Gli ultrasuoni possono migliorare l'estrazione dell'olio extravergine di oliva
I ricercatori hanno messo a punto un sistema di estrazione a ultrasuoni economico in grado di migliorare la qualità e aumentare la resa.
Un gruppo di ricerca dell’Università di Bari si è concentrato sull’ottimizzazione della fase di malassaggio nella produzione dell’olio d’oliva. Il malassaggio è la fase in cui la pasta di olive viene mescolata prima di essere separata in una centrifuga.
“Gli obiettivi principali della ricerca nel campo dell’estrazione sono essenzialmente tre e riguardano la fase di malassaggio: ridurre la durata di questa fase, migliorare lo scambio termico e aumentare le rese di estrazione dell’olio senza effetti negativi sul contenuto fenolico”, ha spiegato Maria Lisa Amirante Clodoveo dell’Università di Bari Aldo Moro.
La riduzione dei tempi e del consumo di risorse, unita al mantenimento della qualità, contribuisce a garantire maggiori profitti.
“I sistemi tradizionali, come il riscaldamento della pasta di olive, l’aggiunta di acqua e il prolungamento della durata della malassatura, sono stati sfruttati al punto che è apparso necessario introdurre qualcosa di nuovo per ottenere maggiori benefici in termini di resa ed efficienza”, ha affermato Clodoveo.
In questo senso, il primo obiettivo dei ricercatori coordinati da Clodoveo era trovare una soluzione per migliorare questa operazione. Il malaxer è una macchina discontinua che opera tra due dispositivi continui (il frantoio e il decantatore) e rappresenta uno scambiatore di calore inadeguato, a causa del rapporto sfavorevole tra la sua superficie ridotta e il grande volume di pasta di olive al suo interno.
A livello mondiale sono state testate e utilizzate tecnologie emergenti che vanno dalle microonde ai campi elettrici pulsati, ma il gruppo di ricercatori italiani si è concentrato sugli ultrasuoni. Oltre al loro effetto sulla modulazione delle reazioni chimiche, fisiche e biochimiche all’interno della pasta di olive frantumata, gli ultrasuoni offrono dispositivi a basso costo, una facile scalabilità e un’elevata sostenibilità del processo dal punto di vista energetico.
Pertanto, i ricercatori hanno voluto presentare una soluzione tecnica che fosse accessibile a un'ampia gamma di produttori per aumentare le rese e la qualità senza costi energetici aggiuntivi.
Maria Lisa Clodoveo
“Ritenevamo che gli ultrasuoni potessero essere molto promettenti poiché esercitano una blanda azione termica combinata con una notevole azione meccanica”, ha spiegato Clodoveo. L’azione meccanica è dovuta alla cavitazione che, in termini semplici, consiste nella formazione di microscopiche bolle di vapore causate dalle oscillazioni dei valori di pressione.
Le bolle raggiungono un diametro critico fino a implodere violentemente, generando getti di fluido che rompono quelle cellule che sono passate intatte attraverso il frantoio. Tuttavia, non tutte le frequenze ultrasoniche sono in grado di generare una cavitazione efficace all’interno della pasta di olive. Durante i test di simulazione, i ricercatori hanno verificato che solo una gamma ultrasonica a bassa frequenza (20–50 kHz) è utile per raggiungere l’obiettivo.
In sostanza, molte cellule passano attraverso il frantoio senza rompersi fino a quando non finiscono nel malaxer. “Grazie agli ultrasuoni, la cavitazione provoca istantaneamente la rottura di queste cellule, rilasciando goccioline oleose e composti minori”, ha spiegato il ricercatore. “Ciò ha un duplice effetto che consiste in un maggiore rilascio di olio d’oliva e in una maggiore concentrazione di polifenoli e antiossidanti come carotenoidi e tocoferoli”.
Applicando gli ultrasuoni in un frantoio a ciclo continuo, i ricercatori hanno osservato un evidente aumento della resa, dal 14,5% circa con un processo convenzionale al 16,5% con gli ultrasuoni.
Inoltre, hanno valutato un aumento di oltre il 20% dei polifenoli nei campioni trattati con un sistema a ultrasuoni. “Il contenuto di molecole con azione benefica, valutato da Filomena Corbo, è risultato superiore rispetto all’olio d’oliva tradizionale”, ha sottolineato Clodoveo.
Inoltre, il profilo delle proprietà chimiche e organolettiche utilizzate per la classificazione del prodotto non è stato alterato e non sono state riscontrate differenze significative rispetto al sistema tradizionale.
Inoltre, l’analisi dello spazio di testa dei campioni condotta con gascromatografia da Antonello Paduano ha rivelato che i composti volatili non hanno subito alcun danno. Ciò ha sottolineato che il delicato percorso enzimatico della lipossigenasi non è stato compromesso dall’azione termica degli ultrasuoni.
“Per soddisfare le mutevoli esigenze del mercato, i frantoiani hanno bisogno di impianti ad alta efficienza, in grado di limitare i costi di investimento e di gestione, riducendo i tempi di lavorazione e massimizzando la capacità produttiva”, ha spiegato Clodoveo. “La riduzione dei tempi di lavorazione e del consumo di risorse, unita al mantenimento della qualità, contribuisce a garantire maggiori profitti”, ha osservato.
La fase finale della ricerca ha richiesto la collaborazione con il Politecnico di Bari. “Grazie alle competenze di ingegneria meccanica di Riccardo Amirante abbiamo raggiunto la scala industriale”, ha aggiunto Clodoveo, specificando che, grazie al finanziamento PerformTech
della Regione Puglia, la macchina ha raggiunto un elevato livello di maturità tecnologica
ed è ora pronta per essere immessa sul mercato.