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Cos'è l'Olivicoltura
Perchè l'Olivicoltura

S.O.S.

Nuove frontiere dell’applicazione degli estratti di foglie per la salute umana

 

Il rapporto tra uomo e ambiente è spesso difficile e conflittuale. Negli ultimi decenni l’intensiva attività industriale, finalizzata ad un incremento della produttività, ha influito in modo significativo sull’ecosistema globale. Dal concetto di contaminazione ambientale si è pertanto passati al più consono concetto di inquinamento ambientale

Il cadmio è un metallo pesante le cui principali fonti antropocentriche di emissioni derivano dall’estrazione e dalla fusione dei minerali di zinco, da fertilizzanti fosfatidici e dall’incenerimento dei rifiuti solidi. L’International Agency for Research on Cancer (IARC) ha classificato il cadmio come cancerogeno per l’uomo di classe I.

Il cadmio tende ad accumularsi, causando importanti danni a livello epatico e renale e numerosi studi scientifici hanno dimostrato che il cadmio causa stress ossidativo, esercita una significativa azione genotossica, altera il metabolismo lipidico, e riduce la vitalità cellulare.

Nel corso del progetto S.O.S. finanziato da Ager ci siamo occupati di valutare l’azione benefica di estratti ottenuti da foglie di olivo, in cellule renali esposte a basse concentrazioni di cadmio. I dati ottenuti hanno dimostrato che il pretrattamento con gli estratti contrastava gli effetti citotossici del cadmio.

In particolare, si è osservato un miglioramento della vitalità cellulare e un’azione antiossidante significativa che bilanciava l’effetto ossidativo del cadmio. Attraverso tecniche di microscopia è stato dimostrato che il trattamento con gli estratti di olivo bloccavano l’azione genotossica del cadmio e riduceva la formazione di goccioline lipidiche che si osservano, a livello cellulare, in condizioni di stress.

A livello molecolare, è stato dimostrato che gli estratti agiscono in modo specifico sulla proteina actina, costituente principale del citoscheletro della cellula. I risultati ottenuti, inoltre, sono di cruciale importanza per la valorizzazione delle foglie che rappresentano un importante sottoprodotto per i frantoi. Inoltre, questi studi creano una nuova prospettiva di utilizzo di questi composti di origine naturale e tendono a valorizzare produzioni tipiche regionali.

I dati ottenuti sono stati recentemente pubblicati sulla rivista internazionale PLOS one.

Per le imprese agroalimentari italiane e in particolare quelle che operano nel settore della trasformazione dell'olio extra vergine di oliva (EVOO), gli investimenti strutturali per migliorare le prestazioni degli impianti potrebbero rappresentare un'importante opportunità di differenziazione. Non tanto per massimizzare le rese estrattive ma per alzare i parametri qualitativi degli oli, aumentando il valore aggiunto dei prodotti ottenuti.

Tra i parametri che descrivono la qualità di un olio EVOO rivestono un ruolo chiave quelli legati alle caratteristiche organolettiche e chimico-fisiche degli oli. Tuttavia si stanno sempre di più affermando nuovi parametri qualitativi quali ad esempio quelli legati al grado di sostenibilità dei prodotti.

Il lavoro di ricerca svolto dall’Università di Reggio Calabria in collaborazione con l’Università di Sassari nell’ambito del progetto S.O.S. sostenuto da Ager, mira ad analizzare gli effetti di una nuova tecnologia estrattiva, orientata alla riduzione dei fenomeni ossidativi, sui parametri qualitativi dell’olio e sul suo grado di sostenibilità economica ed ambientale.

Attraverso le metodologie Life Cycle Assessment e Life Cycle Costing sono state valutate una tecnologia estrattiva convenzionale ed una basata su un impianto di molitura innovativo (Figura 1).

 

Figura 1 articolo RC 

Figura 1 - Schematizzazione dei due processi analizzati

 

Le analisi Life Cycle, sia economiche che ambientali, sono state condotte rispettando gli standard ISO 14040:2006 e 14044:2006, considerando come “Unità Funzionale” (UF) un litro di EVOO, limitando lo studio alla sola fase di trasformazione.

I dati primari sui processi di trasformazione delle olive sono stati raccolti direttamente attraverso una specifica scheda, che ha consentito la rilevazione di tutti gli input e gli output, sia ambientali che economici, legati al processo di molitura come ad esempio i consumi di elettricità, di acqua o di energia elettrica, così come i dati relativi ai tempi di lavorazione, alla resa in olio, alla quantità di co-prodotti e di rifiuti. Limitatamente alle analisi di impatto ambientale, tutti i processi di background, come ad esempio la produzione di energia elettrica, la generazione di calore e la costruzione dei macchinari, sono stati modellizzati utilizzando dati di origine secondaria, reperiti attraverso banche dati commerciali, quali Ecoinvent V. 3.4 e Agri-footprint V.3. Una volta ottenuti tutti i dati necessari alla compilazione dell’inventario dei dati del ciclo di vita, si è proceduto alla terza fase dello studio, ossia la valutazione degli impatti, utilizzando il metodo ILCD 2011.

Relativamente alle analisi economiche attraverso la metodologia LCC si è proceduto prima alla monetizzazione degli input e degli output raccolti tramite la scheda di rilevazione e successivamente sono state computate le voci di costo relative al lavoro, alle quote ed agli altri fattori della produzione. Dopo aver determinato il costo del ciclo di vita si è proceduto al calcolo di due indicatori economico-finanziari che hanno consentito di paragonare i due investimenti computando tutti i flussi di cassa in entrata e in uscita.

I risultati, limitando le analisi ad un puro aspetto quantitativo ossia relativamente all’unità funzionale di un litro di olio estratto, hanno mostrato un apparente peggioramento delle performance economiche ed ambientali dell’olio ottenuto con metodo innovativo. Al fine di correlare le valutazioni di sostenibilità con gli attributi qualitativi degli oli analizzati si è proceduto ad effettuare delle ulteriori analisi modificando l’unità funzionale ed esprimendo i risultati in funzione di perossidi, clorofilla, polifenoli e tocoferoli. Infatti si è ipotizzato che se la funzione del processo produttivo è quella di massimizzare la qualità è necessario esprimere gli impatti economici ed ambientali in relazione a tale funzione. I risultati hanno mostrato chiaramente come l’incremento dei parametri qualitativi dell’olio innovativo ha compensato i maggiori impatti generati dal processo sperimentale rendendolo complessivamente più sostenibile rispetto all’olio convenzionale.

Lo studio sta proseguendo con nuove prove al fine di ottenere una base di dati più corposa e quindi risultati statisticamente più robusti. Il perfezionamento del sistema innovativo anche in funzione delle rese, potrebbe rendere l’olio ottenuto un benchmark in termini di qualità e sostenibilità ambientale ed economica.

 

Grazie ai risultati dei ricercatori di S.O.S. sarà possibile classificare la maturazione delle olive con metodi rapidi e non distruttivi.  

 

Individuare in maniera semplice e veloce il grado di maturazione delle olive per migliorare la qualità dell’estrazione di olio e soddisfare il produttore e il consumatore. Questo l’obiettivo dei ricercatori dell’università di Milano che, all’interno del progetto S.O.S., stanno mettendo a punto tecnologie ottiche per avere in tempi rapidi le informazioni per determinare, direttamente al frantoio, l’ottimale tempo di raccolta

Le ricerche hanno valutato l’applicabilità dell‘analisi dell’immagine e la spettroscopia nella regione del vicino infrarosso (NIR) per determinare il grado di maturazione delle olive. Le due tecniche hanno i loro punti di forza nella rapidità di analisi, senza distruggere il prodotto. Sono state analizzate 13 cultivar di olive (Bambina, Calipa, Cannavà, Ciciarello, Cima di Melfi, Corsicana, Dritta, Filogaso, Gentile, Oliva Rossa, Semidana, Sivigliana e Tortiglione) provenienti da quattro regioni italiane e raccolte nel 2017 a diversi stadi di maturazione.

Con l’analisi dell’immagine è stato misurato il grado di maturazione mediante l’indice di maturazione (Maturity Index, MI o indice Uceda) basandosi sulla pigmentazione della buccia dell’oliva, in modo da identificare un nuovo indice semplificato (Figura 1), definito Indice Colorimetrico Superficiale (ICS). Il nuovo indice ha ottenuto una correlazione altamente significativa con MI dimostrando che la procedura messa a punto può essere utilizzata per definire il grado di maturazione in modo semplice e non distruttivo.

UNIMI Fig.1 Innovazione 30 10 18

Figura 1 - Classi di maturazione secondo l’indice colorimetrico superficiale ICS. Classe1 completamente verde; classe 2 < 50% invaiata; classe 3 > 50% invaiata; classe 4 totalmente invaiata.

 

Tuttavia, come per l’indice di maturazione, il nuovo Indice Colorimetrico Superficiale risulta influenzato dalla soggettività e dall’esperienza del valutatore. Pertanto i ricercatori hanno messo a punto un protocollo di analisi che sfrutta la “visione assistita” di un computer e specifici algoritmi che consentono di segmentare l’immagine ed estrarre automaticamente misure di colore o di geometria di un prodotto (Figura 2). Tale metodo permette di classificare le olive in 4 classi in modo da definire un nuovo indice di maturazione oggettivo, altamente correlato a ICS, basato sull’analisi dell’immagine e definito Image Analysis Classification (IAC) dimostrando che la procedura di classificazione delle olive in base al grado di maturazione può essere automatizzata.

UNIMI Fig.2 Innovazione 30 10 18

Figura 2

 

Le stesse olive usate per l’analisi dell’immagine sono state anche sottoposte ad analisi spettroscopica, un metodo oggettivo, rapido (un’analisi dura pochi millisecondi) e non distruttivo. La classe di maturazione ottenuta dall’analisi dell’immagine è stata utilizzata per creare modelli di classificazione basati sulla spettroscopia. In Figura 3 sono rappresentati gli spettri (impronta ottica delle olive) caratteristici di olive appartenenti a classi di maturazione diverse.

UNIMI Fig.3 Innovazione 30 10 18

Figura 3

 

I risultati ottenuti sono soddisfacenti, con un’accuratezza di classificazione maggiore del 90% per tutte le cultivar esaminate. Pertanto l’analisi dell’immagine e la spettroscopia NIR possono essere una valida alternativa ai classici metodi di classificazione del grado di maturazione che necessitano di un operatore esperto e della distruzione del campione.

 

 

 

 

 

 

 

Dall’università di Sassari giungono notizie interessanti in merito al miglioramento che gli estratti ottenuti dai sottoprodotti della trasformazione delle olive possono portare alla qualità dei prodotti gluten free, innescando un reale percorso di economia circolare

L’umanesimo della cucina riparte da Lecce con EGO, Enogastro Orbite. Tre giornate intense di congressi, masterclass, degustazioni, confronti serrati ed emozionanti sul vino e sull’olio. E proprio dagli oli ha preso il via il più grande festival enogastronomico del Sud Italia, con un focus sulla contraffazione e sulla valorizzazione delle cultivar con gli interventi di Maria Giovanna D’Amore dell’Ispettorato della Tutela e della Qualità e della Repressione e Frodi dei prodotti agroalimentari, di Nicola Talamo e Matteo Storelli dell’Ufficio delle Dogane di Lecce, di Savino Muraglia presidente di Coldiretti Puglia e di Vito Paradiso dell’Università degli Studi di Bari (nella foto in copertina) e ricercatore del progetto S.O.S. sostenuto da Ager.

Un palcoscenico internazionale per presentare alcuni risultati dei progetti sostenuti da Ager, che stanno offrendo soluzioni concrete per migliorare la filiera olivicola. Al Congresso della Società Italiana per lo studio delle Sostanza Grasse (SISSG), che si è tenuto presso l'Università di Bari il 18 e 19 ottobre scorsi, le Università di Parma e di Teramo, partner del progetto S.O.S., hanno illustrato un abstract dal titolo ''Sviluppo e caratterizzazione di ingredienti funzionali innovativi ottenuti da estratti fenolici di sottoprodotti dell'olivo''.

Qual è l’interesse dei consumatori nei confronti dei prodotti salutistici? E, in particolare, c’è disponibilità a sostenere un costo più elevato rispetto alla media per oli extravergini di oliva ottenuti con tecniche di spremitura a basso impatto ambientale? Per rispondere a queste domande, l’Università di Teramo, all’interno del progetto S.O.S., sta studiando il comportamento dei consumatori rispetto all’acquisto dei prodotti alimentari.

Aumentare la conservabilità dell'olio in porzioni monouso per dare ai consumatori un olio extra vergine di oliva dalle caratteristiche qualitative ottimali. E' questo l'obiettivo di una ricerca condotta dall'Università di Milano nell'ambito del progetto S.O.S., che sta confrontando la conservabilità di due oli prodotti dalle cultivar Bosana e Nera all'interno di tre diversi materiali: (a) metallizzato (PP/met), (b) trasparente (PET/coating/PE), (c) vetro ambrato (Figura 1).

È composta da residui di olio, polpe, bucce e frammenti di nocciolino e solitamente viene considerata uno scarto di lavorazione, da riutilizzare eventualmente dopo un dispendioso trattamento di estrazione e raffinazione. La sansa, invece, potrebbe trovare un nuovo utilizzo in ambito alimentare, cosmetico e farmaceutico. Questo sottoprodotto della lavorazione delle olive è, infatti, una fonte preziosa di diverse molecole particolarmente interessanti: steroli, terpeni, squalene e tocoferoli. Nomi quasi impronunciabili per i non avvezzi alla chimica ma dalle grandi proprietà salutistiche.

L’impatto economico

La sostenibilità economica in un progetto scientifico? Si può. E tra analisi tradizionali e tecniche innovative cosa è preferibile scegliere? Quale impatto in termini economici e di risultato si può misurare tra una scelta piuttosto che un’altra?

Nell’ambito del progetto S.O.S. che ha, tra gli altri, l’obiettivo di valorizzare la sostenibilità nel settore olivicolo-oleario, sia in termini ambientali che economici, si è data una risposta anche a questo quesito. E ogni innovazione finalizzata ad ottimizzare il settore deve essere valutata, in termini di sostenibilità, in confronto alla tecnica tradizionale. Per ciò che riguarda le analisi di laboratorio, in questo articolo, vengono mostrati i risultati relativi a un confronto di sostenibilità economica tra la spettroscopia vis-NIR e le analisi eseguite con metodi tradizionali.

La spettroscopia, nella regione del visibile e del vicino infrarosso (vis-NIR), è utile per valutare parametri qualitativi di un prodotto ortofrutticolo, quindi risulta applicabile nel settore olivicolo-oleario con un’ampia possibilità di impiego per la stima di parametri qualitativi, in sostituzione alle analisi tradizionali. L’impiego della spettroscopia rispetto alle analisi tradizionali, porta notevoli vantaggi, tra questi i tempi di esecuzione dell’analisi e di ottenimento del risultato sono ridotti notevolmente in quanto non è richiesta alcuna preparazione del campione, che quindi non subisce manipolazione; la spettroscopia infatti si può definire una tecnologia non distruttiva.

Il metodo di valutazione riconosciuto (UNI EN ISO 14040; UNI EN ISO 14044) è quello del Life Cycle Cost (LCC) o costo del ciclo di vita. Questo metodo si basa sull’identificazione di due tipologie di costi, variabili e fissi. Nei costi variabili sono considerati tutti i costi che subiscono oscillazione in base all’attività del laboratorio nell’eseguire analisi (per esempio, energia elettrica, materiale mono uso e costi di smaltimento dei rifiuti prodotti), nel secondo rientrano tutti gli investimenti iniziali necessari per avviare l’attività, che sono indipendenti dalla produttività del laboratorio (per esempio, strumentazione, manutenzione, affitti e personale). Successivamente all’identificazione dei costi, il metodo prevede la loro ripartizione ottimale rispetto ad ogni singola analisi (allocazione). Dopo una valutazione complessiva dei dati ottenuti, si può affermare che ogni singola analisi tradizionale ha quasi lo stesso costo, la variazione, seppur minima, è dettata dall'uso di specifici reagenti o dall’utilizzo di uno strumento rispetto a un altro nelle diverse analisi (per esempio, la stufa per la valutazione del contenuto di acqua, bilancia e cappa di aspirazione per diverse analisi tradizionali, l’estrattore Soxhlet per l’analisi dei grassi).

Valutando con lo stesso approccio la tecnologia vis-NIR, è possibile affermare che il costo totale di una analisi è molto simile a quella di una analisi tradizionale. La tecnologia vis-NIR però ha la possibilità di fornire più risultati con una sola lettura del prodotto, ovvero, con un’acquisizione spettrale del campione (oliva o olio) è possibile stimare più parametri qualitativi contemporaneamente (per esempio, contenuto di acqua, olio e polifenoli) in funzione dei modelli statistici implementati nello strumento.

Ipotizzando quindi di utilizzare la spettroscopia vis-NIR per stimare i tre parametri qualitativi più utilizzati (contenuto di acqua, olio e polifenoli), la tecnologia ottica appare molto più conveniente.  In tabella 1 sono indicati i costi totali delle analisi considerate. La tecnologia ottica costa 1/3 rispetto a quella tradizionale.

 

Tabella 1.  Confronto tra i costi relativi alle tre analisi di laboratorio più comuni relative a olive e olio e il costo di un’analisi con spettroscopia vis-NIR per la stima degli stessi tre parametri qualitativi

 

 

Costo di tre analisi tradizionali

Costo dell’analisi ottica equivalente (spettroscopia vis-NIR)

Analisi completa olive

(contenuto di acqua, di olio e di polifenoli)

32,9 €

12,9 €

Analisi completa olio

(composizione degli acidi grassi, contenuto di perossidi e di tocoferoli)

42,3 €

13,0 €

 

 

Figura 1. Confronto dell’impatto economico relativo alle tre analisi tradizionali (a) e all’analisi ottica per la stima dei tre parametri qualitativi (b) su olive

Innovazione

 

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