Olio e altri grassi. L idrofobicità

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1 Olio e altri grassi. Con le denominazione di lipidi si indica una classe alquanto eterogenea di composti. Tanto è vero che una classificazione univoca non esiste. Molti autori includono od escludono diversi composti da questa categoria. La caratteristica generale di questa classe è L idrofobicità. Questa caratteristica è legata alla struttura di queste molecole. La parte sostanziosa è composta da carbonio, idrogeno e in misura minore ossigeno. Per questo motivo i lipidi sono solubili in solventi apolari (nesano, n-eptano, etere di petrolio, benzene, xilene ecc..). Tra i solventi non polari va annoverata anche l anidride carbonica in fase liquida [cit1], usata per l estrazione dei lipidi con fluidi supercritici. Reazione di saponificazione: La classificazione di Lehniger divide i lipidi tra saponificatili e insaponificabili. R-COOH + MOH > RCOOM + H2O Il presupposto per cui la reazione possa avvenire è che abbia un gruppo -COOH. Per questo i lipidi vengono divisi tra aventi questo e gruppo e non aventi questo gruppo. In natura i lipidi hanno diverse funzioni; la prima è quella di riserva di energia (sotto forma di grasso di deposito) tramite beta-ossidazione forniscono 9 kcal/g. Gli acidi grassi, come costituenti dei triacilgliceroli entrano nella composizione delle membrane cellulari, come i fosforici e il colesterolo. Gli esteri degli acidi grassi, con funzioni alcoliche, come gli alcoli alifatici a catena lunga, gli alcoli terpenici o steroli sono i rivestimenti delle foglie delle piante e dei frutti delle piante. [cit1] Estrazione in fase supercritica. Una sostanza si dice in fase supercritica quando la sua temperatura si trova ad un valore superiore rispetto alla temperatura critica e la sua pressione si trova ad un valore superiore rispetto a quella critica. In queste condizioni la sostanza ha delle caratteristiche intermedie tra quelle dello stato liquido e quello dello stato gassoso. Ad esempio hanno la densità di un liquido e la viscosità di un gas. Lo stato supercritico può avvenire in prossimità della temperatura di congelamento. I fluidi supercritici, come l anidride carbonica trovano applicazione come solventi di composti organici. I fluidi super critici hanno proprietà intermedie tra quelle di un fluido e un gas. Cambiando la temperatura o la pressione del fluido supercritico si possono avvicinare le caratteristiche a quelle del gas o del fluido. Una delle più importanti proprietà di questi fluidi è la solubilità. Tende ad incrementare con la pressione a temperatura costante (visto che la solubilità dipende dalla densità e la densità aumenta all aumentare della pressione).

2 Il legame con la temperatura è più complesso; a pressione costante aumentando la temperatura la solubilità non aumenta in maniera lineare. I fluidi supercritici sono miscibili tra di loro. Per questo motivo è possibile ottenere miscele miste di fluidi supercritici. I vantaggi dell estrazione con fluidi supercritici consiste nel fatto che è possibile selezionare la densità del fluido in modo da renderlo selettivo rispetto ad un determinato composto. Oltre a questo il processo è estremamente rapido. A queste due caratteristiche si aggiunge il fatto che una volta estratto un determinato composto, come la caffeina dal chicco di caffè, è possibile variare la pressione e rendendo così il fluido un gas ed allontanandolo dall ambiente di reazione lasciandone pochissime tracce. La struttura: La struttura base degli acidi grassi è riconducibile ad una catena alifatica lineare con un gruppo -COOH ad un estremità. Sono meno frequenti ma esistono acidi grassi ramificati, con anelli alifatici o legami a ponte ossiranico. Possiamo suddividere tutti gli acidi grassi in saturi e insaturi. Gli acidi grassi saturi sono privi di doppio legame, mentre gli insaturi possono averne uno o più di uno. In genere come acidi grassi si riconoscono solo molecole a lunga catena carboniosa, si possono associare anche molecole a catena corta come

3 l acido caprinico o capronico in virtù del fatto che si trovano associati a acidi a catena lunga. Biosintesi degli acidi grassi. La biosintesi degli acidi grassi avviene per successive elongazioni della catena carboniosa. Gli acidi grassi essenziali: L organismo umano non è in grado di sintetizzare tutti gli acidi grassi necessari al suo ottimale funzionamento. In particolare non siamo forniti di una desaturasi capace di agire sui primi sette legami. Per questo motivo gli acidi grassi con legami presenti nei primi sette carboni sono considerati essenziali. Ossidazione degli acidi grassi: irrancidimento idrolitico e ossidativi. L ossidazione dei lipidi è l alterazione principale, porta alla produzione di composti indesiderabili responsabili di odori e sapori sgradevoli negli alimenti. Questo decadimento, oltre a comportare un danno economico per

4 la svalutazione del prodotto, crea dei composti finali riconosciuti come tossici. I due attori fondamentali dell ossidazione degli acidi grassi sono l ossigeno e gli acidi grassi insaturi. A seconda di come l ossigeno reagisce con il substrato lipidico si possono avere reazioni diverse: autossidazione se l ossigeno è nello stato di tripletto e fotossidazione se l ossigeno è nello stato di singoletto. Significato biologico dell ossidazione dei lipidi: Diversi composti ottenuti dall ossidazione dei composti lipidici sono implicati in alcune malattie e disturbi. Cancro, infiammazioni, arteriosclerosi, processi di invecchiamento del sub strato biologico. Molti grassi rancidi contengono agenti mutageni e sono portatori di cancro al colon e dell apparato digestivo. Antiossidanti. Gli antiossidanti sono sostanze in grado di prendersi in carico il processo di ossidazione ritardando o bloccando il processo a carico dei lipidi. Alcuni esempi sono: tocoferoli, lecitina, acido ascorbico. Olio di Oliva. Olea prima arborum est. La storia dell olivo è molto antica, già Virgilio (70a.C.) nelle Georgiche consigliava di nutrirsi dei frutti dell olivo Hoc pinguem et placitas paci nutritor. I Greci avevano diversi miti riguardanti l olivo e sulla sua origine. Diffusione dell Olivo: L Olivo è diffuso in tutte le regioni del mediterraneo, compreso il Marocco. Recentemente è stato importato in Argentina, USA (California), Australia e Nuova Zelanda. La diffusione di questa cultura è principalmente legata a fattori climatici come temperatura, umidità e esposizione al sole. La produzione dell olio si trova per gran parte nei paesi in cui per primo si è sviluppato: Italia, Spagna, Grecia, Turchia, Marocco, Libano, Libia, Siria, Algeria. L Italia e la Spagna sono i più grandi produttori di olio (c è da tener conto che gli extravergine d oliva sono solo una parte della produzione, una fetta non indifferente è rappresentata dall olio lampante). L Italia è uno dei più grandi produttori di olio d oliva extravergine, contraddistinguendosi per l alta qualità dei suoi prodotti. Fatta eccezione per il Piemonte e la Valle D Aosta tutte le regioni italiane producono olio. Il Territorio italiano si suddivide in tre macroaree: meridionale, centrale e nord. Queste regioni si differenziano per tipologia di esposizione al sole, idratazione e terreni. L olivo (olea europea) appartiene alla famiglia botanica delle oleacae; esistono due varianti botaniche: alea europea sativa (la stragrande maggioranza delle piante) e olea europea aleaster (piante autoctone).

5 L olivo è un albero sempre verde, la cui chioma assume diversi aspetti in funzione della forma di allevamento; se lasciato spontaneo assume un abitus cespuglioso con chioma globosa o conica. Il frutto è una drupa le cui dimensioni, forma e colore dipendano dal cultivar. In esso vengono distinte tre regioni: Epicarpo o buccia sottile ed elastico con un colore che varia durante la maturazione; mesocarpo o polpa (70-80% del frutto) si caratterizza a maturazione ultimata per l alto contenuto di olio; endocarpo o nocciolo (15-20% in peso) di consistenza legnosa contiene il seme. La Maturazione. Durante la maturazione nei frutti avvengono diversi processi di trasformazione chimica e di sintesi di sostanze organiche. Il più rilevante è la sintesi di trigliceridi che si accumulano nei vaculi della polpa costituendo gran parte dell olio d oliva. Trigliceridi:sono esteri del glicerolo in cui al posto degli atomi di idrogeno dei gruppi ossidrilici caratteristici del glicerolo sono presenti le catene di tre acidi grassi a media o lunga catena. La maturazione avviene tra ottobre e novembre, anche se esistono piante tardive (dicembre gennaio). L elemento caratterizzante della maturazione è il cambio di colore del frutto. Olii ottenuti dalla lavorazione delle olive: Gli olii ottenuti per azione meccanica a partire da olive mature in buone condizioni sono denominati vergine e extravergine. La terza classe di olii è detta olio lampante. Processi d estrazione: L olio presente nell oliva è sia allo stato libero che contenuto all interno di vaculi, per questo ragione si richiede un processo di raffinazione tale da estrarre questo. Il processo di estrazione si suddivide nei seguenti passaggi: defogliazione, frangitura, gramolazione e estrazione.

6 Composizione dell olio d oliva. Come maggior parte dei grassi vegetali l olio d oliva è composto dal 98-99% da esteri del glicerolo e acidi grassi. Questa parte è detta saponificabile. I componenti della frazione saponificabile sono praticamente identici in tutti gli olii d oliva, quello che cambia è la restante parte, detta insaponificabile. Nella frazione saponificabile sono presenti anche digliceridi e monogliceridi. La frazione saponificabile, qualsiasi sia la sua provenienza, è dominata dalla presenza dell acido oleico. La frazione non saponificabile è la parte che contraddistingue i vari olii d oliva, ne determina le caratteristiche organolettiche e la qualità. In letteratura sono presenti più di 200 composti che affollano questa classe di molecole chimiche. I principali componenti sono: idrocarburi, alcoli alifatici, alcoli terpenici, steroli, tocoferoli, pigmenti. Negli olii di oliva vergini gli idrocarburi rappresentano circa il 50% della frazione insaponificabile.

7 Tra questi il più rappresentativo è lo squalene C30H50; un terpene costituito dall unione di sei unità isopropeniche. Gli olii di oliva vergini sono gli unici a contenere in maniera consistente sostanze fenoliche; queste si trovano sotto forma di flavonoidi, acidi fenolici. A tutti questi composti si aggiungono anche altre classi come i pigmenti e gli anti-ossidanti naturali.