Introduzione ai composti volatili degli oli vergini di ... - Archivio ARSIA

Introduzione ai composti volatili degli oli vergini di oliva
Marzia Migliorini, Giacomo Gianni
Laboratorio Chimico Merceologico-Azienda Speciale della CCIAA di Firenze
Medoliva, 17 maggio 2010-Centro affari e Convegni “sala Convegni”

Che cosa sono i composti volatili?
Sono composti con basso peso molecolare (meno di 300 Da) che vaporizzano a
temperatura ambiente.
Questi composti raggiungono l’epitelio olfattivo, si dissolvono nel muco e hanno la
capacità di legarsi ai recettori olfattivi per fornire sensazioni odorose.
L’aroma degli oli di oliva è attribuito a numerose molecole: aldeidi, alcoli, esteri,
idrocarburi, chetoni, furani ..
I composti volatili vengono prodotti principalmente per ossidazione degli acidi grassi :
enzimi endogeni delle piante sono responsabili dell’aroma positivo degli oli di oliva,
mentre l’ossidazione chimica e l’attività microbica di enzimi esogeni portano entrambi
alla formazione di composti volatili associati ai difetti sensoriali.
I composti volatili vengono rilasciati in frangitura (circa 70-80%) e continuano a
formarsi anche in gramolatura (circa 20-30%).

Formazione dei composti volatili
da Angerosa et al., 2004

LOX pathways: produzione composti volatili C6 e C5
LA LnA
9-idroperox 13-idroperox 9-idroperox 13-idroperox
13-alcossi radicali
NAD - + H +
NADH
LOX
HPL
Esanale trans-2-esenale
Esan-1-olo
Acetil CoA ACT
ADH
Esil acetato
Lipidi Olive
Acyl
Hydrolase
ADH
trans-2-esenolo cis-3-esen-1-olo
ACT
LOX
Isomerasi
HPL
cis-3-esenale
ADH
ACT
trans-2-esenil acetato cis-3-esenil acetato
Dimeri
pentenici
Radicali pentene
C6 C5
2-penten-1-olo
1-penten-3-olo
2-pentenale
1-penten-3-one
Reg.CE 2568/91 e succ.modifiche:
Fruttato: insieme delle sensazioni olfattive, dipendenti dalla varietà delle olive, caratteristiche dell'olio ottenuto da frutti sani e
freschi, verdi o maturi, percepite per via diretta e/o retronasale.

Rancido
Reg.CE 2568/91 e succ. modifiche: flavor degli oli che hanno subito un processo
ossidativo intenso (a carico degli acidi grassi insaturi).
I composti volatili che si formano sono prodotti dalla frammentazione di
idroperossidi, che sono privi di odore e, quindi, non percettibili da un punto di
vista olfattivo.
La formazione di idroperossidi avviene per via radicalica in presenza di
ossigeno, la sua entità dipende dalla composizione di acidi grassi insaturi, dalla
quantità e tipologia di antiossidanti naturali e steroli ed è catalizzata da luce,
temperatura, metalli e pigmenti.
Questo difetto è legato ad una non idonea
conservazione dell’olio.
Si tratta principalmente di aldeidi sature e
insature (C7-C12) prodotte dall’ossidazione di
acidi grassi insaturi, ma anche di acidi
carbossilici dovuti all’ossidazione delle aldeidi:
quest’ultimi sono indice di un alto livello di
rancidità, apparendo alla fine del processo
ossidativo.

Riscaldo
Reg.CE 2568/91 e succ. modifiche: flavor caratteristico dell'olio ottenuto da olive
ammassate o conservate in condizioni tali da aver sofferto un avanzato grado di
fermentazione anaerobica.
La formazione dei composti volatili responsabili del difetto riscaldo avviene per via
enzimatica in condizioni di anaerobiosi. I microrganismi esogeni coinvolti sono
aerobacter e escherichia all’inizio dello stoccaggio, clostridia, pseudomonas e
serratia a tempi lunghi di stoccaggio. L’azione di questi microrganismi è legata al
degrado degli aminoacidi. L’entità (e la tipologia) del difetto dipende dal tipo di
microrganismi presenti nell’ambiente circostante, dalla temperatura e dall’umidità,
nonché dai tempi di stoccaggio.
Questo difetto è legato ad una non idonea conservazione delle olive prima della
lavorazione (elevate temperature, eccessiva umidità, condizioni di anaerobiosi..) ed
anche a gramolazioni effettuate ad elevate temperature.
Si tratta principalmente di esteri come etil butanoato, etil propanoato e butil acetato,
ma anche di ottano e 3-metil-1-butanolo. La presenza di pseudomonas per degrado
di alcoli terpenici produce 6-metil-5-epten-2-one, mentre Clostridium e
Propionibacterium danno luogo a acido butanoico e propanoico.

Morchia
Reg.CE 2568/91 e succ. modifiche: flavor caratteristico dell'olio rimasto in
contatto con i fanghi di decantazione, che hanno anch'essi subito un processo
di fermentazione anaerobica, in depositi sotterranei e aerei.
La formazione dei composti volatili responsabili del difetto morchia avviene per
via enzimatica. Si tratta di fermentazioni anaerobiche.
Questo difetto è legato alla fase di stabilizzazione dell’olio di oliva dopo la
produzione ed, in particolare, ad assenza oppure mal condotta filtrazione e al
conseguente prolungato contatto dell’olio con il sedimento.
Le molecole responsabili di questo difetto sono principalmente derivati dell’acido
butirrico, come butirrati ed 2-etil butirrati.
In letteratura sono presenti poche informazioni relative alla morchia.

Muffa
Reg.CE 2568/91 e succ. modifiche: flavor caratteristico dell'olio ottenuto da frutti
nei quali si sono sviluppati abbondanti funghi e lieviti per essere rimasti
ammassati per molti giorni e in ambienti umidi.
La formazione dei composti volatili responsabili del difetto di muffa avviene per
via enzimatica anche in condizioni di anaerobiosi. I microrganismi esogeni
coinvolti sono penicillium e aspergillus. Questi microrganismi agiscono sugli acidi
grassi liberi, ossidandoli (Lox Pathway delle muffe) e producendo metil chetoni
(2-eptanone e 2-nonanone). Altri funghi (alternaria, fusarium, rhizopus) meno
abbondanti sono capaci di ridurre i composti carbonilici e esterificare
parzialmente alchil derivati.
L’entità (e la tipologia) del difetto dipende dalla temperatura e dall’umidità,
nonché dai tempi di stoccaggio.
Questo difetto è legato ad una non idonea conservazione delle olive prima della
lavorazione (elevate temperature, eccessiva umidità, condizioni di anaerobiosi..).
Tale difetto si riscontra anche in olive raccolte a terra.
In presenza di muffe si ha una riduzione notevole dei composti C6 e la
formazione di composti C8. Si riscontrano come caratteristici composti 1-octen-
3-olo, 3-metil-butan-1-olo e 6-metil-5-epten-2-one.

Avvinato
Reg.CE 2568/91 e succ. modifiche: flavor caratteristico di alcuni oli che ricorda
quello del vino o dell'aceto. Esso è dovuto essenzialmente a un processo di
fermentazione aerobica delle olive o dei resti di pasta di olive in fiscoli non lavati
correttamente, che porta alla formazione di acido acetico, acetato di etile ed
etanolo.
La formazione dei composti volatili responsabili del difetto avvinato avviene per
via enzimatica. I microrganismi esogeni coinvolti sono batteri lattici ed acetici. I
processi fermentativi portano a formazione di acido acetico, etil acetato e etanolo.
L’entità (e la tipologia) del difetto dipende dal tipo di microrganismi presenti
nell’ambiente circostante, dalla temperatura e dall’umidità, nonché dai tempi di
stoccaggio.
Questo difetto è legato ad una non idonea conservazione delle olive prima della
lavorazione (elevate temperature, eccessiva umidità, disponibilità di ossigeno..)
ma anche a una non corretta gramolatura e separazione .
Le molecole caratteristiche di questo difetto sono: acido acetico, etil acetato e
etanolo, ma si riscontrano anche ottano, 1,2-butanediolo, 1-pentanolo, 2butanolo,
2-metilbutanolo, 2-ottanone, 2-metil-1-butanolo e acidi carbossilici C2-
C7.

Riferimenti bibliografici
•Angerosa, F., Servili, M., Selvaggini, R., Taticchi, A., Esposto, S., Montedoro, G.F., Volatile compounds in
virgin olive oil: occurrence and their relationship with the quality. J. Chromatogr., A, 2004,1054, 17-31.
•Kalua, C.M., Allen, M.S., Bedgood Jr, D.R., Bishop, A.G., Prenzler, P.D., Robards, K., Olive oil volatile
compounds, flavour development and quality: A critical rewiew. Food Chem., 2007,100, 273-286.
•Morales, M.T., Luna, G., Apparicio, R., Comparative study of virgin olive oil sensory defects. Food Chem.,
2005, 91, 293-301.
•Frankel, E.N., Chemestry of extra Virgin Olive Oil: Adulteration, Oxidative stability, and Antioxidants. J.
Agric. Food Chem. In press.

Sostanze volatili: HS-SPME-GC-MS
Marzia Migliorini, Giacomo Gianni,
Laboratorio Chimico Merceologico Azienda Speciale della CCIAA di Firenze
Medoliva, 17 maggio 2010-Centro affari e Convegni “sala Convegni”

1
Progetto AROMOLIO
La finalità del progetto AROMOLIO è stata quella di poter, attraverso l’impiego di
un metodo analitico semplice, riproducibile, affidabile e veloce, escludere dalla
categoria di extravergine oli che presentino nella frazione volatile i markers legati
ai difetti di rancido, avvinato, morchia, riscaldo e muffa.
Identificazione, a seguito di opportuna estrazione e
separazione, di composti della frazione volatile caratteristici
dei differenti difetti organolettici (markers), la cui presenza e
concentrazione di soglia possa consentire la individuazione di
oli difettosi;
2
Sviluppo di un naso elettronico con sensori
ottimizzati.
DHS
HS-SPME

Contaminazione
fibra
La tecnica HS-SPME-GC-MS
L’SPME è un processo di equilibrazione
multifase introdotto nei primi anni ‘90.
Analisi dello spazio di testa
(HS-SPME)
X X
Estrazione degli analiti
rapida (minimizza gli
interferenti)
Solventi

Segmenti di fibre di silice fusa ricoperti di un
opportuno materiale (es. polidimetilsilossano)
sigillati in un sistema “a siringa”.
Estrazione analita e Preconcentrazione
in un unico step
Fibre Absorbenti Fibre Adsorbenti
• Estraggono con un effetto “spugna”: gli analiti
migrano dentro e fuori dal rivestimento “liquid-like”
• Efficienza funzione dello spessore del rivestimento
e della grandezza delle molecole
• Non c’è competizione per i siti
• Alta capacità
• Intrappolano fisicamente le molecole o ci
stabiliscono interazioni (VdW o H)
• C’è competizione per i siti
• Limitata capacità
• Limite di rilevabilità più basso

QUANTITA’
ESTRATTA
Funzione dello spessore
del rivestimento della
fibra e della costante di
distribuzione dell’analita
TEMPO DI
ESTRAZIONE
Funzione del PM e del
punto di ebollizione
Nelle fasi miste, le microsfere
porose di DVB sono
immobilizzate sulla fibra
utilizzando Carbowax o PDMS
come collanti
EFFICIENZA
SELETTIVITA’
Funzione del tipo di
rivestimento della fibra e
del suo spessore

Poiché il rivestimento è a strati, le molecole
più grandi sono bloccate dai macro e meso
pori dello strato esterno (DVB), mentre
quelle più piccole migrano attraverso
questo strato per finire trattenute dai
micropori dello strato interno in Carboxen
Fibre in commercio
Strato di DVB (sospeso in PDMS)
sopra uno strato di Carboxen
(sospeso in PDMS)

SPME
Processo di equilibrazione multifase
L’estrazione è quantitativa quando si
raggiunge l’equilibrio tra le fasi, ovvero
quando la quantità di analita estratto è
costante ed indipendente dal tempo di
esposizione
Principali Vantaggi
SPME
Semplicità
Rapidità
Sensibilità
Economicità
Versatilità
Efficace alternativa ai metodi tradizionali
Funzione dell’analita, ma comunque inferiore ad 1h
Fino a concentrazioni nell’ordine dei ppb
Fibre riutilizzabili, niente costi per solventi
Uso in GC, GC-MS con inj. S/SL o on-column

1 2 3
Adsorbimento da
parte della fibra
SPME degli analiti
dello spazio di testa
(HS-SPME)
Introduzione fibra
SPME nell’iniettore
del GC-MS
(desorbimento)
Determinazione
quali/quantitativa dei
composti presenti in
calibrazione

Aumento quantità di olio
Condizioni Sperimentali
4,3 g di olio + 0,1 g di standard interno
(2-metil-4-pentanolo)
Messa a punto del metodo
Fibra nuova
Adsorbimento competitivo
e/o fenomeni di saturazione
Condizionamento della fibra:
260°C per 60’ in corrente di N 2
Diminuzione quantità di olio Limiti di rilevabilità

Condizioni
Operative
FIBRA
Condizioni
Gascromatografiche
- 5’ di preincubazione a 40°C;
- 40’ di estrazione in continua agitazione;
- Desorbimento nell’iniettore a 260°C per 2’;
- Purge fibra a 260°C per 90”.
- 36°C per 10’;
- 4°C/min fino a 156°C;
- 10°C/min fino a 220°C;
- 220°C per 1’.
Flusso costante di He a 0.8 ml/min.
Colonna gas-cromatografica capillare Zebron FFAP,
30m, 0.25mm i.d., 0.25µm spessore film.

Calibrazione
Pentanale
Set di 6 standard a
concentrazione crescente
(in olio di oliva raffinato)
Per ogni molecola viene
determinata una curva di
calibrazione per interpolazione
(equazione di secondo grado
con origine forzata)
83 composti in calibrazione

Molecole
RT
(min) Molecole
RT
(min)
n-eptano 1.92 trans-2-eptanolo 20.60
n-ottano 2.30 cis-2-penten-1-olo 20.68
metile acetato 2.54 cis-2-esenil acetato 21.05
etile acetato 3.05 6-metil-5-epten-2-one 21.10
2 butanone 3.19 1-esanolo 21.90
metile propionato 3.28 trans-3-esen-1-olo 22.28
2-metilbutanale 3.33 cis-3-esen-1-olo 23.00
3-metilbutanale 3.40 nonanale 23.12
etile propionato 4.10 2-nonanone 23.46
2-pentanone 4.50 2,4-esadienale 23.55
pentanale 4.54 trans-2-esen-1-olo 23.81
1-penten-3-one 5.72 cis-2-esen-1-olo 24.16
2-butanolo 5.84 2-ottanolo 24.24
etile butirrato 6.24 trans-2-ottenale 24.32
1-propanolo 6.42 cis-1-octen-3-olo 25.29
butile acetato 7.81 1-eptanolo 25.52
esanale 8.21 α-copaene 26.10
Isobutanolo (2-meti-1prpanolo)
8.90 2,4-eptadienale 26.60
2-pentanolo 10.76 decanale 26.70
trans-2-pentenale 11.00 benzaldeide 27.53
1-penten-3-olo 13.20 trans-2-nonenale 27.82
2-metil-4-pentanolo 13.50 ac. propionico 28.04
2-eptanone 14.00 1-ottanolo 28.78
3-penten-2-olo 14.12 ac. butirrico 30.75
Molecole
RT
(min) Molecole
RT
(min)
eptanale 14.15 trans-2-decenale 31.10
limonene 14.40 1-nonanolo 31.83
isopentanolo +2-metil-1butanolo
15.59 2,4-nonadienale 32.82
trans-2-esenale 15.85 ac. valerianico 33.90
ocimene 16.74 2,4-decadienale 35.80
1-pentanolo 17.70 ac. esanoico 36.80
esile acetato 18.50 guaiacolo 37.20
2-ottanone 18.90 benzene etanolo 38.63
ottanale 19.07 ac. eptanoico 39.50
1-octen-3-one 19.62 fenolo 40.84
trans-2-penten-1-olo 20.30 etile guaiacolo 41.27
cis-3-esenile acetato 20.35 ac. ottanoico 41.74
trans-2-eptenale 20.40 4-etile fenolo 43.60
Composti in calibrazione
Sviluppo progetto

1-penten-3-one
Esanale
trans-2-esenale
ISTD
1-esanolo
Es. Cromatogramma STD in TIC
Guaiacolo

etil butirrato
ISTD
esanale
ISTD
Trans-2-esenale
Trans-2-esenale
1
Cromatogramma caratteristico (in TIC) di un olio vergine
di oliva che non presenta difetti.
2
ac. butirrico
Cromatogramma caratteristico (in TIC) di un olio vergine
di oliva con difetto di riscaldo.
Per ogni composto in
calibrazione viene stabilito un
distinto filtro di massa per la
migliore integrazione
Area Ratio
mg/kg
Pentanale

Risultati
CORRELAZIONE
LINEARE
Panel Test HS-SPME-GC-MS
CORRELAZIONE
LINEARE
L’analisi della correlazione fra due variabili misura la
forza, o l’intensità, del legame fra le due variabili. Si
misura mediante l’indice di Bravais-Pearson detto
“Indice di correlazione lineare”. Tale indice
assume valori che variano da -1 a +1: quando più
due parametri sono correlati tra loro tanto più
assumerà valori positivi vicini ad 1, viceversa per
parametri non correlati tra loro.
Sono scelte come
rilevanti solo quelle con
Indice di Correlazione
Lineare > 0.30

Valori dei coefficienti di correlazione lineare
Molecole
identificate: RI MU AV MO RA F
1 1,3-pentadiene
2 n-eptano 0.07 0.16 -0.05 0.16 0.54 -0.33
3 n-ottano 0.04 0.58 -0.07 0.12 0.47 -0.50
4 metile acetato 0.37 0.00 0.55 0.38 0.02 -0.16
5 etile acetato 0.39 0.05 0.58 0.36 0.02 -0.20
6 2 butanone 0.18 0.16 -0.02 0.08 0.26 -0.25
7 metile propionato 0.53 0.07 0.42 0.68 0.19 -0.32
8 2-metilbutanale 0.15 0.15 -0.05 0.08 -0.01 -0.09
9 3-metilbutanale 0.12 0.32 -0.09 0.07 0.17 -0.25
10 etanolo
11 etile propionato 0.61 0.00 0.27 0.70 0.14 -0.31
12 2-pentanone -0.02 -0.03 -0.09 -0.01 0.28 -0.14
13 pentanale 0.04 0.55 -0.08 0.04 0.34 -0.41
14 1-penten-3-one -0.32 -0.40 -0.17 -0.24 -0.27 0.73
15 etile butirrato 0.64 -0.08 0.36 0.62 0.00 -0.18
16 1-propanolo 0.02 0.38 -0.06 0.00 0.01 -0.26
17 esanale -0.05 0.36 -0.15 0.04 0.55 -0.40
18 Metile pentanoato
19 isobutanolo 0.38 0.46 0.18 0.32 0.00 -0.49
20 2-pentanolo 0.07 -0.01 -0.01 0.09 0.32 -0.20
21 trans-2-pentenale -0.05 0.05 -0.11 -0.02 0.61 -0.21
22 etile pentanoato
23 1-penten-3-olo -0.37 -0.37 -0.08 -0.37 -0.19 0.64
24 2-metil-4-pentanolo
25 2-eptanone 0.18 0.12 0.00 0.23 0.57 -0.27
26 eptanale 0.12 0.20 -0.06 0.20 0.67 -0.35
Valori dei coefficienti di correlazione lineare
Molecole identificate: RI MU AV MO RA F
27 limonene 0.01 0.29 -0.02 0.09 0.04 -0.17
28
isopentanolo+2-metil-
1-butanolo 0.35 0.48 0.15 0.30 -0.04 -0.42
29 trans-2-esenale -0.16 -0.44 -0.05 -0.23 -0.15 0.44
30 1-pentanolo 0.21 -0.01 0.06 0.28 0.53 -0.25
31 esile acetato 0.10 -0.14 0.00 0.07 0.07 0.21
32 2-ottanone 0.18 0.17 0.00 0.24 0.53 -0.29
33 ottanale 0.08 0.25 -0.08 0.18 0.64 -0.36
34 trans-2-penten-1-olo -0.02 0.07 0.24 0.14 0.28 -0.16
35 cis-3-esenile acetato 0.02 -0.24 0.00 -0.03 -0.14 0.44
36 cis-2-penten-1-olo -0.10 -0.49 0.10 -0.14 -0.08 0.56
37 trans-2-eptenale 0.04 0.33 -0.11 0.10 0.68 -0.43
38 cis-2-esenile acetato 0.24 -0.15 0.68 0.26 -0.02 0.01
39 6-metil-5-epten-2-one -0.03 0.42 -0.12 0.10 0.51 -0.43
40 1-esanolo 0.28 -0.11 0.08 0.28 0.38 -0.18
41 trans-3-esen-1-olo 0.23 -0.31 0.44 0.14 0.10 0.09
42 cis-3-esen-1-olo 0.05 -0.29 0.14 -0.02 -0.01 0.29
43 2-nonanone -0.07 0.02 -0.04 -0.13 0.01 0.23
44 nonanale 0.00 0.47 -0.10 0.09 0.45 -0.40
45 2,4-esadienale -0.21 -0.46 -0.06 -0.27 -0.29 0.65
46 trans-2-esen-1-olo 0.30 -0.05 0.39 0.28 0.16 -0.15
47 cis-2-esen-1-olo 0.27 -0.14 0.47 0.22 0.15 -0.12
48 cis-1-octen-3-olo 0.05 0.65 -0.04 0.26 0.58 -0.51
49 eptanolo 0.17 -0.09 0.00 0.17 0.58 -0.33
50 α-copaene 0.13 -0.23 0.14 0.22 0.31 0.02

Valori dei coefficienti di correlazione lineare
Molecole
identificate: RI MU AV MO RA F
51 metile nonanoato
52 decanale -0.01 0.28 -0.09 0.05 0.46 -0.28
53 benzaldeide 0.11 0.18 -0.02 0.21 0.68 -0.38
54 trans-2-nonenale 0.09 0.40 -0.08 0.18 0.63 -0.43
55 ac. acetico
56 1-ottanolo 0.21 0.13 0.02 0.26 0.56 -0.31
57 ac. propionico 0.22 0.29 0.09 0.34 0.35 -0.42
58 metile decanoato
59 1-nonanolo 0.15 0.43 -0.03 0.23 0.52 -0.50
60 ac. pentanoico 0.33 0.11 0.11 0.42 0.55 -0.36
61 guaiacolo 0.07 0.67 -0.04 0.05 0.12 -0.42
62 ac. esanoico 0.37 0.21 0.06 0.34 0.50 -0.36
63 benzene etanolo 0.27 0.67 -0.02 0.21 0.15 -0.48
64 ac. eptanoico 0.22 -0.02 0.05 0.24 0.46 -0.17
65 fenolo 0.10 0.55 -0.03 0.13 0.35 -0.39
66 etile guaiacolo -0.02 0.71 -0.03 -0.01 0.05 -0.40
67 ac. butirrico 0.56 0.01 0.17 0.59 0.05 -0.23
68 3-penten-2-olo
69 3-metil-butan-1-olo
70 2-eptanolo 0.18 0.13 0.03 0.29 0.70 -0.35
71 2-ottanolo 0.07 0.32 -0.04 0.15 0.36 -0.28
72 2,4-eptadienale 0.11 0.09 -0.06 0.16 0.76 -0.37
73 butile acetato 0.70 -0.05 0.29 0.64 -0.02 -0.16
74 2-butanolo 0.69 0.16 0.18 0.67 0.04 -0.32
75 trans-2-decenale 0.13 0.38 -0.05 0.19 0.66 -0.47
76 2,4-nonadienale 0.13 0.19 -0.07 0.26 0.75 -0.42
Valori dei coefficienti di correlazione lineare
Molecole
identificate: RI MU AV MO RA F
77 2,4-decadienale 0.06 0.19 -0.07 0.16 0.69 -0.41
78 ac. ottanoico 0.21 -0.05 0.02 0.23 0.53 -0.17
79 trans-2-ottenale 0.05 0.20 -0.10 0.17 0.71 -0.39
80 ocimene 0.02 -0.01 -0.09 -0.06 -0.14 0.04
81 1-otten-3-one 0.09 0.29 -0.08 0.17 0.69 -0.40
82 4-etile fenolo 0.07 0.66 0.12 0.16 0.11 -0.50
83 farnesene

Discussione
AVVINATO Inquinamento ambientale
Difetto originato dalla
degradazione degli
zuccheri (acetobacter)
RISCALDO
Difetto originato nello
stoccaggio delle olive
(clostridium e
pseudomonas)
Riscaldo Coeff.corr. OTV (ppm)
Butil acetato 0.70 0.3000
2-butanolo 0.69 0.1000
Etil butirrato 0.64 0.0300
Etil propionato 0.61 0.1000
Acido butirrico 0.56 0.6500
Metil propionato 0.53 0.0980
Etil acetato 0.39 0.9400
Isobutanolo 0.38 0.0110
Metil acetato 0.37 1.7000
Acido esanoico 0.37 0.7000
2-metil-1-butanolo + 3-metil-1butanolo
0.35 0.4800
Acido pentanoico 0.33 0.6000
E-2-esenolo 0.30 8.0000

MUFFA
Difetto originato nello
stoccaggio delle olive
(aspergillus e penicillium)
Etile guaiacolo, guaiacolo, benzene
etanolo, fenolo ed il 4-etil fenolo
risultano essere esclusivamente
correlate al difetto di muffa.
Muffa Coeff.corr. OTV (ppm)
Etil guaiacolo 0.71
Guaiacolo 0.67 0.0200
Benzene etanolo 0.67
4-Etil fenolo 0.66 1.0000
1-octen-3-olo 0.65 0.0100
Ottano 0.58 0.9400
Fenolo 0.55
Pentanale 0.55 0.0120
2-metil-1-butanolo + 3-metil-1butanolo
0.48 0.4800
Nonanale 0.47 0.1500
Isobutanolo 0.46 0.0110
Nonanolo 0.43 0.2800
6-metil-5-epten-2-one 0.42 1.0000
E-2-nonenale 0.40
E-2-decenale 0.38 0.0100
Propanolo 0.38 9.0000
Esanale 0.36 0.0800
E-2-eptenale 0.33 0.0010
Isopentanale 0.32 0.0001
2-ottanolo 0.32 0.1000

MORCHIA
Olio rimasto in contatto con
i fanghi di decantazione
(poche informazioni)
Morchia Coeff.corr. OTV (ppm)
Etil propionato 0.70 0.1000
Metil propionato 0.68 0.0980
2-butanolo 0.67 0.1000
Butil acetato 0.64 0.3000
Etil butirrato 0.62 0.0300
Acido butirrico 0.59 0.6500
Acido pentanoico 0.42 0.6000
Metil acetato 0.38 1.7000
Etil acetato 0.36 0.9400
Acido esanoico 0.34 0.7000
Acido propionico 0.34 0.7200
Isobutanolo 0.32 0.0110
2-metil-1-butanolo + 3-metil-1-butanolo 0.30 0.4800

RANCIDO
Difetto originato nello
stoccaggio dell’olio
(ossidazione ac. grassi)
Rancido Coeff.corr. OTV (ppm)
2,4-eptadienale 0.76 0.3600
2,4-nonadienale 0.75 2.5000
E-2-ottenale 0.71 0.0040
2-eptanolo 0.70 0.0100
1-octen-3-one 0.69 0.0100
2,4-decadienale 0.69 2.1500
Benzaldeide 0.68
E-2-eptenale 0.68 0.0010
Eptanale 0.67 0.5000
E-2-decenale 0.66 0.0100
Ottanale 0.64 0.3200
E-2-nonenale 0.63
E-2-pentenale 0.61 0.3000
Eptanolo 0.58
1-octen-3-olo 0.58 0.0100
2-eptanone 0.57 0.3000
Ottanolo 0.56
Acido pentanoico 0.55 0.6000
Esanale 0.55 0.0800
Eptano 0.54 0.6700
Pentanolo 0.53 3.0000
2-ottanone 0.53 0.5100
Acido ottanoico 0.53 3.0000
Nonanolo 0.52 0.2800
6-metil-5-epten-2-one 0.51 1.0000
Acido esanoico 0.50 0.7000
Rancido Coeff.corr. OTV (ppm)
Ottano 0.47 0.9400
Acido eptanoico 0.46 0.1000
Decanale 0.46 0.6500
Nonanale 0.45 0.1500
Esanolo 0.38 0.4000
2-ottanolo 0.36 0.1000
Acido propionico 0.35 0.7200
Fenolo 0.35
Pentanale 0.34 0.0120
2-pentanolo 0.32 0.2900
Copaene 0.31
Le molecole correlate con il
descrittore di rancido
derivano principalmente da
fenomeni di autossidazione
e di ossidazione enzimatica
degli acidi grassi.

FRUTTATO
Fruttato Coeff.corr. OTV( (ppm)
1-penten-3-one 0.73 0.00073
2,4-esadienale 0.65
1-penten-3-olo 0.64 0.4000
Z-2-pentenolo 0.56 0.2500
Z-3-esenil acetato 0.44 0.7500
E-2-esenale 0.44 1.1250
Le molecole aventi coefficiente di correlazione positivo con il fruttato sono
caratterizzate da coefficienti di correlazione negativi per i descrittori
associati alle note di difetto, e ciò permette un’associazione univoca tra la
presenza di queste specie e le note positive da esse conferite all’olio.
Per i descrittori negativi non sempre esistono correlazioni univoche tra
la loro presenza e quella di determinate molecole. Ciò è dovuto al fatto
che gli oli vergini e lampanti non presentano mai un solo difetto.

Correlazioni
significative
Concentrazione relativa?
Percezione olfattiva?
Tengono conto della distribuzione dei dati
relativi alla concentrazione di una data
molecola sui campioni con profilo sensoriale
stabilito da un panel
Necessità di capire QUANTO una
molecola ben correlata con un descrittore
influisce sul profilo olfattivo di un olio
Quanto “pesa” in
quantità sulla
distribuzione delle
specie nell’HS?
Quanto “pesa” sul
profilo aromatico?

L’intensità di uno stimolo olfattivo è legato
alla quantità in cui è presente una molecola,
ma soprattutto alla sua SOGLIA DI
PERCEZIONE
Odour Threshold Value
(OTV)
La minima concentrazione di un
composto capace di generare una
sensazione olfattiva.
Vari fattori influenzano l’intensità della sensazione olfattiva: la volatilità, il carattere
idrofobico, la forma, la struttura conformazionale delle molecole, la lunghezza della
catena, l’isomeria cis-trans, la posizione dei doppi legami, il tipo e la posizione dei
gruppi funzionali.
A parità di concentrazione, all’olfatto sarà
percepito di più il composto con OTV più basso.

L’OTV si determina dissolvendo la sostanza in una matrice selezionata (olio
d’oliva raffinato e completamente deodorato) e identificando in seguito la
concentrazione minima che è realmente avvertibile da una valutazione a panel
test.
Odour Activity Value (OAV) = Concentrazione molecola
Odour Threshold Value (OTV)
Molecole con un OTV più basso
avranno un’ “attività all’odore” più
marcata, ovvero saranno più facilmente
percepibili all’olfatto.

Molecole
identificate:
Soglia di
percezione (ppm)
1-penten-3-one 0.00073
trans-2-esenale 1.1250
Analoghe concentrazioni di questi due composti
composti comporteranno effetti diversi sulla
sensazione olfattiva: l’1-penten-3-one ha un
OAV di 3 ordini di grandezza più elevato, quindi
più facilmente percepibile all’olfatto

HS-SPME-GC-MS Identificazione e quantificazione di 83 composti
Panel Test
Correlazioni
Valutazione profilo sensoriale
MARKERS
Odour Threshold OAV
QUALI markers hanno maggior
impatto olfattivo

Obiettivo del progetto: fornire informazioni per la messa a punto
del Naso Elettronico attraverso la tecnica HS-SPME-GC-MS.
Ulteriore obiettivo: valutare se la tecnica HS-SPME-GC-MS possa
essere di supporto, anche da sola, alla attività dei panel.
Applicando un metodo di regressione lineare (PLS) ai risultati
ottenuti è possibile descrivere come i due set di dati (chimici e
organolettici) sono legati tra loro.
Modello
predittivo

1
Fruttato
Avvinato
Morchia
Riscaldo
Rancido
Muffa
PCA risultati del panel
L’avvinato caratterizza di
meno i campioni, ovvero
in presenza di altri difetti
è meno discriminante

2
PCA risultati del panel
Si scelgono i campioni
etremi che meglio
caratterizzano il modello e
si valuta la PCA tra questi e
i dati chimici
Valutazione delle variabili
(molecole) che meglio
spiegano le differenze tra I
campioni

3
PCA risultati
chimici HS-SPME
Si eliminano le variabili
(molecole) che meno
riescono a caratterizzare il
modello e si valuta la nuova
PCA

4
PCA risultati
chimici HS-SPME
Queste sono le variabili
(molecole) che meglio
spiegano le differenze tra i
campioni selazionati nella
PCA 2

5
PLS
Mediante la regressione
PLS si valutano le relazioni
tra i due set di variabili
(molecole scelte e
descrittori)
MODELLO
PREDITTIVO

6 Mu10
Predetto
Mu14
PREDIZIONE
Muffa
Valutazioni Panel Test
Riscaldo Muffa Avvinato Morchia Rancido Fruttato
B1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.70
B2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.45
B3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.01
B4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.68
Mu10 1.46 4.15 0.35 0.48 2.26 0.65
Mu14 1.42 4.62 0.00 1.42 2.50 0.98

7
Predetto
Mu10
Mu14
PREDIZIONE
Fruttato
Valutazioni Panel Test
Riscaldo Muffa Avvinato Morchia Rancido Fruttato
B1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.70
B2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.45
B3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.01
B4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.68
Mu10 1.46 4.15 0.35 0.48 2.26 0.65
Mu14 1.42 4.62 0.00 1.42 2.50 0.98

Sviluppo futuro
acquisire una grande quantità di dati, sia chimici che organolettici,
per ottimizzare il modello predittivo

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critical review - Food Chemistry, Volume 100, Issue 1, 2007, Pages 273-286
• Sue Ann Wercinski Solid Phase Microextraction, A pratical guide
• Janusz Pawliszyn Solid Phase Microextraction, Theory and Practice

Vi ringraziamo per la cortese attenzione