rico, si terrà dal 30 luglio al 7 agosto 2011 a San Juan (Puerto Rico). Il tema del Congresso sarà “Chemistry Bridging Inno-vation among the Americas and the World”. IUPAC 2011 fornirà la sede opportuna per favorire il confronto tra le Americhe e il resto del mondo, al fine di sviluppare ulteriori innovazioni nel settore della Chimica e nei campi correlati. Il programma sarà composto da più di 35 simposi, da conferenze plenarie, da mostre scientifiche e sessioni poster. Gli organizzatori hanno organizzato due program-mi diversi. Il primo è particolarmente mirato a giova-ni studiosi di paesi svantaggiati sia economicamente che sotto il profilo dello sviluppo; mentre il secondo programma è aperto a chimici provenienti da qualsiasi paese. Per ulteriori informazioni, scaricare il documento: Young Scientists Program.Temi e Simposi:- I. Chemistry and the Environment (CEN)- II. Alternative Energy Sources (AES)- III. Chemistry of Life

- IV. Chemical Education and Heritage (CEH) - V. Industrial and Applied Chemistry- VI. Materials Science- VII. Macromolecular, Supramolecular and Nanotech-

nology- VIII. Chemical Synthesis- IX. Chemical Analysis and Imaging (CAI)- X. Theoretical, Physical and Computational Chemi-

stryPer informazioni aggiornate consultare periodicamen-te il sito web:

www.iupac2011.org/

Delivery of Functionality in Complex Food Systems

Guelph Ontario Canada, August 21-24, 2011La conferenza si terrà presso l’Università di Guelph nella città di Guelph (Ontario, Canada) a circa 70 km a sud ovest del centro di Toronto. I temi principali di ciascuna delle cinque sessioni, sa-ranno introdotti da relatori di fama internazionale. La conferenza prevede una sessione di poster, che ver-ranno esposti all’apertura dei lavori del primo giorno e saranno discussi in una sessione speciale il terzo gior-no. Il Comitato Scientifico selezionerà presentazioni orali e poster sulla base degli abstract presentati. Le Sessioni del simposio sono così articolate:1. Novel Structures for engineered bioactive delivery2. Whole foods as the ultimate strategy to deliver fun-

ctionality3. Food structuring as a means to modulate the phy-

siological response of foods4. Engineering self-assembly in food systems: princi-

ples and applications5. Special Session: Highlights of Ontario Food for

Health ResearchSessioni plenarie1. Nutraceuticals vs. Whole Foods: Is there a Natural

Strategy?2. To Legislate Health or Not to Legislate Health – a

Canadian PerspectivePer ulteriori informazioni consultare il sito web:

www.conferences.uoguelph.ca/index.shtml

Segreteria del Convegno:

Conference Services, University Centre 432

University of Guelph, 50 Stone Road East

Guelph, Ontario N1G 2W1

Phone: (519) 824-4120 ext.52353

Fax: (519) 837-8630


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rio 52nd International Conference on the

Bioscience of LipidsWarsaw, Poland, August 30 to September 3, 2011

La 52nd International Conference on the Bioscien-ce of Lipids si terrà a Varsavia dal 30 agosto al 3 Settembre 2011. La Conferenza (ICBL) si tiene ogni anno ed è considerata un forum per la presenta-zione e la discussione in ambito internazionale, dei risultati più recenti delle ricerche sui lipidi e applica-zioni correlate. Argomenti principali trattati:- Lipids in molecular medicine- Lipids in regulation of gene expression- Lipids in signaling and intracellular trafficking- Membrane microdomains, lipid binding proteins

and membrane repair- Lipid modifications of macromolecules- Isoprenoid lipids- Lipid – protein interactions Per aggiornamenti consultare periodicamente il sito web:

www.icbl-2011.org

10th International Congress on Phospholipids

Rotterdam, Netherlands, September 16-18, 2011Il Congresso, giunto alla sua 10a edizione, si svol-gerà a Rotterdam presso “de Doelen Concert and Congress Centre”. Verranno presentati18 lavori suddivisi in tre sessioni, riguardanti le ricerche più recenti. Durante l’evento è prevista anche una Ses-sione di poster.Programma tecnico preliminareVisit to Unilever Research, Vlaardingen demonstra-tion tour + presentations Structured Emulsions and Unilever Health Institute.

17 Settembre 2011- SESSION I Phospholipid Sources - what’s new? Co-chairs: Mi-chael Schneider, Willem van NieuwenhuyzenKey note speaker: Lenka Taylor, University of Hei-delberg, Germany - Health effects of dietary pho-spholipids.- SESSION IILecithin Technologies - Chair: Xuebing Xu.Key note speaker: Michael Schneider - Phospholi-pid processing from an industrial perspective. Conference dinner with Poster Award ceremony

18 Settembre 2011- SESSION IIINutrition and application - Chair: Charlotte Jacobsen Key Note Speaker: Robert Ehehalt, University of Heidelberg, Germany - Application of phospholipids for treatment of inflammatory diseases.Il Congresso è organizzato in videoconferenza da ILPS in co-organizzazione con AOCS-Sezione Eu-ropea prima del 9° Euro Fed Lipid Congress che si terrà nelle date dal 18 al 21 settembre sempre nella stessa sede.ILPS è un’associazione interessata a promuovere la scienza e l’uso di fosfolipidi e di lecitine.Per ulteriori informazioni contattare: ILPS-Direttore esecutivo: [email protected] aggiornamenti consultare il sito web:

www.ilps.org/10th%20Congress.htm

9th Euro FEd Lipid CongrEss Oils, Fats and Lipids for a Healthy and Sustainable World

Rotterdam, The Netherlands, September 18-21, 2011 Il congresso si svolgerà presso “de Doelen Concert and Congress Centre”. L’edificio si trova nel cuore di Rotterdam, ed è anche la sede del Rotterdam Phi-lharmonic Orchestra.Argomenti trattati:- Analytics, Authenticity, Lipidomics- Bioscience, Biocatalyis, Biochemistry- Health and Disease- Lipids in Animal Science- Oil Seeds, Plant Breeding, Plant Lipids- Oleochemistry, Biodiesel- Olive Oil- Oxidation, Deep Frying, Marine Lipids- Palm Oil- Physical Chemistry- Processing- SustainabilityPer aggiornamenti consultare periodicamente il sito web:

www.eurofedlipid.org/meetings/rotterdam/index.htm

3rd MoniQa International ConferenceVarna, Bulgaria, September 27-29, 2011

Dopo il successo del 1st MoniQA International Confe-rence tenutosi a Roma (2008) e il 2nd MoniQA Interna-tional Conference di Cracovia (2010), l’Associazione vuole riunire i ricercatori di varie nazionalità, legisla-


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Notiziario

tori, socio-economisti e rappresentanti dell’industria e del commercio per discutere le sfide più recenti al controllo delle sostanze indesiderate nella catena di produzione alimentare.MoniQa (Monitoring and Quality Assurance, www.moniqa.org) è coordinata da ICC (International Asso-ciation for Cereal Science and Technology, www.icc.or.at) ed è finanziata dall’ Unione Europea.Coinvolge esperti di tutto il mondo che lavorano per rendere più sicura la qualità di alimenti e mangimi tra cui cereali, frutta e verdura, carne e frutti di mare, mediante l’armonizzazione e il monitoraggio delle strategie di controllo. La rete iniziale di oltre 155 ricercatori provenienti da 20 paesi, è cresciuta fino ad oltre 500 esperti prove-nienti da circa 40 paesi di 5 continenti. Il consorzio ha impegnato le proprie conoscenze per fornire informazioni affidabili, standard concordati a li-vello mondiale e strumenti per garantire alimenti sicu-ri. Tutto questo per sostenere gli organismi legislativi e i produttori alimentari e per raggiungere la confor-mità legale e la produzione di alimenti di alta qualità per migliorare la qualità della vita dei consumatori. MoniQA si concentra sulla validità e sulla definizione dei criteri di prestazioni/requisiti dei metodi utilizza-ti per analizzare la sicurezza e la qualità dei prodotti alimentari. L’accento è posto su metodi rapidi, sulla sperimentazione di nuove tecnologie emergenti e sul-la loro applicabilità ed affidabilità nei test di routine.Il lavoro prevede la convalida degli studi, progetta-zione e sviluppo di materiali di riferimento, collaudo, linee guida di convalida e valutazione dell’impatto so-cio-economico delle nuove normative contribuendo così ad una migliore regolamentazione futura. La Conferenza avrà come tema: “Sicurezza alimenta-re e tutela dei consumatori”. Permetterà di presenta-re i risultati del progetto MoniQA e i piani per ulteriori sviluppi. Fornirà anche un ampio spazio di discussio-ne con le parti interessate. La conferenza prevede sessioni orali e sessioni di posters che daranno uno sguardo approfondito alle seguenti aree tematiche:- Mycotoxins/Phycotoxins- Food Allergens- Chemical Contaminants- Microbiological Contaminants- Food Additives and Processing Toxicants- Emerging Issues Per ulteriori informazioni e aggiornamenti sul pro-

gramma scientifico consultare periodicamente il sito web:

http://varna2011.moniqa.org

OILS+FAtS 2011International trade fair for the produc-tion and processing of oils and fats made from renewable resources

Munich , Germany, October 5-7, 2011 La Fiera Internazionale ospiterà Aziende espositrici che operano nel settore della produzione e lavora-zione di oli e grassi ottenuti da risorse rinnovabili; un mercato in crescita, il cui significato è in costan-te aumento. Questa fiera offre l’occasione unica di presentare nuovi sistemi ed impianti ad un pubblico esperto, proveniente da tutta Europa, per raccogliere informazioni sulle nuove tecnologie e pianificare deci-sioni di investimento. Un evento molto interessante, una grande opportunità di incontrare professionisti del settore e sviluppare contatti con la possibilità di scambiare informazioni ed opinioni. La Fiera interna-zionale si terrà ogni due anni. Per ulteriori informazioni consultare il sito web:

www.oils-and-fats.com

CHEM-MED 2011L’evento internazionale della chimica

Milano, 5-7 Ottobre 2011Dopo il grande successo dell’edizione 2009, CHEM-MED, il grande evento internazionale dedicato al mondo della chimica, torna dal 5 al 7 ottobre 2011 a fieramilanocity, nel cuore della Lombardia, regione di riferimento per il mondo chimico non solo a livello nazionale ma anche europeo. La Lombardia, infatti, è la prima regione europea per numero di imprese chimiche.Nel 2011, anno internazionale della chimica, CHEM-MED sarà l’unica manifestazione che si svolge in Italia in grado di offrire una vetrina completa di pro-dotti, tecnologie, processi e strumentazione per l’in-dustria chimica:- Materie prime per l’industria chimica e chimico-

farmaceutica - Engineering & Plants - Macchinari, attrezzature e componenti per la pro-

duzione e il processing - Apparecchiature, strumentazione, tecnologie e

materiali di laboratorio e di processo (RICHMAC)- Tecnologie e strumentazione di verifica, controllo e


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rio per l’automazione

- Sicurezza industriale e del lavoro - Camere bianche e attrezzature per ambienti in at-

mosfera controllata - Trattamento dei reflui e biodepurazione, smalti-

mento dei rifiuti tossici e nocivi - Trattamento, raccolta, distribuzione, utilizzo e tec-

nologie d’analisi, processo e controllo delle acque - R&D Area - Software, società di servizi, training, educational - Editoria e media specializzati CHEM-MED 2011 si propone, quindi, come un qua-lificato palcoscenico del settore, in grado di creare numerose opportunità di business: il punto di rife-rimento per le imprese e i professionisti del settore particolarmente interessati al grande mercato del Sud Europa e del bacino del Mediterraneo. CHEM-MED 2011 prevede anche una strutturata e qualificata sezione congressuale, con il coinvolgi-mento di rappresentanti di università, enti di ricerca, istituzioni, associazioni e dell’industria.Il programma di CHEM-MED 2011 è completato dalla contemporaneità con un altro evento forte-mente sinergico:• LIFE-MED 2011, il Salone delle Life Sciences

composto da BIOTECH 2011 (terza edizione del-l’evento internazionale e conferenza sulle biotec-nologie), NUCE INTERNATIONAL 2011, (seconda edizione della mostra-convegno dedicata all’indu-stria nutraceutica, cosmeceutica e functional foo-ds & drinks) e ALGAE EUROPE 2011 (seconda edizione della mostra-convegno sulle tecnologie di produzione e le applicazioni industriali dell’al-gacoltura);

CHEM-MED e LIFE-MED occuperanno i padiglioni 1 e 3 di Fieramilanocity, dove dal 5 al 7 ottobre 2011 gli operatori del mondo della chimica e delle life-sciences potranno cogliere nuove opportunità, fare business ed entrare a far parte del futuro su-bito.Per informazioni ed iscrizioni:

e-mail: [email protected]

Tel. +39 02 66306866

turkcoat International 2011Istanbul, October 6-8, 2011

Turkcoat Eurasia International 2011 è la fiera interna-zionale dedicata al settore delle vernici: pitture (mate-rie prime), inchiostri (materie prime), adesivi (materie

prime), chimica per l’edilizia e sigillanti (materie pri-me), attrezzature di laboratorio e di produzione, ap-parecchiature di test e misura, salute ambientale e sicurezza.La Fiera ha lo scopo di ampliare la distribuzione di canali di produzione per realizzare nuove opportunità di business, introdurre nuovi prodotti nel mercato del settore, presentare nuove tecnologie di produzione. Per informazioni ulteriori consultare il sito web:

www.turkcoat.com

World Congress on Oleo Science & 29th ISF Congress

Tokyo, Japan, October 10-13, 2011La Japan Oil Chemists’ Society organizza a Tokyo il Congresso Mondiale sulla Oleo Science (WCOS 2011) per celebrare i 50 anni della riunione annuale.Le sessioni del WCOS 2011 riguarderanno i seguenti temi:- Oil, Fat & Lipid in Human Nutrition- Detergents & Interface Science- Processing Developments in Oil & Technology - Biodiesel & Biofuel- Lipid Biochemistry & Biotechnology- Lipid Oxidation & Antioxidants - Lipid Chemistry & Organic Synthesis- Analytical Techniques & Application- Food & Feed NutritionPer informazioni dettagliate sull’iscrizione e sul pro-gramma scientifico consultare periodicamente il sito web:

www2.convention.co.jp/wcos2011/social.html

14th ACOS Latin American Congress and Exhibition on Fats and Oils

Cartagena, Colombia, October 17-21, 2011Questo congresso offre un forum internazionale per professionisti, scienziati, ricercatori e studenti interes-sati ai grassi e agli oli industriali. Il programma si con-centrerà su questioni attuali che interessano il mercato latino-americano, tra cui elaborazione, affinamento e confezionamento, la salute e la nutrizione, i processi di controllo analitico e di qualità, applicazioni industriali, biodiesel, impatti ambientali e nuovi sviluppi.In concomitanza con il Congresso, è prevista una fie-ra per la presentazione di aziende internazionali che forniscono, servizi di ingegneria, reagenti, additivi, apparecchiature e strumentazione di laboratorio e molto altro.


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Notiziario

Argomenti Trattati:- Biodiesel- Caustic Refining- Chocolate- Enzymes- Food Applications- Health & Nutrition- Modification of Fat for the Food Industry- Oil Extraction- Oleochemicals- Olive Oil- Physical Refining- Quality and Analysis- Specialty Oils- SustainabilityPer ulteriori informazioni e aggiornamenti: AOCS Meetings Department, USA:

Tel: +1 217 3592344;

E-mail: [email protected];

USA.website: www.aocs.org

21st IFSCC Conference 2011“Effective, Economic and Ecological Cosmetics”Conference and Exhibition

Bangkok, Thailand, October 31 to November 2, 2011La conferenza si terrà al Centara Grand & Central World a Bangkok.Il Comitato Organizzatore e la Società thailandese dei Chimici Cosmetici (SCCT), stanno lavorando per rendere questo evento, economico ed ecologico, ri-levante attraverso un programma scientifico interes-sante.Al momento non sono disponibili informazioni riguar-danti il programma scientifico. Annotare l’evento e consultare periodicamente il sito web:

www.ifscc2011.com/home.php

5th International Symposium on recent advances in food analysis

Praga, November 1-4, 2011L’Institute of Chemical Technology, (ICT Prague, Czech Republic) e il RIKILT-Institute of Food Sa-fety (Wageningen, the Netherlands), sono lieti di invitare ricercatori del settore alimentare, rappre-sentanti delle agenzie nazionali e internazionali, organismi di controllo, laboratori governativi e del-l’industria a partecipare al V Simposio Internazio-nale relativo ai recenti progressi nell’ambito delle

analisi alimentari delle tecnologie bioanalitiche emergenti e delle relative applicazioni nelle seguenti aree:- Allergens,- Flavours and odours,- Genetically modified organisms- Industrial contaminants- Mycotoxins, marine and plant toxins,- Nanoparticles,- Packaging contaminants- Pesticide and veterinary drug residues- Processing contaminants,- Authenticity, Traceability, Fraud- Novel foods & supplements- Organic foods- QA/QC and chemometrics in food analysis, Ac-

creditation.Il programma della Conferenza sarà costituito da sessioni orali e sessioni poster.Le Sessioni si focalizzeranno sui seguenti argomenti:- Chemical Food Safety Control- Processing Contaminants- Food Authenticity and Traceability- Analytical methods for detection and characterisa-

tions of nanoparticles in food- Bioanalytical Methods in Food Analysis- Emerging natural toxins and mycotoxins- AllergensPer i giovani ricercatori sono previste le seguenti op-portunità:- uno spazio riservato nel programma per presen-

tazioni orali- borse di studio- premi per le migliori presentazioni- una piattaforma di discussione sulle possibilità

di ricerca e formazione post-laurea in UE organizzata in accordo con EC Joint Resear-ch Centre (EC-JRC-IRMM) e Technology Centre of Academy of Science of the Czech Republic.

Per informazioni aggiornate consultare periodica-mente il sito web:

www.rafa2011.eu/index.html

ICoFF 2011 International Conference on Food Factors

Taipei, Taiwan, November 20-23, 2011

Come ogni quattro anni in Giappone, dal 20 al 23 Novembre 2011, si terrà ICoFF 2011 International


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rio Conference on Food Factors

Questa conferenza offre l’opportunità ai ricercatori mondiali di incontrarsi e discutere su fattori e stili di vita alimentari che tutelano la salute, promuovendo la prevenzione e riducendo così il rischio di malattie. L’evento prevede sessioni orali, sessioni posters e conferenze plenarie in cui verranno discussi i seguen-ti temi:Processing, engineering, & new technology- Bioactives from co-products and by-products of

food processing- Delivery system for food bioactives (including nano-

technology)- Effects of postharvest processing and storage on

food factors- Nutrigenomics, proteomics, and metabolomics- Phytoalexin-enriched foods- Process-induced food factorsHealth promotion & disease prevention- Anti-ageing and anti-Alzheimer’s disease- Anti-cancer- Anti-fatigue- Anti-inflammation- Bone health- Brain health- Dental Health- Diabetic control- Eye health- Heart health- Immune modulation- Intestinal Health- Liver protection- Mechanism of action- Metabolic syndrome- Preventing Osteoporosis- Promoting the absorption of nutrients- Reducing allergy- Reducing blood pressure- Reducing body weight- Reducing side effects of cancer treatmentUnique sources of food factors- Asian herbs and spices- Fermented food and beverages- Fruits, vegetables and nuts- Marine products- Pre- and pro-biotic- Soy and soy products- Tea, coffee and cocoa- Water and health

Promising food factors- Anthocyanins, carotenoids and other natural pig-

ments- Bioactive amino acids and peptides- Bioactive polysaccharides and resistant starch- Functional lipids- Polyphenols- Trace metals- VitaminsOthers- Analytical methods for functional food - Bioavailability and metabolism- Biomarkers- Epidemiology- Food chemical biology (molecular targets of food

factors)- Food Safety, risk assessment and risk conmmuni-

cation- Functional foods on markets- Regulatory issuesPer ulteriori ed aggiornate informazioni consultare il sito web:

www.icoff2011.org/

International Conference on Soaps, Detergents & Cosmetics

Mumbai India, December 11-13, 2011Le mutevoli dinamiche dell’industria dei saponi, dei detergenti e dei cosmetici in Asia offrono nuove inte-ressanti opportunità e sfide.Per discuterne l’Indian Home & Personal Care Indu-stry Association e Oil Technologists’ Association of India hanno organizzato l’International Conference on Soaps, Detergents & Cosmetics (ISDC) a Nehru Center (Mumbai, India) dall’11 al 13 dicembre 2011.La conferenza offrirà agli esperti del settore, nazionali ed internazionali, un’eccellente opportunità per con-dividere opinioni e risorse. La sostenibilità, il mercato emergente e dinamico delle tecnologie e delle innovazioni, le questioni ambientali e di regolamentazione, saranno temi di discussione. La conferenza, che vedrà riuniti oltre 800 delegati provenienti da paesi internazionali, prevede 2 giorni di presentazioni e sessioni interattive e un’area espo-sitiva a disposizione delle aziende che intendono mo-strare i loro prodotti e servizi. Per ulteriori informazioni e aggiornamenti consultare periodicamente il sito web:

www.isdcconference.com/aboutus_isdc.htm


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Notiziario

Tecnologie di lavorazione delle olive in FranToio Rese di estrazione e qualità dell’olio

Luciano Di GiovacchinoVolume rilegato di 272 pagineedito da Tecniche NuoveVia Eritrea, 21 – 21157 Milano

Il volume è interessantissimo, frutto della conoscen-za e soprattutto della lunga esperienza acquisita da Luciano Di Giovacchino, durante i suoi 30 anni di attività e ricerca, vissuta con passione, presso l’Isti-tuto Sperimentale per la Elaiotecnica di Pescara.Il testo è suddiviso in 12 capitoli, ognuno dedicato ad un tema specifico dell’intera filiera di produzione dell’olio: la molitura delle olive, l’ottenimento del-l’olio, la sua conservazione e stoccaggio compresi i sottoprodotti della lavorazione delle olive.Ogni argomento discusso nei 12 capitoli è suppor-tato da 125 chiare figure esplicative, oltre che da 122 tabelle, che testimoniano, con raffronti di dati obiettivi, il tema trattato; infine, sono riportate oltre 280 citazioni bibliografiche, che offrono al lettore (esigente) la possibilità di approfondire ulteriormen-te l’argomento trattato.Valutiamo oltremodo interessanti le sagge e per-spicaci considerazioni dell’Autore, riportate in ogni capitolo, relativo al tema trattato, che appaiono al-cune volte quasi “scontate”, ma che derivano, per acutezza, dalla lunga esperienza vissuta e si rivela-no utilissime per il lettore attento. In particolare, il testo appare indispensabile per l’olivicoltore, il fran-toiano, l’estimatore/consumatore di questo prezio-so prodotto (olio di oliva), al fine di migliorare rese e qualità, operando con semplici, ma efficaci accorgi-menti che sono dettati, appunto, dall’esperienza e dalla grande passione che l’Autore ha sempre pro-fuso nelle sue ricerche e lavoro.Il volume è suddiviso in 12 capitoli, tutti corredati da figure, tabelle e aggiornata bibliografia, che hanno sicuramente richiesto all’Autore non poco impegno organizzativo, di ricerca, gestione e documentazione.• Il Capitolo 1 prende in esame “La produzione di

olive e di olio di oliva”. Esplicative tabelle riporta-no la produzione mondiale, sino al 2007-2008, di olive, di olio di oliva, compresi gli altri oli vegetali. Inoltre, si riporta anche la superficie olivetata, il consumo pro-capite di olio di oliva dei maggiori Paesi produttori, oltre che il numero dei frantoi,

LIBRI

operanti nelle varie regioni italiane, comprese le molteplici cultivar più diffuse, insieme alle carat-teristiche qualitative e di purezza che definiscono le categorie commerciali degli oli vergini di oliva, previste dal Reg. CE n. 1989/2003.

• Il Capitolo 2 tratta “Le operazioni di post-raccol-ta delle olive”. Particolare attenzione è dedicata all’insorgere di fermentazioni anomale nella con-servazione delle olive, riducendo così la qualità dell’olio ottenuto. Sono descritti i contenitori più idonei per la movimentazione delle olive, oltre che le operazioni di defogliazione e lavaggio delle oli-ve, insieme ad uno schema di lay-out di Oleificio moderno e razionale.

• Il Capitolo 3 esamina “La preparazione della pasta di olive”. Con grande perizia, sono descritti i vari sistemi di frangitura: frantoio a macine, frangitori metallici (a denti, a martelli, a dischi, a coltelli). Di ognuno di questi sistemi sono descritti i van-taggi e i loro limiti, che si proiettano sulla qualità dell’olio vergine ottenuto. In questo capitolo si descrive anche la denocciolatura delle olive e la relativa qualità dell’olio ricavato, in confronto allo stesso olio ottenuto da olive non denocciolate.

• Il Capitolo 4 prende in esame l’“Operazione di gramolazione della pasta di olive”. Si riportano di-verse tabelle e figure che riportano la percentuale di olio estratto in relazione al tempo e alla tem-peratura di gramolazione. La stessa valutazione è fatta per il contenuto di polifenoli, sottolinean-do, con competenza, che il loro contenuto è in relazione “alla legge dell’equilibrio di partizione” della concentrazione di questi biocomposti, tra la fase olio e la fase acquosa. Un’altra interes-sante considerazione tecnica riguarda la fase di gramolazione eseguita in ambiente chiuso : si di-mostra che l’ossigeno è ridotto a quantità esigue, a fronte dell’ anidride carbonica, che aumenta sino al 25 %, evitando, in tal modo, fenomeni di alterazione ed ossidazione dell’olio e degradazio-ne di altre sostanze, per esempio, fenoliche. Da quanto esposto, si conferma superfluo (oltre che costoso) l’impiego dell’azoto, durante la fase di gramolazione (mediante l’utilizzo di apparecchia-tura chiusa).

• Il Capitolo 5 tratta l’impiego de “I coadiuvanti tecnologici utilizzati nella lavorazione delle olive”. Sono riportate diverse tabelle del rendimento del-l’olio estratto, dalle stesse olive, con l’ impiego di


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Not

izia

rio diversi preparati enzimatici ad attività pectolitica.

Anche l’utilizzo del talco minerale micronizzato, ovviamente, ma per ragioni diverse, ha evidenzia-to una maggiore resa in olio, impiegando sempre le stesse olive di partenza. L’ utilizzo del talco ha dimostrato, altresì, un minor contenuto di olio re-siduo nelle acque di vegetazione, unitamente a una carica inquinante inferiore (COD, g O2/L).

• Nel Capitolo 6 è riportata la “Separazione dell’ olio dalla pasta di olive: sistema della pressione”. In una dettagliata tabella sono riportati, a confronto, i frantoi dei Paesi olivicoli del bacino del Mediter-raneo che impiegano ancora il sistema della pres-sione classica, rispetto a quelli che hanno adotta-to la più recente tecnologia della centrifugazione, sia a due che a tre fasi. Dettagliate tabelle eviden-ziano la diversa resa in olio, utilizzando differenti varietà di olive, ma lavorate con lo stesso sistema della pressione. Altresì, sono riportati rendimenti diversi con l’impiego di differenti sistemi di lavo-razione, quali: Baglioni, pressione unica, centrifu-gazione.

• Il Capitolo 7 tratta la “Separazione dell’olio dalla pasta di olive: sistema del percolamento”. Que-sto “nobile” sistema di estrazione, caduto ormai in disuso, si basa sul principio della differente ten-sione superficiale tra l’ olio e l’ acqua, rispetto ad una superficie metallica: una lamina penetra nella pasta di olive e si ricopre quasi esclusivamente di olio. In numerose tabelle è rappresentato il rendi-mento in olio mediante il sistema di percolamen-to, effettuato con tempi e temperature diverse. Altre tabelle documentano il confronto della resa in olio e delle sue caratteristiche analitiche, con l’impiego dei sistemi a pressione, percolamento e centrifugazione

• Capitolo 8. “Separazione dell’ olio dalla pasta di olive: sistema della centrifugazione”. E’ presenta-ta una precisa e scientifica disamina sull’evoluzio-ne della lavorazione continua delle olive mediante il sistema della centrifugazione, riportando anche le formule matematiche che hanno permesso di mettere a punto il decanter, o meglio, la centri-fuga orizzontale a forma cilindro-conica che ha portato una fortissima innovazione nel comparto, per quanto riguarda la produzione, automazione e separazione dell’olio di oliva dalla pasta (dopo la gramolazione). Numerose esaustive tabelle ri-portano il confronto delle rese di lavorazione con

l’impiego del sistema della pressione, del perco-lamento e della centrifugazione; ancora, in altre, il confronto verte sulle caratteristiche analitiche, compreso il contenuto di o-difenoli e antociani. Infine, una serie di restanti tabelle evidenziano il confronto tra il rendimento in olio (insieme alle ca-ratteristiche organolettiche e sostanze volatili), tra la centrifugazione a due e a tre fasi.

• Nel Capitolo 9 viene descritta “La doppia estra-zione dell’olio dalle olive”. Come sempre, con dovizia di dati, sono riportate alcune tabelle che presentano il confronto tra la resa in olio (%) del-le olive sottoposte a doppia estrazione: percola-mento + pressione e unica pressione, percola-mento + pressione e doppia pressione ed infine la doppia centrifugazione della pasta di olive sot-toposta alla 1a e 2a estrazione. Altre esplicative e precise tabelle evidenziano il confronto sulle caratteristiche qualitative dell’olio estratto, sulla composizione della sansa esausta e delle acque di vegetazione, tra i diversi sistemi di lavorazio-ne: pressione, percolamento e centrifugazione. Infine, sono presentati due chiari lay-out inerenti il diagramma di lavorazione delle olive secondo il ciclo della doppia pressione e lo schema della doppia estrazione mediante centrifugazione, con recupero del nocciolino.

• Il Capitolo 10 descrive la “Separazione dell’ olio dal mosto oleoso”. La pulizia dell’olio è di fon-damentale importanza per la sua conservazione, in quanto la presenza di acqua di vegetazione e di pulviscolo legnoso, derivanti dalla separazione del decanter, sono i presupposti che danno ori-gine alla fermentazione aerobica ed anaerobica, conferendo all’olio i difetti di avvinato, riscaldo e morchia. L’eliminazione dei frammenti solidi ve-getali e dell’acqua residua, dal mosto oleoso, è effettuata mediante l’impiego della centrifuga ver-ticale; infine, alcune tabelle riportano le perdite di olio nelle acque di vegetazione e dei fanghi sepa-rati dalla centrifuga verticale.

• Il Capitolo 11 illustra “La conservazione in massa dell’olio vergine di oliva”. “Il vino di un anno e l’olio di un giorno”: da questo assunto si capisce l’im-portanza di proteggere l’olio vergine sia dalla fo-tossidazione (luce) che dall’autossidazione chimi-ca (ossigeno). L’ossidazione dell’olio dipende da più fattori, tra cui la composizione in acidi grassi del prodotto, il contenuto di antiossidanti naturali,


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Notiziario

la temperatura di conservazione, il contatto con l’aria e il contenuto di metalli (ferro, rame, cobalto, manganese e nichel). Inoltre, un ruolo molto im-portante è svolto dal corredo antiossidante feno-lico, in particolare dai fenoli-alcoli, idrossitirosolo e tirosolo che rivestono un utile ruolo nel ritardare l’ossidazione dell’olio durante la conservazione. È sottolineata, infine, la funzione pro-ossidante dei pigmenti clorofillici e le feofitine, soprattutto in presenza di luce.

• Nel Capitolo 12 sono esaminati “I sottoprodotti della lavorazione delle olive in oleificio”. I princi-pali sottoprodotti dell’attività del frantoio sono le foglie di olivo, l’acqua di vegetazione e la sansa vergine. Le foglie, potenzialmente, sono una fonte di sostanze fenoliche, dato che contengono glu-cosidi, in particolare l’oleuropeina, che presenta proprietà antiossidanti e dimostra anche un’azio-ne farmacologica (ipotensiva). Dettagliate tabelle riportano la composizione dell’acqua di vegeta-zione, riferita al ciclo produttivo della pressione, decanter a due e tre fasi, oltre che i risultati dello spandimento di detta acqua sul terreno, nella col-tivazione dell’olivo, della vite e del mais. La sansa dopo vagliatura e separazione del nocciolino, è destinata principalmente a combustibile, visto il

suo elevato potere calorifico (intrinseco oscillante tra 3500 e 4000 kcal/kg).

Il volume è da considerarsi uno strumento molto importante e si raccomanda per tutti coloro che operano nel comparto dell’olio di oliva e, in parti-colare, gli olivicoltori, i proprietari di frantoi, i pic-coli produttori di olio che detengono mini-fran-toi familiari, agli estimatori dell’olio extra vergine di oliva, unitamente agli stessi consumatori, che trovano, nel testo, una miniera di utilissime infor-mazioni, orientate a migliorare la qualità del pro-dotto, senza alcun costo aggiuntivo, che deriva-no dall’esperienza vissuta da un grande esperto ed appassionato come il Dr. Di Giovacchino che ha dedicato, con profonda passione, ed estrema competenza tutta la sua attività lavorativa, allo stu-dio delle tecnologie di lavorazione dell’Olio di Oliva. Il Manuale non può mancare, pertanto, presso ogni operatore del settore e lo si raccomanda vivamen-te, al fine di ottenere ed apprezzare un prodotto sempre di migliore qualità.

Giovanni MORChiO

Carlo MARiANi


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ERRATA CORRIGENell’articolo: Sul possible aumento degli alchil esteri negli oli extra vergini di olivaC. Mariani, G. Bellanpubblicato a pag. 9 del n° 1/2011 RISG, la Tabella I pubblicata non è corretta. La stessa è da sostituire con quella sotto riportata:

tabella i - valori di metil (mE) ed etil esteri (EE)

Campione analisi iniziale me ee totale ee/me analisi 2010 me ee totale ee/me

1 12/83 08/2010 74,0 66,0 140,0 0,9

2 11/01 08/2010 33,0 5,6 38,6 0,2

3 10/07 9,2 3,0 12,2 0,3 08/2010 11,3 4,2 15,5 0,4

4 10/09 06/2010 9,4 0,7 10,1 0,1

5 11/03 06/2010 58,0 52,0 110,0 0,9

6 11/08 07/2010 17,0 21,8 38,8 1,3

7 03/10 30,0 72,0 102,0 2,4 10/2010 30,5 74,6 105,1 2,4

8 11/09 7,5 2,2 9,7 0,3 10/2010 10,3 2,2 12,5 0,2

9 11/07 32,0 10,2 42,2 0,3 06/2010 77,5 14,0 91,5 0,2

10 11/07 36,3 127,9 164,2 3,5 06/2010 71,3 241,2 312,5 3,4

11 11/07 5,2 3,9 9,1 0,8 06/2010 21,4 24,3 45,7 1,1

12 11/07 24,5 2,9 27,4 0,1 06/2010 76,9 20,3 97,2 0,3

13 12/09 7,2 5,6 12,8 0,8 10/2010 7,8 6,9 14,7 0,9

14 12/09 5,0 3,7 8,7 0,7 10/2010 5,5 4,0 9,5 0,7

(*) I numeri riportati nelle colonne “Analisi iniziale” si riferiscono alla data di produzione

Ci scusiamo con i lettori

organo ufficiale della stazione sperimentale degli oli e...

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