Dettaglio attività
WP2. Sviluppo di sistemi avanzati di Infotracing per la qualità il controllo a la certificazione degli oli di alta qualità
Tra i parametri oggetto di aumentata attenzione da parte dei consumatori spicca la tracciabilità. Le tecnologie smart disponibili a basso costo (ad esempio di estrazione open source) consentono ad oggi l’ampliamento di questo concetto nella realtà applicativa permettendo di associare al prodotto la storia intera inerente il flusso informativo, l’origine delle materie prime, le tecniche di produzione ecc. La piattaforna ICT che integra le informazioni acquisite lungo la filiera e ne consente la fruizione ad ogni fase e ad ogni livello strutturato è definita infotracing. Il database relazionale è lo strumento attraverso il quale è possibile strutturare il flusso informativo. Questa attività sviluppata dall’U.O.1 propone l’implementazione di una piattaforma di infotracing simulata per: i. l’acquisizione, e la storicizzazione dei dati legati al flusso informativo di oli di alta qualità lungo tutta la filiera, ii. la gestione degli attori (dai produttori al consumatore) che interagiscono con il flusso informativo e infine iii. la tecnologia basata su identificazione elettronica in tutte le fasi. I dati integrati ed a supporto del sistema di infortracing riguardano non solo la provenienza delle materie prime e della doro trasformazione, ma anche le informazioni legate alla qualità del prodotto finale. Tali informazioni possono risultare a supporto dei controlli antifrode e dei sistemi avanzati per la garanzia e certificazione della provenienza, della qualità e della sostenibilità ambientale del prodotto. In dettaglio, verrà realizzato un prototipo tecnico-gestionale per la tracciabilità elettronica ed una infrastruttura informatica per la gestione del flusso informativo. Ci si avvarrà di sistemi e metodiche su base elettronica, fisica e fotonica per misure rapide, non distruttive/alterative (Nir ad esempio), in situ (campo, impianto), on-the-go, at-in-on-line per aspetti della qualità e tracciabilità del prodotto con lo scopo di consentire agli share/stake-holder (consorzi, produttori, consumatori) di accedere in ogni istante, tramite tecnologie ICT (RFiD, QRcode, smartphone, data-cloud), a tutte le informazioni di qualità/tracciabilità di prodotto. I dati Nir verranno acquisiti mediante dispositivi open-source e Nir gun che hanno una notevole differenza sia nella mole di contenuto informativo che nei costi di imlementazione. Non essendo disponibili queste tecnologie presso il CREA-IT questi dati verranno acquisiti da soggetti esterni (in possesso di tali tecnologie) ed associati, in collaborazione con i soggetti esterni e con l’U.O.2, con i principali parametri chimici e chimico-fisici. Verranno costruiti dei modelli applicativi multivariati ottenuti da dati Nir su oli di origine/cultivar certa e i modelli verranno testati su oli commerciali di elevata qualità.
Inoltre al fine di valorizzare il prodotto italiano e di aumentare le informazioni salutistiche a disposizione del consumatore, ci si propone di ottimizzare le metodiche di quantificazione dell'oleocantale, e di inserire tali indicazioni tra quelle disponibili in tracciabilità, anche per valorizzare il consumo del prodotto fresco e possibilmente locale. Inoltre si verrà analizzato il contenuto in oleocantale nelle acque di vegetazione e nei prodotti secondari dei frantoi, incluse le sanse. Sugli OEVO delle principali varietà italiane e, in particolare, negli oli delle cv Coratina, Carolea e Ogliarola Salentina, e in alcuni oli stranieri, in particolare, oli della Tunisia e della Spagna verranno determinati i principali fenoli (oleuropeina, oleocantale, omologo dell’oleocantale con l’idrossitirosolo, aglicone dell’oleuropeina e del ligstroside) mediante spettrometria di massa tandem, -tocoferolo (vitamina E) mediante HPLC-Rivelatore Fluorimetrico. Inoltre, verranno determinate le percentuali degli esteri metilici degli acidi grassi mediante HRGC, e i parametri più tradizionali e tipici della classificazione merceologica: acidità libera, numero perossidi, estinzioni specifiche nell’UV). Sugli oli saranno determinati gli elementi in tracce mediante ICP/MS e il rapporto isotopico del carbonio mediante IR-MS. I dati così ottenuti saranno sottoposti ad analisi chemiometria per lo sviluppo dei modelli statistico-matematici corrispondenti agli oli di diversa provenienza o di diverso genotipo, se monovarietali o a prevalenza di una varietà.
Tutti i dati chimici e chimico-fisici relativi ai compioni di olio extravergine comuni saranno sottoposti ad analisi chemometriche e formeranno un dataset condiviso, ad integrazione di altre banche dati nelle disponibilità del Ministero delle politiche agricole, alimentari e forestali.
WP3. Innovazione di processo mediante prototipazione di una gramolatrice con scambiatore di calore incorporato
La straordinaria biodiversità olivicola italiana garantisce la produzione di varie tipologie di oli contraddistinti da specifiche proprietà sensoriali e salutistiche, ma allo stesso tempo richiede una notevole attenzione in fase di estrazione a causa di un diversificato impatto delle variabili di processo sulle caratteristiche compositive degli oli extravergini di oliva provenienti da diverse cultivar. Questa esigenza, unita alla sempre più diffusa tendenza all’anticipo del periodo di raccolta, che comporta temperature in ingresso delle olive al frantoio spesso superiori ai 30°C e poco compatibili con alti livelli qualitativi degli oli, porta all’impiego di innovazioni tecnologiche che rendano gli impianti di estrazione più versatili ed adattabili alle nuove esigenze produttive. Da qui l’introduzione di scambiatori di calore in post frangitura con la capacità di riscaldare o raffreddare rapidamente la pasta franta a seconda delle esigenze, per ottimizzare il contenuto in compositi ad impatto sensoriale e salutistico (composti fenolici e volatili) degli oli extravergini di produzione nazionale. Le raccolte anticipate che spesso si abbinano a basse rese all’estrazione vedono la possibilità di utilizzare nuove tecnologie quali l’impiego di ultrasuoni e/o campi elettrici pulsati al fine di incrementare l’efficienza estrattiva degli impianti senza causare effetti negativi sulla qualità dell’olio. In questo contesto l’attività sperimentale valuterà, a livello di industrial scale, l’impatto delle nuove tecnologie applicate all’estrazione meccanica (scambiatori di calore, ultrasuoni e campi elettrici pulsati) sulle rese all’estrazione e sui parametri di qualità degli oli extravergini includendo tra essi il quadro aromatico e fenolico degli oli. Tali attività verranno condotte su olive provenienti da cultivar quantitativamente strategiche per la produzione nazionale.
La qualità degli OEVO è determinata in parte da composti fenolici (biodisponibili negli OEVO in grandi quantità) altamente influenzati dalle tecnologie relative al processo di estrazione, in particolare dalla frangitura e gramolatura che promuovono il trasferimento dei fenoli nell’olio. Uno scambiatore per innalzare la temperatura della pasta franta (ove necessario utilizzabile per abbassare la temperatura) in pre-gramolatura è stato utilizzato in precedenza per valutare una riduzione dei tempi di lavorazione e la qualità del prodotto che ne consegue. Il raggiungimento della temperatura ottimale della pasta franta in tempi brevi rappresenta un fattore cruciale sia in termini di resa che di produzione di composti volatili caratterizzanti il prodotto finito. In questo contesto si realizzerà un prototipo (eventualmente brevettabile) che integri uno scambiatore con una gramolatrice classica per ridurre tempi di lavorazione mediante l’unione delle due fasi. L’attività prevede la progettazione (tenendo conto dei fattori propedeutici ad uno scaling-up) e la realizzazione di un prototipo in una prima fase e successivamente la valutazione dell’efficienza del prototipo e la caratterizzazione qualitativa del prodotto finito. Sarà inoltre valutato l’impiego di scambiatori di calore tubolari in grado di determinare una regolazione rapida della temperatura con flusso d’acqua controcorrente regolato automaticamente mediante specifiche valvole gestite da un controllore logico programmabile (PLC). Il controllo rapido della temperatura delle paste frante infatti garantisce una regolazione delle diverse attività enzimatiche coinvolte nella caratterizzazione della componente fenolica e volatile degli oli che dovrà essere valutata in base all’origine genetica della materia prima trattata essendo, come per altre variabili tecnologiche, un parametro fortemente cultivar dipendente.
WP4. Valorizzazione dei co-prodotti dell’estrazione meccanica degli oli di oliva
L’attività del WP si inquadra nel contesto della valorizzazione dei sottoprodotti della lavorazione; in particolare si pone l’obiettivo del recupero di reddito dai sottoprodotti dell’industria di trasformazione degli oli di oliva, attraverso il recupero su scala pilota di molecole fenoliche bioattive. In questo contesto si utilizzerà un impianto pilota, che sfrutta il sistema di estrazione solido-liquido su resina adsorbente in un sistema automatizzato. L’obiettivo è quello di sviluppare un know-how innovativo che interessi sia il processo che il prodotto. Sarà inoltre sviluppata una parte di ricerca applicata nel campo delle biotecnologie per il miglioramento delle rese dei composti antiossidanti estratti.
WP5. Produzione di olive probiotiche e creme di olive da esse realizzate e valutazione di attività probiotiche “non convenzionali”
L’attività del WP mira a selezionare ceppi di microrganismi, batteri lattici e lieviti, da utilizzare come starter in prove di fermentazione di laboratorio di campioni di olive da tavola, al fine di individuare quelli in grado di fornire le migliori performances fermentative in relazione ai tempi di deamarizzazione. I ceppi individuati saranno ulteriormente selezionati in funzione dei caratteri pro-tecnologici e probiotici, al fine di ottenere, tramite fermentazione lattica guidata, nuovi tipi di alimenti funzionali (olive e creme di olive probiotiche). La realizzazione di prodotti a base vegetale, quali olive e creme di olive deamarizzate biologicamente con ceppi starter provenienti dalla stessa filiera olivicola-olearia ma con nuove attività funzionali permetterebbe alle aziende che operano nel settore di soddisfare un mercato in continua crescita, rivolto sempre più verso alimenti utili per la salute umana. Inoltre, l’ottenimento di questo tipo di prodotti risulterebbe particolarmente vantaggioso in tutte quelle situazioni in cui non è possibile la somministrazione di alimenti probiotici di origine animale, in particolare derivati del latte (intolleranti al lattosio e vegani).