Processi delle industrie alimentari - industria olearia

Processi delle industrie alimentari

Industria olearia

M. Grazia Felleca e Antonella De Marco

Industria olearia

L’olivo o ulivo è una pianta da frutto, originaria del Vicino Oriente, utilizzata fin dall’antichità per l’alimentazione. I suoi frutti, le olive, sono impiegati per l’estrazione dell’olio e, in misura minore, per l’impiego diretto nell’alimentazione.

L’olivo appartiene alla famiglia delle Oleaceae (pianta arborea); come tutte le piante arboree, l’olivo comprende tre fasi biologiche:

• Ciclo vitale, che comprende l’intero periodo della pianta, che va dalla gemmazione del seme alla morte dell’albero.
• Ciclo annuale, che comprende un anno solare; inizia con la ripresa vegetativa (germina) delle gemme ascellari dell’anno precedente della pianta e termina nell’anno successivo alla stessa epoca.
• Ciclo della fruttificazione, che comprende il periodo che va dalla differenziazione delle gemme fiorifere alla maturazione fisiologica del frutto.

Questo ciclo ha inizio 10-15 giorni dopo la ripresa vegetativa primaverile e termina con la maturazione del frutto nell’autunno o inverno dello stesso anno. Questo ciclo si suddivide in quattro fasi:

1. Dall’inizio della differenziazione delle gemme alla fioritura: all’inizio della fase di differenziazione delle gemme, alcune di esse si trasformano in gemme destinate a dare produzioni legnose, altre, invece, in gemme destinate a dare produzioni fruttifere. Ultimata questa fase, le gemme fruttifere, si schiudono, mentre l’inflorescenza continua ad accrescere e a ramificare, assumendo le caratteristiche dell’inflorescenza a grappolo, detta mignola.
2. Dalla fioritura all’inizio dell’allegagione (passaggio dallo stato di fiore a quello di frutto).
3. Dall’allegagione all’invaiatura (l’oliva diventa scura) del frutto.
4. Dall’invaiatura alla maturazione delle olive.

L’olivo attraversa un periodo di riposo vegetativo che coincide con il periodo più freddo. La ripresa vegetativa avviene a febbraio: questo è il momento in cui ogni gemma ascellare dell’anno precedente è in grado di generare una gemma o una mignola e si verifica la differenziazione delle gemme, che si protrae fino ad aprile.

Da maggio fino alla prima metà di giugno, ha luogo la fioritura, seguita, poi, dall’allegagione. Dopo l’allegagione ha inizio una prima fase di accrescimento dei frutti, che si arresta quando ha inizio la lignificazione dell’endocarpo. Questa fase, detta, indurimento del nocciolo, ha inizio ai primi di luglio e si protrae fino agli inizi di agosto. Quando l’endocarpo è completamente lignificato, riprende l’accrescimento dei frutti.

Da ottobre a dicembre ha luogo l’invaiatura, cioè il cambiamento di colore, che indica la completata maturazione. All'invaiatura l'oliva cessa di accumulare olio, e si raggiunge la massima resa in olio per ettaro. Dopo l'invaiatura, le olive persistono sulla pianta.

Caratteri morfologici

L’oliva è una drupa a forma quasi ovale, costituita da quattro parti:

• Epicarpo: costituisce l’epidermide del frutto; è formato da cellule la cui parete esterna è ricoperta da una cuticola. La cuticola appare come una membrana liscia e sottile nelle olive acerbe e cambia colore assumendo quello definitivo in prossimità della maturazione del frutto. Sulla superficie dell’epicarpo si trova una sostanza biancastra e cerosa che forma una patina lucente e protettiva; questa è costituita da un miscuglio di sostanze grasse e cerose. La presenza di questa patina rende l’oliva più resistente alla lavorazione e agli attacchi parassitari, in particolare Dacus oleae. Normalmente la definitiva colorazione dell’epicarpo passa attraverso quattro gradazioni di colore:
  • La colorazione iniziale verde, grazie alla presenza di clorofilla.
  • La colorazione debolmente gialla, che segue la precedente dovuta alla presenza di pigmenti gialli (caroteni, xantofille).
  • La colorazione giallo-rossastra, assunta per un breve periodo, dovuta alla presenza di pigmenti (antociani), che si aggiungono ai pigmenti gialli.
  • La colorazione brunastra, dovuta alla presenza degli antociani, è la colorazione definitiva dell’oliva matura.
• Mesocarpo o polpa: è costituito da cellule parenchimatiche di dimensioni crescenti man mano che si procede verso l’interno; in mezzo a queste cellule si ritrovano cellule sclere isolate. Nei primi stadi di sviluppo della drupa, le cellule parenchimatiche sono ripiene di protoplasma. Nel corso dello sviluppo, nell’interno di queste cellule cominciano ad apparire goccioline di grasso, che diventano sempre più numerose e grosse, spingendo il protoplasma a raccogliersi verso le pareti cellulari. Il mesocarpo si presenta in parte turgido e duro, a seconda della cultivar.
• Endocarpo o nocciolo: è il primo stadio della drupa a formarsi a protezione del seme; è costituito da due zone, derivanti dai tessuti dell’ovario originario:
  • La zona esterna: nei primi stadi di sviluppo del frutto, è poco consistente, ma dopo comincia a indurire.
  • La zona interna: formata da cellule allungate e lignificate, che delimitano due linee di minor resistenza, lungo le quali avviene la deiscenza del nocciolo all’atto della germinazione del seme.
• Seme o mandorla: è costituito dal tegumento, dall’endosperma e dall’embrione. Il tegumento (episperma) è costituito da due sottili membrane epidermiche e avvolge interamente l’endosperma. Al centro di questo tessuto c’è l’embrione di forma ovale; questo è formato dai cotiledoni fogliari e dalla radichetta.

Raccolta

Le olive maturano solitamente in ottobre, se di varietà precoce, o in dicembre e gennaio, se più tardive. Il momento ideale per la raccolta varia in base al tipo di olivo, in ragione delle condizioni climatiche stagionali e della tecnica colturale utilizzata.

Durante la maturazione dell'oliva, si ha un graduale aumento della percentuale di olio ed una progressiva diminuzione di quella acquosa. È quindi importante che la raccolta avvenga al momento opportuno e con i metodi più idonei. Tra questi ricordiamo:

• Caduta spontanea
• Pettinatura
• Scrollatura delle olive
• Abbacchiatura
• Brucatura a mano

Caduta spontanea

Pregio: è un metodo di raccolta economicamente molto vantaggiosa, perché è sufficiente aspettare che la natura faccia il suo corso e le olive cadano spontaneamente nelle reti stese sul terreno.

Difetto: come tutti i frutti, le olive si staccano dall'albero quando sono eccessivamente mature e ciò determina un decadimento delle qualità organolettiche e nutrizionali dell'olio (incremento dell'acidità libera). L'olio è, infatti, formato da trigliceridi che, oltre un certo livello di maturazione della polpa, vengono degradati dagli enzimi cellulari; si assiste così al distacco degli acidi grassi dal glicerolo e ad un conseguente aumento dell'acidità libera.

Un olio è tanto più pregiato, quanto minore è la sua acidità; tale proprietà gli conferisce caratteristiche organolettiche migliori e lo preserva dall'irrancidimento. La raccattatura per caduta spontanea è quindi un metodo economico, ma non sempre consigliabile.

L'impiego di sostanze cascolanti, come acido formico, anidride maleica, acido linoleico e acido ascorbico, favorisce la caduta spontanea delle olive, quando non sono ancora giunte a completa maturazione. L'utilizzo di queste sostanze andrebbe tuttavia a contaminare le drupe e, di conseguenza, l'olio che da esse si ricava. Per questo motivo si tratta di una via difficilmente percorribile. Inoltre le olive, cadute sul terreno, rimangono più o meno a lungo esposte alle intemperie (pioggia, neve) e parassiti vari, che causano un’alterazione della sostanza grassa contenuta all’interno delle olive.

Pettinatura

Come lascia intendere il nome stesso, si vanno a pettinare con dei grossi rastrelli i rami degli alberi; quest’operazione determina il distacco delle drupe, di qualche foglia ma non incide sulla struttura arborea. Anche in questo caso andranno posti dei teli sotto gli olivi per facilitare la raccolta delle olive cadute.

Scrollatura

È fatta con dei bracci meccanici, che avvolgono il fusto o i grossi rami dell'olivo e li percuotono in modo blando, favorendo la caduta spontanea delle drupe. Anche questa tecnica non incide troppo sulla struttura dell'albero, che subisce comunque uno stress importante. Non mancano gli svantaggi, che in molti casi, vengono comunque compensati dal notevole risparmio nei costi di manodopera (alcune macchine sono dotate di ombrelli che raccolgono le olive cadute a mezz'aria, attenuando i danni causati dall'impatto con il terreno e velocizzando le procedure di trasferimento al frantoio).

Un sistema di raccolta simile si avvale di piccoli scuotitori portati a spalla dagli operatori, che provocano vibrazioni più dolci e meno energetiche rispetto ai grossi scuotitori meccanici.

Abbacchiatura

È un metodo che era molto utilizzato in passato; consiste nel percuotere i rami degli alberi con delle grosse pertiche; lo svantaggio è che così facendo si vanno a lesionare i ramoscelli più giovani, cui sarà affidata la fruttificazione nell'anno successivo, danneggiando la produttività dell'uliveto. Le olive più mature, inoltre, possono rompersi per l'impatto con la pertica o con il terreno.

Brucatura a mano

È un metodo di raccolta ottima perché, raccogliendo le olive a mano, si può eseguire una cernita delle migliori, e preservarne l'integrità. Si tratta, ovviamente, di una tecnica impraticabile nelle grosse produzioni, a causa degli insostenibili costi di manodopera. La brucatura è invece molto diffusa a livello casalingo, dove consente di ottenere prodotti di qualità superiore.

Tra la raccolta delle olive e la conseguente pressatura deve intercorrere il minor tempo possibile, per impedire la degradazione enzimatica dei trigliceridi (che porterebbe a un aumento dell'acidità libera e a una maggiore tendenza all'irrancidimento). Il trasferimento dalle reti al frantoio avviene, generalmente, utilizzando potenti aspiratori che convogliano le olive su carri di raccolta.

Non tutte le olive, però, sono trasportate contemporaneamente al frantoio. Dopo la raccolta, possono passare uno massimo due giorni prima che esse arrivino nello stabilimento; in questo caso occorre conservarle in modo opportuno. Generalmente sono messe in magazzini asciutti e ben areati e disposti su graticci sovrapposti, ma in spessori molto piccoli, in modo che i frutti non si schiacciano tra loro. I traumi subiti dalle olive vanno, infatti, a ripercuotersi sulle loro cellule, determinando la fuoriuscita dell'olio contenuto nei vacuoli, con conseguente degradazione enzimatica; il risultato è uno scadimento qualitativo del prodotto ed una perdita economica importante.

Trasporto all’oleificio

Le olive sono trasportate all’oleificio con un autocarro o con carro agricolo. Per il trasporto sono utilizzate cassette di plastica rigida, forate per la circolazione dell’aria.

Conservazione nell’oleificio

Le olive, giunte all’oleificio, sostano nell’olivato, in cui la temperatura deve essere bassa (7-8°C) e non deve mai superare i 15°C; il grado igrometrico del locale deve essere basso, in modo da impedire lo sviluppo di microrganismi patogeni e non deve provocare evaporazione dell’acqua dalle olive; l’areazione dell’olivato deve essere garantita da aeratori o apertura delle finestre. L’areazione deve essere estesa anche all’interno della massa delle olive, per impedire il processo fermentativo, che si manifesta con un aumento della temperatura delle olive.

Estrazione dell’olio

I metodi fisici di estrazione del grasso da matrici vegetali (frutti e semi oleosi), prevedono il ricorso di sistemi meccanici o di solventi. I primi consentono di utilizzare il grasso senza rettifiche.

L'estrazione dell'olio dalle olive si effettua prevalentemente con tre sistemi:

1. Per pressione (metodo classico, discontinuo).
2. Per centrifugazione (metodo moderno, continuo).
3. Percolamento mediante filtrazione selettiva (metodo moderno, continuo).

Metodo mediante pressione

È un metodo classico e antico, ha lo svantaggio di essere discontinuo. La pressatura si basa sul principio di Pascal che stabilisce:

Quanto maggiore sarà la forza esercitata sullo stantuffo, tanto maggiore sarà la pressione esercitata sul pistone.

Le olive, che giungono al frantoio, devono essere innanzitutto pulite da foglie, terra e quant'altro possa danneggiare le caratteristiche organolettiche dell'olio, e lo stesso impianto. Le drupe subiranno quindi uno o più passaggi, in macchinari di aspirazione e vasche di lavaggio. Queste operazioni generalmente sono eseguite contemporaneamente dalla stessa macchina, che è una lavatrice automatica continua, costituita da un cassone metallico, suddiviso in più scomparti, che sono riempiti di acqua. Le olive tramite una tramoggia di alimentazione, sono scaricate in uno scomparto del cassone, lavate per immersione subendo un continuo rimescolamento; successivamente, con un sistema meccanico, vengono inviate a un altro scomparto per ripetere la stessa operazione. Sempre a questo livello, per la produzione di oli particolarmente pregiati, si può compiere una cernita a mano, allontanando le olive che non rispondono agli standard qualitativi.

Subito dopo la pulitura delle olive, viene eseguita la molitura, cioè il loro schiacciamento con mezzi meccanici. Le drupe sono messe all'interno delle molazze (vasche metalliche speciali dotate di 2, 3 o 4 ruote molto pesanti, di granito, che girano su se stesse ed intorno ad un albero centrale, dal quale distanziano in misura diversa, determinando, così, lo schiacciamento dell'oliva).

La molitura ha lo scopo di ledere le cellule della polpa, favorendo la fuoriuscita di olio dai vacuoli e la frantumazione del nocciolo. Quest'ultimo aspetto è molto importante perché, essendo il nocciolo dotato di un guscio legnoso, quando va incontro a rottura, produce schegge che favoriscono, a loro volta, la lesione delle strutture cellulari della polpa e una maggior estrazione di olio. Il vantaggio della molitura è l’ottenimento della pasta, in cui l’olio è poco emulsionato, cosa che facilita la successiva separazione della fase acquosa; l’olio è normalmente colorato grazie all’intimo contatto della massa grassa con le parti solide durante i 15-20 minuti di lavorazione, questo favorisce la dissoluzione di pigmenti antiossidanti liposolubili. Gli svantaggi della molazza sono la bassa capacità lavorativa e il contatto della pasta con l’aria che può indurre fenomeni di ossidazione a carico degli acidi grassi insaturi.

Dalla molitura si ottiene una massa definita "pasta di olive”. Questa pasta di olive può essere definita un'emulsione di olio in acqua, perché l'olio, fuoriuscito dai vacuoli, si disperde sotto forma di goccioline in questa massa pastosa. La pasta di olive è poi estratta dalla molazza e portata alla gramola, dove si effettua una gramolatura, cioè un suo rimescolamento.

La gramola è formata da un cassone a doppia parete di acciaio con intercapedine per la circolazione dell’acqua, contenente al suo interno uno o più bracci, che mescolano la pasta oleosa. Agitando questa pasta si facilita un'altra lacerazione delle cellule, ottenendo una maggiore fuoriuscita di olio dai vacuoli.

Altro aspetto molto importante, legato alla gramolatura, è che, grazie ai continui rimescolamenti e al riscaldamento della pasta (25-30°C) determinato dalla temperatura dell’acqua in circolazione nell’intercapedine del cassone, le goccioline di olio, disperse nella massa, collidono tra loro unendosi in gocce via via sempre più grosse. Procedendo nella lavorazione di questa pasta si ha un'inversione di fase; tramite gramolatura si passa quindi da un'emulsione di olio in acqua a un’emulsione di acqua in olio: la massa assume una composizione oleosa e l'acqua di vegetazione rimane dispersa sottoforma di piccolissime goccioline.

L'aumento della temperatura e dei tempi di gramolatura migliora la resa in olio ed il suo aroma, ma influisce negativamente sulla qualità.