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Investigación

Tratamiento Poscosecha de la aceituna y calidad del aceite de oliva virgen

Horticom News13/10/2004

13 de octubre de 2004

El texto expandido contiene el texto completo de Ana G. Pérez Rubio, agracia@cica.es, J.M. García y Carlos Sanz, del Instituto de la Grasa, que explica la influencia de los tratamientos térmicos en la calidad del aceite de oliva y la patente a que han dado lugar sus investigaciones. La nueva tecnología permite modular la intensidad de los atributos cualitativos.


Ana G. Pérez Rubio, J.M. García y Carlos Sanz
agracia@cica.es
Grupo de Fisiología y Tecnología Postcosecha
Instituto de la Grasa, C.S.I.C.


El aceite de oliva virgen es un alimento esencial de la dieta mediterránea. Su consumo continuado tiene importantes beneficios para la salud reduciendo la incidencia de enfermedades cardiovasculares y  cáncer, debido fundamentalmente a su composición de ácidos grasos y a la actividad antioxidante de algunos de sus componentes menores como los polifenoles. Estos efectos beneficiosos para la salud asociados al aceite de oliva virgen, sin duda de extraordinaria importancia, no son sin embargo los únicos responsables del incremento en la demanda de este producto al que también han contribuido sus excepcionales características organolépticas.


FACTORES DE CALIDAD
La complejidad y riqueza de matices presentes en el aroma, sabor y color del aceite de oliva virgen, radicalmente distinta a la de cualquier otro aceite vegetal, es inherente a su procedimiento de  obtención.  Recordemos que el aceite de oliva virgen se define como el aceite procedente exclusivamente del fruto del olivo, extraído sólo por métodos físicos que no produzcan alteración del jugo original, con exclusión expresa de los aceites obtenidos con disolventes, por procedimientos de reesterificación o por cualquier mezcla de aceites de otra naturaleza (Alba, 1998). Se trata por tanto del zumo natural de la aceituna, que cuando se obtiene de frutos de máxima calidad da lugar a un producto de notables características nutritivas y organolépticas. Las propiedades organolépticas del aceite son, de hecho, el criterio más utilizado para evaluar su calidad. Así, la Unión Europea establece la combinación de una serie de análisis físico-químicos (acidez, índice de peróxidos, absorbancia ultravioleta) junto a la evaluación sensorial para la clasificación del aceite de oliva virgen en distintas categorías (Reglamento CE Nº 796/2002). Sólo mediante el procesado de aceitunas sanas y con el grado de maduración adecuado se obtiene un aceite de oliva virgen con el aroma, sabor y color que demanda el consumidor, cada vez más exigente, de este producto. La industria del aceite de oliva virgen mantiene un crecimiento variable con una producción y demanda mundial relativamente equilibradas y estables a lo largo de la pasada década de aproximadamente 2 millones de toneladas anuales (C.O.I). España es el primer productor mundial con una producción de 1,4 millones de toneladas en la última campaña.  En la actual situación del mercado los excedentes de producción provocan un aumento de la competitividad que debe traducirse en un esfuerzo continuo por incrementar la calidad de este producto y también por qué no, en diversificar la oferta abarcando mercados con distintas exigencias respecto a los ya mencionados atributos fundamentales de calidad. Evidentemente cualquier intento de optimizar o modular estos atributos de calidad del aceite de oliva debe basarse en un conocimiento profundo de los procesos bioquímicos que determinan su aroma, sabor y color.


Aroma
El aroma del aceite de oliva virgen es el resultado de una compleja mezcla de compuestos volátiles en la que predominan las notas aromáticas "verdes" debidas a los aldehídos y alcoholes de seis átomos de carbono  así como a los ésteres derivados de ellos. El aspecto bioquímico de este proceso de formación del aroma ha sido estudiado por varios grupos de investigación. La contribución decisiva de la ruta de la lipoxigenasa, a través de la acción consecutiva de las enzimas lipoxigenasa (LOX), hidroperóxido liasa (HPL), alcohol deshidrogenasa (ADH) y alcohol aciltransferasa (AAT), a la formación del aroma del aceite de oliva virgen fue establecida por nuestro grupo hace más de una década (Olías et al., 1993). Como veremos posteriormente esta misma ruta bioquímica, activa durante la molturación y posterior batido de la pasta de aceituna, también puede incidir en el color y sabor del aceite. El color, y sobre todo el sabor, son otras dos propiedades organolépticas vitales en relación con la calidad del aceite de oliva virgen, existiendo en la actualidad varias líneas de investigación en el Instituto de la Grasa (C.S.I.C) dedicadas a su estudio desde diversos puntos de vista.


Color
El color es un factor fundamental para la aceptación por el consumidor de cualquier producto vegetal y de forma muy especial en el caso del aceite de oliva. El color verde amarillento que, dentro de una amplía gama de tonalidades, caracteriza al aceite de oliva virgen es debido a  una serie de pigmentos presentes en la aceituna tales como clorofilas, feofitinas y carotenoides. Durante el proceso de extracción del aceite se producen modificaciones importantes en los contenidos iniciales de clorofilas y carotenoides del fruto, con pérdidas que pueden llegar al 80% y 40% en ambos grupos de pigmentos. Precisamente en esta destrucción de pigmentos durante el procesado de la aceituna podría estar también implicada la ruta LOX, que al cooxidar alguno de estos pigmentos provocaría la consiguiente alteración del color original.

 Sabor
En relación con el sabor del aceite, probablemente el sabor amargo y/o picante asociado a componentes fenólicos es el atributo más importante. Este atributo amargo/picante, aunque forma parte de las características organolépticas deseables del aceite de oliva virgen, puede a partir de cierto nivel de intensidad afectar muy negativamente a su comercialización, especialmente ante potenciales mercados no habituados a este tipo de aceites. El problema del amargor excesivo es mayor en aceites extraídos de aceitunas con menor grado de maduración, frutos que, sin embargo, prácticamente ya han alcanzado el máximo contenido de aceite y donde la alta concentración de polifenoles es un obstáculo que limita el adelanto de la campaña de producción de aceite.  El problema del amargor excesivo incide directamente sobre la comercialización de los aceites  procedentes de Andalucía ya que es un hecho bien conocido el alto grado de amargor que exhiben los aceites de la variedad Picual, mayoritaria en las principales zonas productoras de Jaén y que representa el 30% de la producción nacional. Fuera de Andalucía otras variedades que dan aceites de gran calidad pero que pueden presentar problemas de excesivo amargor son la variedad Villalonga cultivada en la zona levantina, la castellana Cornicabra y la italiana Coratina. Además, el creciente uso del sistema de extracción en continuo de dos fases conlleva la producción de aceites con mayor contenido en compuestos fenólicos y por tanto más amargos y picantes que los obtenidos con los sistemas tradicionales (Alba, 1998).


TRATAMIENTOS Y TECNOLOGÍAS PARA LA CALIDAD
Son muchos los estudios realizados para determinar la contribución relativa de los distintos fenoles al amargor y a la estabilidad oxidativa de los aceites sin que exista  aun una información definitiva al respecto. Los compuestos mas vinculados al amargor según estos estudios serían las distintas formas, glicosiladas o no, de los ésteres del ácido elenólico con el tirosol e hidroxitirosol. Además, recientemente, se ha postulado que el atributo amargo del aceite de oliva virgen podría no estar exclusivamente determinado por los mencionados compuestos fenólicos y que ciertos compuestos de cinco átomos de carbono, fundamentalmente la 1-penten-3-ona, generados a través de una rama secundaria de la ruta LOX serían también responsables del sabor amargo irritante que se aprecia en aceites excesivamente verdes.

En el Grupo de Fisiología y Tecnología Post-cosecha del Instituto de la Grasa, mantenemos  desde hace más de 15 años  dos líneas paralelas de investigación. Una primera y fundamental dedicada a caracterizar las rutas bioquímicas relacionadas con los principales atributos de calidad de los frutos y una segunda, que surge como consecuencia de los estudios anteriores, dedicada a desarrollar u optimizar tratamientos y tecnologías postcosecha que permitan mantener e incluso mejorar la calidad de los productos vegetales.  En este sentido, trabajar con aceituna tenía  un interés adicional al permitirnos no sólo controlar la calidad postcosecha de un fruto sino incluso intentar modular la calidad de un alimento tan emblemático como el aceite de oliva virgen mediante simples tratamientos postcosecha de la aceituna. A pesar de que, como ya hemos mencionado, la producción de aceite de oliva de alta calidad está vinculada al grado de maduración de la aceituna, que es a su vez dependiente de la fecha de cosecha y del tiempo y condiciones de almacenamiento en el troje, hasta ahora no se ha prestado gran atención a la conservación del fruto de aceituna antes del  procesado. Sin embargo, un inadecuado tratamiento postcosecha de la aceituna, que a veces es almacenada incluso durante semanas en condiciones no controladas, es el origen de algunos de los graves defectos que devalúan el aceite de oliva virgen.


Bajas temperaturas
En la última década, en nuestro grupo de investigación hemos llevado a cabo algunos estudios de conservación de aceituna a baja temperatura y también hemos investigado el efecto de distintos tratamientos térmicos del fruto (García, 1994; 1999).  En todos estos estudios se ha evaluado tanto la calidad de los frutos de aceituna  como la de los aceites resultantes. Nuestros datos indican que la conservación a baja temperatura de la aceituna es muy efectiva para preservar la calidad del fruto. Es importante destacar que, aunque la aceituna está considerada como un fruto no climatérico, en nuestros ensayos hemos comprobado que experimenta cambios notables de firmeza y color a lo largo de la conservación y que estos cambios pueden ser modulados a través de la temperatura (Figura 1). Evidentemente cualquier modificación que afecte a la fisiología y bioquímica del fruto va a afectar también al aceite de oliva virgen, que recordemos no es más que un zumo de la aceituna. Así, al evaluar la calidad de los aceites obtenidos de frutos refrigerados y no refrigerados también se encontraron diferencias importantes. En la mayoría de los casos los índices químicos relacionados con la calidad  fueron mejores en los aceites obtenidos de frutos refrigerados, observándose un menor incremento de la acidez y una menor pérdida de estabilidad en los aceites. Respecto a las características organolépticas del aceite quizás el efecto más llamativo fue el observado en relación al color de los aceites. Curiosamente, conforme aumenta el tiempo de conservación en frío de los frutos se observa un incremento del contenido de los principales pigmentos clorofílicos y carotenoides en el aceite (Figura 2). Este incremento coincide con un descenso de la actividad de enzimas que oxidan pigmentos, como la LOX, que podrían ser las responsables de la destrucción de pigmentos que tiene lugar durante el proceso de obtención del aceite. También el aroma del aceite es modificado por la refrigeración del fruto. Las distintas enzimas que componen la ruta bioquímica implicada en la formación de las notas aromáticas verdes se ven desigualmente afectadas por la temperatura lo que se traduce en que los aceites de aceitunas refrigeradas tengan más compuestos  insaturados de 6 átomos de carbono, más olor a hierba y a fruto verde, y sin embargo menos compuestos volátiles de 5 átomos de carbono, es decir menos notas verdes irritantes (Figura 3).  Estos resultados, demuestran la posibilidad efectiva de modular la calidad del aceite de oliva jugando simplemente con la temperatura de conservación del fruto antes de la extracción del aceite.  


Calor
Los resultados obtenidos mediante los tratamientos térmicos de la aceituna fueron especialmente interesantes. Se realizaron  tanto tratamientos en cámara de conservación como mediante inmersión en agua caliente.  El rango de temperaturas ensayadas fue muy variable, en el rango de 30-50ºC durante 24-48h para tratamientos con aire y entre 60-72ºC en intervalos de 1-4 minutos para los tratamientos por inmersión. Es importante señalar que el binomio temperatura/tiempo óptimo de tratamiento es específico para cada variedad de aceituna y está también condicionado por el grado de maduración de los frutos, siendo mayor la eficacia del tratamiento en frutos menos maduros. En cualquier caso, en todas las variedades de aceitunas estudiadas fue posible determinar condiciones de tratamiento idóneas. Dada la mayor aplicabilidad de los tratamientos por inmersión, que son fácilmente adaptables a la línea de procesado de la aceituna dentro de la almazara, profundizaremos algo más en los resultados obtenidos con éstos últimos. Mediante estos tratamientos con agua caliente se consigue una inactivación selectiva de determinados sistemas enzimáticos de la aceituna implicados en la génesis de las características organolépticas del aceite de oliva virgen, aroma, color y sabor, sin afectar significativamente a ningún parámetro químico de calidad, y con la ventaja adicional de aumentar el rendimiento de la extracción del aceite.

El aroma del aceite de oliva virgen obtenido de frutos verdes tratados térmicamente tiene una composición más equilibrada que el control, con una reducción del olor excesivo a hierba y de las notas aromáticas verdes más irritantes, y un aumento relativo de las notas frutales vinculadas a otro tipo de compuestos como los ésteres volátiles (Pérez y colaboradores, 2003). De alguna manera y en relación al aroma, el tratamiento corregiría el desequilibrio característico de los aceites obtenidos de frutos verdes haciéndolos aromáticamente más parecidos a los de frutos  maduros (Figura 4).

La evaluación del color de los aceites obtenidos de frutos tratados térmicamente, dio lugar a resultados aparentemente contradictorios respecto a los anteriormente mencionados, ya que el contenido de pigmentos aumentó espectacularmente y de forma proporcional a la temperatura de tratamiento.  Los aceites mostraron un significativo incremento de color, no sólo debido al aumento del contenido de  clorofilas, responsables del color verde que el consumidor asocia a la frescura de los frutos empleados, sino también al incremento en el contenido de carotenoides lo que tiene un importante valor añadido desde el punto de vista nutricional  (Figura 5). En ambos casos, las modificaciones observadas en el aroma y en el color del aceite, se correlacionan con los datos de los estudios bioquímicos realizados en paralelo en los que se caracterizaron algunos de los principales sistemas enzimáticos que determinan la calidad organoléptica y se evaluó la sensibilidad de distintas enzimas frente a la temperatura (Luaces y colaboradores, 2004).
 
La característica organoléptica que sufrió modificaciones más importantes fue el sabor, concretamente en relación con los atributos amargo y picante. Aunque el amargor y el picante, no son atributos indeseables en el aceite de oliva virgen, su exceso como comentamos anteriormente puede reducir su comerciabilidad. El tratamiento térmico de frutos verdes permitió reducir significativamente  ambos atributos en los aceites. En cada variedad ensayada se determinó un rango de temperaturas que permite modular la intensidad  de dichos atributos, desde una disminución leve hasta la eliminación completa del atributo amargo y picante. Esta modificación no se asocia en ningún caso con una pérdida global de calidad del fruto. Mas bien al contrario, tal y como puede verse en los ejemplos mostrados en la  Figura 5 la evaluación sensorial de los aceites por el panel de catadores del Instituto de la Grasa, indica que se reduce significativamente la intensidad del amargo y además la puntuación global de los aceites tratados, que valora el resto de los atributos, es generalmente superior a la de los correspondientes controles.  Entre las muestras de la Figura 6 puede observarse que el tratamiento tiene el mismo efecto sobre frutos de la variedad Picual con distintos grado de maduración. Evidentemente, en frutos mas verdes el amargor inicial de los aceites es mas alto (3.72) y por tanto mayor también la reducción obtenida con el tratamiento (2.75) mientras que en  frutos maduros la reducción es menor al ser también menor el valor de partida.  Como ocurría con el aroma y el color, la modificación del sabor del aceite se debe al efecto regulador de la temperatura sobre los procesos bioquímicos que controlan la formación y la degradación de los compuestos responsables de este atributo, en este caso los polifenoles.  En nuestra opinión, el tratamiento térmico probablemente provoca la inactivación de las enzimas que degradan los glucósidos fenólicos, lo que hace que muchos fenoles permanezcan conjugados de esta manera,  en forma de glucósidos muy solubles en agua, y se pierdan tras la centrifugación al eliminar el agua de vegetación. Esta pérdida de fenoles totales, entre los cuales figuran compuestos con actividad antioxidante, tiene como consecuencia en algunos casos una ligera reducción de la estabilidad de los aceites.  Esta pequeña pérdida de estabilidad es en general poco importante en frutos verdes, en los cuales el tratamiento tiene mayor interés, y que poseen un nivel basal de polifenoles totales muy alto.   

Patente
Las investigaciones realizadas sobre el efecto de los tratamientos térmicos de aceituna se han plasmado en una patente   (PCT/ES2004/070040). Con ella se abren nuevas posibilidades para modular la intensidad de los atributos que determinan la calidad del aceite de oliva virgen mediante tratamientos físicos postcosecha realizados antes de la molienda de la aceituna y perfectamente compatibles con la estricta normativa que regula el proceso de obtención del aceite de oliva virgen.


Bibliografía

Alba, J. Elaboración del aceite de oliva virgen. En: El cultivo del olivo. Ed. D. Barranco, R. Fernández-Escobar y L. Rayo. 1998. Junta de Andalucía, Consejería de Agricultura y Pesca. Ed. Mundiprensa. Madrid.

García, J.M. La conservación de la aceituna de molino. 1994. Unaproliva, 1, 19-24.

García, J.M. Repercusión de la frigoconservación de la aceituna de molino en el proceso de producción de aceite de oliva. 1999. Grasas y Aceites, 50:181-184.

García, JM., Martínez, MC, Pérez, MC., Pérez, AG  y Sanz, C. 2004. Aceite de oliva virgen con características sensoriales modificadas y procedimiento de obtención. PCT/ES2004/070040.

Olías, J.M., Pérez, A.G., Ríos. J.J., Sanz, C. Aroma of virgin olive oil: biogenesis of the green odor notes. 1993. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 41: 2368-2373.

Pérez, AG., Luaces, P., Ríos, JJ. García, JM, Sanz, C. Modification of volatile compound profile of virgin olive oil due to water-heat treatments on olive fruit. 2003.  Journal of Agricultural and Food Chemistry. 41: 2368-2373.

Luaces, P., Pérez, AG., García, JM, Sanz, C. Effect of heat-treatments of olive fruit on pigment composition of virgin olive oil. 2005. Food Chemistry. 90: 169-174.

 

 

Pie de fotos (si es necesario)

FOTO 1: Frutos de aceituna
FOTO 2: Aceite de oliva virgen extra recién obtenido tras la centrifugación de la pasta.


Leyendas de figuras

Figura 1.- Evolución del color y aspecto externo de aceitunas conservadas a 5ºC y 20ºC.

Figura 2.-Contenido en pigmentos de aceites procedentes de aceituna conservadas a 5ºC y 20ºC.

Figura 3.-Compuestos volátiles que determinan el aroma del aceite de oliva virgen analizados mediante la técnica de espacio de cabeza asociada a cromatografía de gases de alta resolución (SPME-HRGC).

Figura 4.- Concentración de los principales grupos de compuestos volátiles en aceites procedentes de aceitunas tratadas térmicamente.

Figura 5.- Concentración de pigmentos en aceites procedentes de aceitunas tratadas térmicamente. Efecto sobre el color de los aceites.

Figura 6.- Resultados de la evaluación sensorial de los aceites procedentes de distintas variedades de aceitunas tratadas térmicamente.  Efecto sobre la valoración global del aceite y sobre el atributo amargo.

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