SOSTANZE GRASSEextranet.innovhub-ssi.it/allstd/risg/2009-RISG 1.pdf · 2011. 2. 8. · SOSTANZE...

SOSTANZE GRASSERISG

LA RIVISTA ITALIANA DELLE

Autorizzazione del Tribunale di Milano 28.9.1948, N. 591 PUBBLICITÀ INFERIORE al 70%

DIREZIONE E REDAZIONE:Via Giuseppe Colombo, 79 – 20133 Milano – Tel. 02.706497.42 – Fax 02.23.63.953E–mail: [email protected] – internet: www.ssog.it

Abbonamenti 2009: annuo Italia € 100 – annuo estero € 200Numero separato € 30 – Numero arretrato € 40Questa rivista Le è stata inviata tramite abbonamento: l’indirizzo sarà utilizzato, oltre che per l’invio della rivista stessa, anche perl’inoltro di proposte di abbonamento o promozioni commerciali.Ai sensi della legge 675/96 è nel suo diritto richiedere la cessazione dell’invio e/o l’aggiornamento dei dati in nostro possesso.

Sommario

S. Moret , T. Populin, L.S. Conte 3 La contaminazione degli oli vegetali con oli minerali

L. Mannina, M. Gobbino, 15 Fingerprint of olive oils from Lazio using a widespread

C. Mariani, G.Bellan, analytical protocol

D. Capitani, S. Di Ferdinando

P. Fusari, P. Rovellini 25 Liquid chromatography-Ion Trap-ESI-mass spectrometry

in food safety assessment: phthalates in vegetable oils

S. Siliani, B. Zanoni, 31 Verso un modello concettuale di previsione della

G. Fia, M. Bertuccioli, conservabilità dell’olio extra vergine di oliva

A. Mattei, O. Lorenzini

F.O.J. Oboh 39 The oleochemical potential of tucum

(Astrocaryum vulgare Mart) pulp oil and stearin

M. Parini, F. Cantini 49 Aspetti socio-economici legati all’impiego di co-prodotti di

origine lipidica nell’alimentazione zootecnica (Parte II)

68 Congressi

Consiglio di Amministrazione

della Stazione Sperimentale Oli e Grassi

Presidente: A. Zoncada

Vice Presidente: C. Ranzani

Membri: A. Argentieri, E. Benelli, A. Firemi, A. Fonda,

A. Lavagnini, A. Manoukian, G. Mennea, A.M. Menotti,

F. Murizzi, G. Nahmias, G. Papa, G. Pecci, G. Riva, U. Sardelli

Collegio dei Revisori

Presidente: I. Russo

Membri: G. Magliacane, A.M. Malandrino

Commissione tecnica per le industrie degli oli

vegetali, grassi vegetali ed animali, delle proteine

vegetali, degli oli minerali, dei colori e vernici, dei

detergenti e tensioattivi, dei prodotti cosmetici e di

igiene personale

Presidente: M. Surdi

Membri: F. Apruzzese, D. Attard–Barbini, B. Barolo,

M. Bernardini, A. M. Cane, D. Capitani, G. Carelli,

G. Carletti, M. Carli, V. Casagrande, G. Ceresa, A. Ceriotti,

A. Collalto, L. Conte, G. D'Agostinis, P. G. Dalzero,

G. De Felici, M. Delise, G. Di Masi, A. Diblasi, G. Donati,

F. Fabietti, P. F. Ferrari, V. Ferrentino, G. Frediani, E. Fuochi,

M. Fusari, L. Gagliardi, R. Gorni, C. Gozzi, D. Grieco,

G. Lercker, F. Lucchi, S. Marazzi, L. Marchesi, F. Marconi,

A. Masci, A. Mattei, D. Misiti, D. Monteleone, L. Novità,

M. Patumi, R. Pedriali, F. Pellaschiar, R. Perrone,

S. Petriglieri, P. Pistolese, A. Polito, S. Puliga, M. Renna,

D. Riatti, A. Rizzi, P. Salvatori, G. Scarantino, A. Serani,

S. Serra, L. Sisti, F. Stanga, A. Terrugi, M. Zanardo

Segretario: S. Tagliabue coadiuvato da M.G. Fedrigucci

e–mail: [email protected]

EDITORE, ABBONAMENTI, PUBBLICITÀ

S.E.A. – Servizi Editoriali Associati srl

Via Adamo del Pero, 6 – 22100 Como

Tel. 031.243421

Fax 031.267750

e–mail: [email protected]

STAMPA

Grafica Alta Brianza

Via C. Battisti, 2 Lambrugo – 22035 Como

DIRETTORE RESPONSABILE: M. SURDI

Segretaria di redazione: A. FIORE

R I V I S TA U F F I C I A L E D E L L A S TA Z I O N E S P E R I M E N TA L E P E R L E I N D U S T R I E D E G L I O L I E D E I G R A S S I

Commissione tecnica per le industrie degli oli vegetali, grassi vegetali ed animali, delle proteine vegetali, degli oli minerali, dei colori e vernici,

dei detergenti e tensioattivi, dei prodotti cosmetici e di igiene personale

COMITATO ITALIANO DEI DERIVATI TENSIOATTIVI

GENNAIO/MARZO 2009 – ANNO LXXXVI

1 d u e m i l a n o v e

Comitato di redazioneP. BONDIOLI settore tecnologico e usi industriali sostanze grasseM. CARDILLO settore proteine vegetali e organismi geneticamente modificatiA. GASPAROLI settore cosmetica e termossidazioneG. GASPERINI settore prodotti verniciantiC. MARIANI, P. ROVELLINI settore sostanze grasseD. MARIANI settore detersivi e tensioattiviM. SALA settore lubrificanti

Comitato scientifico di refereeR. APARICIO: Istituto de la Grasa y sus Derivados – Siviglia (E)B. BERRA: Istituto di Fisiologia – Facoltà di Farmacia – Università di MilanoF. CAMURATI: MonzaA. CERT: Instituto de la Grasa y sus Derivados – Siviglia (E)E. CHRISTOPOULOU: Hellenic Republic Ministry of Finance – G.S. of Consumer –Directorate Technical Control – Atene (Gr)G. CONTARINI: Istituto Lattiero Caseario – LodiL. CONTE: Dipartimento di Scienza degli Alimenti – Università di UdineN. CORTESI: MilanoG. DONATI: Istituto Superiore Sanità – RomaH.J. FIEBIG: Federal Research Centre for Nutrition and Food – Institute for Lipid Research – Münster (D)C. GIGLIOTTI: Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche – Università di BresciaK. GROB: Kantonales Laboratorium – Zurigo (CH)F. LACOSTE: Institut des Corps Gras – ITERG – Pessac (F)G. LERCKER: Dipartimento di Scienze Alimentari – Università di BolognaL. MANNINA: Facoltà di Agraria – Università degli Studi di CampobassoC. SCESA: Corso di Laurea in Tecniche Erboristiche – Facoltà di Farmacia – Università di UrbinoM.SERVILI: Dipartimento di Scienze Economico-Estimative e degli Alimenti - Università di PerugiaL. SISTI: Henkel – Divisione Tensioattivi – Lomazzo (CO)E. TISCORNIA: GenovaT. ZELINOTTI: Roma

CID – Comitato Italiano dei Derivati TensioattiviPresidente: A. ZattaVicepresidenti: I. AdamiConsiglieri: P. Costanzo, L. Sisti, M. SurdiTesoriere: C. GallaratiMembri: M. Barelli, G. Basetti, M. Bottiglieri, E. Caiazzo, E. Campana, G. Cassani, R. Cella, F. Chimisso, E. Cinquini, S. Coccopalmeri, G. Coppola, PG. Dalzero, G. Di Giovanni, V. Donelyan, D. Feraboli, A. Fornara, H. Fox, D. Franzoni, A. Gianola, G. Giurini, D. Libretti, F. Maestri, A. Mea Blasi, F. Monterisi, M. Paglieri, G. Pecoraro, T. Pellizzon, L. Perani,A. Polito, A. Previ, M. Ramundo, M. Russo, L. Spadoni, F. Spini, A. Sudati, A. Tarenghi, P. Toniolo, E. Verzaro, G. Villa, G. ZuccottiEsperti: : A. Arpino, A. Bertini, G. Bressan, L. Cavalli, C. Divo, C. Pacchetti, V. Riganti, C. Ruffo, E. SantacesariaSegretario: D. Mariani

Segreteria: 20133 Milano Via G. Colombo 79 Tel. 02.2367216 Fax 02.70608944 E–mail: [email protected] – Sito web: www.ciditalia.it

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(SciSearch®), Journal Citation Reports/Science Edition, CurrentContents®/Clinical Medicine

• Chemical Abstracts• Elsevier Bibliographic Databases: SCOPUS• FSTA – Food Science and Technology Abstract (IFIS Publishing – UK)

IMPACT FACTOR 2007: 0,244

La contaminazione degli oli vegetalicon oli minerali

SS.. MMOORREETT**,, TT.. PPOOPPUULLIINN,, LL..SS.. CCOONNTTEE

DIPARTIMENTO DI SCIENZE DEGLI ALIMENTI,UNIVERSITÀ DI UDINE

GLI “OLI MINERALI” SONO MISCELE COMPLESSE DI IDROCARBURI (SATURI E INSATURI) CHE DERIVANO DALPETROLIO. DALLA DISTILLAZIONE FRAZIONATA E SUCCESSIVA LAVORAZIONE DEL PETROLIO SI OTTENGONODIVERSI PRODOTTI QUALI CARBURANTI, OLI COMBUSTIBILI, BASI PER LA PRODUZIONE DI OLI LUBRIFICANTI,OLI MOTORE, OLI IDRAULICI, E OLI MINERALI PURIFICATI (FOOD GRADE), LARGAMENTE UTILIZZATI NEL SET-TORE ALIMENTARE. LA TOSSICITÀ DEGLI OLI MINERALI DIPENDE, OLTRE CHE DALLA DISTRIBUZIONE DEI PESIMOLECOLARI DEGLI IDROCARBURI, ANCHE DAL TRATTAMENTO DI RAFFINAZIONE CHE HANNO SUBITO. GLIOLI MINERALI NON RAFFINATI CONTENGONO ELEVATE QUANTITÀ DI AROMATICI E SONO CLASSIFICATI COMECANCEROGENI PER L’UOMO, MENTRE LE PARAFFINE RAFFINATE SONO RESPONSABILI DI EFFETTI INDESIDE-RATI SE SOMMINISTRATE A RATTI (F-344) A LIVELLI COMPRESI TRA 0,01-20 mg/kg P.C. (IN RELAZIONEAL TIPO DI OLIO E ALLA SUA VISCOSITÀ). LIVELLI ELEVATI DI QUESTI CONTAMINANTI SONO STATI RITROVATIANCHE IN LATTE MATERNO E TESSUTO ADIPOSO UMANO.LE FONTI DI CONTAMINAZIONE PER GLI OLI VEGETALI SONO MOLTEPLICI E NON SI ESCLUDE UN CONTRIBUTONOTEVOLE DA PARTE DELL’INQUINAMENTO AMBIENTALE. TRA LE ALTRE POSSIBILI FONTI DI CONTAMINAZIO-NE RICORDIAMO: LA CONTAMINAZIONE CON OLI LUBRIFICANTI UTILIZZATI NEGLI IMPIANTI DI ESTRAZIONE,STOCCAGGIO E TRASPORTO DELLA MATERIA PRIMA IN SACCHI DI JUTA, TRASPORTO IN CISTERNE DI NAVIPRECEDENTEMENTE UTILIZZATE PER IL TRASPORTO DI OLI MINERALI, MOVIMENTAZIONE E STOCCAGGIODELLA MATERIA PRIMA IN CONDIZIONI NON ADEGUATE (È IL CASO DELLA SANSA). LE TECNICHE LC-GC ON-LINE RAPPRESENTANO UNA SCELTA OTTIMALE PER LA DETERMINAZIONE DELLACONTAMINAZIONE IN QUANTO PERMETTONO DI ANALIZZARE UN ELEVATO NUMERO DI CAMPIONI MINIMIZ-ZANDO LA PREPARAZIONE DEL CAMPIONE CHE SI RIDUCE AD UNA SEMPLICE DILUIZIONE DELL’OLIO PRIMADELL’INIEZIONE. AD ECCEZIONE DEGLI OLI EXTRA VERGINI DI OLIVA, CHE RARAMENTE PRESENTANO UNLIVELLO DI CONTAMINAZIONE AL DI SOPRA DEL LIMITE DI RILEVABILITÀ, I DIVERSI TIPI DI OLI VEGETALIPRESENTANO UN LIVELLO MEDIO DI CONTAMINAZIONE GENERALMENTE SUPERIORE A 10 mg/kg. TRA IDIVERSI OLI VEGETALI, GLI OLI DI SANSA DI OLIVA SONO RISULTATI I PIÙ CONTAMINATI CON LIVELLI SEMPRESUPERIORI A 100 mg/kg.

CCOONNTTAAMMIINNAATTIIOONN OOFF VVEEGGEETTAABBLLEE OOIILLSS WWIITTHH MMIINNEERRAALL OOIILLSSMINERAL OILS ARE COMPLEX MIXTURES OF HYDROCARBONS (SATURATED AND UNSATURATED) DERIVINGFROM PETROLEUM. DIFFERENT PRODUCTS SUCH AS COMBUSTIBLE OILS, FUEL OILS, BASES FOR LUBRICA-TING OILS, MOTOR OILS, HYDRAULIC OILS AND PURIFIED MINERAL OILS (FOOD GRADE), ARE OBTAINEDFROM FRACTIONAL DISTILLATION AND FURTHER PROCESSING OF PETROLEUM. TOXICITY OF MINERAL OILSDEPENDS ON THE MOLECULAR WEIGHT OF THE HYDROCARBONS AND THE REFINING DEGREE. RAW MINE-RAL OILS CONTAIN HIGH AMOUNTS OF AROMATICS AND ARE CLASSIFIED AS CARCINOGENS TO HUMANS,MEANWHILE REFINED PARAFFINS ARE RESPONSIBLE FOR ADVERSE EFFECTS WHEN ADMINISTERED TORATS (F-344) AT LEVELS RANGING FROM 0.01 TO 20 mg/kg B.W. (DEPENDING ON THE OIL TYPE ANDITS VISCOSITY). HIGH CONTAMINATION LEVELS HAVE BEEN ALSO FOUND IN HUMAN MILK AND ADIPOSETISSUES. THERE ARE MANY POSSIBLE SOURCES OF CONTAMINATION FOR VEGETABLE OILS AND WE CAN NOT EXCLUDEA CONTRIBUTION BY THE ENVIRONMENT. AMONG OTHER POSSIBLE SOURCES WE CAN REMEMBER: THELUBRICATING OILS USED IN THE EXTRACTION PLANT, STORAGE AND TRANSPORT IN JUTE BAGS, TRANSPORTIN SHIP PREVIOUSLY USED TO TRANSPORT MINERAL OILS, HANDLING AND STORAGE OF THE RAW MATTER(IT IS THE CASE OF POMACE) UNDER INAPPROPRIATE CONDITIONS.COUPLED LC-GC REPRESENTS AN OPTIMAL CHOICE FOR DETERMINING THE CONTAMINATION: IT ALLOWS TOANALYSE A HIGH NUMBER OF SAMPLES PER DAY, MINIMISING SAMPLE PREPARATION WHICH IS REDUCEDTO A SIMPLE SAMPLE DILUTION BEFORE INJECTION. EXCEPT FOR EXTRA VIRGIN OLIVE OILS, WHICH RARELYRESULT CONTAMINATED WITH LEVELS ABOVE THE DETECTION LIMIT, THE DIFFERENT TYPES OF VEGETABLEOILS HAVE A CONTAMINATION LEVEL GENERALLY ABOVE 10 mg/kg. AMONG THE DIFFERENT VEGETABLEOILS, POMACE OLIVE OILS RESULT TO BE THE MOST CONTAMINATED (WITH AMOUNTS ALWAYS HIGHER THAN100 mg/kg).

*CORRESPONDING AUTHOR

TEL.: +39 0432 558146FAX +39 0432 558130

E-MAIL ADDRESS: [email protected]

L A R I V I S T A I T A L I A N A D E L L E S O S T A N Z E G R A S S E – V O L . L X X X V I - G E N N A I O / M A R Z O 2 0 0 9

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INTRODUZIONE

Gli oli vegetali, così come moltissimi altri alimenti,possono risultare contaminati con una vastagamma di prodotti che hanno come base “frazioni”ottenute dalla distillazione del petrolio e generica-mente indicate con i l temine “ol i mineral i”.Chimicamente gli oli minerali sono miscele com-plesse di paraffine lineari e ramificate, paraffine cicli-che (nafteniche) e idrocarburi aromatici con più di15 atomi di C e un punto di ebollizione compresotra 300-600 °C (fino a 815 °C per gli oli più pesanti).

Dalla distillazione e successiva raffinazione delpetrolio grezzo si ottengono prodotti caratterizzatida diverse distribuzioni di pesi molecolari (che spes-so si sovrappongono, almeno parzialmente): gasnaturali, benzine, diesel, kerosene, oli per il riscalda-mento, oli lubrificanti, oli motore e asfalti (residuodella distillazione) [1]. In particolare il diesel, cosìcome gli oli per riscaldamento, presenta una distri-buzione di idrocarburi compresa tra C8-C25, ilkerosene tra C8- C16, mentre gli oli utilizzati comebasi per oli lubrificanti e oli idraulici tra C20-C35.

L’industria alimentare fa inoltre largo uso di oliminerali bianchi (o food-grade) che soddisfano a unaserie di requisiti che li rendono idonei al contattodiretto con l’alimento o comunque “technical grade”(idonei al contatto indiretto con l’alimento). Si tratta diprodotti che subiscono un processo di raffinazioneche permette di eliminare la componente più tossica(idrocarburi aromatici).

Gli oli minerali food grade sono ottenuti dalla distil-lazione a pressione atmosferica o sottovuoto dell’oliogrezzo paraffinico (contenente alte percentuali di n-alcani e isoalcani) o naftenico (con maggiori quantitàdi cicloalcani), seguita da un’estrazione con solvente,un trattamento con acido solforico fumante, idroge-nazione, filtrazione attraverso argille attive o con unacombinazione di questi processi. Alla fine, l’olio bian-co è costituito prevalentemente da idrocarburi saturia catena ramificata (isoparaffine) e cicloalcani (nafte-ni). Le cere minerali derivano dall’olio grezzo paraffini-co e si possono distinguere in 3 categorie (paraffine ocere microcristalline, cere intermedie e cere microcri-stalline) che non hanno un confine definito, ma chesono caratterizzate da una distribuzione di massemolecolari crescenti (dal C18 a oltre il C85) e percen-tuali crescenti di isoalcani e cicloalcani [1].

La contaminazione degli alimenti può riguardare lapresenza di cere minerali o oli minerali bianchi o

food-grade, ma anche tracce di carburanti (in parti-colare diesel), oli combustibili, oli lubrificanti, olimotore, oli idraulici, ecc., che sicuramente pongonomaggiori preoccupazioni per la sicurezza del consu-matore. L’obbiettivo di questa pubblicazione è quel-lo di fare una panoramica sul problema della conta-minazione con olio minerale negli oli vegetali, pren-dendo in considerazione i dati di letteratura finorapubblicati. In particolare, oltre a presentare alcunidati relativi al contenuto di questi contaminanti indiversi oli vegetali, verranno approfonditi gli aspettidella tossicità, delle possibili fonti di contaminazionee dei metodi analitici per la determinazione di questicontaminanti.

ESPOSIZIONE E TOSSICITÀ

Stima dell’esposizione agli idrocarburi di origine minerale Da stime sull’introduzione giornaliera di diverse

classi di olio minerale con gli alimenti, riferite sia allapopolazione americana [2] che a quella europea [3],è emerso che le maggiori fonti derivano dal loroimpiego deliberato (come additivi diretti o indiretti)nel settore dei prodotti da forno e dolciari, dal trat-tamento anti-polvere di cereali e, per il settore ame-ricano, dai rivestimenti di frutta e verdura. Secondouna stima di Tennant [3], l’apporto giornaliero di oliminerali bianchi in Europa varia da 0,39 a 0,91mg/kg di peso corporeo (p.c.) per gli adulti e da0,23 a 0,64 mg/kg p.c. per i bambini in età presco-lare, mentre negli gli Stati Uniti Heimbach et al. [2]hanno stimato un apporto giornaliero medio di0,875 mg/kg p.c. (oltre la metà del quale derivantedal consumo di prodotti da forno).

I livelli di esposizione a oli minerali raffinati dimedia e bassa viscosità (classe III) sono risultaticirca 20 volte superiori ai valori di acceptable dailyintake (ADI) suggeriti dal Joint FAO/WHO ExpertCommittee on Food Additives (JECFA) nel 2002 [4].È stato quindi suggerito di limitare l’impiego di que-sti prodotti nell’industria alimentare e rivedere i limitimassimi di impiego per molte applicazioni [5]. Nonci sono dati relativi al contributo derivante dal con-sumo di oli vegetali, ma sicuramente questi vannoad aggiungere una ulteriore quota alla già elevataassunzione giornaliera di idrocarburi minerali deri-vante dal consumo di altri alimenti.

Tossicità e bio-accumuloLa tossicità degli oli minerali dipende dalla distri-


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buzione dei pesi molecolari della frazione paraffini-ca, ma anche dal trattamento di raffinazione chehanno subito. Chiaramente frazioni petrolifere grez-ze o prodotti derivati (alcuni oli motore, oli idraulici,ecc.) che hanno come base una frazione non raffi-nata, possono contenere elevate quantità di idro-carburi aromatici (in prevalenza alchilati), metallipesanti e additivi di vario genere, aggiunti permigliorare le caratteristiche chimico-fisiche e la sta-bilità del prodotto al fine di ottenere le prestazionidesiderate. Questi oli minerali sono tra l’altro classi-ficati come cancerogeni per l’uomo proprio per l’e-levato contenuto di idrocarburi aromatici [6]. I lubrifi-canti possono contenere fino ad un 20% di additivialcuni dei quali sono inclusi in una lista di sostanzepericolose stilata dalla Comunità Europea [7].

La tossicità degli oli minerali altamente raffinati èun soggetto molto dibattuto negli ultimi anni. Nonsono cancerogeni, ma è stato dimostrato che laloro somministrazione a concentrazioni compresetra 0,01-20 mg/kg p.c. (in relazione al tipo di oliosomministrato e alla sua viscosità) determina effettiindesiderati in una specie particolare di ratti (Fisher344), quali sviluppo di granulomi nel fegato e lesionia linfonodi mesenterici [8]. È stato dimostrato chesolo una piccola percentuale degli idrocarburi inge-rit i vengono effett ivamente assorbit i a l ivel logastrointestinale e che questa percentuale è inver-samente proporzionale alla lunghezza della catenacarboniosa e dipende dalla struttura della molecola.Gli idrocarburi ramificati e ciclici vengono assorbitipiù facilmente rispetto agli analoghi a catena lineare[9]. Scotter et al. [10] hanno osservato un accumulopreferenziale di termini leggeri (C20-C35) in tutti itessuti analizzati.

Nel 1995 lo Scientific Committee on Food (SCF)[11] riconosce come accettabili per uso alimentareoli minerali e cere raffinate contenenti idrocarburi dipeso molecolare medio non inferiore rispettivamen-te a 480 e 500 Dalton, con un numero di atomi dicarbonio inferiore a 25 non superiore al 5%, e conuna viscosità non inferiore rispettivamente a 8,5 e11 centistoke (a 100°C). Queste stesse specifichevengono in seguito r iprese dal la dirett iva2002/72/CE che regolamenta l’impiego degli idro-carburi minerali in materiali plastici destinati a venirea contatto con i prodotti alimentari.

Gli studi di tossicità sull’uomo sono molto limitati,ma alcuni dimostrano che l’olio minerale inducelesioni simili a quelle osservate nei tessuti dei ratti.

Vacuoli di accumulo di olio minerale sono stati ritro-vati in fegato, milza, e linfonodi, ma non è statopossibile mettere in relazione l’apporto di olio mine-rale con il suo accumulo nell’organismo [12].

Studi recenti hanno dimostrato che ci può essereanche un trasferimento lungo la catena alimentare(dal mangime alle uova, al latte e alla carne) e ciòsposta inevitabilmente l’attenzione al problema dellacontaminazione dei mangimi [13, 14].

Un’importante fonte di contaminazione per i man-gimi deriva dall’utilizzo dei residui di raffinazionedegli oli, in particolare ottenuti dalla deodorazione.Un lavoro di Wagner et al. [14] ha dimostrato comequesti scarti siano sempre molto contaminati (alivelli medi di 650 mg/kg) con oli minerali “strippati”dagli oli vegetali di partenza. Prima dell’entrata invigore del regolamento CE 1774/2002, la legislazio-ne ammetteva che i mangimi potessero essere pro-dotti con oli alimentari esausti, raccolti da appositestrutture a cui fanno riferimento sia i privati che gliesercizi pubblici e dove vengono scaricati anche olimotore esausti, oli idraulici, ecc [13]. Il RegolamentoCE 1774/2002, che ha come oggetto principale laregolamentazione dell’uso dei grassi animali aseguito dei fatti legati alla BSE, agli art. 22 e 32 trat-ta la questione degli oli fritti, di fatto vietandoli conalcune deroghe a tempo limitato, meglio esplicitatenella Decisione del 12 maggio 2003, C(2003) 1489.

Paraffine minerali sono state trovate anche in lattematerno a livelli medi di 95 mg/kg di grasso [15, 16]e in grasso umano a livelli medi di 60 mg/kg [16].Questi livelli di contaminazione potrebbero esserel’effetto di un accumulo a lungo termine (nell’arco diuna vita) e resta comunque da determinare qualepossa essere il contributo alla contaminazionedovuto agli alimenti rispetto a quello apportato adesempio da cosmetici e farmaci.

Valutazione del rischio tossicologicoSulla base dei dati di tossicità disponibili dalle

prove effettuate su cavie, nel 2002 il JEFCA ha sta-bilito i seguenti valori di ADI [4]:• per oli minerali di alta viscosità: ADI di 0-20 mg/kg

p.c.• per oli minerali di media e bassa viscosità:

ADI provvisorie: 0-10 mg/kg p.c. per oli di classe I 0-0,01 mg/kg p.c. per oli di classe II e III

Questi valori di ADI sono stati recentemente presicome riferimento dall’European Food Safety Authority(EFSA) per il calcolo del rischio derivante all’esposizio-

L A R I V I S T A I T A L I A N A D E L L E S O S T A N Z E G R A S S E - V O L . L X X X V I - G E N N A I O / M A R Z O 2 0 0 9

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olio motore incombusto e al riscaldamento dome-stico. In particolare un’indagine condotta in Svizzera[19] ha evidenziato una contaminazione del partico-lato atmosferico (PM10) con paraffine minerali alivelli compresi tra 0,1-1,5 µg/m3 in zone urbane e alivelli intorno a 0,03 µg/m3 in zone rurali. Il profilodelle paraffine inquinanti e la distribuzione dei loropesi molecolari indicava come probabili fonti di con-taminazione la combustione incompleta di oli per ilriscaldamento, diesel, oli lubrificanti e residui diasfalto. La somiglianza del profilo riscontrato nelparticolato atmosferico con quello ritrovato in cam-pioni di terreno e vegetali prelevati nella stessazona, fa pensare a un ruolo importante della conta-minazione ambientale. Questo giustificherebbe ilritrovamento di un livello di contaminazione di fondonella maggior parte degli oli vegetali analizzati.

Impiego di pesticidi a base di oli mineraliGli oli minerali entrano nella composizione di alcu-

ni pesticidi per migliorarne la persistenza e l’adesi-vità. Le proprietà fungicide, acaricide e insetticidedegli oli minerali sono note da tempo e il loro impie-go è diffuso soprattutto nel settore ortofrutticolo. LoStylet-Oil, ad esempio, è un olio minerale paraffinicoaltamente raffinato, utilizzato nel controllo dell’oidioe dell’attacco della Botrytis nell’uva [20]. La sua effi-cacia nei confronti di queste malattie è dovuta allaproprietà dell’ olio di isolare le spore dall’ossigenorendendole incapaci di germinare. L’impiego di que-sto tipo di prodotti sull’uva potrebbe essere respon-sabile di una contaminazione che viene veicolatanell’olio di vinaccioli.

Operazioni di raccoltaLa crescente necessità di contenere i costi di pro-

duzione ha favorito una sempre più ampia diffusio-ne di sistemi di raccolta meccanizzata della materiaprima che possano essere causa di contaminazionedel prodotto con oli minerali utilizzati per la lubrifica-zione delle parti meccaniche. Per evitare qualsiasipossibilità accidentale di inquinamento del prodottocon olio minerale, alcuni modelli di vendemmiatricimeccaniche sono dotati di coclee azionate damotori elettrici anzichè idraulici.

Movimentazione e stoccaggio della materia primaIl caso della sansa

Come dimostra uno studio di alcuni degli autori[21], la movimentazione e lo stoccaggio della mate-

ne conseguente l’ingestione di olio di girasole conta-minato proveniente dall’Ucraina nella primavera del2008 [17]. Considerati i livelli massimi ritrovati nell’olio(2 g/kg), il tipo di olio minerale coinvolto nella contami-nazione (classificato come un prodotto ad alta visco-sità), e assumendo un consumo giornaliero di 60 g diolio per una persona di riferimento di 60 kg di peso,l’EFSA ha stimato un’esposizione pari al 10-20% dell’ADI per il tipo di olio minerale coinvolto nella contami-nazione. Per cui una tale contaminazione, anche senon risulta sicuramente desiderabile per un prodottodestinato al consumo umano, non è stata ritenutanociva per la salute umana. Se si fosse trattato di oliodi viscosità media o bassa (classe II o III), lo stessolivello di assunzione avrebbe portato ad eccedere ilvalore di ADI di 200 volte.

FONTI DI CONTAMINAZIONE

Basandoci sui dati di letteratura possiamo direche le fonti di contaminazione per gli oli vegetalipossono essere molteplici e che la distribuzione deipesi molecolari può aiutarci ad identificarle. Qui diseguito vengono riportati alcuni esempi di possibilifonti di contaminazione, seguendo il flusso dellaf i l iera dal la materia prima al prodotto f inito.Chiaramente non si tratta di un elenco esaustivo eci potrebbero essere altre fonti di contaminazionenon prese in considerazione.

Contaminazione ambientaleL’estrazione, il trasporto, la trasformazione e l’uso

del petrolio e dei suoi derivati è responsabile del-l’apporto, accidentale o sistematico, di residui diolio minerale nell’ambiente. La letteratura riguardan-te la contaminazione ambientale è molto vasta espazia nei diversi comparti ambientali (aria, acquesuperficiali, terreno).

Diversi studi hanno messo in evidenza la presen-za nel particolato atmosferico, accanto ad idrocar-buri di origine naturale (provenienti dalle cere dellepiante superiori), di idrocarburi di origine minerale.In uno studio effettuato ad Hong-Kong, Zheng et al.[18] hanno notato che in media gli n-alcani ritrovatinei campioni analizzati sono per il 79% di origineminerale. Studi dello stesso tipo fatti in molte altregrandi città hanno confermano questi risultati attri-buendo la contaminazione principalmente agli scari-chi dei mezzi di trasporto (auto, camion, treni, navi,bus e aerei) che rilasciano tracce di carburante e


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20-30% di idrocarburi aromatici) che viene applicataalle fibre di juta usate per fabbricare i sacchi alloscopo di ammorbidirle e renderle più elasticheprima della filatura e della tessitura. Alla fine del pro-cesso di produzione, i sacchi vengono aerati permesi (principalmente per eliminare il forte odore diolio minerale). Dopo questo periodo il tessuto pre-senta ancora una percentuale del 4-5% in peso diolio minerale che può essere parzialmente trasferitoall’alimento [22, 23].

Fino a qualche anno fa venivano spesso ritrovatilivelli di contaminazione elevati (fino a 400 ppm) inolio prodotto da semi trasportati in sacchi di juta,ma negli anni la situazione è migliorata.

Nel 1998 l’International Jute Organization (IJO) haadottato dei criteri speciali per la manifattura deisacchi che riducono i livelli di questi contaminanti eha proposto in via alternativa l’impiego di prodotti abase di oli vegetali (quali palma e riso) che comun-que, secondo un’opinione dell’EFSA [24], necessi-tano di essere testati dal punto di vista tossicologi-co (in quanto contengono elevate quantità di deter-genti e altri additivi potenzialmente tossici).

Contaminazione con oli lubrificanti utilizzati negli impianti diestrazione

Le paraffine minerali utilizzate negli impianti diestrazione a scopo di pulizia e i lubrificanti venutiaccidentalmente a contatto con il prodotto sonorisultati responsabili di elevati livelli di contaminazione(500-3000 mg/kg) in alcuni oli vegetali grezzi [19].

I lubrificanti usati nell’industria alimentare sonogeneralmente di origine minerale. Allo scopo diincrementare la viscosità, aumentare il punto diinfiammabilità e ridurre l’intensità dell’odore del pro-dotto finale, il materiale a basso peso molecolareviene rimosso attraverso una distillazione. Inoltre,per evitare fenomeni di cristallizzazione a bassetemperature vengono rimossi anche gli n-alcani(mediante cristallizzazione o cracking) e si aggiun-gono diversi additivi, ad esempio per aumentarne laviscosità, per proteggere le superfici metalliche, persolubilizzare i residui e rendere l’olio più stabile allapressione. Anche le vaseline, caratterizzate dallapresenza di elevate concentrazioni di n-alcani (macon distribuzioni diverse in funzione del tipo) vengo-no spesso utilizzate per lubrificare parti di macchi-nari destinate al contatto con gli alimenti. Gli aroma-tici vengono rimossi prima per estrazione con sol-vente e poi per idrogenazione [25].

ria prima può essere causa di elevati livelli di conta-minazione in campioni di sansa e olio di sansa, mail problema potrebbe riguardare anche altri oli vege-tali (ad esempio olio di vinaccioli), ottenuti da mate-ria prima stoccata o trasportata in condizioni nonidonee.

Il sansificio non è considerato uno stabilimentoalimentare con tutte le conseguenze che questocomporta. La sansa viene spesso stoccata in piaz-zali asfaltati adibiti a parcheggio e movimentata conruspe che passano anche sopra i cumuli di sansaper pressarli. Si tratta per lo più di ruspe a fine car-riera che spesso perdono olio motore e olio idrauli-co che vengono in seguito veicolati nell’olio vegeta-le dal solvente utilizzato per l’estrazione. È stato cal-colato che è sufficiente 1g di olio minerale per m3 disansa per generare una contaminazione di circa100 mg/kg nell’ olio di sansa (1 m3 di sansa corri-sponde a circa 300 kg di sostanza secca, dallaquale si possono ricavare 10-15 kg di olio). Lasansa lasciata nei piazzali adibiti anche a parcheg-gio risulta inoltre esposta ai gas di scarico degliautoveicoli che, come è stato dimostrato, conten-gono residui di olio motore incombusto. È evidenteche le emissioni di autoveicoli vanno a contaminareanche il pulviscolo presente nell’aria che, deposi-tandosi con il tempo sulla superficie della sansa,contribuisce ad aumentare il livello di contaminazio-ne in relazione alla durata dello stoccaggio. I lubrifi-canti utilizzati per coclee, trasportatori a nastro,nonché i residui di asfalto, possono rappresentarealtre possibili fonti di contaminazione.

Data la sua natura lipofila e l’elevata superficieesposta, la sansa si comporta rispetto ad eventualicontaminanti ambientali e di processo come unaspugna. Inoltre, il basso contenuto di olio residuo(3-5%) determina una notevole riconcentrazione deicontaminanti lipofili. Tutto ciò spiega gli elevati livellidi contaminazione ritrovati in campioni di sansa pre-levati sia in frantoio che in sansificio (in relazione alladurata della fase di stoccaggio) e in campioni di oliodi sansa e oliva del commercio (livelli sempre supe-riori a 100 mg/kg).

Stoccaggio o trasporto in sacchi di jutaIn alcuni Paesi (principalmente nel Sud-Est asiati-

co) la materia prima utilizzata per l’estrazione dell’o-lio viene stoccata e trasportata in sacchi di juta cherisultano spesso contaminati con “olio per corde”,una frazione di olio minerale grezza (contenente un


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vallo di temperatura utile (-10°C - 330°C) e sonoprobabilmente i più economici tra i fluidi commer-ciali e, di conseguenza, i più utilizzati [27].

Le serpentine potrebbero sviluppare dei microforiattraverso i quali l’olio alimentare viene a contattocon il fluido riscaldante con conseguenti rischi sani-tari connessi alla contaminazione del prodotto.Alcune ditte utilizzano a questo scopo oli mineralifood-grade. È comunque da mettere in dubbio ilfatto che rimangano food-grade dopo un lungoperiodo di lavoro a 300°C.

Trasporto in cisterne contaminateUno dei problemi per gli oli vegetali è il trasporto

effettuato con navi precedentemente impiegate peril trasporto di oli minerali o combustibili (ad esempiodiesel). Poiché risulta difficile svuotare completa-mente e pulire adeguatamente queste cisterne traun trasporto e l’altro, questa pratica andrebbe evi-tata. A questo proposito esiste un’opinione delloScientific Committee on Food [28] sul rischio poten-ziale di trasporto di oli e grassi in navi precedente-mente utilizzate per il trasporto di sostanze non ali-mentari. Sulla base di alcuni criteri (rischio tossico-logico, efficacia delle procedure di pulizia tra uncarico e l’altro, effetto di diluizione, applicazione disuccessivi processi di raffinazione, disponibilità dimetodi analitici per valutare i residui di contaminan-ti), sono state stilate a questo proposito delle liste disostanze il cui trasporto (in un carico precedente) èritenuto accettabile, provvisoriamente accettabile enon accettabile.

Cessione dai materiali di confezionamentoGli oli minerali entrano nella formulazione di molti

imballaggi plastici, adesivi per tappi e capsule dichiusura per cui, anche se non ci sono studi a pro-posito, non è possibile escludere che, come dimo-strato per altri alimenti [29], almeno una quota dellacontaminazione ritrovata nell’olio alimentare proven-ga dal materiale di confezionamento (bottiglie diplastica, lattine). Ricordiamo che l’uso degli idrocar-buri minerali in materiali plastici destinati a venire acontatto con i prodotti alimentari è regolamentatadalla già citata direttiva 2002/72/CE.

Gli oli minerali vengono utilizzati anche nel pro-cesso di fabbricazione dei barattoli in metallo, allu-minio o latta utilizzati per il confezionamento di ali-menti o bevande. Il corpo del contenitore, vienemodellato su uno stampo che è generalmente lubri-

Se l’olio minerale è destinato al contatto direttocon l’alimento deve chiaramente essere food grade.Lo stesso dovrebbe valere per gli oli minerali utiliz-zati per lubrificare parti di macchinari non destinateal contatto diretto con l’alimento, ma che possonoandare a contaminare il prodotto alimentare acci-dentalmente. Fatta eccezione per quanto stabilitodalla direttiva 2002/72/CE per i materiali plasticidestinati al contatto con gli alimenti, non esiste almomento una normativa Comunitaria che stabiliscadei requisiti specifici per gli oli food grade, per cuiviene normalmente accettato quanto stabilito dalDipartimento dell’Agricoltura USA (USDA), al qualeè subentrato nel 2000 l’ente USA NSF International(National Sanitation Foundation), che rilascia unacertificazione di idoneità del lubrificante classifican-dolo in categoria H1 [26]. Per poter rientrare in que-sta categoria, gli ingredienti utilizzati devono esserecompresi in una lista di sostanze ammesse, redattadalla FDA (Food and Drug Administration). Un reso-conto della FDA, pubblicato su internet nel 2004(http://www.fda.gov/ohrms/dockets/dailys/04/sep04/091704/04N-0230-emc00013-01.pdf), denunciacomunque che il 60% delle industrie alimentari e dibevande americane fa uso di oli e grassi nonammessi (gli stessi usati in acciaieria, miniera emezzi di trasporto pesanti) e riporta numerosi casidi contaminazioni che hanno poi determinato un riti-ro del prodotto dal mercato.

Contatto accidentale con oli minerali impiegati come fluidiper la conduzione di calore

Molti processi nell’industria olearia richiedonol’uso delle alte temperature, si pensi ad esempioalla fase di deodorazione dove si arriva ai 270°C oalla frittura (210°C). Queste temperature si possonoottenere per riscaldamento diretto ma è più econo-mico scaldare l’olio attraverso una serpentina nellaquale circola un fluido caldo. Questo metodo diriscaldamento indiretto è utilizzato anche per i ser-batoi di stoccaggio e per le navi da trasporto quan-do gli oli che si sono solidificati devono essere nuo-vamente fusi o per velocizzare e facilitare il loropompaggio abbassando la loro viscosità.

Gli oli minerali e i loro derivati hanno delle caratte-ristiche positive che li rendono indubbiamente van-taggiosi come fluidi per la conduzione di calore: nonsono corrosivi, non necessitano di sistemi pressu-rizzati, sono liquidi a temperatura ambiente, hannouna buona stabilità al calore, hanno un ampio inter-


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ficato con olio minerale. Tracce di questo lubrifican-te di stampa possono, quindi, rimanere nel baratto-lo dopo la fabbricazione e migrare nel contenuto.Un’indagine effettuata su 90 campioni di conserveittiche in scatola ha evidenziato nella fase oleosa diquesti prodotti livelli di contaminazione attorno ai100 mg/kg (con un massimo di 820 mg/kg). Lafonte di contaminazione principale è stata individua-ta nell’olio lubrificante utilizzato in fase di formaturadella scatoletta e nella fase di flangiatura [30].

METODI DI ANALISI

Gli oli minerali grezzi presentano una componenteparaffinica e una aromatica (sicuramente più tossi-ca). Possono essere in seguito aggiunti diversi addi-tivi (anche in elevate percentuali).

Le paraffine rappresentano la componente princi-pale e più facilmente analizzabile e vengono quindispesso impiegate come marker di contaminazione.Ricordiamo che tutti gli oli vegetali contengono unacerta quantità di paraffine (n-alcani) con una distri-buzione tipica in cui i termini con un numero diatomi di carbonio dispari prevalgono (dal punto divista quantitativo) su quelli pari. È quindi necessarioriuscire a discriminare le paraffine di origine mineraleda quelle naturali. Solitamente una contaminazionecon olio minerale viene evidenziata da una presenzabilanciata di n-alcani pari e dispari, dalla presenza didiversi biomarkers, tra cui pristano e fitano (isopre-noidi che derivano dall’idrolisi della clorofilla) e/odalla presenza di una o più “colline” di picchi nonrisolti (isoalcani e cicloalcani).

Per la determinazione analitica finale della frazioneparaffinica si impiega la gas cromatografia (GC)capillare che presenta un elevato potere risolventenei confronti di miscele complesse costituite dacentinaia di picchi. Lo spettrometro di massa (MS)non permette di effettuare un’analisi quantitativa permancanza di standards sui quali determinare i fatto-ri di risposta. Il detector a ionizzazione di fiamma(FID) rappresenta l’unica possibilità per quantificaregli idrocarburi di identità sconosciuta. Per compen-sare la mancanza di selettività del FID è necessariogarantire una buona pre-separazione del campionein modo che solo gli idrocarburi possano raggiun-gere la colonna GC.

La preparazione del campione, che ha comescopo quello di isolare la frazione idrocarburica datrigliceridi e altri componenti presenti nella matrice

prima della separazione GC, può essere condottasia con tecniche off-line che con tecniche on-line(LC-GC o LC-LC-GC). In letteratura sono riportatidiversi metodi off-line. Alcuni prevedono di effettua-re una saponificazione con alcali, seguita da croma-tografia su colonna o solid phase extraction (SPE)[31, 32] e hanno il vantaggio di permettere di pro-cessare elevate quantità di olio raggiungendo cosìbuone sensibilità, ma sono dispendiosi in termini ditempo, consumo di solventi, e possono causareperdite degli analiti più volatili.

Altri metodi prevedono un primo passaggio sucolonna di silice per trattenere i trigliceridi, seguitoda separazione LC per eliminare gli aromatici [33] oun unico passaggio su colonna impaccata di silice[34]. In questo caso le paraffine vengono eluitesubito dopo il volume morto della colonna primadegli aromatici e degli altri componenti presentinella matrice. Wagner et al. [35] hanno messo apunto un metodo che prevede un trattamento conbromo dell’olio, seguito da un passaggio attraversouna colonna impaccata con allumina attivata ingrado di trattenere i trigliceridi e le olefine bromurateprima dell’iniezione large-volume on-column al GC-FID. Questo metodo previene la possibile entrata incolonna GC di olefine formatisi in fase di raffinazione(dall’isomerizzazione dello squalene e dalla deidra-tazione degli steroli) che andrebbero ad interferirecon una corretta quantificazione degli idrocarburi diorigine minerale.

Le tecniche cromatografiche accoppiate on-linepresentano degli indubbi vantaggi rispetto alle tec-niche off-line in quanto sono rapide (utilizzando unauto-campionatore si possono effettuare 20 analisial giorno), completamente automatizzate, altamenteriproducibili e permettono di minimizzare la manipo-lazione del campione che si riduce ad una semplicediluizione con solvente (ed eventuale aggiunta dellostandard interno) prima dell’iniezione nel sistemacromatografico.

Si può utilizzare un LC-GC on-line equipaggiatocon una colonna LC di silice in grado di trattenere itrigliceridi lasciando eluire la frazione paraffinica cheviene trasferita tramite un’opportuna interfaccia alGC [21, 36]. Prima dell’iniezione successiva ènecessario lavare la colonna di silice contro-corrente(backflush) con un solvente adatto a rimuovere i tri-gliceridi rimasti in colonna. Sono stati adottati anchesistemi con 2 colonne di silice in serie che permetto-no di migliorare la separazione delle olefine [14].


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prodotti stoccati e/o trasportati in sacchi di juta [23]. Poiché la contaminazione con olio minerale si pre-

senta (al tracciato GC) come una “collina” formata danumerosi picchi non risolti (isoalcani), spesso sor-montata da picchi di n-alcani naturali, per una corret-ta quantificazione dell’area attribuibile alla paraffinedell’olio minerale è necessario sottrarre all’area totaledella “collina”, l’area dei picchi degli idrocarburi natu-rali. La separazione GC è generalmente condottacon colonne apolari tipo metil-silicone. In Figura 1viene riportato come esempio il tracciato di un olio dioliva del commercio (contaminato con 30 mg/kg diparaffine minerali). Si nota la presenza nell’olio vege-tale degli n-alcani naturali caratterizzati da una preva-lenza dei termini dispari sui pari.

Per escludere che la “collina” di picchi non risoltiosservata nei campioni di oli di sansa e vinacciolifosse il risultato dalla degradazione di materialevegetale a idrocarburi ramificati e ciclici (avvenutadurante lo stoccaggio), e confermare quindi l’origineminerale della contaminazione osservata, Populin etal. [40] hanno ricercato con successo in questicampioni la presenza di opani e hanno messo apunto un indice denominato “contenuto relativo inopani” per quantificare il livello di contaminazione.Dopo aver isolato la frazione di interesse con unsistema LC-LC, questa frazione è stata iniettata inmodalità on-column in un GC-MS. Ricordiamo chegli opani possono essere utilizzati come markersdella contaminazione con prodotti petroliferi inquanto si formano solo nelle condizioni di tempo,temperatura e pressione tipiche della genesi delpetrolio, sono altamente persistenti e hanno unoscheletro carbionioso che può essere facilmentemesso in relazione ai loro precursori.

LIVELLI DI CONTAMINAZIONE IN DIVERSIOLI VEGETALI

Tra gli alimenti più soggetti alla contaminazionecon residui di olio minerale ci sono gli oli vegetali. Inun’indagine effettuata su più di 200 campioni [14]sono stati evidenziati livelli di paraffine minerali com-presi tra 30 e 150 mg/kg in oli vegetali non raffinati.Dopo la raffinazione (deodorazione) che rimuovecirca i 2/3 della contaminazione (fino al C25-C30),molti dei campioni risultavano ancora contaminaticon livelli compresi tra 20-80 mg/kg. Un altro studiosulla presenza di paraffine minerali in olive e oli dioliva [21] ha messo in evidenza la presenza di una

Figura 1 - Tracciato LC-GC di un olio di oliva del commercio contami-nato con 30 mg/kg di paraffine minerali

È da tenere presente che affidarsi all’analisi delleparaffine non permette di ottenere dati certi sullacontaminazione totale con olio minerale (la percen-tuale di paraffine presente nei diversi oli minerali puòvariare notevolmente) e alte concentrazioni di paraf-fine non sono necessariamente correlate ad alteconcentrazioni di sostanze tossiche. In questo con-testo, mentre non sono ancora stati messi a puntometodi per l’analisi degli additivi, sono disponibilimetodi per l’analisi della componente aromatica.Moret et al. [37] hanno messo a punto un sistemaLC-LC-GC on-line per determinare sia le paraffineche gli aromatici in oli ed estratti lipidici di alimenticontaminati con residui di olio minerale.

Brevemente, il metodo prevede l’iniezione direttadell’olio (150-250 mg) in una colonna di silice, eva-porazione on-line della frazione LC di interesse (uti-lizzando un evaporatore on-line sviluppato alloscopo) [38], separazione degli aromatici su unacolonna amino e trasferimento al GC attraverso unwire-interface [39]. Dalla colonna amino eluiscono inordine di tempo di ritenzione crescente prima leparaffine e poi gli aromatici che vengono separatisulla base del numero di anelli presenti nella moleco-la. Ciascuna delle frazioni così separate può essereinviata separatamente al GC. Effettuando un back-flush della colonna amino, subito dopo l’eluizionedelle paraffine, si possono ottenere gli aromaticitotali. Il rapporto tra paraffine e aromatici totali puòrisultare di grande aiuto per identificare la fonte dicontaminazione. Questo sistema ha permesso diverificare l’origine della contaminazione di diversi


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contaminazione sistematica a livello degli oli di olivadel commercio (6-30 mg/kg) e degli oli di sansa(121-250 mg/kg). Mentre l’origine della contamina-zione per gli oli di sansa è probabilmente da attri-buire (come già discusso) alla fase di stoccaggiodella materia prima, nel caso degli oli di olivapotrebbe essere attribuita, almeno in parte, alla fasedi trasporto in raffineria.

In contrasto con il ritrovamento di livelli di unacontaminazione diffusa in campioni vegetali [19],nessuno dei 27 campioni di olive prelevate diretta-mente dall’albero (in 2 zone a diverso impattoambientale) è risultato contaminato con livelli al disopra del limite di rilevabilità [14]. Questo sembraindicare che le paraffine si trovano fermamenteincluse nella parte solida e che risultano difficilmenteestraibili dalle olive fresche. Probabilmente dopo unperiodo di “invecchiamento” della matrice (come nelcaso della sansa) le paraffine risultano più facilmen-te estraibili.

46 campioni di olio prelevati direttamente in fran-toio su tutto il territorio italiano (dati non pubblicati,2005), raramente presentano un livello di contamina-zione al di sopra del limite di rilevabilità (1-2 mg/kg).Ci sono poche eccezioni dovute per lo più a conta-minazione con oli lubrificanti utilizzati nell’impianto diestrazione. In un caso si è potuto ricondurre l’originedella contaminazione, tra l’altro già presente a livellodelle olive di partenza, alla vicinanza dell’oliveto ad undeposito di stoccaggio di combustibile diesel.

Come già accennato, il processo di raffinazionedetermina una riduzione del livello di contaminazio-ne a carico della frazione più volatile, che risulta benvisibile nei tracciati riportati in Figura 2, relativi ad un

olio di palmisto grezzo e del corrispondente raffina-to. Entrambi i campioni presentano una “collina”allargata centrata intorno al C31 probabilmentedovuta ad un olio lubrificante. È ben distinguibile sultracciato dell’olio grezzo una contaminazione condiesel caratterizzata dalla presenza di n-alcani (dalC13 al C25) pari e dispari in quantità paragonabile.

In tabella I vengono riassunti i dati relativi a cam-pioni di diversi oli vegetali del commercio analizzatinei nostri laboratori tra il 2000 e il 2005.

I dati relativi alla concentrazione di idrocarburi aro-matici in oli vegetali contaminati con oli mineralisono molto scarsi e si riferiscono ad un paio di oli di

Figura 2 - Tracciato LC-GC di un olio di palmisto grezzo (sopra) e delcorrispondente raffinato (sotto)

Tipo di olio n. campioni analizzati n. campioni positivi mg/kg paraffine minerali mg/kg paraffine minerali

(min-max) (media)

Olio di soia 4 2 <LQ-20 8

Olio di mais 8 5 <LQ-33 10

Olio di arachide 5 5 3-34 10

Olio di girasole 10 10 5-53 12

Olio di semi vari 6 6 6-40 15

Olio di vinaccioli 10 10 22-40 30

Olio extra vergine di oliva 73 10 <LQ-120 4

Olio di oliva 13 13 6-30 14

Olio di sansa di oliva 10 10 115-250 137

Altri oli vegetali 17 14 <LQ-260 37

LQ = limite di quantificazione

TABELLA I - Contenuto di paraffine minerali (mg/kg) in diversi oli vegetali del commercio


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del “fall-out” vanno a contaminare i vegetali.Esiste probabilmente per gli oli vegetali un livello di

contaminazione di fondo dovuto alla contaminazioneambientale, che viene influenzato anche dalla tecnicadi estrazione dell’olio (metodi fisici o estrazione consolvente) e dalle condizioni di raffinazione. Si posso-no inoltre aggiungere altre fonti di contaminazionederivanti dalle diverse fasi di processo che andrebbe-ro adeguatamente tenute sotto controllo al fine dilimitare il livello di contaminazione del prodotto finito.

Sarebbe auspicabile la realizzazione di uno studioad ampio raggio che coinvolga il numero più elevatopossibile di Paesi produttori dei vari oli vegetali,magari realizzato in una logica di filiera per individua-re i punti critici di contaminazione e mettere a puntoun manuale di buone pratiche di fabbricazione. Soloin seguito, si potrebbe ipotizzare la fissazione di unlimite, che tenga conto del “fondo”. Dal punto divista analitico diventa importante disporre di metodianalitici validati per la determinazione delle paraffineminerali ma anche delle altre componenti presenti inoli minerali non food grade (idrocarburi aromaticialchilati e additivi), importanti per una corretta valuta-zione del rischio tossicologico associato alla introdu-zione con la dieta di questi contaminanti.

BIBLIOGRAFIA

[1] D.G. Walters, K.V. Sherrington, N. Worrel, R.A.Riley, Formulation and analysis of food-grademineral hydrocarbons in toxicology studies.Food Chem. Toxicol., 32, 549-557 (1994).

[2] J.T. Heimbach, A.R. Bodor, J.S. Douglass, L.M.Barraj, S.C. Cohen, R.W. Biles, H.R. Faust,Dietary exposures to mineral hydrocarbonsfrom food-use applications in the United States.Food Chem Toxicol., 40, 555-71 (2002).

[3] D.R. Tennant, The usage, occurrence anddietary intakes of white mineral oils andwaxes in Europe. Food Chem. Toxicol., 42,481-92 (2004).

[4] Joint FAO/WHO Expert Committee on FoodAdditives (JECFA), 2002. http://www.inchem.org/documents/jecfa/jece-val/jec_1655.htm

[5] WHO Food Additives series 50, Safety evalua-tion of certain food additives, Mineral oils(medium- and low-viscosity) and paraffinwaxes, Geneva, 2003.

lino e ad un olio di cartamo analizzati con un meto-do LC-LC-GC messo a punto da Moret et al. [23,37]. In particolare uno dei 2 campioni di olio di linoanalizzati (contaminato con circa 300 mg/kg diparaffine minerali) ha rivelato la presenza di naftalenialchilati (10,1% della contaminazione totale), fluoreni(1,0%), dibenzotiofeni (0,9%), antraceni e fenantreni(1,3%). La probabile fonte di contaminazione è inquesto caso rappresentata dai sacchi di juta utiliz-zati per lo stoccaggio e/o il trasporto della materiaprima (la composizione della frazione aromaticaritrovata corrispondeva a quella dell’olio per cordeutilizzato per i sacchi di juta) [37]. Un olio di carta-mo, contaminato con 2100 mg/kg di paraffineminerali, è risultato contenere meno del 2% di aro-matici totali (calcolato sul totale della contaminazio-ne). Una distribuzione delle paraffine centrata sulC25 e l’assenza di n-alcani ha suggerito come pos-sibile fonte di contaminazione il contatto diretto conun olio idraulico o lubrificante [23].

CONCLUSIONI

La contaminazione di oli vegetali con residui diolio minerale ai livelli recentemente ritrovati in oli digirasole provenienti dall’Ucraina (livelli fino a 2000ppm) è sicuramente un evento eccezionale ma,come risulta dai dati discussi in questo lavoro, moltioli vegetali contengono livelli apprezzabili di questicontaminanti.

L’industria alimentare dovrebbe fare uso esclusiva-mente di oli minerali food-grade, anche in quei casi incui l’olio minerale non è destinato al contatto indirettocon l’alimento in quanto si possono sempre verificare,per cause accidentali dovute a malfunzionamento orotture, perdite di olio minerale con conseguente con-taminazione del prodotto alimentare.

Nel settore degli oli vegetali, si dovrebbe inoltreporre maggior attenzione anche al problema del tra-sporto degli oli vegetali in navi o cisterne utilizzateprecedentemente per il trasporto di oli minerali ocombustibile diesel. Anche la contaminazioneambientale sembra avere un ruolo importante. Ognigiorno vengono riversate nell’ambiente quantità ele-vate di idrocarburi minerali, in particolare oli usati,scarichi di autoveicoli (contenenti olio motore incom-busto), emissioni dovute a riscaldamento domestico,residui di asfalto, ecc. Tracce di questa contamina-zione, diffusa a livello ambientale, sono visibili anchenel particolato atmosferico e attraverso il fenomeno


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[6] IARC, International Agency for Research onCancer, Mineral Oils: untreated and mildly–treated oils (group 1), Highly-refined oils(group 3). Summaries & Evaluation ,Supplement 7, 1987.

[7] J.A. Henry, Composition and toxicity of petro-leum products and their additives. Hum.Experim. Toxicol., 17, 111-123 (1998).

[8] J.F. Nash, S.D. Gettings, W. Diembeck, M.Chudowski, A.L. Kraus, A toxicological reviewof topical exposure to white mineral oils. FoodChem. Toxicol., 34, 213-25 (1996)

[9] L.K. Low, P.M. Shymansky, C. Komminemi,P.A. Naro, C.R. Mackerer, Oral absorption andpharmacokinetics studies of radiolabelled nor-mal paraffinic, isoparaffinic and cycloparaffinicsurrogates in white oil in Fisher 344 rats. In“Transcript of the Toxicology Forum SpecialMeeting on Mineral Hydrocarbons”, pp. 86-101, Oxford, 1992.

[10] M.J. Scotter, L. Castle, R.C. Massey, P.G.Brantom, M.E. Cunninghame, A study of thetoxicity of five mineral hydrocarbon waxes andoils in the F344 rat, with histological examina-tion and tissue-specific chemical characterisa-tion of accumulated hydrocarbon material.Food Chem. Toxicol., 4, 489-521 (2003).

[11] SCF (Scientific Committee for Food), Opinionon mineral and synthetic hydrocarbons,expressed on 22 September 1995, Reports37°series, 35-36, 1997.

[12] WHO Food Additives series 10, Toxicologicalevaluation of certain food additives: Mineraloils (food grade). Joint FAO/WHO ExpertCommittee on Food Additives, Rome, 21-29April 1976.

[13] K. Grob, M. Vass, M. Biedermann, H.-P.Neukom, Contamination of animal feed andfood from animal origin with non-edible wasteoils? Food Addit. Contam., 18, 1-10 (2001).

[14] C. Wagner, H.P. Nekom, K. Grob, S. Moret, T.Populin, L.S. Conte, Mineral paraffins in vegeta-ble oils and refinery by-products for animal feeds.Mitt. Lebensm. Hyg., 92, 499-514 (2001).

[15] A. Noti, K. Grob, M. Biedermann, U. Deiss,B.J. Bruschweiler, Exposure of babies toC15–C45 mineral paraffins from human milkand breast salves. Reg. Tox. Pharm. 38, 317-325 (2003).

[16] N. Concin, G. Hofsteter, B. Plattner, C.

Tomovsky, K. Fiselier, K. Gerritzen, S. Fessler,G. Windbichler, A. Zeimet, H. Ulmer, H. Siegl,K. Rieger., H. Concin, K. Grob, Mineral oilparaffins in human body fat and milk. FoodChem. Toxicol., 46, 544-552 (2008).

[17] EFSA (European Food Safety Authority) state-ment on the contamination of sunflower oil withmineral oil exported from Ukraine, Corrigendum29/05/08. http://www.efsa.eu.int/cs/BlobServer/Statement/contam_statement_sunflower%20oil_en.pdf

[18] M. Zheng, M. Fang, F. Wang, K.L. To,Characterization of the solvent extractableorganic compounds in PM2.5 aerosols in HongKong. Atmos. Environ., 34, 2691-2702 (2000).

[19] H.-P. Neukom, K. Grob, M. Biedermann, A.Noti, Food contamination by C20-C50 mineralparaff ins from the atmosphere. Atmos.Environ., 36, 4839-4847 (2002).

[20] K.J. Dell, W.D. Gubler, R. Krueger, M. Sanger,L.J. Bettiga, The efficacy of JMS Stylet-oil ongrape powdery mildew and botrytis bunch rotand effects on fermentation. Am. J. Enol.Viticul., 49, 11-16 (1998).

[21] S. Moret, T. Populin, L.S. Conte, K. Grob, H.-P. Neukom, Occurrence of C15-C45 mineralparaffins in olives and olive oils. Food Addit.Contam., 20, 417-426 (2003).

[22] K. Grob, M. Lanfranchi, J. Egli, A. Artho,Determination of food contamination by mine-ral oil from jute sacks using coupled LC-GC. J.Assoc. Off. Anal. Chem., 74, 506-512 (1991).

[23] S. Moret, K. Grob, L.S. Conte, Mineral oilpolyaromatic hydrocarbons in foods, e.g. fromjute bags, by on-line LC-solvent evaporation(SE)-LC-GC-FID. Z. Lebensm. Unters. Forsch.A, 204, 241-246 (1997).

[24] EFSA opinion of the scientific panel on foodadditives, flavourings, processing aids andmaterials in contact with foods (AFC) o a reque-st of the Commission related to the use ofmineral oils in jute and sisal bags, adopted on 7December 2004. The EFSA Journal 162 (2004).

[25] K. Grob, A. Artho, M. Biedermann, J. Egli,Food contamination by hydrocarbons fromlubricating oil and release agents: determina-tion by coupled LC-GC. Food Addit. Contam.,4, 437-446, (1991).

[26] G.C. Landi, Lubrificanti sintetici ad altissimeprestazioni per r iduttori ad ingranaggi.


14

Manutenzione, Tecnica e Management, 11,49-55 (2003).

[27] B. Rossel, Heat-transfer fluids in the oil and fatindustry. 1. Specification, types and toxicity.Lipid Technol., 5, 110-114 (1993).

[28] SCF (Scientific Committee on Food), Opinionon the potential risk to human health arisingfrom the transport in ships, tank of oils andfats from substances proposed as acceptableprevious cargoes. 20 September 1996, Report40a serie, 35-39, 1997.

[29] K. Grob, M. Biedermann, A. Artho, J. Egli,Food contamination by hydrocarbons frompackaging materials determined by coupledLC-GC. Z. Lebensm. Unters. Forsh A, 193,213-219 (1991).

[30] K. Grob, M. Huber, U. Boderius, M. Bronz,Mineral oil material in canned foods. FoodAddit. Contam., 14, 83-88 (1997).

[31] A. Guinda, A. Lanzon, T. Albi, Differences inhydrocarbons of virgin olive oils obtained fromseveral olive varieties. J. Agric. Food Chem.,44, 1723-1726 (1996).

[32] O. Koprivnjak, G. Procida, L. Favretto,Determination of endogenous aliphatic hydro-carbons of virgin olive oils of four autochtho-nous cultivars from Krk island (Croatia). FoodTechnol. Biotechnol., 35, 125-131 (1997).

[33] A.S. Mcgil l, C.F. Moffat, P.R. Mackie, P.Cruickshank, The composition and concentra-tion of n-alkanes in retail samples of edibleoils. J. Sci. Food Agric., 61, 357-362 (1993).

[34] Y.A. Tan, A. Kuntom, Gas chromatographicdetermination of hydrocarbons in crude palm

kernel oil. J. AOAC Int., 76, 371-376 (1993).[35] C. Wagner, H. P. Neukom, V. Galleti, K. Grob,

Determination of mineral paraffins in feeds andfoodstuffs by bromination and preseparationon aluminium oxide: method and results of aring test. Mitt. Lebensm. Hyg., 92, 231-249(2001).

[36] O. Koprivnjak, S. Moret, T. Popul in, C.Lagazio, L.S. Conte, Variety differentiation ofvirgin olive oil based on n-alkane profile. FoodChem., 90, 603-608 (2005).

[37] S. Moret, K. Grob, L.S. Conte, On-line highperformance liquid chromatography (LC)- sol-vent evaporator (SE)-LC-capillary gas chroma-tography (GC)- flame ionisation detector (FID)for the analysis of mineral oil polyaromatichydrocarbons in fatty foods. J. Chromatogr. A,750, 361-368 (1996).

[38] S. Moret, K. Grob, L.S. Conte, On-line solventevaporation for coupled LC systems: furtherdevelopment. J. High Resol. Chromatogr., 19,434-38 (1996).

[39] K. Grob, M. Bronz,. On-line LC-GC transfer viaCortes interface and a vaporizer; increasedsensitivity for the determination of mineral oil infoods. J. High Resol. Chromatogr., 7, 421-427(1995).

[40] T. Populin, M. Biedermann, K. Grob, S. Moret,L.S. Conte, Relative hopane content confir-ming the mineral origin of hydrocarbons con-taminating foods and human milk. Food Addit.Contam. 9, 893-904 (2004).

Ricevuto 25/9/2008, accettato 14/11/2008


15

Fingerprint of olive oilsfrom Lazio using a widespread

analytical protocol

LL.. MMAANNNNIINNAA11,,22,,**,, MM.. GGOOBBBBIINNOO22,, CC.. MMAARRIIAANNII33,, GG..BBEELLLLAANN33,, VV.. AALLEESSSSAANNDDRRII22,, DD.. CCAAPPIITTAANNII22,, SS.. DDII FFEERRDDIINNAANNDDOO44

1) DIPARTIMENTO S.T.A.A.M, UNIVERSITÀ

DEGLI STUDI DEL MOLISE, CAMPOBASSO,ITALY

2) ISTITUTO DI METODOLOGIE CHIMICHE, CNR,AREA DELLA RICERCA ROMA 1, MONTERO-TONDO STAZ. (ROMA) ITALY

3) STAZIONE SPERIMENTALE OLI E GRASSI,MILANO, ITALY

4) AGENZIA REGIONALE PER LO SVILUPPO E

L’INNOVAZIONE DELL’AGRICOLTURA DEL

LAZIO, ROMA, ITALY

TTHHIISS PPAAPPEERR IISS DDEEDDIICCAATTEEDD TTOO OOUURR BBEELLOOVVEEDD TTEEAACCHHEERR AANNDD FFRRIIEENNDD AANNNNAALLAAUURRAA SSEEGGRREE

IN THE LAST YEARS, MANY EUROPEAN, NATIONAL AND REGIONAL PROJECTS HAVE BEENFOCUSED ON THE CHARACTERIZATION OF EXTRA VIRGIN OLIVE OILS TO DETERMINE THEIRTRACEABILITY. IN THIS STUDY WE REPORT THE RESULTS OBTAINED WITHIN THE PROJECT“INDIVIDUAZIONE DI UN MODELLO OPERATIVO PER LA TRACCIABILITÀ NELLA PRODUZIONEDELL’OLIO EXTRAVERGINE DEL LAZIO” PROMOTED BY AGENZIA REGIONALE PER LOSVILUPPO E L’INNOVAZIONE DELL’AGRICOLTURA DEL LAZIO (ARSIAL). 118 OLIVE OILSFROM DIFFERENT AREAS OF LAZIO WERE ANALYZED USING AN ANALYTICAL PROTOCOL WHICHINVOLVES CONVENTIONAL ANALYSES (FREE ACIDITY, UV SPECTROMETRY, NUMBER OFPEROXIDES AND FATTY ACID COMPOSITION) AND NOT CONVENTIONAL ANALYSES I.E. 1H AND13C NMR ANALYSES. THE ENSEMBLE OF THESE ANALYSES ALLOWS OLIVE OILS TO BE CHA-RACTERIZED IN TERMS OF QUALITY AND GEOGRAPHICAL ORIGIN.KKEEYY WWOORRDDSS: EXTRA VIRGIN OLIVE OILS; NMR; GEOGRAPHICAL CHARACTERIZATION

FFIINNGGEERRPPRRIINNTT DDII OOLLII DDII OOLLIIVVAA DDEELL LLAAZZIIOO TTRRAAMMIITTEE UUNN PPRROOTTOOCCOOLLLLOO AANNAALLIITTIICCOO““CCOOMMPPLLEETTOO”” NEGLI ULTIMI ANNI, SONO STATI PROMOSSI MOLTI PROGETTI EUROPEI, NAZIONALI E REGIO-NALI PER CARATTERIZZARE GLI OLI EXTRA VERGINI DI OLIVA E DETERMINARE LA LORO TRAC-CIABILITÀ. IN QUESTO STUDIO, VENGONO RIPORTATI I RISULTATI OTTENUTI NELL’AMBITO DELPROGETTO “INDIVIDUAZIONE DI UN MODELLO OPERATIVO PER LA TRACCIABILITÀ NELLA PRO-DUZIONE DELL’OLIO EXTRAVERGINE DEL LAZIO” PROMOSSO DALL’AGENZIA REGIONALE PERLO SVILUPPO E L’INNOVAZIONE DELL’AGRICOLTURA DEL LAZIO (ARSIAL). SONO STATI ANA-LIZZATI 118 OLI DI OLIVA PROVENIENTI DA DIVERSE AREE DEL LAZIO SEGUENDO UN PROTO-COLLO CHE PREVEDE ANALISI CONVENZIONALI (ACIDITÀ LIBERA, SPETTROMETRIA UV, NUME-RO DI PEROSSIDI E COMPOSIZIONE IN ACIDI GRASSI) E LE ANALISI NMR NON CONVENZIONA-LI AL PROTONE E AL CARBONIO 13. L’USO CONGIUNTO DI QUESTE ANALISI CONSENTE DICARATTERIZZARE GLI OLI IN TERMINI DI QUALITÀ E DI AREA GEOGRAFICA DI PROVENIENZA. PPAARROOLLEE CCHHIIAAVVEE: OLI EXTRA VERGINI DI OLIVA; NMR; CARATTERIZZAZIONE GEOGRAFICA

*CORRESPONDIG AUTHOR: LUISA MANNINA

PHONE 0039 0874 404648FAX: 0039 06 90672477

E-MAIL: [email protected]


16

1. INTRODUCTION

The characterization of olive oils is a currently deba-ted problem. The quality of olive oils depends onmany factors, such as the cultivar, the pedoclimaticcondition and the production practices and can beevaluated by the so called “conventional” analyses,i.e. free acidity, UV spectrometry, number of peroxidesand fatty acid composition, specified by the EuropeanCommunity Regulation (n° 1989/2003). According tothe results of these analyses, olive oil samples areclassified as extra virgin, virgin or lampante.

Moreover, an important act of legislation, the PDO(Protected Designation of Origin) certification, allowsthe identification of some Mediterranean extra virginolive oils with the names of the geographical areaswhere they are produced. This certification improvesthe olive oil values and assures a product of high qua-lity and defined origin. In Italy, due to the multiplicity ofcultivar and to the variability of the pedoclimatic con-ditions, different PDOs are present also in the sameregion; for instance, in Puglia, an Italian region with arelevant production of olive oil, four PDOs, Dauno,Terra di Bari, Collina di Brindisi and Terra d’Otranto(Reg.CEE 2325/97, and 1263/96) are present. Therelevant number of PDOs is, without doubts, a rich-ness for Italy but can represent a problem when afurther requirement of PDO is proposed to the EUcommunity; it is necessary to demonstrate that oliveoils of a determined area are really different from oliveoils coming from neighbouring areas.

In the past years, it has been demonstrated thatNMR spectroscopy, a not “conventional” analysis,together with a suitable statistical procedure, givesimportant results in the characterization of olive oils.In fact, using 1H and 13C techniques, olive oil sam-ples can be classified according to their geographi-cal origin and their cultivar. The 1H NMR techniquegives an accurate “fingerprint” of major and minorcompounds such as fatty acids, terpenes, aldehy-des and sterols [1]; the statistical elaboration of the1H NMR results allows olive oils to be classifiedaccording to their geographical origin [2,3,4,5]. Onthe other hand, the 13C NMR technique [6,7] hasgiven good results in the characterization of oliveoils according to their cultivar [8].

In this work, we analysed olive oils obtained fromolive trees grown in different areas of Lazio, a region inthe Centre of Italy with three PDOs, Tuscia, Caninoand Sabina (Reg. CEE 1623/05, and 1263/96). A

“complete” protocol consisting of conventional andNMR analyses was used. This protocol was appliedboth to evaluate the olive oil quality and to characteri-ze the olive oils according to their geographical origin.

2. MATERIAL AND METHODS

2.1 Sampling Multi - and mono - varietal olive oils (118 sam-

ples, harvesting year 2006) coming from differentgeographical areas of Lazio (see Figure 1 and TableI), were sampled in the framework of the project“Individuazione di un modello operativo per la trac-ciabilità nella produzione dell’olio extravergine delLazio” promoted by Agenzia Regionale per loSviluppo e l’Innovazione dell’ Agricoltura del Lazio(ARSIAL). In particular (Table I) 20 olive oils werefrom the district of Frosinone, 19 olive oils from thedistrict of Viterbo, 21 olive oils from the district ofRome, 40 olive oils came from the district of Latinaand 18 olive oils came from the district of Rieti. Fourolive oil samples from Fara Sabina (RI, 1 sample),Palombara Sabina (RM, 1 sample), and fromTuscania (VT, 2 samples) were also collected to testthe reliability of the NMR statistical protocol.

2.2 Conventional analysesThe conventional analyses were carried out

according to the EEC Regulation n° 2568/91 andfollowings. In particular, the determination of thefree fatty acids, expressed as the percentage ofoleic acid, is described in Annex II, the determina-tion of the peroxide index in Annex III whereas thespectrophotometric analysis and the determination

Figure 1 - Results of free acidity analysis, expressed as percentage ofoleic acid, performed on 118 olive oil samples coming from Lazio(harvesting year 2006)


17

Samples Town and Provincea Area b Cultivar Altitude classc

1-4 Montefiascone (VT) N Canino na5 Montefiascone (VT) N Canino 75%, Maurino 25% na6 Montefiascone (VT) N Leccio 60%, Maurino 20%, Frantoio 20% na

7-8 Montefiascone (VT) N Leccio - Frantoio na9 Montefiascone (VT) N Canino 50%, Frantoio 25%, Leccio 25% na

10 Montefiascone (VT) N Canino 60%, Leccio 40% na11 Montefiascone (VT) N Leccio 60%, Canino 20%, Maurino 20% na

12-13 Viterbo N Canino na14 Viterbo N Canino A

15-20 Viterbo N na na21 Rieti C Carboncella 90%, Leccio 10% B

22-26 Scandriglia (RI) C Carboncella 90%, Leccio 10% B27 Scandriglia (RI) C Carboncella 70%, Leccio 30% B28 Scandriglia (RI) C Carboncella 80%, Leccio 10% B29 Scandriglia (RI) C Carboncella 80%, Leccio 20% B30 Scandriglia (RI) C Carboncella 50%, Leccio 50% B

31-32 Scandriglia (RI) C Carboncella 90%, Rosciola 10% B33-34 Scandriglia (RI) C Carboncella 80%, Frantoio 20% B

35 Scandriglia (RI) C Rosciola 50%, Carboncella 50% B36 Scandriglia (RI) C Carboncella 70%, Rosciola 30% B33 Scandriglia (RI) C Carboncella 60%, Frantoio 40% B38 Scandriglia (RI) C Carboncella 80%, Leccio 8% B39 Tivoli (RM) C Rotonda 50%, Brocanica 25% A40 Tivoli (RM) C Brocanica 50%, Rotonda 50% A41 Tivoli (RM) C Brocanica 50%, Rotonda 50% A

42-47 Tivoli (RM) C Varie 100% B48-49 Tivoli (RM) C Leccio 33%, Frantoio 33%, Rosciola 33% A

50 Tivoli (RM) C Rotonda 50%, Brocanica 25%, Altri 25% A51-52 Tivoli (RM) C Brocanica A53-54 Tivoli (RM) C Brocanica 50%, Rotonda 50% A55-56 Tivoli (RM) C Rosciola A57-58 Pisoniano (RM) C Rosciola B

59 Cassino (FR) S Moraiolo 90%, Leccio 10% A60-61 Cassino (FR) S Moraiolo 75%, Leccio 25% A

62 Cassino (FR) S Moraiolo 80%, Frantoio 20% A63 Cervaro (FR) S Leccio 80%, Minerva 20% A

64-65 Cervaro (FR) S Rosciola 90%, Leccio 10% A66 Cervaro (FR) S Frantoio A67 Cervaro (FR) S Frantoio 50%, Moraiolo 40%, Leccio 10% A-B

68-69 Cervaro (FR) S Moraiolo 90%, Leccio 10% A70 S.Elia Fiumerapido (FR) S Moraiolo 90%, Leccio 10% A71 S.Elia Fiumerapido (FR) S Moraiolo 80%, Frantoio 20% A

72-73 S.Elia Fiumerapido (FR) S Itrana 60%, Leccio 30%, Moraiolo 10% A74 S.Elia Fiumerapido (FR) S Moraiolo 80%, Leccio 5%, Frantoio 15% A75 S.Elia Fiumerapido (FR) S Moraiolo 90%, Leccio 10% A76 S.Elia Fiumerapido (FR) S Moraiolo 80%, Leccio 5%, Frantoio 15% A77 S. Vittore Del Lazio (FR) S Leccio 60%, Moraiolo 40% A-B78 S. Vittore Del Lazio (FR) S Moraiolo 40%, Leccio 60% A-B

79-91 Cori (LT) S Itrana B92-97 Cori (LT) S Leccio B

98-114 Rocca Massima (LT) S Itrana B115-118 Rocca Massima (LT) S Leccio B

na= not availablea Province are reported in brackets. LT= Latina; RM= Roma; VT= Viterbo; FR= Frosinone; RI= Rieti, b Geographical area N: North; C: Centre; S: South - c

A=Altidude<350m; B= Altitute > 350m; A-B 350m

Table I - Geographical origin (town, province, geographical area), cultivar and ecological factor (altitude) of 118 mono- and multi-varietal oliveoils from Lazio (harvesting year in 2006)


18

residual CHCl3 signal set at 7.26 ppm. For ensuring a better quantitative comparability of

the spectra, the baseline was corrected using amulti-point correction. In particular, the Cubic SplineBaseline Correction routine in the Bruker Topspinsoftware was used. In order to perform the statisti-cal analyses, the intensities of 18 signals (see TableII), were measured using the semi-automatic peak-picking routine of Bruker Topspin software. Theintensity of selected signals was measured withrespect to the resonance at 2.251 ppm (signal R inTable II) due to α-carboxyl protons of all acyl chains,normalized to 1000.

13C spectra - Olive oil samples (100 µl) were dissol-ved in chloroform-d (600 µl), directly in the 5 mmNMR tube. 13C NMR analyses were performed on aBruker ARX250 spectrometer equipped with a 5 mmprobe operating at the 1H frequency of 250.13 MHz(Bo = 5.8 T). 13C NMR spectra were acquired usingthe following conditions: number of scans 512; π/2pulse 8.3 µs; time domain (TD) 256 K data points;relaxation delay plus acquisition time 12 s; digitalresolution 0.22 Hz; spectral width 200 ppm. TheWALZ16 sequence was applied during the wholesequence for proton decoupling; the temperature ofthe sample in the probe was set at 300 K. 13C NMRspectra were obtained by the Fourier transformationof the FID (free induction decay), applying a Gaussianmultiplication with a negative line-broadening factor of0.1 Hz and a Gaussian position of 0.2 and using azero filling (Size = 256 K) procedure.

The resulting 13C NMR spectrum was manuallyphased. Chemical shifts were reported with respectto the signal due to α-methylenic protons of the gly-cerol moiety set at 62.36 ppm. The baseline was cor-rected automatically. In order to perform the statisticalanalysis, the intensity of 10 selected resonances(Table II) was measured using the semi-automaticpeak-picking routine of the Bruker TOPSPIN softwa-re. The intensity of each carbonyl signal was measu-red with respect to the sum of all carbonyl signalsnormalized to 100, whereas the intensity of eachmethyl signals was measured with respect to the sumof all methyl signals normalized to 100.

2.4 Statistical analyses NMR and GC data were analyzed using Statistica

software package for Windows (version 6.0; 1993). Astatistical procedure based on the following points

of the fatty acid composition in Annex IX and inAnnex XA, XB respectively.

The spectrophotometric analyses were performedon a spectrophotometer Varian Mod. CARY 1E usingisooctane as solvent.

For the fatty acids analysis, the transesterificationof triglycerides to fatty acid methyl esters wasperformed according to CEE Regulation 796/2002Annex XB, method A. The gaschromathographicanalyses were performed using the Carlo Erbainstrument MEGA 5300 with a flame ionizationdetector (FID) having a split/splitless injector; thecapi l lary column (CP Si l 88 Chromopack –Middelburg NL, length 50 m, film thickness 0.2 µm)was in fused silica coated with cyano silicon.Helium was used as carrier gas with a flow rate of1.5 ml/min whereas hydrogen and air were used asother gas with a flow rate of 30 ml/min and 320ml/min, respectively. The split ratio injector was1:120. Injector and detector temperatures werekept at 250ºC and 275ºC, respectively. The oventemperature was in isotermic conditions, 150°C, for15 minutes; then, the temperature was incrementeduntil to 200°C using an increment of 3°C/min. Thetrans isomers were also measured according toCEE Regulation 1429/92 art.1.

2.3. NMR analysesThe olive oil samples for the NMR analyses were

analyzed without any extractions or purification.1H spectra - Olive oil (20 µl) was placed into 5mm

NMR tubes and dissolved in chloroform-d (700 µl)and DMSO-d6 (20 µl). The addition of DMSO wasnecessary for the solubility of the polar minor compo-nents of the olive oil [1]. 1H NMR analyses wereperformed on a Bruker Avance AQS600 instrument,equipped with a 5 mm probe operating at the 1H fre-quency of 600.13 MHz (Bo = 14.3 T).

The 1H NMR spectra were acquired using the fol-lowing conditions: number of scans 1024; π/2 pulse8 µs; time domain (TD) 64 K data points; relaxationdelay plus acquisition time 3.5 s; spectral width18.5 ppm; the temperature of the sample in theprobe was set at 300 K. 1H NMR spectra wereobtained by the Fourier transformation (FT) of theFID (free induction decay), applying an exponentialmultiplication with a line-broadening factor of 0.3 Hzand a zero filling (Size = 64 K) procedure. The resul-ting 1H NMR spectrum was manually phased.Chemical shifts were reported with respect to the


19

N NMR resonances Chemical assignment Geographical classification Altimetry

(ppm) F (Fischer) p-level F (Fischer) p-level

1 173.50 Carbonyl signal of sn 1,3 saturated fatty chain 12.1453 0.0000 96.5575 0.0000

2 173.48 Carbonyl signal of sn 1,3 eicosenoic and vaccenic fatty chains 4.2368 0.0168 52.6524 0.0000

3 173.46 Carbonyl signals of sn 1,3 oleic fatty chains 10.1463 0.0001 93.3635 0.0000

4 173.45 Carbonyl signals of sn 1,3 linoleic fatty chains 13.4714 0.0000 28.7991 0.0000

5 173.06 Carbonyl signals of sn 2 oleic fatty chains 4.8433 0.0096 2.8990 0.0919

6 173.05 Carbonyl signals of sn 2 linoleic fatty chains 5.4284 0.0056 31.2175 0.0000

7 14.36 Methyl of palmitic and stearic fatty chains 4.7179 0.0108 6.1591 0.0148

8 14.35 Methyl of oleic fatty chains 10.1698 0.0001 80.3366 0.0000

9 14.34 Methyl of eicosenoic and vaccenic fatty chains 11.8033 0.0000 157.5534 0.0000

10 14.31 Methyl of linoleic fatty chains 2.7757 0.0665 40.8498 0.0000

11 9.704 Hexanal 3.1891 0.0449 12.5928 0.0006

12 9.454 Trans 2-hexenal 4.9654 0.0086 8.7355 0.0039

13 8.001 Formaldehyde 0.7297 0.4843 1.2532 0.2657

14 4.887 Terpene 4 0.6079 0.5462 0.0079 0.9293

15 4.655 Terpene 3 56.8072 0.0000 7.8196 0.0062

16 4.602 Terpene 2 45.1868 0.0000 13.7412 0.0004

17 4.531 Terpene 1 47.2876 0.0000 35.0074 0.0000

18 3.999 Protons in · glycerol moiety of sn 1,3 diglycerides 5.2513 0.0066 0.6616 0.4180

19 3.645 Protons in · glycerol moiety of sn 1,2 diglycerides 7.1020 0.0012 11.3089 0.0011

20 2.746 Diallylic protons of linolenic fatty chains 27.2908 0.0000 0.5425 0.4632

21 2.710 Diallylic protons of linoleic fatty chains 23.6853 0.0000 117.9596 0.0000

R 2.251 Reference peak due to ·-carboxyl protons of acyl chains - - - -

22 1.620 Squalene 10.5024 0.0001 0.9585 0.3300

23 1.245 Methylenic protons of all unsaturated fatty chains 26.2778 0.0000 28.3629 0.0000

24 1.198 Methylenic protons of palmitic and stearic fatty chains 10.0259 0.0001 92.7619 0.0000

25 0.978 Wax 21.8150 0.0000 5.6469 0.0195

26 0.917 Methyl of linolenic fatty chains 6.3380 0.0025 1.1796 0.2802

27 0.844 Methyl of linoleic fatty chains 5.7656 0.0041 109.7173 0.0000

28 0.640 Methyl-18 of ‚-sitosterol 1.3557 0.2619 0.5440 0.4626

Table II - Chemical shifts and assignment of 28 NMR variables selected for the statistical analyses. ANOVA results obtained in the geographicalclassification (118 samples) and in the classification based on the altitude of olive trees (98 samples). Variables reported in italic character have ap-level ≥ 0.05 and are not included in statistical analysis

was performed.Analysis of Variance (ANOVA) - ANOVA allows the

most discriminant variables to be selected using Fvalue and p-level. The F value is computed as theratio between-groups variance over the within-groupvariance; accordingly, the larger is the ratio, the largeris the discriminant power of the corresponding varia-ble. The probability of error that is involved in accep-ting an observed result as valid is given by the p-level.According to conventions based on general researchexperience, results that yield p-level ≤ 0.05 (probabilityof error 5%) are considered borderline statisticallysignificant; variables having p-level > 0.05 are not sta-

tistically significant and are not submitted to furtherstatistical analyses.

Principal Component Analysis (PCA) - The PCA isperformed on the intensity of the resonances selectedby ANOVA. This analysis allows the obtainment oflinear combinations of variables, which capture thevariable “essence” and maximize the variability amonggroups without any a priori hypothesis.

Linear Discriminant Analysis (LDA) - LDA classi-fies samples using as a priori hypothesis the num-ber of groups which in our case corresponds to thethree geographical areas suggested by PCA. Thisanalysis also gives the variables with the highest


20

discriminant power using the Wilks’ λ factor. Thisparameter is near zero for the variables with anhigh discriminant power.

Reliability of the system - To prove the reliabilityof the system, some selected olive oil samples, notincluded in the first statistical analysis, are introdu-ced as “unknown samples”. If the new calculationclassifies correctly these unknown samples, thesystem can be considered reliable and can beused for real samples.

3. RESULTS AND DISCUSSION

In this study, 118 mono- and multi-varietal oliveoil samples from Lazio region were submitted tothe conventional analyses and to the NMR-Statistical protocol. The results are reported sepa-rately.

3.1 Conventional analyses118 olive oils were analyzed performing measure-

ments of free acidity, UV spectrometry, number ofperoxides and fatty acid composition; these analysesgive information on the olive oil quality and allow oliveoils to be classified as extra virgin, virgin or lampante.The results, data not reported, showed that 111 sam-ples were extra virgin olive oils, whereas 7 sampleswere virgin olive oils having the amount of free aciditybetween 0.8 % and 2 % (see Figure 1). No sampleswere classified as lampante olive oils.

3.2 Geographical characterization of olive oils of Lazio [5]Olive oil samples were also analyzed using 1H and

13C NMR spectroscopy. The 1H and 13C spectra of anolive oil are reported in Figures 2a and 2b, respecti-vely. The intensity of 28 selected resonances (seeTable II), was measured and submitted to a suitable

Figure 2 - 1H (a) and 13C (b) NMR spectra of an olive oil from Lazio. c) Map of Lazio: the three geographical areas (North, Centre and South) andthe five districts (Viterbo, Rieti, Roma, Frosinone and Latina) are shown


21

statistical analysis according to the NMR-statisticalprotocol reported elsewhere [3].

The ANOVA allowed the selection of 24 variableswith an higher discriminant power (see Table II,columns 4 and 5). The intensity of these variables wassubmitted to the PCA (see Fig. 3a). The PC1 andPC2 explain 49% of the total variance and allow agrouping of olive oils according to three areas, North,

Centre and South, although samples from theSouthern areas are divided in two subgroups.However, if the PCA map is analyzed according to thepolitical district present in Lazio, see the ellipses in theFigure 3b, a good grouping of olive oils is observable:in fact, olive oils of the same district are groupedtogether but separated from the others. We canobserve that PC1, that explains the 37% of the totalvariance, contributes to the separation of the samplesfrom Latina, from Rieti – Viterbo and from Roma-Frosinone. On the other hand, samples from Rieti andfrom Viterbo as well as samples from Rome andFrosinone are separated along the PC2, that explainsthe 12% of the total variance.

Note that the two subgroups of samples comingfrom the South area consist of olive oils coming fromtwo different districts, i.e. Latina and Frosinone.Samples of Latina are prevalently grouped alongnegative values of PC1, whereas samples ofFrosinone are grouped along PC1 positive values.Note that olive oils from Latina are all monovarietal, 30samples from Itrana cultivar and 10 samples fromLeccio. In the PC map, olive oils samples from Itranaare well grouped whereas samples from Leccio aredistributed in different sectors of the map. This meansthat Itrana cultivar has a specific chemical composi-tion extremely different from all the other samples. Theplot of variable loadings (see Fig. 3c) shows that oliveoils from Latina, especially samples from Itrana culti-var, are characterized by an higher value of oleic acid(variable 3), eicosenoic and vaccenic fatty chains(variable 9) and unsaturated fatty chains (variable 23)with respect to the other samples.

The plot of loadings also suggests that olive oilsfrom the district of Viterbo have an higher amount ofoleic fatty chains in position 2 (variable 5) and linolenicacid (variable 20) with respect to the samples fromRieti. Olive oils from Viterbo are multivarietal with asignificant prevalence of Leccio and Canino cultivarswhereas olive oils from Rieti have a significant preva-lence of Carboncella cultivar. The same plot showsthat samples from the district of Rome are characteri-zed by high values of terpene 3 (variable 15), terpene2 (variable 16) and linoleic fatty chain (variable 27) withrespect to the other samples.

A preliminary classification model was also builtusing LDA using as a priori groups the three geo-graphical areas, North, Centre and South, of the Lazio(Fig. 4). Olive oils from the same area are well groupedand separated from the others. The discriminant

Figure 3 - PCA performed on the intensity of 24 variables selected byANOVA. A) olive oil from North, Centre and South areas of Lazio arelabeled as reported in figure; B) olive oils from the five provinces areevidenced with an ellipse; samples from Leccio cultivar of Latinadistrict are shown with a • inside a .C) Plot of loadings representedby the corresponding variable numbers (see Table II)


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power of each selected variable was evaluated bymeasuring the value of the Wilks’ λ factor (W.f.). Itshows that oleic (signal 3, W.f.= 0.0521), linoleic(signal 4, W.f.=0.0509), palmitic and stearic (signal 1,W.f.=0.0514) and unsaturated (signal 23, W.f.= 0.513)fatty chains have the highest discriminant power.

To prove the reliability of the NMR-statistical model,four olive oil samples, harvested in 2006, were inclu-ded in the statistical analysis as “unknown samples”(see Fig. 4). Samples were correctly classified: in fact,in the LDA map, the two samples from Northern area(district of Viterbo) and two samples from Centre(district of Rome and district of Rieti) are placed in thecorrect geographical areas within the ellipses thatrepresent the 95% confidence region for each group.Therefore, the system can be considered reliable andcan be used for real samples to verify the geographi-cal origin of unknown compounds.

In order to deeply investigate the effect of pedo-climatic conditions, we studied the effect of the alti-tude on olive oil composition using the same data-base (Table II) including only 98 olive oils whoseolive trees altitude was available. These samplescame from trees grown both on hills, at an altitudehigher than 350 m, and on plain, at an altitudelower than 350 m.

The 98 samples (see Table I) were submitted toANOVA and 20 variables with an higher discriminantpower were selected in Table II, columns 6 and 7,and were submitted to PCA (see Fig. 5a). PC1explains 50% of the total variance and allows aclear separation between samples coming fromhigh altitudes (>350 m), i.e samples from districts ofLatina and Rieti and samples coming from low alti-tudes (<350 m) i.e. samples from Rome andFrosinone.

The plot of loadings (Fig. 5b) gives informationabout the most discriminant parameters, that are thevariables with lower p-level and higher F value (seeTable II). The separation along PC1 is due to eicose-noic and vaccenic acids (resonance 9), oleic fattychain (resonance 3) and unsaturated fatty chains(resonances 23) present in high amount in olive oilsfrom olive trees at high altitude and in particular insamples from Latina district.

All these results suggest that the olive oil chemicalcomposition depends both on the cultivar and on theagronomic condition such as the altitude of the olivetrees. Therefore, in this case the effect of the cultivarand the pedoclimatic condition are additive.

Figure 4 - LDA map of 118 olive oils from Lazio performed on the 24selected variables. The ellipses represent the 95% confidence regions for each group.Four samples labelled as Viterbo, Rome and Rieti, were introduced inthe statistical analysis as unknown samples to verify the reliability ofthe system.

Figure 5 - a) PCA performed on the intensity of 20 variables. Olive oilsamples from trees grown at an altitude < 350 m are labeled with a•, samples from trees grown at an altitude > 350 m are labeled by °.Groupings according to the five provinces are also shown (Viterbo=VT, Frosinone= FR, Rieti= RI, Latina=LT and Rome=RM). b) Plot ofloadings, represented by the corresponding variable numbers (seeTable II)


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4. CONCLUSIONS

In this work 118 olive oils from Lazio, harvestingyear 2006, were investigated by conventional analy-ses to determine their quality and by 1H and 13C NMRspectroscopy to characterize the samples accordingto their geographical origin.

The results show that all these analyses, coupled toa suitable multivariate statistical procedure, representa good analytical protocol to give a complete descrip-tion of an olive oil sample. Olive oils from differentareas have a really different compositions: in particu-lar, olive oils from Latina district coming from Itranacultivar, grown at an altitude higher than 350 m, havea typical chemical composition which allows thediscrimination of these olive oils from the otherscoming from other areas and other cultivar of thesame region. The effect of the cultivar and the effectof the altitude are additive and contribute to the pecu-liar characteristics of an olive oil. Moreover, the statisti-cal approach gives a tool to verify the geographicalorigin of unknown compounds.

REFERENCES

[1] R. Sacchi, M. Patumi, G. Fontanazza, P.Barone, P. Fiordipinti, L.Mannina, E. Rossi,A.L. Segre, Journal of the American Oil

Chemist’s Society 73, 747-758 (1996).[2] R. Sacchi, L. Mannina, P. Fiordiponti, P.

Barone, L. Paolillo, M. Patumi, A. Segre,Journal of Agricultural and Food Chemistry,46, 3947-3951 (1998)

[3] L. Mannina, M. Patumi, N. Proietti, D. Bassi,A. L. Segre, Journal of Agricultural and FoodChemistry, 49, 2687-2696 (2001)

[4] L. Mannina, M. Patumi, N. Proietti, A. L.Segre, Italian Journal of Food Science, 13, 53-63 (2001)

[5] M. D’imperio, L. Mannina, D. Capitani, O.Bidet, E. Rossi, F.M. Bucarelli, G. B. Quaglia,A.L Segre, Food Chemistry 105, 1256-1267(2007)

[6] L. Mannina, C. Luchinat, M. C. Emanuele, A.Segre, Chemistry and Physics of Lipids, 103,47-55 (1999)

[7] L. Mannina, C. Luchinat, M. Patumi, M. C.Emanuele, E. Rossi. A. Segre, MagneticResonance in Chemistry, 38, 886-890 (2000)

[8] L. Mannina, G. Dugo, F. Salvo, L. Cicero, G.Ansanelli, C. Calcagni, A. Segre, Journal ofAgricultural and Food Chemistry, 51, 120-127(2003)

Received November 26th, 2008, accepted December 3rd, 2008


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A LIQUID-CHROMATOGRAPHY-ION TRAP MASS SPECTROMETRY (HPLC-MS/MS) METHODFOR THE DETECTION OF SEVEN PHTHAL ATES IN VEGETABLE OILS WAS DEVELOPED.ACETONITRILE SATURATED WITH HEXANE WAS USED FOR PHTHALATES OIL EXTRACTION, FOL-LOWED BY CLEAN-UP STEP ON SPE (PAH-COLUMN) AND ANALYZED AFTER INJECTION IN AHPLC-ESI-ION TRAP SYSTEM. ONE OR TWO TRANSITIONS FOR EACH PARENT COMPOUNDWERE MONITORED WITH POSITIVE IONIZATION. VALIDATION EXPERIMENTS WERE CONDUCTED TO DETERMINE LOD AND LOQ, LINEARITY,RECOVERIES, REPEATABILITIES AND RSD %.THE RESULTS DEMONSTRATED THAT THE METHOD REACHES ACCEPTABLE QUANTITATIVE RECO-VERIES OF 64-110 % WITH RSD % RANGING FROM 5.3% TO 9.5% AND LOQ ≤ 0,2mg/kg CONFIRMING THE EFFECTIVENESS OF THE PROPOSED METHOD IN THE ASSAY OFPHTHALATES IN VEGETABLE OILS. KKEEYYWWOORRDDSS: PHTHALATES, VEGETABLE OILS, FOOD SAFETY ASSESSMENT, HPLC ION TRAPMASS SPECTROMETRY.

CCRROOMMAATTOOGGRRAAFFIIAA LLIIQQUUIIDDAA CCOONN RRIIVVEELLAATTOORREE AA SSPPEETTTTRROOMMEETTRRIIAA DDII MMAASSSSAA AATTRRAAPPPPOOLLAA IIOONNIICCAA NNEELLLLAA VVAALLUUTTAAZZIIOONNEE DDEELLLLAA SSIICCUURREEZZZZAA AALLIIMMEENNTTAARREE –– GGLLIIFFTTAALLAATTII IINN OOLLII VVEEGGEETTAALLIIUNA METODOLOGIA ANALITICA PER LA CONFERMA DELLA PRESENZA DI 7 TIPI DI FTALATI INCAMPIONI DI OLI VEGETALI È STATA SVILUPPATA USANDO LA TECNICA DELLA CROMATOGRAFIALIQUIDA CON RIVELATORE A SPETTROMETRIA DI MASSA DI TIPO TRAPPOLA IONICA. GLI FTA-LATI SONO STATI ESTRATTI CON ACETONITRILE SATURO CON ESANO, E SUCCESSIVAMENTEPURIFICATI MEDIANTE SPE (COLONNE PAH) PER L’ ANALISI IN UN SISTEMA HPLC-ESI ATRAPPOLA IONICA. PER OGNI COMPOSTO SONO STATE MONITORATE UNA O DUE TRANSIZIONICON IONIZZAZIONE POSITIVA. ESPERIMENTI DI VALIDAZIONE SONO STATI CONDOTTI PER DETERMINARE I VALORI DI LOD,LOQ, LINEARITÀ, RECUPERO, RIPETIBILITÀ E RSD %. I RISULTATI HANNO DIMOSTRATO CHEIL METODO RAGGIUNGE RECUPERI ACCETTABILI COMPRESI NEL RANGE TRA IL 64% E IL110%, MOSTRA UNA RSD% COMPRESA TRA 5,3%-9,5% E VALORI DI LOQ ≤ 0,2mg/kg CONFERMANDO L’ EFFICACIA DEL METODO PROPOSTO PER IL DOSAGGIO DEGLI FTA-LATI NEGLI OLI VEGETALI.PPAARROOLLEE CCHHIIAAVVEE: FTALATI, OLI VEGETALI, SICUREZZA ALIMENTARE, HPLC-SPETTROMETRIA DIMASSA ION TRAP

Liquid chromatography-Ion Trap-ESI-mass spectrometry in food

safety assessment: phthalates invegetable oils

PP.. FFUUSSAARRII,, PP.. RROOVVEELLLLIINNII

STAZIONE SPERIMENTALE PER LE

INDUSTRIE DEGLI OLI E DEI GRASSI

MILANO

CORRESPONDENCE TO: DR. PIERANGELA ROVELLINI,SSOG,VIA GIUSEPPE COLOMBO 79, 20133 MILANO

TEL. 0039.02.70649779 FAX 0039.02.2363953



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INTRODUCTION

Phthalic acid esters (dialkyl or alkylaryl esters),known as phthalates (PAEs), are commonly usedas plasticizers in the polymer industry since theyincrease flexibility of some polymeric materials,such as polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate,polystyrene, cellulose nitrate, polyamides or poly-vinylidenchloride copolymer.

In these plastics, they serve as intermolecularlubricants to impart flexibility: they are not chemi-cally bounded to the polymer, so that they canmigrate in the surrounding environment. They arealso used as fixative for fragrances, as insect repel-lents and as solvents for pesticides.

Phthalates esters are manufactured from alcoholssuch as methanol and ethanol (C1/C2) up to iso-decanol (C13), either as a straight chain or with somebranching to provide a wide range of different pro-perties for different uses. The phthalates content inplastic may range from 10% to 40% [2], so that theyare found everywhere in the environment.

GC-MS is often used to characterize plasticizercontaminants at trace levels, providing routinely bothqualitative and quantitative information about plastici-zers in very complex mixtures [1, 3]. Some prepara-tion methods are based on column chromatographyadsorption (Florisil or Alumina), or GPC purification. Inany case, the majority of methods for the determina-tion of PAEs involve gas-chromatography coupledwith several detectors such as flame ionization detec-tor (FID), electron capture detector (ECD) or massspectrometry (MS). The former techniques do notprovide unequivocal confirmation of identity and areoften subject to matrix interferences, whereas MSacquisition was usually carried out in single ion moni-toring (SIM) mode [8].

When introduced in the body, phthalates are meta-bolized mainly by hydrolysis to monoalkyl phthalatesand phthalic acid. They have been found in solvents,blood and plasma stored in plastic bags and in foodpackaged in plastic bags.

At the moment the legal limits for the phthalates arerelative to migration from packaging to food (forDEHP 18 mg/kg or 3 mg/dm-3), so it is essential toprotect the consumer’s health from this type of con-tamination.

Phthalates are lipophilic compounds and tend tobe distributed mostly in fatty foods and this cancause the presence of remarkable amounts of

PAEs for example in vegetable oils. Attention mustalso be focalized on the phthalates metabolites,sometimes much more toxic than parent com-pounds: some phthalates and/or their metabolitesare suspected human cancer-causing agents andendocrine disruptors. For this reason the phthalateshave been included in the priority list of pollutants inseveral countries [6, 7, 9,10,11,12].

LC/MS/MS has become the technique of choicefor the identification and quantification of contami-nants. The possibility to obtain different fragmenta-tions level, known as MS/MS acquisition is normallyvery specific to the target ion and the level of interfe-ring ions is greatly reduced.

The main purpose of this work was to develop andvalidate a simple and rapid method for the analysis ofphthalates in vegetable oils by HPLC/MS/MS forunequivocal confirmation and accurate quantificationof PAEs at low limits of detection (LOD) levels.

1. EXPERIMENTAL

MaterialsHexane, methanol, dichloromethane of analytical

grade were purchased from Aldrich (Italy), water, ace-tonitrile and methanol LC-MS Chromasolv were pur-chased from Riedel de Haen (Germany). To minimizethe risk of a secondary contamination, all solventswere checked for the presence of phthalates, consti-tuting a “blank control”.

Acetonitrile saturated with hexane was preparedmixing for 1 minute 400 ml of acetonitrile with 100 mlof hexane in a funnel, and after phases separation,the saturated solvent was isolated. Phthalates stan-dard butylbenzyl phthalate (BBP), di-n-butyl phthala-te (DBP), di-cyclohexyl phthalate (DCHP), di-n-octylphthalate (DOP), di-isononyl phthalate (DINP), di-decyl phthalate (DIDP), were obtained from Riedel deHaen (Germany), di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) at5 mg/ml was obtained from Supelco (Italy).

PAH Isolute columns 1,5g/6ml were purchasedfrom IST (United Kingdom).

Stock single analytes solutions (2 mg/ml) were pre-pared in methanol.

Working mixed solutions (ranging from 0.2 µg/ml to10 µg/ml) were prepared by mixing diluted singlestandard solution in methanol and stored in the fridgecold cell at + 4°C. A five point calibration curve wasobtained. 20 µl of each level were injected in theHPLC-MS/MS system.


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SamplesCommercial vegetable oil samples contained in pla-

stic packaging were supplied by different local super-markets in Italy (olive oils, extra virgin olive oils, sun-flower oils, corn oils, peanut oils and grapeseed oils).

Treatment of samples An exact amount of 1.000 g (+/- 1mg) was exactly

weighed in a 10 ml conical test tube with a screw cap.A double extraction with 5 ml of acetonitrile saturatedwith hexane was performed, soaking the mixture in anultrasonic bath for 15 minutes. The solutions were cen-trifuged at 5000 r.p.m. for 15 minutes.

The extracts were dried utilizing Rotavapor at 60°C.The residue was transferred to a conical test tube with2-3 ml of acetone, dried under nitrogen stream at 50°Cand redissolved with 3 ml of hexane.

Extraction and clean-upThe total sample extract was purified by means of

solid phase extraction utilizing a PAH isolute columnconditioned with 2 column volume of dichloro-methane, dried and conditioned with 2 columnvolume of hexane and dried. Sample hexaneextract was loaded at the top of the column. Thecolumn was washed again with 2 column volume ofhexane.

The analytes were deadsorbed with 2 columnvolume of acetonitrile, dried in a warm bath at 50°Cand taken to 1 ml of volume with acetonitrile. Theturbid solution was centrifuged at 5000 r.p.m. for10 minutes. 20 µl of the sample extract were injec-ted into the HPLC-MS-MS system.

Spiked sample preparationIn addition, a sample was prepared as previously

described and 10 µg of each phthalate standardwere spiked to verify a good recovery for eachanalyzed compound. The spiked level correspon-ded to a sample with 10 mg/kg of added phthala-tes. 20 µl of sample extract were injected into theHPLC-MS-MS system.

INSTRUMENTAL APPARATUSLiquid chromatography-tandem mass spectro-metry

HPLC elution was performed on a SpherisorbODS2 column (250 mm x 4.0 mm, 5 µm Dr.Maisch GmbH - Germany) at room temperature,by a ternary linear gradient solvent program using

a water-acetonitrile-methanol 0.05% HCOOH mix-ture as shown in Table I.

The HPLC system was stabilized for at least 1hour. The flow rate was 1.0 ml/min. The mobilephase was delivered by a P4000 series quaternarypump (ThermoFinnigan, San Josè-CA) equippedwith a Autosampler AS3000 (ThermoFinnigan,San Josè-CA) and splitted in a ratio 1:1 betweena Photodiode array detector UV 6000 LP anda MS detector (ThermoFinnigan, San Josè-CA).The chromatogram at 275 nm was also recordedtogether with the UV spectra. The loop injectionvolume was 20 µl.

As MS detector a LCQ Ion trap instrument(Finnigan MAT, San Josè-CA) equipped with anESI interface and Excalibur v. 1.1 (Finnigan) wasused for data acquisition and processing.

Opt imal operat ing parameters of the ESIinterface in positive ionization were optimized byinfusing separated tuning solutions in methanol(2 mg/10 ml), at a flow rate of 5 µl/min usinga Unimetric syringe pump, to study the fragmenta-tion conditions in the mass spectrometry detector.

The acquisition conditions utilized were the fol-lowing: discharge voltage 5.05 kV, discharge cur-rent 0.24 µA, capillary temperature 200 °C.

Operat ing in MS2 mode, product ion scanmass spectra of protonated molecules ofphthalates were acquired in MRM (multi reactionmonitoring) mode: qualitative and quantitativeanalysis were performed in MRM mode by monito-ring the specific transitions for each residue.

For di-isononyl phthalate and di-isodecylphthala-te only was utilized a SIM acquisition relativeto their m/z value. Al l MRM acquisit ion andcollision energy data are reported in Table II.The quant i f icat ion was obtained using thedata relative to the 1st transition.The 2nd transitionwas used for qualifier purpose.

Table I – Linear gradient elution conditions

Time (min) A (%) B (%) C (%) Flow rate (ml/min)

0 30 65 5 1.00

30 0 50 50 1.00

55 0 50 50 1.00

56 30 65 5 1.00

70 30 65 5 1.00

Eluents: (A) water, (B) acetonitrile, (C) methanol 0.05% HCOOH

SLOQ is the signal at the limit of quantitationSRB is the signal of the reagent blank, and σRB is the standard deviation for the reagent

blank. A blank control must be always determined toexclude possible solvent contamination.

The concentrations were calculated by the stan-dard curve. The LOD and LOQ values are reportedin Table IV.

Method precision - was evaluated on a naturallycontaminated olive oil sample, analyzed in the acquisi-tion modes previously described. Precision was calcu-lated as between-day repeatability (n=8). The repeata-bility value (r) referring to the analytes was also calcula-ted. In Table V the obtained results are reported.

Extraction recoveries - were calculated on a sam-ple preanalyzed, ensuring that phthalates contentswere <= LOQ, and successively spiked at a level of 10mg/kg. The results (n=8) are reported in Table VI.

3. METHOD VALIDATION

Validation process of the HPLC-MS/MS method wascarried out using the following parameters:

Method selectivity - this should be evaluated bymeasuring the analytes of interest in test portions towhich specific interferences among those likely to bepresent in the sample, are deliberately introduced. TheHPLC-MS/MS is already considered a confirmatorytechnique for analyte identity, moreover using MS2

selected transitions, most of the matrix interferencesmay be completely removed. The signal-to-noise ratiois increased, providing enhanced detection limits.

Method linearity - this was evaluated in the con-centration range from 0.2 µg/ml to 10 µg/ml for all thephthalates present in the external standard calibrationsolutions. A graphic type area/amount injected (ng)was plotted and the linearity studies were accompli-shed by calculating the calibration curve equation in theform: y = f(x) + b (where y is area of each specific tran-sition) The R2 respective values are reported in Table III.

The limit of detection (LOD) and the limit of quantita-tion (LOQ) were obtained for each phthalate, being cal-culated following the directives of IUPAC and theAmerican Chemical Society’s Committee onEnvironmental Analytical Chemistry, that is as follows:SLOD = SRB + 3σRB , SLOQ = SRB + 10σRB

where: SLOD is the signal at the limit of detection,


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Table II – ESI-MS/MS parameters: CE%=Capillary Energy Percentage

[M+H+]+ (m/z) CE % 1 Product ion-quantifier m/z CE % 2 Product ion-qualifier m/zBBP Di benzobutylphthalate 313 20 313/205 15 205/149DBP Di butylphthalate 279 20 279/205 15 205/149

DCHP Di ciclo hexyl phthalate 331 30 331/249; 231;167;149 20 249/167DEHP Di ethyl hexyl phthalate 391 25 391/279; 261; 167; 149 20 279/167DOP Di octyl phthalate 391 20 391/261;149 15 261/149DINP Di isononyl phthalate 419 - - - -DIDP Di isodecyl phthalate 447 - - - -

Table III – Calibration parameters

Curve R2

BBP y = 33767x + 7467 0.9946

DBP y = 36947x + 9265 0.9962

DCHP y = 31374x + 6540 0.9955

DEHP y = 22540x + 8291 0.9956

DOP y = 25193 + 4667 0.9852

DINP y = 28175x + 2848 0.9998

DIDP y = 24290x + 2512 0.9989

Table IV – Limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ)for each phthalate

LOD (ng) LOQ (ng) LOD (mg/kg) LOQ (mg/kg)BBP 1 2 0.05 0.10DBP 2 4 0.10 0.20

DCHP 1 2 0.05 0.10DEHP 1 2 0.05 0.10DOP 1 2 0.05 0.10DINP 2 4 0.10 0.20DIDP 2 4 0.10 0.20

Table V - Precision parameters between-day-repeatability n= 8(olive oil naturally contaminated)

Sample Average Dev. std. r RSDrmg/kg mg/kg mg/kg %

BBP 0.84 0.137 0.388 16.328DBP 12.02 0.804 2.276 6.690

DCHP 0.10 0.020 0.057 20.000DEHP 0.35 0.045 0.127 12.726DOP 0.19 0.027 0.077 14.050DINP 9.72 1.361 3.851 14.004DIDP 9.06 2.667 7.547 29.450


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Table VI – Recovery parameters, repeatability value (r) and RSD%relative to a spiked sample of olive oil

Average Recovery Dev. std. r RSDrmg/kg % mg/kg mg/kg %

BBP 10.30 107.8 0.624 1.766 6.058DBP 8.94 89.0 0.476 1.344 5.313

DCHP 8.90 87.7 0.391 1.103 4.392DEHP 11.03 110.3 1.053 2.980 9.548DOP 6.44 64.4 0.339 0.960 5.267DINP 11.38 99.8 1.219 3.451 10.717DIDP 10.40 104.4 2.172 6.146 19.631

Accuracy values were generally in the range of64% -110%. The relative standard deviation obtai-ned was very good: (RSD % values were between5,3 % and 19,6 %).

All statistical analysis and tests were carried outby using the statistical package present in Excel forWindows.

Table VII - Results (mg/kg) obtained in the analysis of different vege-table oils

Olive oil 1 Olive oil 2 Olive oil 3 Olive oil 4 Olive oil 5 Extra virginolive oil

PackagingPET PET PET PET PET Glass

BBP 0.48 0.45 0.49 0.25 0.19 < LOQDBP 0.20 0.30 < LOQ < LOQ < LOQ 1.63DCHP 0.34 0.12 < LOQ < LOQ < LOQ < LOQDEHP 1.72 1.42 1.84 2.67 1.13 1.33DOP 0.12 0.14 < LOQ < LOQ 0.10 < LOQDINP 8.43 1.70 11.0 2.6 2.49 0.48DIDP 20.86 2.95 3.26 3.59 0.85 2.99Total 32.15 7.08 16.89 9.36 4.97 6.49

Sunflower Sunflower Sunflower Sunflower Corn oil Peanut oil Grapeseedoil 1 oil 2 oil 3 oil 4 oil

PackagingPET PET PET PET PET PET PET

BBP < LOQ < LOQ < LOQ < LOQ 9.93 0.76 0.11DBP < LOQ < LOQ 10.40 < LOQ < LOQ 0.49 11.06DCHP < LOQ < LOQ 0.11 < LOQ 1.24 0.57 < LOQDEHP 0.76 0.42 0.44 0.39 < LOQ 1.64 < LOQDOP 0.25 0.42 0.41 0.17 < LOQ 0.22 < LOQDINP 0.46 1.41 13.19 1.03 < LOQ 10.29 13.98DIDP < LOQ 0.72 2.17 0.37 < LOQ 15.11 7.57Total 1.67 3.20 26.80 2.04 11.17 29.08 32.72

An overall evaluation of all analytical parametersshows that acquisition in HPLC-ESI-MS/MS modeprovides satisfactory data.

4. APPLICATION TO COMMERCIAL SAMPLES

The developed method using HPLC-ESI-MS/MSwas applied to the analysis of 13 samples of differentcommercial vegetable oils. This allowed the phthalatespresent to be compared in samples, depending on the

manufacturing procedure used.As it can be observed from Table VII the phthalates

considered are present in all the analyzed samples. Theconcentration ranged from 2.04 mg/kg (sunflower oil 4)to 32.72 mg/kg (grapeseed oil), without discriminatingthe different lipid matrices.

5. RESULTS AND DISCUSSION

Food safety and quality assessment concerns every-day life and poses problems to those producerswishing to improve the quality of their products.

The goal of the present investigation was fulfilled, i.e.the exploitation of another good method for residuemonitoring in food safety assessment. A method forthe determination of phthalates in vegetable oils wasdeveloped by HPLC-MS/MS analysis following a preli-minary SPE clean up. Lipids could cause serious pro-blems in LC system, so we have sought to minimize oreliminate coextraction of lipids, choosing acetonitrilesaturated with hexane as the extraction solvent and uti-lizing as clean-up step a PAH column, providing highrecoveries for all the PAEs.

Good repeatability value (r) was obtained for all PAEsconsidered. Low LOD values were obtained, rangingfrom 0.05 mg/kg to 0.10 mg/kg, at the same, low LOQvalues were obtained, ranging from 0.10 mg/kg to 0.20mg/kg.

An overall evaluation of all analytical parametersshows that acquisition in HPLC-ESI-MS/MS providessatisfactory data for all the analytes of interest: theMS/MS approach was proved to be capable of increa-sing sensitivity and selectivity.

In Figure 1 a typical SRM chromatogram is reportedrelative to a concentration of 2 µg/10ml of phthalatesobtained with the operative parameters selected.

The high specificity and signal to noise ratio, accu-racy, LOD and LOQ values, are good in comparisonwith those published by other authors.

The application of the proposed method to commer-cial samples of different typology revealed the presenceof phthalates, sometimes at high concentrations andhowever in the range of 2.04 mg/kg to 32.72 mg/kg.The phthalates present in higher concentrations weredi-isononyl phthalate and di-isodecyl phthalate.

6. CONCLUSIONS

LC-MS/MS using API interface such as ESI is apowerful analytical tool for determining phthalates resi-


30

Figure 1 HPLC – MRM/SIM chromatogram of phthalates acquired in ESI positive acquisition (10 ng for each phthalate)

dues in vegetable oils, providing the advantages ofchromatography as a separation technique and theadvantages of mass spectrometry for the unambi-guous identification of this type of contaminants.Moreover, it offers a very good sensitivity, obtaining lowdetection limits. The validation data also indicate thatthe method is reliable for the determination of the inve-stigated residues in a lipid matrix.

REFERENCES

[1] M. Ende, G. Spiteller, Contaminants in massspectrometry. Mass Spectrometry Reviews, 1,29-62 (1982)

[2] U. Hauri, U. Schlegel, M. Wangmann and C.Hohl, Determination of phthalates in toys andchildcare articles made of PVC with HPLC andHPTLC. Mitt. Lebensm. Hyg. 93, 179-185 (2002)

[3] C. Mariani, S. Venturini, K. Grob, Sulla presenzadi ftalati negli oli vegetali. Riv. Ital. SostanzeGrasse 83 (6) 251-256 (2006)

[4] F. A. Arcadi, C. Costa, C. Imperatore, A.Marchese, A. Rapisarda, M. Salemi, G.R.Trimarchi, G. Costa, Food Chem. Toxicol. 36, 693(1998)

[5] M. Petrovic, E. Eljarrat, M. J. Lopez de Alda, D.Barcelò, Trends Anal. Chem. 20, 637 (2001)

[6] Communication from the Commission to theCouncil and the European Parliament on theimplementation of the community strategy forendocrine disrupters - a range of substancessuspected of interfering with the hormonesystems on humans and wildlife. COM (1999)262 final, Brussels, 2001.

[7] Health and Consumer Protection, EuropeanCommission, <http://ec.europa.eu/food/index_en.htm>.

[8] B. Cavaliere, B. Macchione, G. Sindona, A.Tagarelli, Tandem mass spectrometry in foodsafety assessment: the determination of phthala-tes in olive oil. Journal of Chromatography A,1205, 137-143 (2008).

[9] Direttiva 2005/84/CE 14 Dicembre 2005 L344/40

[10] Regolamento (CE) 372/2007 2 Aprile 2007L92/9, Regolamento (CE) 2007/19

[11] Raccomandazione della Commissione CEE 11Aprile 2006 G.U. n. L 104 del 13/04/2006

[12] Decisione della Commissione 19 Agosto 2004 L280/34

[13] K. Yoshikawa, A. Tanaka, T. Yamaha, H. Kurata,Food Chem. Toxicol. 21, 221-223 (1983)

Ricevuto 16 dicembre 2008,accettato 15 gennaio 2009


31

UN MODELLO CONCETTUALE, OVVERO UNA RAPPRESENTAZIONE QUALITATIVA DELLA REALTÀOGGETTO DI STUDIO, È NECESSARIO COME BASE DI QUALSIASI MODELLO PREDITTIVO DI TIPOQUANTITATIVO. IN QUESTO LAVORO SONO STATE CONDOTTE DUE SERIE DI PROVE SPERIMEN-TALI PER UNA PRELIMINARE VALIDAZIONE DI UN SEMPLICE MODELLO CONCETTUALE DELLASTABILITÀ DELL’OLIO EXTRA VERGINE DI OLIVA (EVOO), BASATO SULLA COMBINAZIONE DITRE INDICI (I.E. ACIDITÀ, CONTENUTO DI ACIDO OLEICO E INTENSITÀ DI AMARO). LA STABILITÀÈ STATA STUDIATA CONDUCENDO PROVE DI CONSERVABILITÀ SU TRE LOTTI DI EVOO AVENTIUNA SIMILE COMBINAZIONE DI TALI INDICI E SU DUE LOTTI DI EVOO AVENTI UNA DIFFERENTECOMBINAZIONE DI TALI INDICI DI STABILITÀ. IL NUMERO DI PEROSSIDI, GLI INDICI SPETTROFOTOMETRICI NELL’ULTRAVIOLETTO (I.E K232 EK270), LA CONCENTRAZIONE DEI DERIVATI DEI SECOIRIDOIDI E LO STATO DI OSSIDAZIONE DEILIPIDI SONO STATI MISURATI COME PARAMETRI DI DEGRADAZIONE DEI CAMPIONI DI EVOO. IPARAMETRI K270, CONTENUTI DI TIROSOLO E IDROSSITIROSOLO SI SONO DIMOSTRATI I PIÙUTILI NEL SIMULARE LA CONSERVABILITÀ DEI LOTTI DI EVOO. LE CINETICHE DI DEGRADAZIO-NE HANNO CONFERMATO CHE PER I LOTTI DI EVOO STUDIATI UNA MEDESIMA COMBINAZIONEDEGLI INDICI DI STABILITÀ CORRISPONDE AD UN’ANALOGA VELOCITÀ DI DEGRADAZIONE E,VICEVERSA, AD UNA DIFFERENTE COMBINAZIONE DEGLI INDICI DI STABILITÀ CORRISPONDEUNA DIFFERENTE VELOCITÀ DI DEGRADAZIONE.

TTOOWWAARRDDSS AA CCOONNCCEEPPTTUUAALL MMOODDEELL TTOO PPRREEDDIICCTT EEXXTTRRAA VVIIRRGGIINN OOLLIIVVEE OOIILL SSTTAABBIILLIITTYYA QUALITATIVE REPRESENTATION OF OIL STABILITY IS NECESSARY, NAMELY A CONCEPTUALMODEL, AS A BASIS FOR ANY PREDICTIVE MODEL. IN THIS WORK A NUMBER OF TESTS WASCARRIED OUT TO PRELIMINARILY VALIDATE A SIMPLE CONCEPTUAL MODEL OF EXTRA VIRGINOLIVE OIL (EVOO) STABILITY, BASED ON COMBINATION OF THREE STABILITY INDICES, I.E.ACIDITY, OLEIC ACID CONTENT AND BITTER TASTE INTENSITY. EVOO STABILITY WAS STUDIEDBY PERFORMING SHELF-LIFE TESTS ON THREE EVOO LOTS HAVING SIMILAR VALUE COMBI-NATION OF STABILITY INDICES AND SHELF-LIFE TESTS ON TWO EVOO LOTS HAVING DIFFE-RENT VALUE COMBINATION OF STABILITY INDICES. THE PEROXIDE VALUE, SPECTROSCOPICPARAMETERS, I.E. K232 AND K270, IN THE UV REGION, SECOIRIDOID CONCENTRATIONS ANDLIPID OXIDATION STATUS WERE MEASURED AS OIL DEGRADATION PARAMETERS. PARAMETERSK270, TYROSOL AND HYDROXYTYROSOL WERE FOUND TO BE THE MOST USEFUL PARAMETERSTO SIMULATE DEGRADATION OF EVOO LOTS DURING SHELF-LIFE. KINETICS OF DEGRADATIONPARAMETERS CONFIRMED THAT FOR TESTED EVOO LOTS A SINGLE VALUE COMBINATION FORSTABILITY INDICES WOULD CORRESPOND TO THE SAME DEGRADATION RATE, AS WELL AS DIF-FERENT STABILITY INDEX COMBINATIONS WOULD CORRESPOND TO DIFFERENT DEGRADATIONRATES.

Verso un modello concettualedi previsione della conservabilità

dell’olio extra vergine di oliva

SS.. SSIILLIIAANNII11,, BB.. ZZAANNOONNII11,, GG.. FFIIAA11,,MM.. BBEERRTTUUCCCCIIOOLLII11,, AA.. MMAATTTTEEII22,,OO.. LLOORREENNZZIINNII22

1) DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE AGRARIE –SEZIONE DI TECNOLOGIE ALIMENTARI,UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE - ITALIA

2) CARAPELLI FIRENZE SPA, TAVARNELLE VAL

DI PESA - ITALIA

AUTORE DI RIFERIMENTO:PROF. BRUNO ZANONI

E-MAIL: [email protected] TEL.: +39 055 3220336

FAX: +39 055 355995


32

INTRODUZIONE

Qualsiasi modello predittivo dovrebbe esserebasato su un’ipotesi di rappresentazione del feno-meno da prevedere, ovvero su un modello concet-tuale. Ciò è ancora più vero per un fenomeno com-plesso come la degradazione in conservazione del-l’olio extra vergine di oliva (EVOO) [1].

Nonostante l’ampio numero di riferimenti biblio-grafici sulla qualità di EVOO, un modello concettua-le validato della stabilità di EVOO non è stato anco-ra messo a punto. In nostri precedenti studi [2-4] siè cominciato ad affrontare il problema e si è propo-sto il modello concettuale basato sulla combinazio-ne di indici di stabilità, descritto in Figura 1 e validoper EVOO filtrati e confezionati in condizioni di limi-tato impatto ossidativo (i.e. contenitori completa-mente riempiti e chiusi).

La stabilità è stata assunta come strettamentedipendente da indici, che devono riflettere le carat-teristiche chimico-fisiche di EVOO e che devonogodere delle seguenti proprietà: (I) gli effetti sullastabilità della varietà delle olive, dell’origine geografi-ca, della stagione olearia e del processo di estrazio-ne dovrebbero essere espressi da tali indici; (II) l’en-tità numerica degli indici di stabilità dovrebbe esserefrutto di tutte le attività produttive che sono statecondotte prima dello stoccaggio dell’olio, mentre illoro valore non dovrebbe cambiare una volta chel’olio è stato estratto e filtrato. Tale valore dovrebbequindi spiegare la minore o maggiore sensibilità alladegradazione durante la conservazione di EVOO.

Gli indici di stabilità che si sono dimostrati neinostri precedenti studi più significativi nell’esprimerele suddette proprietà per un olio limpido, sono statiil valore di acidità, il contenuto di acido oleico, l’in-tensità del descrittore sensoriale amaro; l’acidità inquanto inversamente correlata alla stabilità (i.e.

maggiore è l’acidità, minore è la conservabilità), ilcontenuto di acido oleico e l’intensità di amaro inquanto direttamente correlati alla stabilità (i.e. mag-giore è il contenuto di acido oleico o maggiore èl’intensità di amaro, maggiore è la conservabilità).

La scelta di tali indici è stata supportata anche daaltri dati di letteratura. L’acidità, che è dovuta alfenomeno di idrolisi enzimatica dei trigliceridi, misu-ra la concentrazione degli acidi grassi liberi, chehanno un effetto pro-ossidante [5], ed è un indiceche esprime il livello qualitativo delle modalità digestione delle olive prima dell’estrazione dell’olio.Un alto contenuto di acido oleico porta ad oli menosuscettibili alla ossidazione lipidica [6] ed il suo valo-re dipende sia dalla varietà che dall’origine geografi-ca delle olive. L’intensità di amaro dipende in partedalla concentrazione di alcuni derivati dei secoiridoi-di [7,8], che sono le tipiche sostanze antiossidanti diEVOO. Di conseguenza, l’intensità di amaro è inparte espressione indiretta del potere di inibizionedei derivati dei secoiridoidi sulla ossidazione lipidica;essa è influenzata sia dalla varietà e dalle modalitàdi gestione delle olive prima dell’estrazione dell’olioche dalle condizioni operative di estrazione [9].

Secondo il nostro modello concettuale la degra-dazione di EVOO dovrebbe essere misuratamediante parametri sensibili al più piccolo fenome-no di cambiamento della composizione. Le loroentità e cinetiche di variazione dovrebbero dipende-re sia dagli indici di stabilità che dalle condizionioperative di confezionamento e di commercializza-zione (i.e. tempo, esposizione alla luce, esposizioneall’ossigeno, temperatura). Sulla base dei nostri pre-cedenti studi [2-4], alcuni parametri si sono dimo-strati significativi nel misurare sia la degradazionedei lipidi (i.e. il numero di perossidi, gli indici spet-trofotometrici nell’ultravioletto K232 e K270, lo stato diossidazione dei lipidi) che la degradazione dei deri-vati dei secoiridoidi (i.e. contenuti di tirosolo/p-HPEA e idrossitirosolo/3,4-DHPEA). La significati-vità di tali parametri è stata confermata anche daaltri dati di letteratura [10-13].

Scopo di questo lavoro è stato quello di condurreuna preliminare validazione del nostro modello con-cettuale attraverso la conferma o meno dellaseguente assunzione: per qualsiasi EVOO limpido econservato in condizioni di limitato impatto ossidati-vo una medesima combinazione dei valori degliindici di stabilità porta ad una medesima velocità didegradazione e, di conseguenza, una differente

Figura 1 - Modello concettuale della stabilità di EVOO da validare


33

combinazione dei valori degli indici di stabilità portaad una differente velocità di degradazione di EVOO.

MATERIALI E METODI

La stabilità di EVOO è stata studiata secondo ilseguente approccio sperimentale:• Test A: test di conservabilità condotto su lotti di

EVOO con una simile combinazione di valori degliindici di stabilità;

• Test B: test di conservabilità su lotti di EVOO conuna differente combinazione di valori degli indici distabilità.

Il test A è stato realizzato su tre lotti di EVOO (X,Y, Z), che sono stati forniti dall’azienda Carapelli(Carapelli Firenze SpA, Tavernelle Val di Pesa,Firenze) e che sono stati ottenuti in azienda permiscelazione di oli vergini italiani, spagnoli e grecidurante la stagione olearia 2004. Si è voluto dispor-re di campioni di EVOO di differente filiera produtti-va, ma con simili valori degli indici di stabilità (Tab. I).

I tre lotti sono stati conservati in bottiglie di vetrochiaro da 1 litro, completamente riempite e chiuse,esposte alla luce a temperatura ambiente per gene-rare una rapida e significativa degradazione. Dopo 7,14, 21, 28, 42, 70, 77 e 84 giorni di stoccaggioveniva aperta una bottiglia di ogni lotto e un campio-ne di olio veniva prelevato e sottoposto immediata-mente alla misura dei parametri di degradazione.

Il test B è stato realizzato su due lotti di EVOO (A,B), che sono stati forniti dall’azienda Carapelli(Carapelli Firenze SpA, Tavernelle Val di Pesa,Firenze) e che sono stati ottenuti in azienda permiscelazione di oli vergini spagnoli, greci e tunisini

durante la stagione olearia 2006. Si è voluto disporredi campioni di EVOO sia di differente filiera produttivache con differenti valori degli indici di stabilità (Tab. I).I due lotti sono stati conservati in bottiglie di vetrochiaro da 500 ml, completamente riempite e chiuse,esposte alla luce a temperatura ambiente per gene-rare una rapida e significativa degradazione. Dopo 7,14, 21, 28, 42, 70, 77 e 84 giorni di stoccaggio veni-va aperta una bottiglia di ogni lotto e un campione diolio veniva prelevato e sottoposto immediatamentealla misura dei parametri di degradazione.

Misura degli indici di stabilitàL’acidità (% acido oleico) e il contenuto di acidi

grassi (%) sono stati misurati secondo i metodi uffi-ciali EU [14]. La valutazione dell’intensità dell’amaroè stata condotta sensorialmente mediante assaggioda parte del panel aziendale, costituito da 5 giudiciesperti della qualità sensoriale degli oli. Ai giudici èstato chiesto di valutare l’intensità dell’amaro asse-gnando un punteggio compreso tra 0 (assenza diamaro) e 5 (estremamente amaro).

Misura dei parametri di degradazioneIl numero di perossidi (meqO2kg-1) e i parametri spet-

trofotometrici nella regione dell’ultravioletto, K232 e K270,sono stati misurati secondo i metodi ufficiali EU [14].

La concentrazione dei derivati dei secoiridoidi (i.eaglicone oleoeuropeina/3,4-DHPEA-EA, agliconeligstroside /p-HPEA-EA e loro derivati) sono statimisurati secondo il metodo di Cortesi et al. [15]. Icomposti sono stati identificati e quantificati (ppm)come equivalenti di tirosolo/ p-HPEA.

Lo stato di ossidazione dei lipidi è stato misuratoper HPLC secondo il metodo di Rovellini et al. [16].

Elaborazione statistica dei datiTutte le analisi sono state condotte in triplo e per

ogni misura è stata calcolata la deviazione stan-dard. L’analisi delle componenti principali (PCA) èstata appl icata per classif icare i campioni(Unscrambler 9.1, Camo As., Oslo, Norvegia). I daticinetici sono stati elaborati mediante Table Curve2D 4.0 (Systat Software Inc., Richmond, Ca, USA).

RISULTATI E DISCUSSIONI

Test AI risultati analitici dei campioni di EVOO soggetti al

test A sono riportati nella Tabella II.

Tabella I - Valori degli indici di stabilità dei lotti di EVOO utilizzatinelle prove di conservabilità

Test A

Lotti Acidità (% ac. oleico) Acido oleico (%) Amaro

X 0,49 ± 0,02 77,9 ± 0,8 2,5 ± 0,5

Y 0,48 ± 0,02 78,5 ± 0,8 3,0 ± 0,5

Z 0,52 ± 0,03 78,4 ± 0,8 3,0 ± 0,5

Test B

Lotti Acidità (% ac. oleico) Acido oleico (%) Amaro

A 0,50 ± 0,03 72,3 ± 0,7 2,0 ± 0,5

B 0,20 ± 0,01 79,6 ± 0,8 4,0 ± 0,5


34

Tabella II - Risultati sperimentali per il test di conservabilità A*

LOTTO X

Tempo Numero di perossidi K232 K270 p-HPEA 3,4-DHPEA Ox230 (%) Dieni (%) Trieni (%)

(die) (meqO2 kg-1) (mg kg-1) (mg kg-1)

0 9,5 ± 0,8 1,89 ± 0,06 0,126 ± 0,009 26,0 ± 0,3 31,5 ± 0,3 4,3 ± 0,4 4,3 ± 0,4 0,41 ± 0,04

7 11,4 ± 0,9 1,91 ± 0,06 0,127 ± 0,009 27,6 ± 0,3 34,4 ± 0,3 5,0 ± 0,5 4,5 ± 0,5 0,46 ± 0,05

14 12,5 ± 1,0 1,89 ± 0,06 0,130 ± 0,009 29,8 ± 0,3 35,4 ± 0,4 2,1 ± 0,2 2,2 ± 0,2 0,20 ± 0,02

21 13,6 ± 1,1 1,90 ± 0,06 0,135 ± 0,009 29,2 ± 0,3 34,4 ± 0,4 4,1 ± 0,4 3,9 ± 0,4 0,43 ± 0,04

28 13,9 ± 1,1 1,92 ± 0,06 0,137 ± 0,009 29,2 ± 0,3 35,4 ± 0,4 4,5 ± 0,5 4,1 ± 0,4 0,41 ± 0,04

42 11,7 ± 0,9 1,93 ± 0,06 0,146 ± 0,010 32,2 ± 0,3 36,3 ± 0,4 2,2 ± 0,2 2,6 ± 0,3 0,24 ± 0,02

70 11,7 ± 0,9 1,92 ± 0,06 0,154 ± 0,011 33,0 ± 0,3 39,8 ± 0,4 2,6 ± 0,3 2,5 ± 0,3 0,27 ± 0,03

77 10,9 ± 0,9 1,95 ± 0,06 0,162 ± 0,011 33,1 ± 0,3 41,0 ± 0,4 2,0 ± 0,2 2,4 ± 0,2 0,18 ± 0,02

84 12,4 ± 1,0 2,01 ± 0,06 0,154 ± 0,011 35,1 ± 0,4 40,9 ± 0,4 5,0 ± 0,5 3,7 ± 0,4 0,35 ± 0,04

LOTTO Y



0 9,4 ± 0,8 1,91 ± 0,06 0,110 ± 0,008 17,8 ± 0,2 23,9 ± 0,2 4,5 ± 0,5 4,5 ± 0,5 0,42 ± 0,04

7 11,3 ± 0,9 1,89 ± 0,06 0,110 ± 0,008 21,8 ± 0,2 25,3 ± 0,3 4,0 ± 0,4 4,6 ± 0,5 0,40 ± 0,04

14 11,7 ± 0,9 1,92 ± 0,06 0,116 ± 0,008 23,8 ± 0,2 26,2 ± 0,3 5,4 ± 0,5 5,1 ± 0,5 0,51 ± 0,05

21 11,5 ± 0,9 1,93 ± 0,06 0,123 ± 0,009 24,8 ± 0,2 26,0 ± 0,3 2,7 ± 0,3 3,5 ± 0,4 0,35 ± 0,04

28 12,4 ± 1,0 1,95 ± 0,06 0,124 ± 0,009 24,5 ± 0,2 27,5 ± 0,3 3,3 ± 0,3 3,6 ± 0,4 0,51 ± 0,05

42 11,0 ± 0,9 1,95 ± 0,06 0,132 ± 0,009 28,5 ± 0,3 28,0 ± 0,3 2,3 ± 0,2 2,8 ± 0,3 0,23 ± 0,02

70 11,5 ± 0,9 1,94 ± 0,06 0,139 ± 0,010 30,2 ± 0,3 31,3 ± 0,3 4,0 ± 0,4 3,7 ± 0,4 0,36 ± 0,04

77 15,4 ± 1,2 2,02 ± 0,06 0,141 ± 0,010 30,3 ± 0,3 31,6 ± 0,3 2,4 ± 0,2 3,0 ± 0,3 0,20 ± 0,02

84 13,7 ± 1,1 1,95 ± 0,06 0,142 ± 0,010 31,9 ± 0,3 32,5 ± 0,3 2,6 ± 0,3 3,1 ± 0,3 0,25 ± 0,03

Lotto Z



0 9,5 ± 0,8 2,01 ± 0,06 0,127 ± 0,009 25,2 ± 0,3 21,9 ± 0,2 3,3 ± 0,3 4,0 ± 0,4 0,35 ± 0,04

7 11,0 ± 0,9 2,02 ± 0,06 0,126 ± 0,009 25,3 ± 0,3 22,9 ± 0,3 3,8 ± 0,4 4,2 ± 0,4 0,34 ± 0,03

14 12,5 ± 1,0 2,05 ± 0,06 0,133 ± 0,009 25,9 ± 0,3 24,2 ± 0,2 2,3 ± 0,3 2,9 ± 0,3 0,24 ± 0,02

21 13,0 ± 1,0 2,05 ± 0,06 0,136 ± 0,010 26,4 ± 0,3 23,8 ± 0,4 2,7 ± 0,3 3,2 ± 0,3 0,28 ± 0,03

28 15,2 ± 1,2 2,05 ± 0,06 0,137 ± 0,010 24,2 ± 0,3 24,7 ± 0,2 5,0 ± 0,5 4,8 ± 0,5 0,43 ± 0,04

42 12,0 ± 1,0 2,03 ± 0,06 0,146 ± 0,010 27,5 ± 0,3 27,0 ± 0,3 2,2 ± 0,2 3,0 ± 0,3 0,24 ± 0,02

70 18,8 ± 1,5 2,10 ± 0,06 0,150 ± 0,011 27,8 ± 0,3 27,7 ± 0,3 6,0 ± 0,6 5,3 ± 0,5 0,51 ± 0,05

77 15,5 ± 1,2 1,96 ± 0,06 0,150 ± 0,011 28,6 ± 0,3 28,4 ± 0,3 2,4 ± 0,2 3,0 ± 0,3 0,22 ± 0,02

84 10,8 ± 0,9 2,06 ± 0,06 0,160 ± 0,011 28,8 ± 0,3 29,4 ± 0,3 2,6 ± 0,3 3,5 ± 0,4 0,27 ± 0,03

*) OX230 = contenuto di acidi grassi ossidati a 230 nm; Dieni e Trieni = contenuto di acidi grassi coniugati dienoici e trienoici

Tutti i dati sperimentali sono stati elaboratimediante analisi statistica multivariata. È stata ela-borata mediante PCA una mappa multidimensio-nale di tutti i campioni in relazione ai parametri didegradazione misurati e ai giorni di conservazione(Fig. 2). I campioni si sono posizionati in accordoal loro tempo di conservazione, senza separarsi ininsiemi legati ai tre lotti esaminati. I test di conser-

vazione hanno causato una significativa degrada-zione degli oli, ma non si è evidenziata alcuna dif-ferenza di comportamento tra i tre lotti.

Per meglio approfondire tale comportamento, èstato condotto uno studio cinetico sui parametri didegradazione. I l K270 e le concentrazioni ditirosolo/p-HPEA e di idrossitirosolo/3,4-DHPEAsono stati i soli parametri che hanno mostrato una


35

regolare cinetica nel tempo e che quindi hanno per-messo di comparare le velocità di degradazione deitre lotti di EVOO. Simili risultati sono stati ottenuti inletteratura [12, 16].

Sono stati elaborati i valori relativi dei suddettiparametri, in modo da annullare l’effetto di eventualidifferenze nei valori al tempo zero di conservazione.Le cinetiche di incremento relativo del K270 sonorisultate descrivibili significativamente dalle seguentiequazioni tendenti ad un asintoto:

• Per il lotto X:

r = 0.97; P = 0.00000 [1]

• Per il lotto Y:

r = 0.99; P = 0.00000 [2]

• Per il lotto Z:

r = 0.97; P = 0.00000 [3]

dove A = 1.62, kX = 0.007 1/die, kY = 0.008 1/die,kZ = 0.007 1/die.Le cinetiche di incremento relativo della concen-

trazione di 3,4-DHPEA sono risultate descrivibilisignificativamente dalle seguenti equazioni lineari:

Figura 2 - Analisi PCA dei campioni. Le lettere indicano i lotti, i numeri i giorni di conservazione

Figura 3 - Cinetiche di variazione dei valori relativi di K270 per i lotti X,Y e Z durante il test A di conservazione. ◆, ■, ▲ rappresentano idati sperimentali per X, Y e Z, rispettivamente; le linee rappresentanole relative cinetiche previste dai modelli di regressione

Figura 4 -Cinetiche di variazione dei valori relativi di 3,4-DHPEA per ilotti X, Y e Z durante il test A di conservazione. ◆, ■, ▲ rappresen-tano i dati sperimentali per X, Y e Z, rispettivamente; le linee rappre-sentano le relative cinetiche previste dai modelli di regressione


36

• Per il lotto X:

r = 0.94; P = 0.00015 [4]

• Per il lotto Y:

r = 0.99; P = 0.00003 [5]

• Per il lotto Z:

r = 0.99; P = 0.00000 [6]

dove KX = 0.004 1/die, KY = 0.004 1/die, KZ =0.004 1/die.

Le cinetiche di incremento relativo di p-HPEA nonsono state elaborate, assumendo che il contenutodi p-HPEA desse la stessa informazione del 3,4-DHPEA [17].

Si nota come tutte le cinetiche dei suddetti para-metri di degradazione abbiano simili costanti divelocità: la degradazione di EVOO è avvenuta allamedesima velocità per tutti i tre lotti considerati(Figure 3 e 4). Ne consegue pertanto che ad unacombinazione simile di indici di stabilità è corrispo-sta una simile velocità di degradazione.

Test BLa degradazione dei campioni di EVOO soggetti

al test di conservazione B è stata monitorata attra-verso la misura dei parametri di degradazione pre-cedentemente selezionati, K270 e 3,4-DHPEA; i risul-tati analitici sono riportati nella Tabella III.

È stato condotto anche in questo caso uno stu-dio cinetico. Il K270 e le concentrazioni di 3,4-DHPEA hanno seguito un simile andamento tra idue lotti, ma con una differente velocità di degra-

Tabella III - Risultati sperimentali per il test di conservabilità BLotto A

Tempo (die) K270 3,4-DHPEA (mg kg-1)0 0,146 ± 0,010 17,4 ± 0,27 0,165 ± 0,011 18,3 ± 0,2

14 0,182 ± 0,013 19,2 ± 0,221 0,187 ± 0,013 20,1 ± 0,228 0,214 ± 0,015 19,4 ± 0,235 0,216 ± 0,015 20,7 ± 0,242 0,221 ± 0,015 20,8 ± 0,249 0,221 ± 0,015 22,3 ± 0,256 0,231 ± 0,016 21,8 ± 0,263 0,226 ± 0,016 22,6 ± 0,270 0,231 ± 0,016 24,3 ± 0,277 0,231 ± 0,016 22,1 ± 0,284 0,231 ± 0,016 24,0 ± 0,291 0,236 ± 0,017 24,9 ± 0,2

Lotto BTempo (die) K270 3,4-DHPEA (mg kg-1)

0 0,141 ± 0,010 26,5 ± 0,37 0,151 ± 0,010 25,0 ± 0,3

14 0,161 ± 0,011 25,5 ± 0,321 0,171 ± 0,012 24,3 ± 0,228 0,179 ± 0,013 27,8 ± 0,335 0,182 ± 0,013 24,9 ± 0,242 0,183 ± 0,013 25,7 ± 0,349 0,184 ± 0,013 24,8 ± 0,256 0,183 ± 0,013 24,4 ± 0,263 0,185 ± 0,013 27,1 ± 0,370 0,181 ± 0,013 25,7 ± 0,377 0,180 ± 0,013 26,7 ± 0,384 0,178 ± 0,013 26,6 ± 0,391 0,185 ± 0,013 26,4 ± 0,3

Figura 5 - Cinetiche di variazione dei valori relativi di K270 per i lotti A eB durante il test B di conservazione. ◆ e ■ rappresentano i dati spe-rimentali per A e B, rispettivamente; le linee rappresentano le relativecinetiche previste dai modelli di regressione

Figura 6 - Cinetiche di variazione dei valori relativi di 3,4-DHPEA per ilotti A e B durante il test B di conservazione. ◆ e ■ rappresentano idati sperimentali per A e B, rispettivamente; le linee rappresentano lerelative cinetiche previste dai modelli di regressione


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dazione:• Per il lotto A:

r = 0.99; P = 0.00000 [7]

• Per il lotto B:

r = 0.97; P = 0.00000 [8]

dove AA = 1.62, kA = 0.038 1/die, AB = 1.31, kB =0.059 1/die.

• Per il lotto A:

r = 0.95; P = 0.00000 [9]

dove KA = 0.005 1/die. Nessun incremento di3,4-DHPEA è avvenuto per il lotto B.

Le differenze nelle velocità di degradazione tra ilotti A e B sono chiaramente l’effetto della differentecombinazione degli indici di stabil ità (Tab. I).Pertanto si può affermare che ad una differentecombinazione degli indici di stabilità corrispondauna differente velocità di degradazione (Fig. 5 e 6).

CONCLUSIONI

L’utilità di disporre di modelli che prevedano lavelocità e l’entità dei fenomeni degradativi a caricodelle componenti di un olio extra vergine di oliva èben evidente. Le aziende che estraggono l’olio dalleolive, come le aziende che miscelano e commercia-lizzano oli provenienti da frantoi diversi, possonotrovare nei modelli predittivi un modo per simulare ilcomportamento del prodotto durante le fasi di con-servazione, distribuzione e vendita, ma anche unmodo per migliorare le tecniche produttive e lemodalità di approvvigionamento delle materie primeai fini di una maggiore stabilità del prodotto finito.D’altro canto, tali modelli devono però essere real-mente predittivi, cioè in grado di dare con rapidità elimitato dispendio di risorse delle informazioni pre-ventive sulle possibili evoluzioni delle caratteristichequalitative del prodotto, in relazione sia alle condi-zioni ambientali di conservazione che alle possibilidifferenti caratteristiche del prodotto fresco. Per talemotivo una rappresentazione qualitativa della stabi-lità di un olio, ovvero un modello concettuale dellastabilità, è necessariamente di base per qualsiasimodello predittivo.

In tale contesto un limitato potere predittivohanno gli studi di shelf-life, in cui si attua il monito-raggio di parametri di degradazione dell’olio indiverse condizioni di conservazione senza trovarnel’andamento cinetico [18, 19]. Come pure limitatopotere predittivo hanno gli studi di shelf-life, in cui sidefiniscono modelli cinetici in funzione delle variabilidi conservazione ma senza tener conto della pre-gressa storia produttiva dell’olio, dalla quale dipen-de la velocità delle reazioni [20, 21].

Pochi sono gli studi che propongono modelli real-mente predittivi, purtroppo condizionati nella loroapplicabilità o dallo studio della degradazione di unolio in condizioni non realistiche [22, 23] o conside-rando un così elevato numero di parametri nelmodello da renderlo difficilmente applicabile nellerealtà produttive [24, 25].

Il nostro studio può rappresentare un contributoiniziale alla soluzione di tale problema predittivo. Inbreve, si è affrontato lo studio sperimentale delladegradazione di un olio extra vergine di oliva limpi-do e confezionato in condizioni di ridotto impattoossidativo (i.e. contenitori completamente riempiti echiusi), separando l'effetto della matrice da quellodelle condizioni di conservazione.

Si è iniziato a studiare prima di tutto l'effetto, più criti-co, della matrice mantenendo costanti le condizioni diconservazione; si è arrivati a proporre un modello con-cettuale coerente, semplice e flessibile della degrada-zione di EVOO (Fig. 7), che è in grado di seguire la sta-bilità in conservazione di un EVOO. A questo livellodella ricerca tale modello ha subito una preliminarevalidazione, che sarà alla base di ulteriori validazioni edeventualmente miglioramenti del modello in differenticondizioni di conservazione (i.e. minore/maggiore pre-senza di luce, minore/maggiore presenza di ossigeno;minore/maggiore torbidità, ecc…).

Figura 7 - Il modello concettuale preliminarmente validato della sta-bilità di EVOO.


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BIBLIOGRAFIA

[1] E.N. Frankel, J. Sci. Food Agric. 54, 495-511(1991).

[2] S. Siliani, B. Zanoni, M. Bertuccioli, A. Mattei,It. J. Food Sci., Special Issue SLIM 2006, 50-55 (2007).

[3] B. Zanoni, M. Bertuccioli, P. Rovellini, F.Marotta, A. Mattei, J. Sci. Food Agric. 85,1492-1498 (2005).

[4] A. Mattei, M. Burattini, B. Zanoni, Riv. Ital.Sostanze Grasse 82, 65-70 (2005).

[5] K. Miyashita, T. Takagi, JAOCS 63, 1380-1384(1986).

[6] SSH. Allam, Riv. Ital. Sostanze Grasse 78,337-341 (2001).

[7] S. Siliani, A. Mattei, L. Benevieri Innocenti, B.Zanoni, J. Food Qual. 29, 431-441 (2006).

[8] M. Servil i, R. Selvaggini, S. Esposto, A.Taticchi, G.F. Montedoro, G. Morozzi, J.Chromatogr. 1054, 113-127 (2004).

[9 L. Di Giovacchino, S. Sestili, D. Di Vincenzo,Eur. J. Lipid Sci. Technol. 104, 587-601(2002).

[10] A. Romani, C. Lapucci, C. Cantini, F. Ieri, N.Mulinacci, F. Visioli, J. Agric. Food Chem. 55,1315-1320 (2007).

[11] J.R. Morello, M.J. Motilva, M.J Tovar, M.P.

Romero, Food Chem. 85, 357-364 (2004).[12] E. Pagliarini, B. Zanoni, G. Giovanelli, J. Agric.

Food Chem. 48, 1345-1351 (2000).[13] V. Paganuzzi, F. De Iorgi, A. Malerba, Riv. Ital.

Sostanze Grasse. 74, 231-240 (1997).[14] Anonimo, Regolamento (CE) n° 796/2002. Off.

J. Eur. Comm. May 15th L128, 1-28 (2002).[15] N. Cortesi, P. Rovellini, P. Fusari, Riv. Ital.

Sostanze Grasse. 79, 145-150 (2002).[16] P. Rovellini, N. Cortesi, E. Fedeli, Riv. Ital.

Sostanze Grasse 76, 109-114 (1999).[17] P. Rovellini, N. Cortesi, Riv. Ital. Sostanze

Grasse. 79, 1-14 (2002).[18] L. Cinquanta, M. Esti, M. Di Matteo, JAOCS

78, 1197-1202 (2001).[19] A. De Leonardis, V. Macciola, Riv. Ital.

Sostanze Grasse. 75, 391-397 (1998).[20] A. Kanavouras, F.A. Coutelieris, Food Chem.

96, 48-55 (2006).[21] T. Gutfinger, JAOCS 58 (11) 966-968 (1981).[22] R. Aparicio, L. Roda, M.A. Albi, F. Gutierrez, J.

Agric. Food Chem. 47, 4150-4155 (1999).[23] M.H. Gordon, E. Mursi, JAOCS 71, 649-651

(1994).[24] P. Rovellini, Riv. Ital. Sostanze Grasse 81, 335-

341 (2004).[25] R. Przybylski, R.C. Zambiazi, JAOCS 77, 925-

931 (2000).

TTOOWWAARRDDSS AA CCOONNCCEEPPTTUUAALL MMOODDEELL TTOO PPRREEDDIICCTT EEXXTTRRAA VVIIRRGGIINN OOLLIIVVEE OOIILL SSTTAABBIILLIITTYYSS.. SSIILLIIAANNII,, BB.. ZZAANNOONNII,, GG.. FFIIAA,, MM.. BBEERRTTUUCCCCIIOOLLII,, AA.. MMAATTTTEEII,, OO.. LLOORREENNZZIINNII

The biggest companies usually produce extra virgin olive oil (EVOO) by blending. For these companies, predic-tion of stability represents a useful tool to select the virgin oil purchased and to optimise the blending operation,provided that predictive models should be able to supply preventive information on any change in quality charac-teristics of the product in relation to both environmental storage conditions and history of oil production. For thisreason, a qualitative representation of oil stability is necessary, namely a conceptual model, as a basis for anypredictive model (Fig. 1).

This work suggests a simple conceptual model of EVOO stability, based on combination of three stability indi-ces, i.e. acidity, oleic acid content and bitter taste intensity. Several tests were carried out to preliminarily validatethe conceptual model (Fig. 7). EVOO stability was studied by performing shelf-life tests on three EVOO lotshaving similar value combination of stability indices and shelf-life tests on two EVOO lots having different valuecombination of stability indices.

EVOO stability indices such as acidity, oleic acid content and bitter taste intensity were measured (Table I).Peroxide value, spectroscopic parameters, i.e. K232 and K270, in the UV region, secoiridoid concentrations andlipid oxidation status were measured as oil degradation parameters (Tables II and III). Parameters K270, tyrosol andhydroxytyrosol were found to be the most useful parameters to simulate EVOO degradation during shelf-life.Kinetics of degradation parameters confirmed that for tested EVOO lots a single value combination for stabilityindices would correspond to the same degradation rate (Figs. 2-4), as well as different stability index combina-tions would correspond to different degradation rates (Figs. 5 and 6).

Ricevuto 3 novembre 2008, accettato 19 novembre 2008


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TUCUM PULP OIL CONTAINS OLEIC AND PALMITIC AS ITS MAJOR FATTY ACIDS, AND A VERYLOW PROPORTION OF LINOLEIC ACID, THE OIL APPEARING TO BE AN IMPORTANT RAW MATE-RIAL FOR THE PRODUCTION OF OLEOCHEMICALS AS IT PRESENTS STABILITY TO OXIDATIVEDETERIORATION.THIS PAPER EXAMINES SOME PROPERTIES OF TUCUM (ASTROCARYUM VULGARE MART)PULP OIL AND THE PROCESSING INTO MATERIALS SUITABLE FOR THE PRODUCTION OF OLEO-CHEMICALS. POTENTIAL OLEOCHEMICALS DERIVABLE FROM THE FATTY COMPOSITION OFTUCUM OIL AND STEARIN ARE ENUMERATED, AND THEIR PRODUCTION PROCESSES AND UTILI-SATION ARE DISCUSSED.KKEEYY WWOORRDDSS: TUCUM PULP OIL, STEARIN, FATTY ACIDS, OLEOCHEMICALS

PPOOTTEENNZZIIAALLII IINN OOLLEEOOCCHHIIMMIICCAA DDEELLLL’’OOLLIIOO DDEELLLLAA PPOOLLPPAA EE DDEELLLLAA SSTTEEAARRIINNAA DDII TTUUCCUUMMI PRINCIPALI ACIDI GRASSI CONTENUTI NELLA POLPA DI TUCUM (ASTROCARYUM VULGAREMART) SONO L’OLEICO ED IL PALMITICO ACCANTO AD UNA PICCOLA QUANTITÀ DI ACIDO LINO-LEICO. PER LA SUA STABILITÀ ALL’OSSIDAZIONE L’OLIO SEMBRA ESSERE UNA IMPORTANTEMATERIA PRIMA PER LA PRODUZIONE DI UNA VASTA GAMMA DI PRODOTTI IN OLEOCHIMICA(IN COSMETICA, NEL SETTORE DELLE VERNICI E DEI LUBRIFICANTI).QUESTO LAVORO ESAMINA ALCUNE PROPRIETÀ DELL’OLIO DELLA POLPA DI TUCUM E LA TRA-SFORMAZIONE IN SOSTANZE ADATTE AI PRODOTTI OLEOCHIMICI. VENGONO CITATI I POTENZIA-LI PRODOTTI DERIVANTI DAGLI ACIDI GRASSI DELL’OLIO DI TUCUM E DALLA STEARINA E VEN-GONO DISCUSSI I PROCESSI DI PRODUZIONE E LA LORO UTILIZZAZIONE.PPAARROOLLEE CCHHIIAAVVEE: OLIO DELLA POLPA DI TUCUM, STEARINA, ACIDI GRASSI, OLEOCHIMICA

The oleochemical potential of tucum(Astrocaryum vulgare Mart)

pulp oil and stearin

FF..OO..JJ.. OOBBOOHH

DEPARTMENT OF BASIC SCIENCES, BENSON

IDAHOSA UNIVERSITY, BENIN CITY, NIGERIA

CORRESPONDENCE: F.O.J. OBOH, DEPT OF BASIC

SCIENCES, BENSON IDAHOSA UNIVERSITY,PMB 1100 BENIN CITY, NIGERIA



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INTRODUCTION

Basic oleochemicals are produced from fats andoils using operations, namely fat splitting, fatty acidseparation by distillation and/or fractionation, fattyacid hydrogenation, fatty acid methylation, and glyce-rol distillation and/or deionisation. They can also, alter-natively and competitively, be produced from petro-chemicals via olefin chemistry [1].

Basic oleochemicals consist of fatty acids, glycerol,fatty alcohols, fatty acid methyl esters and fatty ami-nes, which through various operations are convertedto oleochemical derivatives, having many end userapplications. Although only about 15% of the world’sproduction of oils and fats is used for their manufactu-re [2], oleochemicals are of major importance as isevidenced by their number and applications. In thepast three decades awareness and concern over theuse of petroleum based products and their impact onthe environment have created an opportunity toincrease production of these environmentally accep-table materials from agricultural feedstocks. Therecent upward trend in crude oil prices is making bio-based oleochemicals even more attractive in terms of

cost when compared with petroleum-based equiva-lents. Tallow, coconut oil, palm oil and palm kernel oilare the major oleochemical raw materials.

The palm Astrocaryum vulgare Mart variouslyknown as tucum or awarra, is indigenous to Centraland South America, and grows principally in Brazil,the Guianas, Peru, Venezuela and the neighbouringcountries. The tucum fruit which is rich in kernel andpulp oil, grows in bunches of about 11 feet long onthe tree and the weight of a single bunch is about 100pounds. The kernel oil is used for confectionery, fatand margarine manufacture, and the pulp oil is usedas raw material for soap making [3,4]. Only wildstands of the palm are currently exploited for oil pro-duction. Sharp thorns, which are found all over thepalm coupled with the non-hanging nature of fruitbunches, make harvesting of the ripe fruits difficult [3].

Overripe fruits, detached from fruit bunches arepicked from the foot of trees or extricated withsome difficulty from their thorny foliage. Overripefruits yield poor quality oil, due to lipolysis by endo-genous lipase, resulting in free fatty acid build-upand increased susceptibility to oxidative deteriora-tion. Thus tucum pulp oil is difficult to bleach [5,6].Attention has been focused on the major problemsencountered in the development of the A. vulgarepalm [3] which are the long dormancy period (1-2years) of the seed not easily broken by heat or othertreatment, the very slow early growth, the ferociousspines that cover the plant and the dearth of anydetailed composition and utilisation information toencourage the economic development of the crop.

In Brazil, a collection of germplasm has beenundertaken and unarmed palms (i.e. without thorns),thin-shelled fruits, palms with hanging bunches andapparent precocity have been found [3].

Studies undertaken in Nigeria have focused on- the examination of the composition of the Nigerian

grown tucum fruit and its pulp oil and kernel fat, - the purification of pulp oil, - the modification of pulp oil and kernel fat to enhan-

ce their suitability for inclusion in fatty food formula-tions and as raw materials for the synthesis of oleo-chemicals.In this paper, the fatty acid composition of tucum

pulp oil and stearin are compared with those of palmoil, palm stearin and tallow, the dominant raw mate-rials for the production of oleochemicals. The potentialfor the use of tucum pulp oil for the production ofbasic oleochemicals is discussed.

A Tacum tree


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OLEOCHEMICAL PROCESSES,DERIVATIVES AND APPLICATIONS

Purification of tucum pulp oilThe first step in the processing of fats and oils to

oleochemicals is to remove certain components,which are capable of inhibiting oleochemical opera-tions (for example splitting and/or hydrogenation) andcolour. Tucum pulp oil has a deep orange colour,although it contains less carotenoids than the Africanoil palm, Elaeis guineensis oil (an important source ofbeta-carotene, which is responsible for its red colour),however its colour unlike that of the latter is difficult toremove [5,6]. For use as starting material for oleoche-mical production, tucum oil has to be pre-treated toremove the colour and other impurities such as gums.This can be achieved (Table I) by degumming the oilwith phosphoric acid at 65°C, followed by triple refi-ning at the same temperature, using increasing con-centrations of sodium hydroxide (16°Be followed by20°Be both at 80% of the maximum and then 20°Beat the maximum amount required for FFA neutralisa-tion) followed by bleaching with a mixture of fuller’searth and activated carbon (2%w/v and 0.2% wt/vrespectively) to remove colour [6].

Purified oils and fats are either hydrolysed to yieldfatty acids and glycerol, or subjected to methanolysisto give fatty acid methyl esters and glycerol. The finalproducts desired determine the choice of process.

Tucum pulp fatty acidsTable II shows the fatty acid composition of

tucum pulp oil, its hard fraction (stearin) and the

accepted typical specifications for three principalfats that are used for oleochemical production, tal-low, palm oil and palm stearin.

Like tallow, palm oil and palm stearin, which featureprominently as oleochemical raw materials, tucumpulp fatty acids are mainly of carbon chain length 16-18. The proportions of the C16 and C18 acids differ,however in the various fats and oils. Tallow, the ben-chmark natural oleochemical raw material has asdominant fatty acids, palmitic (25.0%), stearic (21.5%)and oleic (42.0%). Other fatty acids found in tallow are14:0 (3%), 14:1 (0.5), 15:0 (0.5%), 16:1 (2.5%), 17:0(1.5%) and 20:0 (0.5%). Linoleic represents 3.0%.Palm oil and its stearin have as their major fatty acids,palmitic and oleic, with considerable proportions oflinoleic acid, which constitutes about 10% of palm oilfatty acids, but less in palm stearin. Palm oil and stea-rin in addition, contain minor quantities of lauric, myri-stic, palmitoleic, stearic, linolenic, and arachidic acids.The implication of the higher polyunsaturation of palmoil relative to tallow is a higher susceptibility of the for-mer to oxidative deterioration.

Compared with tallow, which has both palmiticand stearic acid as dominant saturated fatty acids,palm oil, palm stearin, tucum pulp oil and tucumstearin contain only minor quantities of stearicacids, the only major saturated fatty acid being pal-mitic. The dominant fatty acids of tucum pulp oil arepalmitic and oleic acids, which constitute about30% and 60% respectively. Arachidic acid (20:0) ata proportion of 4.6% is a minor component. Linoleicacid constitutes only 2.9% of tucum pulp oil, whilelinolenic acid is absent.

Table I - Effect of refining variations and bleaching on tucum pulp oil and characteristics of bleached oila [6]

Refining methods Carotenoids (mg/kg oil) FFA (%) Peroxide value (meq/kg oil) Conjugated fatty acids Lovibond Colour

Dienoic (%) Trienoic (%)

Single refining processes

12° Be NaOH 61.3 0.51 28.0 0.71 0.00 1.3R 9Y

16° Be NaOH 49.0 0.61 32.0 1.18 0.00 1.4R 9Y

Double-refining processes

50% max. 16° Be NaOH

66.7% max. 16° Be NaOH 55.2 1.81 28.0 0.76 0.01 1.3R 9Y

Triple-refining processes



Max. 20° Be NaOH 14.7 0.28 10.0 0.80 0.01 0R 2Ya) Bleached at 105°C for 30 min using fuller’s earth + 0.2% activated carbon


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Tucum pulp stearin has almost equal proportionsof palmitic and oleic acids (46.5 and 45.2% respec-tively) and minor quantities of linoleic (2.2%) andarachidic (3.3%). Tucum pulp oil and stearin couldbe good sources of palmitic and oleic acids, havingan advantage over tallow; palm oil and palm stearin– unlike tallow, contain only traces of fatty acids ofchain length less than 16C and do not contain any17:0; unlike palm stearin they have low linoleic acidcontent similar to that of tallow.

In order to purify fatty acids from fat splitting, theymay be bleached or distilled, the latter being the com-mon practice. A simple distillation removes odour andlow boiling unsaponifiable matter (low boilers) andtriacylglycerols, polymerised products, colour bodies,hydrocarbons, and other breakdown products (highboilers). Distilled fatty acids represent the first saleablefatty acid products, and normally retain the fatty acidchain length distribution found in the original oil.

One of the main uses of this ‘whole’ fatty acid pro-duct is in the manufacture of soaps and shampoos,where the wide range of chain length distribution isconsidered desirable for certain functional properties,such as flash foaming and bubble size. Tucum oilbased soap would exhibit the excellent cold watersolubility, foaming and mildness of oleate and the

greater (relative to laurate) foam stability and deter-gency characteristics of palmitate [11].

Current technologies for fatty acid separation on acommercial scale include fractional distillation andthe various fractionation processes. Dry fractiona-tion involves cooling mixed fatty acids in shallowpans in order to crystallise the saturated fatty acids,followed by pressing to effect liquid–solid separa-tion [12]. In solvent fractionation processes (mainlythe Emersol and Solexol processes using methanoland furfural respectively) the solution of mixed fattyacids is subjected to controlled cooling in order tocrystallise the saturated fatty acids, followed by fil-tration using a rotary filter [12, 13].

In the Hydrophilisation Process, a cooled fatty acidmixture is mixed with an aqueous solution of a deter-gent (e.g. sodium lauryl sulphate) and an inorganicsalt (e.g. magnesium sulphate), followed by centrifu-gation to separate liquid from solid fatty acids [14].Separated fatty acids from these processes can befurther separated from impurities by distillation.

Starting from crude tucum fatty acids, distillationfollowed by fractional distillation or any of the frac-tional crystallisation processes would yield twomajor fractions- oleic and palmitic acids. Distillationof crude fatty acids from tucum oil splitting, fol-

Table II - Characteristics of tucum pulp oil, its stearin, palm oil, palm stearin and tallow

Fatty acid (%) A. vulgare pulp oila A. vulgare stearinb Palm oilc Palm stearinc Bleachable fancy tallowc

12:0 - - 0.1 0.1-0.6 -

14:0 - - 1.0 1.1-1.9 3.0

14:1 - - - - 0.5

15:0 - - - - 0.5

16:0 30.4 46.5 43.7 47.2-73.8 25.5

16:1 - - 0.1 0.05-0.2 2.5

17:0 - - - - 1.5

18:0 2.2 2.8 4.4 4.4-5.6 21.5

18:1 59.9 45.2 39.0 15.6-37.0 42.0

18:2 2.9 2.2 10.3 3.2-9.8 3.0

18:3 - - T 0.1-0.6 -

20:0 4.6 3.3 0.5 0.1-0.6 0.5

Iodine value (wijs) 63.5 43.8 51-55 32-36 40-56

Saponification value

(mg KOH/g) 188.6 206.2 190-202 - -

Unsaponifiable matter (%) d1.0 - 0.5 max. 0.8 max. 1.0 max.

Slip point °C 28.0. 50.0 - 44 min.

Consistency at ambient temp. Liquid Plastic solid Semi-solid Plastic solid Semi-solida) Oboh & Oderinde [7]. b) Oboh & Oderinde [8]. c) Ooi & Pee [9] d) Lubrano et al [10].


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lowed by hydrogenation would convert oleic andlinoleic acids to stearic acid thus giving a mixture ofsaturated fatty acids (16:0, 18:0, and 20:0) referredto in the industry as ‘stearic acid’. This technicalstearic acid, which bears the name because of itshard consistency, is not to be confused with thepure stearic acid (octadecanoic acid).

Palmitic, oleic and ‘stearic’ acids recovered fromtucum pulp oil by splitting and fatty acid separationand hydrogenation could be the starting materials forthe synthesis of some useful derivatives. Fatty acidsand fatty acid esters are used in a large variety ofcosmetic formulations, and the oleophilic nature ofthese compounds makes them valuable as emollientsfor creams, lotions, moisturising agents, e.t.c. Palmiticacid may be reacted with isopropyl alcohol to produ-ce isopropyl palmitate for use in cosmetics and per-sonal care products. One of the more common usesof oleic acid is in the manufacture of various soapsand detergents. Since water solubility increases withthe degree of unsaturation, liquid sodium, potassiumand triethanolamine soaps may be prepared fromoleic acid [11, 15]. Usually oleic acid is combined withcoconut or palm kernel fatty acids to provide differingdesired foam structure and stabilities.

End use applications of industrial stearic acid inclu-de, manufacture of rubber goods and tyres, buffingcompounds, greases, metallic stearates, industrialsoap and textile specialties as well as candles, coatedfillers, paper, plastics and personal care productsincluding toilet soap, shaving creams, shampoos andcosmetics. Frequently the soap or surfactant esterswill provide emulsifying properties to the cosmetic for-mulation. The following is a list of cosmetic applica-tions where fatty acids and /or derivatives are used invarious formulations [16]:• Hand creams and lotions• Emollient creams and lotions• Liquid and cream shampoos• Shaving soaps and creams• Face powders and bath powders• Rouges• Hair dressings• Hair conditioners• Hair colorants and tints• Aromatic products• Deodorants and antiperspirants• Eye creams and mascara• Baby toiletries

Metallic soaps are another class of fatty acid deriva-

tives, which are used extensively. The combinationof acids and metal compounds to produce spe-cialty soaps is almost limitless and methods of pre-paration are many and varied [7]. Following is a listof applications for metallic soaps [16,17,18]:

• Driers for paints, varnishes and printing inks• Catalysts in condensation reactions• Stabilisers for polyvinyl chloride resins• Fungicides• Mould release agents• Lubricants in paper coating• Lubricants for drawing ferrous metals• Antiblocking and anticaking agents• Water repellents• Cosmetic formulations• Lubricating greases

Tucum acid methyl estersFatty acid methyl esters, derived from natural fats

and oils can be used as alternatives to fatty acids inthe production of a number of derivatives. Theseinclude fatty alkanolamides, fatty alcohols, isopropylesters and sucrose polyesters. By using methylesters as raw materials several benefits may be rea-lised such as the ability to use milder conditionsduring synthesis, and the need for less expensivematerials of construction. In addition to these appli-cations, methyl esters are being used increasingly indistillation because they have lower boiling pointsand are less corrosive than fatty acids [19].

Fatty acid methyl esters are processed into estersulphonates (α-sulpho methyl esters α-SFMe). Methylesters are hydrogenated and sulphonated bygaseous sulphur trioxide to produce α-SFMe.Bleaching of the product with hydrogen peroxide isfollowed by neutralisation with aqueous NaOH. Long-chain ester sulphates of the palm/tallow range (C16-C18), (a range that includes the potential tucum oiland stearin based products), perform well as polyme-risation emulsifiers for PVC. Compared with laurylalcohol sulphates, they give improved stabilisation(independent of stabiliser) and better gelation proper-ties for the manufacture of PVC plastisols.

In ethyl acrylate/acrylic acid copolymers, these fattyacid ester sulphonates achieve almost the fine disper-sion given by lauryl alcohol sulphate [20]. The poten-tial tucum sulphonates, like palm/tallow sulphonates,could be surfactants with good hard water deter-gency performance, sufficient biodegradability, goodfoam control and excellent detergency performance in


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heavy duty detergents. Particularly in foam controlledheavy-duty detergent powders, linear alkyl benzenesulphonate can be substituted by these long chain(C16-C18) α-sulpho fatty acid methyl esters to a pro-portion of up to 50% when traditional foam depres-sants are used, for instance long chain soaps [20].Sulphonated methyl esters of vegetable origin arebecoming increasingly important in the personal careindustry, where they provide a milder irritation profilethan fatty acid soaps and fatty ether sulphates whichare the commonly used materials [21].

Sucrose esterified with 1-3 fatty acids, otherwisecalled sucrose fatty acid esters (SFE) and sucrosefatty acid polyesters (SPE, sucrose esterified with sixto eight fatty acids) are products of the reactionbetween sucrose and methyl esters [22, 23]. SFEsare highly hydrophilic surfactants. They are highlydigestible and absorbable; they are useable as solubi-lization, wetting, dispersion, emulsifying (especially oil-in-water, O/W, and some water-in-oil W/O, emul-sions), and stabilisation agents, and as antimicrobialand protective coating for fruits [24, 25]. They have awide range of lipophilic-hydrophilic balance (HLB),namely 1-16. They are tasteless, odourless, nontoxicand biodegradable, and they can be used in food,cosmetic and pharmaceutical applications. Sucrosepolyester is a nondigestible and nonabsorbable fat-like substance which has the potential to lower chole-sterol levels in certain lipid disorders [26, 27].

The reaction of methyl esters with isopropyl alcoholis the preferred method to produce isopropyl esters,which are emollients [28]. Saponification of methylesters is one of the processes for soap making [19].

A direct application of methyl esters is as dieselsubstitute. Here esters produced from rapeseed oilhave been the dominant material. This developmenthas been driven, in part, by European Union lawsrequiring conventional fuels to be blended with bio-fuels, and by subsidies equivalent to 20 (British)pence per litre. Plans are underway for bio-fuel tomake up 5% of transport fuels by the year 2010, upfrom the current requirement of 2%, so in conformitywith the Kyoto protocol targets for reducinggreenhouse gas emissions.

The rise in demand for green energy has led toincreased demand for other vegetable oils, especiallysoybean and palm oils, resulting in a surge in their pri-ces. A consequence of this has been an expansion inthe production of these commodities, with the risk ofdamage on a large scale to tropical rain forests due to

clearing trees to establish new plantations [29]. Here,increased exploitation of currently under-utilisedpalms e.g. the tucum palm, could come to the rescueby providing oil from vast hectarages of naturalstands. This in addition to exploiting their habitats in asustainable manner could improve local economies inthe areas in which they are found.

Fatty alcoholsSpecific technologies have been developed for the

reduction of natural and synthetic esters and fattyacids to the corresponding alcohols. The Bouveault-Blanc reaction for reducing esters to alcohols by theaction of metallic sodium in the presence of an addedalcohol is applied on an industrial scale to the produc-tion of fatty alcohols [30, 31]. A major feature of thisreaction is that it has as a product, fatty alcohols thatretain the unsaturated carbon chain. Also, it is suitablefor small-scale production, and operates at atmo-spheric pressure thereby allowing the use of relativelyinexpensive apparatus.

Another route to unsaturated fatty alcohols is by theselective hydrogenation of fatty acids or their esters.Zinc chromite and cadmium modified copper chromi-te are the catalysts of choice for the process, whichselectively hydrogenates the functional group whilemaintaining the double bonds in the alkyl chain [32,33]. Using methyl ester as the starting material, thereaction is carried out at high pressure (205-275 atm)and high temperature (300-350°C). Oleyl alcohol maybe produced from oleic acid, in which case the inter-mediate ester (oleyl oleate) is formed and is subse-quently reduced to the alcohol. Natural fats and oilsare composed of both saturated and unsaturatedfatty acids in various proportions, and their sodiumreduction or selective hydrogenolysis leads to the pro-duction of mixed fatty alcohols.

Palmitic acid from fat splitting and fatty acid sepa-ration may be converted to cetyl alcohol for use incosmetics or for sulphation followed by neutralisa-tion with sodium hydroxide to produce sodium pal-mitoyl sulphate. The latter is an anionic surfactant,which is included in several formulations includingdetergents, toothpaste, and shampoos, and is usedin emulsion polymerisation.

Oleyl alcohol (9,10-octadecen-1-ol) is the mostimportant fatty alcohol produced, and a variety ofgrades are available ranging in iodine value fromaround 45 to about 95 [32]. In particular oleylalcohol is an intermediate for biodegradable deter-


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gents. Sodium oleyl sulphate unlike its saturatedcounterpart sodium octadecyl sulphate is easilysoluble and therefore more generally useful in diffe-rent types of surface active and detergent formula-tions for household or industrial use.

Polyoxyethylene derivatives prepared by the addi-tion of ethylene oxide to fatty alcohols are importantnon-ionic detergents. Their sulphates are anionic sur-factants, which feature in several surfactant formula-tions. The emollient properties of cetyl and oleylalcohols are utilised in the formulation of shavingcreams, ointments and cosmetics. The ability of fattyalcohols to reduce stickiness and tackiness in manyoily and waxy formulations necessary for the prepara-tion of carbon papers, cutting oils, hydraulic fluids andlubricating oils provide other markets. Fatty alcoholsare used as flotation and antifoaming agents [20].

The characteristics of the purified fatty alcoholsfrom the sodium reduction of tucum fatty acid methylesters are given in Table III [34]. The purified producthas a light grey colour with an iodine value of 60.9and a refractive index of 1.460. The high oleyl alcoholcontent of tucum pulp oil based alcohols represents avaluable and abundant source of this material for thechemical industry. Tucum stearin also contains a highproportion of oleic acid, and on its sodium reductionor selective hydrogenolysis would yield industrial oleylalcohol. Due to its low linoleic acid content, tucumpulp stearin would possess oxidative stability compa-rable to that of tallow, the principal raw material forindustrial oleyl alcohol production.

The bi-functional nature of unsaturated alcoholsprovides a basis for their use as intermediates in thesynthesis of polyfunctional oleochemicals. Reaction ofoleyl alcohol with oleic acid using chemical or bioca-talysts yields wax esters, which can be used as anoily component of cosmetics [35]. Other applicationsof oleic acid based wax esters are in pharmaceuticals,and polish. They can also be sulphurised for use asextreme pressure lubricant additive [36], where theirresistance to autoxidation is desired. Synthesis of waxesters from tucum pulp fatty acids and fatty alcoholsusing a calcium acetate/barium acetate 3:1 catalystand xylene as solvent gave a crude product with asaponification value of 127.4, an iodine value of 69.4and a free fatty acid content of 29.2% [37].

Fatty aminesCommercial production of fatty amines is usually

based upon the hydrogenation of nitriles synthesi-

zed from fatty acids. When producing primary ami-nes by this route, nickel catalyst (with the additionof an ammonium suppressant to prevent excesssecondary amine formation) is used [38,39].Secondary amines are produced by venting off theammonia. From the primary and secondary ami-nes, a variety of tertiary amines can be produced,which are intermediates for the production of awide variety of cationic substances. The alkyl chaincan be saturated or unsaturated. Each desiredamine requires special reaction conditions duringcatalytic hydrogenation of the nitrile. Fatty aminesare used extensively as intermediates in the manu-facture of quaternaries, ethoxylated derivatives,amine oxides and isocyanates [16, 39]. The aminesand their derivatives are used among others asmould release agents, surfactants, fabric softeners,corrosion inhibitors, and bactericides, in ore flota-tion, as thickeners, chemical intermediates and inthe manufacture of organo-modified clay additivesin drilling mud (16).

Tallow is the major raw material for the productionof fatty amines, and tucum pulp oil or stearin couldbe a substitute for tallow in this regard. During nitrileproduction the unsaturated bond in the oleic andlinoleic acids are not affected, and the iodine valuesof pulp oil and stearin nitriles would be similar tothose for the pulp oil and stearin i.e. about 63.5 and43.8 respectively. However, certain finished pro-ducts, e.g. quarternaries used as fabric softenersare required to have an iodine value of 2 or less.

Table III - Characteristics of tucum pulp oil based fatty alcohols [34]

Crude alcohols

Product yield % 99.6

Product purity % 77.4

Yield of alcohol % 86.1a

Free fatty acid % 1.1b

Iodine value 60.9

Melting range,°C 108-110

Consistency at ambient temperature (27°C) Soft wax

Purified alcohols

Refractive index (27°C) 1.460

Consistency at ambient temperature (27°C) Gel

Colour Light greya) Based on average molecular weights of 296 and 266 for FAME and fatty

alcohols respectively, and a theoretical yield of 89.9% for alcoholsb) As oleic acid


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The manufacturer using pulp oil and stearin as rawmaterial for the production of nitrile for eventualconversion to such products would have the fol-lowing options:- To separate the tucum acids into their ‘stearic

acid’ (palmitic, stearic and arachidic acids) and‘oleic acid’ (oleic and linoleic acids) fractions fol-lowed by the distillation and hydrogenation of the‘stearic acid’ fraction (due to contamination bythe ‘oleic acid’ fraction) to low iodine value.

- Another option is to use nitriles produced fromthe ‘oleic acid’ fraction (i.e. oleic and linoleic) forhydrogenation to amine, with simultaneousreduction of the double bonds by the use of aspecial nickel catalyst (the usual catalyst forreduction of nitrile to amine barely affects thedouble bond).

- The ‘oleic acid’ from the fractionation of tucumacids could also be converted to oleyl nitrile inter-mediate for amine production [38].

GlycerolGlycerol may be obtained as a by-product of

various processes that utilise fats and oils as startingmaterials, mainly:• Soap production• Hydrolysis of fats and oils • Transesterification of fats and oils by methanol to

produce fatty acid methyl esters.A small amount of crude glycerine is produced as

by-product from the direct manufacture of fatty acidalkanolamides from fats and ethanolamine. Crudeglycerol is freed from extraneous matter, concentra-ted and purified by distillation or by ion-exchange tomeet end user specifications.

Glycerol is used in cosmetics and pharmaceuti-cals and the glycerol esters are used as emulsifiersin creams and lotions and in the food industry.Products derived from vegetable oils are favoured inthese end user areas. Tucum pulp oil and stearin,being of vegetable origin, are more attractive thantallow (an animal fat). Major areas of glycerol utilisa-tion are as follows: • Drugs and personal care products• Tobacco/triacetin• Food• Polyether polyols• Alkyd resins• Cellophane• Explosives

CONCLUSION

Increased demand for bio-based oleochemicalsarising from consumer preferences for naturalbased ingredients coupled with the high price ofpetroleum, which has increased the price of synthe-tics, has led to an increased demand for vegetableoil raw materials. Due to their fatty acid compositionand possibility for refining to a very light colour, thetucum pulp oil and stearin so derived by fractiona-tion could (in addition to tallow and palm stearin,the traditional raw materials) be suitable materialsfor the production of the C16-C18 range of fattyacids and oleochemicals derivable from them.Tucum pulp oil and stearin may represent a suitablealternative as oleochemical feedstock.

REFERENCES

[1] A. J. Kaufman, R. J. Ruebusch, Oleochemi-cals – a look at world trends. Inform 1, 1034 –1048 (1990).

[2] B. C. Dobson, The oleochemical opportunity.Riv. Ital. Sostanze Grasse, 77, 645 – 653(2000).

[3] D. Arckoll, Lauric oil resources. EconomicBotany 42, 195-205 (1988).

[4] J. G. Vaughan, The structure and utilisation ofoil seeds. Chapman and Hall, London, 1970.

[5] F. Wittka, Difficulty bleacheable palm oil.Allgem. Oel – FeH-Ztg, 187 – 193 (1938).

[6] F.O. J. Oboh, Effects of refining variations andbleaching on the characteristics of tucum(Astrocaryum vulgare Mart) pulp oil. Riv Ital.Sostanze Grasse, 71, 425 – 428 (1994).

[7] F. O. J. Oboh, R. A. Oderinde, Analysis of thepulp and pulp oil of the tucum (Astrocaryumvulgare Mart) fruit. Food Chemistry, 30, 277 –287 (1988a).

[8] F. O. J. Oboh, R. A. Oderinde, Development oftucum pulp oil fractions for possible edible andindustrial use. Riv. Ital. Sostanze Grasse, 65,209 – 211 (1988b).

[9] S. K. Ooi, H. K. Pee, Processing for individualfatty acids II. J. Am Oil Chem. Soc., 62, 34 –39 (1985).

[10] C. Lubrano, J.R. Robin, A. Khaiat, Fatty acid,sterol and tocopherol composition of oil fromthe fruit mesocarp of six palm species inFrench Guiana. Oléagineux, 49, 59-65 (1994).


47

[11] M.D. Reinish, Soaps from fatty acids. S.P.C,471 – 686 (1953).

[12] K. T. Zilch, Separation of fatty acids. J. Am. OilChem. Soc., 56, 739A – 742A (1979).

[13] V. J. Muckerheide, Production of fatty acids. J.Am. Oil Chem. Soc., 31, 544 – 548 (1954).

[14] W. Stein, The hydrophilisation process for theseparation of fatty materials J. Am Oil Chem.Soc., 45, 471 – 474 (1968).

[15] J.M Valance, Soft soap manufacture. Soapand Sanitary Chemicals. December 1949, 44– 46 (1949).

[16] R.A. Reck, Industrial uses of palm, palm kerneland coconut oils: nitrogen derivatives. J. AmOil Chem. Soc., 62, 305 – 315 (1985).

[17] N. Pilper, Soaps of the heavy metals. TheIndustrial Chemist, 143 – 140 (1963).

[18] E. S. Carmichael, Lubricating greases. J. AmOil Chem. Soc, 31, 593 – 597. (1954).

[19] T. Ogoshi, Y. Miyawaki, Soap and related pro-ducts from palm and lauric oils. J. Am Oil.Chem. Soc., 62, 331 – 335. (1985).

[20] J. Knaut, H. J. Richtler, Trends in palm andlauric oil usage. J. Am. Oil Chem. Soc., 62,317 – 327. (1985).

[21] L.Crandall, Surfactant trends in personal-careproducts. Inform 14, 270 – 271 (2003).

[22] C.C. Akoh, Lipid based synthetic fat substitu-tes. In: Food Lipids, Chemistry, Nutrition andBiotechnology (C.C. Akoh and D.B. Min,Editors), CRC Taylor & Francis, 695-727(2002).

[23] G. P. Rizzi, H. M. Taylor, A solvent free synthe-sis of sucrose polyesters. J. Am Oil Chem.Soc., 55, 398 – 401. (1978).

[24] K..A. Harrigan, W.M. Breen, Fat substitutes:Sucrose esters and simplesse. Cereal FoodsWorld, 34, 261 (1989).

[25] S.R. Drake, J.K.. Fel lman, J.W. Nelson,Postharvest use of sucrose polyesters forextending the shelf- life of “Golden Delicious”apples. J. Food Sci. 52, 1283 (1987).

[26] S.M. Grundy, J.V. Anastasia, Y.A. Kasaniemiand J. Abrams, Influence of sucrose polyesteron plasma lipoproteins and cholesterol meta-bolism in obese patients with and without dia-betes mellitus. Am, J. Clin. Nutr. 44, 620(1986).

[27] M.J. Mellies, C. Vitale, R.J. Jandacek, G.E.Lamkin, C.J. Glueck, The substitution ofsucrose polyester for dietary fat in obesehypercholesterolemic outpatients. Am. J. Clin.Nutr. 41, 1 (1985).

[28] D. H. Johnson, The use of fatty acid derivati-ves in cosmetics and toiletries. J. Am. OilChem. Soc., 55, 438 – 443 (1978).

[29] ANON. Forests paying the price for bio-fuelsdemand. The Guardian (Nigeria) ThursdayNovember 24, p 35, 2005.

[30] V. L. Hansley, Sodium reduction of fatty acidesters. Ind. Eng. Chem., 41, 438 – 446 (1947).

[31] M. C. Kastens, H. J. Peddicord, Alcohols bysodium reduction. Ind. Eng. Chem. 41, 438 –446 (1949).

[32] Harshaw/ Filtrol Partnership, Copper ChromiteCatalysts. Harshaw/Fi ltrol Partnership,Cleveland, Ohio, 1986.

[33] R.S. Klonowsky, T. W.Findley, C. M. JosefsonA. J. Stirton, Oleyl alcohol from animal fats bycatalytic reduction. J. Am. Oil Chem. Soc., 47,326 – 328 (1970).

[34] F. O. J. Oboh, Characteristics of fatty alcohols,from the sodium reduction of tucum fatty acidmethyl esters. Riv. Ital. Sostanze Grasse, 72,77 – 82 (1995).

[35] O. Thum, Making cosmetic ingredients usingwhite biotechnology. Inform, 16, 186 – 188(2005).

[36] E. W. Bell, J. C. Cowan, L. E. Gast, R. E.Koos, Sperm oil replacements from selectivelyhydrogenated soybean and linseed esters.Special lubricants. J. Am. Oil Chem. Soc., 54,511 – 517 (1977).

[37] F.O. J. Oboh, Synthesis of wax esters fromvegetable oil. 24th Annual Report of theNigerian Institute for Oil Palm Research, 159(1987).

[38] M. K. Schwitzer, Fats as a source of cationicsurfactants. Chem. and Ind., 11 – 15 (1979)

[39] D. V. Okonek, Preparation of fatty amines bycatalytic hydrogenation. Harshaw/FiltrolPartnership Cleveland, Ohio, 1984.

Received September 1st, accepted October 27th, 2008

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Ad esempio:[1] O. ROSSI, A. BIANCHI (in lettere maiuscole), Riv. ItaI. Sostanze Grasse 70, 520-526(1993).

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Aspetti socio-economici legatiall’impiego di co-prodotti di origine

lipidica nell’alimentazione zootecnica(Parte II)

MM.. PPAARRIINNII,, FF.. CCAANNTTIINNII

S.I.L.O., FIRENZE (ITALY)

I CO-PRODOTTI LIPIDICI DERIVATI DALLA FILIERA ALIMENTARE COME I GRASSI ANIMALI, L’OLIO DI PESCE, GLI

OLI ACIDI DA RAFFINAZIONE E LE LECITINE, SONO CORRENTEMENTE IMPIEGATI NEI MANGIMI DEGLI ANIMALI

DA REDDITO, PRINCIPALMENTE A FINI DI INTEGRAZIONE ENERGETICA. ALCUNI DI ESSI VENGONO INOLTRE

UTILIZZATI NELLA PRODUZIONE DI LIPIDI SPECIALI, O LIPIDI “TECNOLOGICI”, COME I SAPONI DI CALCIO, GLI

OLI E GRASSI IDROGENATI, GLI OLI ESTERIFICATI, I MONOGLICERIDI E I DIGLICERIDI DEGLI ACIDI GRASSI, PRO-DOTTI CHE SODDISFANO ESIGENZE PARTICOLARI NELLA NUTRIZIONE ANIMALE.NEL PRESENTE STUDIO, CHE È PARTE DEL PROGETTO FINANZIATO DALLA COMUNITÀ EUROPEA “FEEDING

FAT SAFETY” (FFS), VENGONO ANALIZZATI ASPETTI DI NATURA ECONOMICA LEGATI ALL’IMPIEGO DEI CO-PRODOTTI LIPIDICI NEI MANGIMI. NELLA PRIMA PARTE, PUBBLICATA NEL PRECEDENTE NUMERO DELLA

PRESENTE RIVISTA DICEMBRE 2008, PGG 245-265), SONO STATI STIMATI VOLUMI DEI CO-PRODOTTI DERI-VANTI DA LAVORAZIONI EFFETTUATE NEI PAESI UE, COMPARANDO I RELATIVI PREZZI MEDI DI MERCATO CON

QUELLI DEGLI OLI VEGETALI. SONO STATI ALTRESÌ ESAMINATI PUNTI CRITICI NEI PROCESSI DI LAVORAZIONE

DEGLI OLI E CO-PRODOTTI, SUGGERENDO RACCOMANDAZIONI TESE A MIGLIORARE LA QUALITÀ FINALE PER

GLI IMPIEGHI ZOOTECNICI, CON RIFERIMENTO A POTENZIALI INQUINANTI E COMPOSTI DI DEGRADAZIONE.SONO STATE INOLTRE ESAMINATE APPLICAZIONI DEI CO-PRODOTTI LIPIDICI NEL SETTORE INDUSTRIALE, CON

PARTICOLARE RIGUARDO ALLA PRODUZIONE DEI BIOCARBURANTI.IN QUESTA SECONDA PARTE DELLO STUDIO VENGONO VALUTATE, DA UN PUNTO DI VISTA NUTRIZIONALE ED

ECONOMICO, LE APPLICAZIONI DEI CO-PRODOTTI NEI MANGIMI IN COMPARAZIONE AGLI UTILIZZI DEGLI OLI

VEGETALI. VENGONO ALTRESÌ ESAMINATE ALCUNE PECULIARITÀ E FUNZIONI NUTRIZIONALI DEI LIPIDI “TECNO-LOGICI” DERIVATI DAI CO-PRODOTTI LIPIDICI.

SSOOCCIIOO--EECCOONNOOMMIICCAALL FFEEAATTUURREESS OONN TTHHEE AAPPPPLLIICCAATTIIOONN OOFF CCOO--PPRROODDUUCCTTSS OOFF LLIIPPIIDDIICC SSOOUURRCCEEFFOORR AANNIIMMAALL FFEEEEDDIINNGG –– PPAARRTT IIIIFATTY CO-PRODUCTS RISING FROM FOOD CHAIN PROCESSING SUCH AS ANIMAL FATS, FISH OIL, ACID OILS

FROM REFINING, LECITHIN, ARE CURRENTLY USED IN ANIMAL FEEDS, MAINLY AS ENERGETIC DIETARY SUP-PLEMENT. FURTHERMORE, SOME OF THEM ARE USED FOR THE PRODUCTION OF SPECIAL FEED “TECHNICAL”LIPIDS SUCH AS CALCIUM SOAPS, HYDROGENATED LIPIDS, ESTERIFIED OIL, MONO- AND DI-GLYCERIDES,WHICH SATISFY SPECIFIC NUTRITIONAL REQUIREMENTS. IN THE PRESENT STUDY, WHICH IS A PART OF THE EU FINANCED PROJECT “FEEDING FATS SAFETY”(“FFS”), ECONOMICAL ASPECTS RELATED TO THE USE OF THE FATTY CO-PRODUCTS IN FEED PRODUCTION

ARE ANALYSED. IN THE FIRST PART, PUBLISHED IN THE PREVIOUS JOURNAL NUMBER (DECEMBER 2008,PAGES 245-265), THE VOLUMES OF CO-PRODUCTS RISING FROM RENDERING AND OILS PROCESSING IN

EU COUNTRIES HAVE BEEN ESTIMATED, AND RELEVANT MARKET PRICES HAVE BEEN COMPARED WITH

THOSE OF THE VEGETABLE OILS. CRITICAL POINTS IN PROCESSING TECHNOLOGIES HAVE BEEN EXAMINED

AND RECOMMENDATIONS HAVE BEEN GIVEN TO IMPROVE THE FINAL QUALITY OF THE CO-PRODUCTS TO BE

USED IN THE FEEDS, WITH RESPECT TO POLLUTANTS AND DEGRADATION COMPOUNDS. APLICATIONS OF CO-PRODUCT IN OTHER INDUSTRIAL BRANCHES, PARTICULARLY IN THE PRODUCTION OF BIO FUELS, HAVE BEEN

ANALYSED AS WELL. IN THE SECOND PART OF THE STUDY, PUBLISHED IN THIS NUMBER OF THE JOURNAL,THE USA OF CO-PRODUCTS IN FEED IS EVALUATED, FORM NUTRITIONAL AND ECONOMICAL POINT OF VIEW, INCOMPARISON WITH VEGETABLE OILS. CONCERNING “TECHNICAL LIPIDS”, SOME PECULIARITIES AND NUTRI-TIONAL FUNCTIONS ARE ANALYSED.

AUTORE CORRISPONDENTE:MANUELA PARINI, SILO SRL, VIA SAN BARTOLO A

CINTOLA, 104 – 50142 FIRENZE (ITALY)E-MAIL: [email protected] LA PRIMA PARTE DEL PRESENTE LAVORO È STATA PUBBLICATA SUL N° 4/2008, PAG. 245-265


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INTRODUZIONE

I lipidi vengono utilizzati nell’alimentazione degli animali da reddito come supplemento energetico. Inoltre, in fun-zione delle loro caratteristiche (composizione in acidi grassi, rapporti tra acidi grassi saturi ed insaturi, presenza diacidi grassi omega 3 etc.) essi possono conferire alle carni, al latte e alle uova destinate al consumo umano para-metri di maggiore salubrità, modificando il rapporto acidi grassi insaturi / acidi grassi saturi o apportando acidigrassi essenziali.

A fronte della loro composizione specifica essi possono rendere le carni più resistenti all’ossidazione e all’irranci-dimento, arricchendole con acidi grassi monoinsaturi o veicolando vitamine liposolubili aventi anche funzione diconservante delle carni. I lipidi dunque, oltre a garantire il necessario bilancio energetico delle diete, influisconosulla salubrità e sulle caratteristiche organolettiche di carni, latte e uova.

La proibizione dell’uso degli antibiotici promotori di crescita entrata in vigore in Europa nel 2005 ha inoltre datoimpulso a molteplici ricerche finalizzate a studiare gli effetti di alcuni acidi grassi sulla modulazione del sistemaimmunitario degli animali e sulla loro resistenza ai patogeni. Contro Salmonella, Campylobacter e altri patogenipotenzialmente pericolosi per la salute umana sono state messe a punto strategie preventive e terapeutiche basa-te sull’introduzione di particolari acidi grassi nelle diete degli animali.

La Comunità Europea ha finanziato il progetto denominato “Feeding Fats Safety” (“FFS”) con l’obiettivo di arriva-re a comprendere se i co-prodotti lipidici derivanti dalla raffinazione degli oli alimentari e dal rendering di tessuti ani-mali siano sufficientemente sicuri ed economicamente convenienti se comparati con gli oli grezzi utilizzati nellediete degli animali da reddito. Il progetto ha impegnato nel periodo 2005 – 2007 l’Università di Barcellona, laStazione Sperimentale Oli e Grassi di Milano, l’Università di Scienze Agrarie di Uppsala, l’Università di Bologna,l’Università Bordeaux 1-CNRS, l’Istituto di Ricerche Chimiche e Ambientali di Barcellona (CSIS), l’UniversitàAutonoma di Barcellona, il Politecnico di Valencia e la società SILO S.r.l. di Firenze.

In questo numero della rivista pubblichiamo la seconda parte di uno studio socio-economico inserito nel proget-to. La prima parte dello studio è stata pubblicata sul numero 4 del 2008. In questa seconda parte vengono presiin esame i possibili vantaggi economici derivanti dall’utilizzo, nell’alimentazione degli animali da reddito, di taluni co-prodotti lipidici provenienti dalla raffinazione degli oli alimentari e dal rendering, a fronte delle loro caratteristiche edin comparazione agli oli vegetali grezzi e raffinati. Vengono inoltre riportate le conclusioni generali relative anche allaprima parte dello studio, nonché i riferimenti bibliografici relativi ad entrambe le parti.

AvvertenzeNello studio sono stati utilizzati gli acronimi del progetto FFS di cui si riporta la legenda

• AOCHE (Acid oils from chemical refining) : oli acidi da raffinazione chimica• AOPHY (Acid oils from physical refining) : oli acidi da raffinazione fisica• LECI (Lecithins) : lecitine• ANFA (Animal fats) : grassi animali• FISH (Fish oils) : olio di pesce• HYBY (Hydrogenated fats from by-product fats) : grassi idrogenati da co-prodotti lipidici• MIX Miscellaneous interesterification products : prodotti vari ottenuti con interesterificazione

(oli esterificati, mono e digliceridi)• FACS (Fatty acids calcium soaps) : saponi di calcio di acidi grassi • EBE (Exhausted bleaching earths oils) : oli esausti estratti dalle terre di decolorazione• RECY(Recycled cooking oils) : oli riciclati di frittura

La numerazione delle tabelle è consequenziale alla numerazione adottata nella prima parte dello studio.

Comparazione dei costi di mangimi prodotti con oli vegetali o co-prodotti sulla base diformule iso-energetiche

Nella prima parte dello studio sono stati individuati, fra i diversi co-prodotti lipidici, quelli che presentanocaratteristiche idonee all’impiego in zootecnia e che sono attualmente utilizzati a tale scopo nei paesidell’Unione Europea. Nello specifico, gli oli ad alto contenuto in acidi grassi liberi derivanti dalla raffinazione


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fisica o chimica degli oli alimentari, nonché i grassi animali e gli oli di pesce derivanti da rendering sono statiraggruppati nella categoria denominata “co-prodotti primari”, come riportato nella Tabella XXVIII. Tali co-pro-dotti vengono impiegati direttamente nei mangimi o vengono utilizzati per produrre i lipidi tecnologici o “hightech”, destinati anch’essi all’alimentazione animale, che verranno esaminati più avanti.

Al fine di quantificare il vantaggio economico derivante dall’uso dei co-prodotti lipidici primari nei mangimi,sono stati posti a confronto i prezzi di mercato degli oli grezzi comunemente utilizzati in zootecnia (olio dipalma, soia, girasole, colza etc.) con i prezzi dei co-prodotti vegetali derivati dalla raffinazione fisica o chimicadegli oli grezzi, nonché con i prezzi dei co-prodotti primari di origine animale derivanti dal rendering: grassianimali e oli di pesce. È stata quindi proposta una quantificazione del valore energetico nutrizionale dei diver-si lipidi e sono stati riportati alcuni esempi pratici di formulazione del mangime prodotto con oli grezzi o co-prodotti, confrontando i costi finali per tonnellata di mangime a parità di contenuto energetico (formule dimangime iso-energetiche).

Poiché in Europa gli andamenti di prezzo delle materie prime presentano una certa omogeneità, sono statipresi a riferimento per l’intera UE i prezzi medi degli oli grezzi e dei co-prodotti lipidici quotati nel 2006 e neiprimi sei mesi del 2007 nei bollettini della Camera di Commercio di Milano [1]. Per l’olio di pesce sono statiriportati i dati pubblicati da “Globefish Seafood Highlights 2007” [2]. I dati sono indicati nella Tabella XXIXdalla quale risulta che i prezzi dei co-prodotti nel periodo esaminato sono stati dal 30% al 43% inferiori aiprezzi degli oli grezzi da cui derivano; il prezzo del grasso animale è risultato essere del 30% inferiore rispetto

Tabella XXVIII - Co-prodotti primari

Prodotti di partenza Processo Co-prodotti primari

Oli vegetali Raffinazione chimica AOCHE

Oli vegetali Raffinazione fisica AOPHY

Oli vegetali Delecitinazione LECI

Carne ed ossa Rendering ANFA

Pesce Rendering FISH (oil)

Tabella XXIX - Prezzi degli oli grezzi e dei co-prodotti lipidici destinati alla produzione di mangimi nel corso del 2006 e nel primo semestre del 2007

Oli vegetali Prezzo Prezzo medio Co-prodotti lipidici Prezzo Prezzo medio

medio 2006 primi 6 mesi 2007 medio 2006 primi 6 mesi 2007

Euro / t Euro / t Euro / t Euro / t

AOCHE / AOPHY di oli

Olio di soia 524 588 di semi misti con numero 309 365

di iodio min. 120

Olio di palma 402 537 AOCHE / AOPHY di palma 333 375

AOCHE / AOPHY di oli di

Olio di girasole 534 599 semi misti senza indicazione 292 350

del numero di iodio

Olio di soia non OGM 544 608 AOCHE /AOPHY di olio di oliva 337 417

Olio di cocco 522 659 AOCHE / AOPHY di olio di cocco 330 380

ANFA / Sego

(acidità da 1% a 4%) 377 438

ANFA (acidità da 4% a 10%) 373 418

FISH oil 581 630

I prezzi medi sono tratti da Bollettini 2006 e 2007 della Commissione Prezzi della Camera di Commercio di Milano

Per l’olio di pesce (FISH) sono stati riportati i prezzi pubblicati su “Globefish Seafood Highlights 2007”


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al prezzo dell’olio di soia grezzo, e del 23% inferiore rispetto al prezzo dell’olio di palma grezzo, mentre ilprezzo dell’olio di pesce ha mostrato un trend allineato a quello degli oli grezzi.

Per paragonare la convenienza economica dei vari lipidi, oltre alla differenza di prezzo è ovviamente neces-sario considerare le differenze di contenuto energetico dal punto di vista nutrizionale. Uno dei metodi appli-cabili per determinare il valore energetico nutrizionale dei lipidi nelle razioni zootecniche è quello elaborato daJ. Wiseman. Wiseman ha messo a punto equazioni in grado di assegnare valori energetici nutrizionali perpolli e suini ai diversi lipidi in funzione di alcune caratteristiche degli stessi, nonché della specie e dell’età del-l’animale. Le variabili che vengono computate nelle equazioni di Wiseman sono i rapporti fra acidi grassisaturi, mono- e polinsaturi e il contenuto in acidi grassi liberi (FFA) nel lipide. Le equazioni di Wiseman qui diseguito riportate sono state elaborate su base sperimentale e vengono correntemente impiegate nelle for-mulazioni di mangime per polli e suini, per il calcolo dell’Energia Metabolizzabile Apparente (AME) edell’Energia Digeribile (DE): Polli < 21 giorni: AME1 = 239 *{38,112+(-0,009*FFA gr/kg) + [-15,337*(-0,506*Rapporto Ins/Sat)]}Polli > 21 giorni: AME = 239 *{39,025+(-0,006*FFA gr/kg) + [-8,505*(-0,403*Rapporto Ins/Sat)]}Suini 30 – 95 kg: DE2 = 239 *{37,89+(-0,005*FFA gr/kg) + [-8,2*(-0,515*Rapporto Ins/Sat)]}

L’efficienza nutrizionale di un lipide dipende tuttavia anche dal contenuto in umidità, impurità ed insaponificabili(MIU) che esso contiene. Pertanto, al fine di definire il valore energetico nutrizionale di un lipide, è opportuno mol-tiplicare il risultato ottenuto con le equazioni di Wiseman per un coefficiente che tenga conto del MIU in essocontenuto. Ad esempio, se il MIU è pari a 1%, il coefficiente sarà 0,99. Se il MIU è 3%, il coefficiente sarà 0,97%.Nella Tabella XXX è riportata una comparazione tra i valori energetici ascrivibili all’olio di soia grezzo e al co-pro-dotto AOCHE di soia avente, quest’ultimo, 60% o 20% di acidi grassi liberi (FFA).

In base all’equazione di Wiseman, tanto maggiore è il valore di FFA, tanto minore risulta il livello energeticodi un lipide. Nell’esempio riportato nella Tabella XXX il valore di Energia Metabolizzabile Apparente (AME) delco-prodotto da olio di soia grezzo risulta inferiore al valore energetico dell’olio di soia in ragione del 4,6%, seil contenuto di FFA è 20%, e dell’11% se il contenuto in FFA è pari al 60%. Al fine di comparare i costi delmangime prodotto con l’uno o l’altro lipide, sono state elaborate formule di mangime per polli, inserendocome supplemento energetico l’olio di soia grezzo (Tab. XXXI) o l’AOCHE di olio di soia contenente 60% diFFA (Tab. XXXII).

Il costo di una tonnellata di mangime è risultato essere pari a 309,3 Euro nel primo caso contro 301,5Euro, a parità di contenuto energetico. La comparazione dei costi delle diverse formule di mangime è rias-sunta nella Tabella XXXIII. Il risultato in questo caso è stato un risparmio del 2,5% nel costo formula conAOCHE di olio di soia con 60% di acidi grassi liberi (FFA) rispetto al costo formula con olio di soia grezzo.

Nell’alimentazione del suino, per le fasi di accrescimento e finissaggio viene in molti casi utilizzato olio di

Tabella XXX - Comparazione fra valori energetici ascrivibili all’olio di soia grezzo e al co-prodotto AOCHE di soia avente diversi valori di acidi grassiliberi, destinati a diete per polli da 11 a 21/25 giorni. I valori energetici sono stati calcolati applicando l’equazione di Wiseman e considerando ilcontenuto di MIU

Olio vegetale grezzo AME dell’olio vegetale grezzo kcal/kg Co-prodotto dell’olio vegetale AME del co-prodotto dell’olio vegetale kcal/kg

AOCHE dell’olio di soia

Olio di soia: FFA 60% 7.994

FFA: 2% 8.963 MIU 3%

MIU : 1% AOCHE dell’olio di soia

FFA 20% 8.551

MIU 3%

1 Apparent Metabolizable Energy2 Digestible Energy


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Tabella XXXI - Formula di mangime con olio di soia grezzo - Polli da 11 a 21/25 giorni (i prezzi dei lipidi corrispondono alla media del primosemestre del 2007)

Materie prime Inclusione materie prime, % Costo unitario Euro / t Costo mangime Euro / t

ALIMET – Metionina liquida 0,3949 1800,00 7,1

Calcio carbonato polvere 1,0060 30,00 0,3

Colina cloruro 75% liq 0,1000 800,00 0,8

Fosfato bicalcico 1,5053 255,00 3,8

L – lisina HCL 98% 0,1661 1350,00 2,2

Mais 8,00 Standard 49,5894 240,00 119,0

Olio di soia grezzo, 2 % FFA, MIU 1% 4,1272 587,00 24,2

Sodio cloruro 0,2493 70,00 0,1

Sodio bicarbonato 0,1096 230,00 0,2

Soia Seme tostata Non OGM 15,000 315,00 47,2

Soia farina di estrazione - 47,5 % Non OGM 27,0942 355,00 96,1

Treonina – L 0,0579 2100,00 1,2

Integratore Broiler 0.4 standard 0,4000 888,00 3,5

Avizyme – 1500 0,1000 2250,00 2,2

RonozymeP bro 100 g/q 0,1000 980,00 0,9

Totale ingr. 100,0000

Costo totale formula 309,3

Energia Metabolizzabile 3150 Kcal/kg

Tabella XXXII - Formula di mangime con AOCHE di olio di soia per polli da 11 a 21/25 giorni (i prezzi dei lipidi corrispondono alla media del primosemestre del 2007)






Glutine di mais 0,0342 580,00 0,1

L – lisina HCL 98% 0,1644 1350,00 2,2

Mais 48,5 616 240,00 116,5

AOCHE di olio di soia con FFA 60%, MIU 3% 5,0000 364,50 18,2



Soia Seme tostata Non OGM 15,0000 315,00 47,2

Soia farina di estrazione 47,5 % Non OGM 27,2155 355,00 96,6

Treonina – L 0,0575 100,00 1,2

Integratore Broiler 0.4 standard 0,4000 888,00 3,5

Avizyme – 1500 0,1000 2250,00 2,2

RonozymeP bro. 100 g/q 0,1000 980,00 0,9



Energia metabolizzabile 3150 Kcal/kg


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Tabella XXXIII - Comparazione dei costi della formula di mangime contenente olio di soia grezzo o AOCHE di olio di soia in diete per polli da 11 a21/25 giorni (i prezzi dei lipidi corrispondono alla media del primo semestre del 2007)

AME Kcal/kg % di inclusione Prezzo medio nel Contenuto energetico Costo totale della formula

primo semestre 2007 totale della formula EM di mangime

Euro / t Kcal/kg Euro / t

Olio di soia : 8.963 4,12% 587 3.150 309,3

FFA : 2%

MIU : 1%

AOCHE di olio di soia 7.994 5,00% 364,5 3.150 301,5

FFA 60%

MIU 3%

L’impiego del co-prodotto ha comportato un risparmio nel costo formula pari a circa 2,5 %

Tabella XXXIV - Comparazione fra valori energetici ascrivibili all’olio di palma grezzo e al co-prodotto AOPHY di palma destinati a diete per suinida 30 a 70 kg. I valori energetici sono stati calcolati applicando l’equazione di Wiseman e considerando il contenuto di MIU

Olio vegetale grezzo DE dell’olio vegetale grezzo kcal/kg Co-prodotto ED del co-prodotto derivato dall’olio di palma kcal/kg

Olio di palma: AOPHY di palma

FFA 5% 7.765 FFA 90% 6.593

MIU 1% MIU 3%

Tabella XXXV - Formula di mangime con olio di palma grezzo per suini da 30 a 70 kg


Spazio arrontondamenti 0,2000 200,00 0,4


Bietola polpe 2,0000 220,00 4,4


Crusca 3,3099 180,00 5,9

Farinaccio 12,0000 190,00 22,8


Frumento 4,0101 260,00 10,4

L – lisina HCL 98% 0,2949 1350,00 3,9

Mais 24,3255 240,00 58,3

Melasso canna da zucchero 2,5000 120,00 3,0

Olio di palma grezzo 5% FFA, 1% MIU 3,4335 537,20 18,4

Orzo comune 10,0000 260,00 26,0


Farina di estrazione di soia 20,1032 330,00 66,3

Sorgo 15,0000 245,00 36,7

Threonine – L 0,0961 100,00 2,0

Int. oligovit - T fat 0.4% 0,4000 830,00 3,3

RonozymeP – 750 sus -100g/q 0,1000 980,00 0,9



Energia digeribile 3.249 Kcal/kg


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palma. Nella Tabella XXXIV vengono indicati i valori energetici dell’olio di palma grezzo e del co-prodottoderivato dalla raffinazione fisica dell’olio di palma (AOPHY di palma) con contenuto di acidi grassi liberi pari a90%, calcolati in base all’equazione di Wiseman per il suino da 30 a 70 kg e tenendo conto del contenuto inMIU nei lipidi. L’Energia digeribile (DE) risulta essere del 15% inferiore nel co-prodotto a causa dell’elevatocontenuto di FFA, a parità di composizione in acidi grassi. Nelle Tabelle XXXV, XXXVI e XXXVII vengono cal-colati e messi a confronto i costi delle formule di mangime prodotto con le due diverse integrazioni lipidiche.L’impiego del co-prodotto ha comportato in questo caso un risparmio nel costo formula pari a circa 1,5%rispetto al costo della formula di mangime contenente olio di palma grezzo.

Per i co-prodotti AOCHE di soia con 60% di FFA e AOPHY di palma con 90% di FFA, è opportuno, in con-siderazione dell’elevato contenuto di acidi grassi liberi, l’utilizzo di silos di stoccaggio e tubazioni in acciaio

Tabella XXXVII - Comparazione dei costi della formula di mangime contenente olio di palma grezzo o AOPHY di olio di palma in diete per suini da30 a 70 kg

ED Kcal/kg % di inclusione Prezzo medio Contenuto energetico totale Costo totale della formula

(primo semestre 2007) Euro / t della formula Kcal/kg Euro / t

Olio di palma:

FFA 5% 7.765 3,43% 537 3.249 267,3

MIU 1%

AOPHY di palma

FFA 90% 6.593 4,50% 375 3.249 263,2

MIU 3%

L’impiego del co-prodotto ha comportato un risparmio nel costo formula pari a circa 1,5%

Tabella XXXVI - Formula di mangime con AOPHY di olio di palma suini da 30 a 70 kg


Spazio arrontondamenti 0,2000 200,00 0,4


Bietola polpe 2,0000 220,00 4,4

Calcio Carbonato 1,0719 30,00 0,3

Crusca 3,1197 180,00 5,6

Farinaccio 12,0000 190,00 22,8


Frumento 1,8530 260,00 4,8

L – lisina HCL 98% 0,2871 1350,00 3,8

Mais 5,2206 240,00 60,5

Melasso canna da zucchero 2,5000 120,00 3,0

AOPHY do olio di palma 90% FFA, 3% MIU 4,5000 374,80 16,8

Orzo comune 10,0000 260,00 26,0


Farina di estrazione di soia 20,5484 330,00 67,8

Sorgo 15,0000 245,00 36,7

Treonina – L 0,0935 2100,00 1,9

Int. oligovit T fat 0.4% 0,4000 830,00 3,3

RonozymeP – 750 sus -100g/q 0,1000 980,00 0,9



Energia digeribile 3.249 Kcal/kg


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inossidabile per evitare fenomeni di corrosione degli impianti. Per completare il confronto tra l’incidenza degli oli grezzi e dei co-prodotti sui costi del mangime è stata

inserita una comparazione con i co-prodotti lipidici di origine animale, ovvero con grassi animali. È noto chealcuni marchi della grande distribuzione, alcune linee di prodotto nonché segmenti di consumatori richiedo-no carni prodotte senza ingredienti di origine animale. In tali casi il costo del mangime non è parametro discelta. Poiché la carne prodotta utilizzando oli vegetali è di regola più costosa rispetto a quella prodottaimpiegando grassi animali; può essere interessante porre a confronto i costi di mangimi per polli e suini rea-lizzati con oli vegetali o grassi animali.

Nella Tabella XXXVIII viene confrontato il valore energetico dell’olio di soia con quello del grasso animale conFFA 5% in diete per polli da 11 a 21/25 giorni. La formula del mangime per polli con grasso animale è riportatanella Tabella XXXIX, quella con olio di soia è stata precedentemente riportata nella Tabella XXXI. L’utilizzo del gras-so animale consente, negli esempi riportati, un risparmio sul costo del mangime di ca. 1,6% rispetto all’olio disoia, come indicato nella Tabella XL.

Un esempio analogo viene riportato con riferimento a diete per suini da 30 a 70 kg contenenti olio di palma ograsso animale. Nella Tabella XLI vengono messi a confronto i valori energetici nutrizionali dei due oli, nella TabellaXLII viene riportata una formulazione per suini con grasso animale, i cui costi vengono comparati con i costi dellaformula con olio di palma precedentemente indicata nella Tabella XXXV. I costi delle due formule di mangime ven-

Tabella XXXVIII - Comparazione fra valori energetici ascrivibili all’olio di soia grezzo e al co-prodotto ANFA (grasso animale) destinati a diete per polli da

11 a 21/25 giorni (I valori energetici sono stati calcolati applicando l’equazione di Wiseman e considerando il contenuto di MIU dei lipidi)

Olio vegetale AME dell’olio di soia grezzo kcal/kg Co-prodotto AMEdel grasso animale kcal/kg

Olio di soia: Grasso animale

FFA : 2% 8.963 FFA: 5% 7.924

MIU : 1% MIU: 1,5

Tabella XXXIX - Formula di mangime con ANFA (grasso animale) per polli da 11 a 21/25 giorni






Grasso animale 5% FFA, 1.5% MIU 5,0890 418,00 21,2

L – lisina HCL 98% 0,1631 1350,00 2,2

Mais 8,00 standard 48,4503 240,00 116,2



Soia seme tostata Non OGM 15,0000 315,00 47,2

Soia farina di estrazione - 47,5 % Non OGM 27,2734 355,00 96,8

Treonina – L 0,0574 2100,00 1,2

Integratore . Broiler 0.4 standard 0,4000 888,00 3,5

Avizyme – 1500 0,1000 2250,00 2,2

RonozymeP bro. 100 g/q 0,1000 980,00 0,9


Costo totale formula 100,0000 04,3

Energia Metabolizzabile 3150 Kcal/kg


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Tabella XL - Comparazione dei costi della formula di mangime contenente olio di soia grezzo o ANFA (grasso animale) in diete per polli da 11 a21/25 giorni (i prezzi dei lipidi corrispondono alla media del primo semestre 2007)

AME dell’olio di soia % di inclusione Prezzo medio Contenuto energetico Costo totale dellagrezzo dei lipidi Euro / t totale della formula formula kcal/kg (primo semestre 2007) kcal/kg Euro / t

Oli di soia 8.963 4,12% 587 3.150 309,3FFA : 2%MIU : 1%Grasso animale FFA: 5% 7.924 5,09 418 3.150 304,3MIU: 1,5% L’impiego del co-prodotto ha comportato un risparmio nel costo formula pari a circa 1,6%

gono posti a confronto nella Tabella XLIII. L’utilizzo del grasso animale ha comportato in questo caso un rispar-mio sul costo totale della formula pari a circa 1,6%.

L’olio di pesce, come precedentemente rilevato, mostra, nel periodo preso in esame, prezzi medi allineati con glioli grezzi. Il suo inserimento nei mangimi è, tuttavia, dovuto a particolari necessità nutrizionali strettamente connes-se alla presenza degli acidi grassi EPA e DHA, non presenti negli oli vegetali o co-prodotti lipidici di origine vegetale.

Tabella XLI - Comparazione fra i valori energetici ascrivibili all’olio di palma e al co-prodotto ANFA (grasso animale) destinati a diete per suini da30 a 70 kg. (I valori energetici sono stati calcolati applicando l’equazione di Wiseman e considerando il contenuto di MIU dei lipidi)

Olio vegetale ED dell’olio di palma grezzo kcal/kg Co-prodotto ED del co-prodotto Kcal/kg

Olio di palma: Grasso animale

FFA 5% 7.765 FFA 5% 7.859

MIU 1% MIU 1,5%

Tabella XLII - Formula di mangime con grasso animale per suini da 30 a 70 kg

Materie prime Inclusione materie prime, % Costo unitario Euro / t Costo mangime Euro / tSpazio arrontondamenti 0,2000 200,00 0,4ALIMET – Metionina liquida 0,1106 1800,00 1,9Bietola polpe 2,0000 220,00 4,4Calcio carbonato polvere 1,0755 30,00 0,3Crusca 3,2777 180,00 5,9Farinaccio 12,000 190,00 22,8Fosfato bicalcico 0,5884 255,00 1,5Frumento 4,2233 260,00 10,9Grasso animale 5% FFA, 1.5% MIU 3,3555 418,00 14,0Lisina - L 0,2954 1350,00 3,9Mais 24,2491 240,00 58,1Melasso canna da zucchero 2,5000 120,00 3,0Orzo 10,0000 260,00 26,0Sodio cloruro 0,4523 70,00 0,3Farina di estrazione di soia 20,0760 330,00 66,2Sorgo 15,0000 245,00 36,7Treonina – L 0,0962 2100,00 2,0Int. oligovit T fat 0.4% 0,4000 830,00 3,3RonozymeP – 750 sus 100g/q 0,1000 980,00 0,9Totale ingr. 100,0000Costo totale formula 263,1Energia digeribile 3.249 Kcal/kg


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I co-prodotti primari vengono correntemente utilizzati anche per la produzione di “lipidi high-tech”, o “lipiditecnologici”, destinati alle diete degli animali da reddito. Con tali termini definiamo prodotti lipidici speciali, realiz-zati mediante processi industriali quali la saponificazione, l’idrogenazione, l’esterificazione e la glicerinazione(Tab. XLIV) che rispondono ad esigenze nutrizionali specifiche o, a volte, a problemi legati all’organizzazioneproduttiva che non possono essere soddisfatti né dai co-prodotti lipidici primari non trasformati, né dagli oligrezzi o raffinati.

I “lipidi high tech” possono essere prodotti partendo sia da oli grezzi o raffinati, che da alcuni co-prodotti lipi-dici, con significative differenze di costo in funzione della materia prima utilizzata. Il prezzo di co-prodotti quali gliAOPHY e AOCHE, oli ad alto contenuto in FFA derivati dalla raffinazione fisica o chimica degli oli destinati alconsumo umano, sono risultati essere, nel primo semestre del 2007, dal 30% al 40% inferiori rispetto ai corri-spettivi oli grezzi. È evidente che un risparmio sulla materia prima dell’ordine sopra menzionato è importante afronte dei costi di trasformazione dei processi industriali impiegati per la produzione dei lipidi “high-tech”.L’utilizzo dei co-prodotti anziché degli oli grezzi può concorrere ad ottenere prezzi finali più favorevoli per il pro-duttore di mangime e carne e, potenzialmente, per il consumatore. Nei successivi paragrafi vengono riassuntialcuni impieghi e peculiarità dei lipidi “high tech”.

Saponi di calcio di acidi grassi - FACS I FACS sono utilizzati per molteplici scopi, in funzione della loro composizione in acidi grassi e delle specie cui

sono destinati. È noto che nelle diete dei ruminanti l’impiego di oli grezzi o raffinati, o dei co-prodotti lipidici pri-mari non trasformati, in particolare se ricchi di acidi grassi insaturi, può interagire negativamente con le funzioniruminali. Inoltre, gli acidi grassi insaturi tendono ad essere idrogenati nel rumine, perdendo le loro caratteristicheiniziali. Per evitare effetti negativi è, in taluni casi, opportuno utilizzare lipidi scarsamente attaccabili dai batteriruminali e in grado di by-passare il rumine. D’altro canto, carenze energetiche nella dieta possono avere riper-cussioni anche gravi sulla salute dei ruminanti e sulle rese zootecniche.

I FACS vengono utilizzati come integrazione lipidica rumino-by-pass. Hanno un punto di fusione superiore a90°C, indipendentemente dalla loro composizione in acidi grassi, e possono rappresentare un tipo di integrazione

Tabella XLIII - Comparazione dei costi della formula di mangime contenente olio di palma grezzo o co-prodotto ANFA (grasso animale) in dieteper suini da 30 a 70 kg (i prezzi dei lipidi corrispondono alla media del primo semestre 2007)

ED Kcal / kg % di inclusione Prezzo medio dei lipidi Contenuto energetico Costo totale della

(primo semestre 2007) totale della formula formula

Euro / t kcal/kg Euro / t

Olio di palma:

FFA 5% 7.765 3,43% 537 3.249 267,3

MIU 1%

Grasso animale:

FFA: 5% 7.859 3,35% 418 3.261 263,1

MIU: 1,5%

L’impiego del co-prodotto ha comportato un risparmio nel costo formula pari a circa 1,6%

Tabella XLIV - Lipidi tecnologici o “high tech”

Co-prodotti primari di partenza Processo Lipidi tecnologici

Saponificazione con calcio FACS (saponi di calcio di acidi grassi)

AOCHE, AOPHY, ANFA Idrogenazione HYBY (grassi idrogenati)

Esterificazione Oli esterificati (raggruppati nella categoria MIX)

Glicerinazione Mono e digliceridi (raggruppati nella categoria MIX)


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lipidica per ruminanti in grado di apportare anche acidi grassi insaturi, più digeribili, senza influire sulle funzioni rumi-nali. Inoltre, un’integrazione lipidica in polvere come i saponi di acidi grassi può risultare in molti casi di più agevoleimpiego rispetto all’olio di palma o agli AOPHY di palma, utilizzati anch’essi nei ruminanti, ma solidi a temperatureinferiori a 35°C e bisognosi di sistemi di riscaldamento per la loro inclusione nei mangimi. I FACS, una volta inclusinelle diete, rimangono per lo più inerti nel rumine, e solo nello stomaco vengono idrolizzati dall’acido cloridrico, chelibera gli acidi grassi dal calcio rendendoli disponibili per l’assorbimento nell’intestino. Numerosi studi hanno dimo-strato gli effetti benefici dei FACS come integrazione energetica rumino-by-pass, anche nelle fasi critiche della vitadell’animale, come la gravidanza, l’allattamento etc.

I FACS con prevalenza di acidi grassi insaturi possono essere utilizzati nei ruminanti non solo come fonte ener-getica, ma anche come modulatori della composizione in acidi grassi delle carni e del latte. La riduzione degli acidigrassi saturi nel latte e nelle carni destinate all’alimentazione umana, il loro arricchimento con acido oleico e omega3, sono alcuni degli obiettivi raggiungibili mediante l’impiego dei FACS nelle diete dei ruminanti. In uno studio di L.M. Perez Alba et al. [11] vengono evidenziati gli effetti positivi dei saponi di oliva sulla composizione del latte dipecora e sulla fertilità degli animali. Nelle conclusioni dello studio leggiamo: “Ewes fed the diet supplemented witholive calcium soap tended to produce more milk, protein and through a higher milk fat percentage, more milkenergy. The composition of milk fatty acids was changed by the calcium soaps of olive fatty acids. Fewer satura-ted short- and medium-chain fatty acids (C6:0, C8:0, C10:0, C12:0, C14:0, and C16:0), less C18:2. and moreC18:1 and C18:0 were obtained in the milk of ewes fed the supplemented diet. Responses to ovulation inducedat 60 d after lambing, while ewes were still lactating, were significantly higher for ewes fed the diet supplementedwith calcium soaps of olive fatty acids than for ewes fed the basal diet. The calcium soaps of olive fatty acidsappeared to be a useful source of energy for dairy ewes. With this data dairy ewes may be a good model forstudying the effects of nutrition during early lactation on reproductive performance of dairy ruminants”

I FACS, a patto di possedere una composizione in acidi grassi idonea, possono essere utilizzati con buoni risul-tati zootecnici anche nei monogastrici, ad esempio nei casi in cui un lipide in polvere risulti, per ragioni logistiche oimpiantistiche, di più facile utilizzo rispetto ad un olio o un grasso. In uno studio di R. Rising e P.M. Maiorino [12] ladisponibilità totale degli acidi grassi di saponi di calcio prodotti con grasso animale, nella gallina ovaiola, in seguitoa determinazione con bomba calorimetria, è risultata essere pari al 99%,

Gli Acidi grassi Linoleici Coniugati (CLA) sono additivi generalmente costosi, ma con effetti interessanti sullacomposizione del grasso corporeo degli animali e sulla produzione del latte. Metodi particolari di saponificazionedegli AOPHY ed AOCHE di girasole rappresentano un’opzione per produrre CLA riducendone i costi finali. Alcuniutilizzi, funzioni ed effetti dei FACS sono riassunti nella Tabella XLV.

Oli / grassi (totalmente) idrogenati - HYBY Oli e grassi parzialmente idrogenati, caratterizzati da un elevato contenuto in acidi grassi trans, non vengo-

no considerati nel presente studio come lipidi tecnologici idonei all’impiego nei mangimi. Gli oli e i grassi totalmente idrogenati, che non presentano ovviamente tale inconveniente, hanno un punto

di fusione superiore a 60°C, sono costituiti prevalentemente da acidi grassi saturi (palmitico e stearico) evengono utilizzati come integrazione energetica in grado di by-passare il rumine nelle diete dei ruminanti.

Le loro caratteristiche reologiche rendono inoltre tali lipidi adatti ad essere utilizzati per incapsulare altriingredienti che devono essere protetti dai batteri ruminali, dall’acido cloridrico o da un assorbimento tropporapido nell’intestino. Le capsule protettive composte da lipidi totalmente idrogenati vengono aperte per effet-to delle lipasi nell’intestino, dove le sostanze in esse contenute vengono rilasciate. Amino-acidi, oli essenziali,acidi grassi a corta catena vengono protetti mediante questa tecnologia per particolari applicazioni. Gli oliessenziali e gli acidi grassi a corta catena incapsulati trovano impieghi finalizzati alla modulazione della floraintestinale e all’effetto antibatterico nell’intestino, in alternativa agli antibiotici promotori di crescita.

Alcuni utilizzi, funzioni ed effetti dei co-prodotti HYBY sono riassunti nella Tabella XLVI.

MONO- E DIGLICERIDI DI ACIDI GRASSI (inclusi nella categoria MIX del progetto FFS) I mono- e i digliceridi degli acidi grassi possono essere prodotti partendo dall’olio grezzo o dagli oli ad alto

contenuto di acidi grassi liberi derivati dalla raffinazione chimica o fisica degli oli alimentari (AOCHE / AOPHY)


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mediante glicerinazione, ovvero addizione di glicerolo ad una sostanza grassa in particolari condizioni dipressione, vuoto e temperatura. I mono e digiceridi sono emulsionanti in grado di migliorare la digeribilità dioli e grassi, e, conseguentemente, la digeribilità totale delle diete.

Come è noto, la prima fase della digestione dei lipidi nell’intestino è la loro emulsione ad opera dei salibiliari, che favorisce l’azione delle lipasi pancreatiche. Lo scarso ricircolo dei sali biliari nei giovani animali èun fattore limitante nella digestione dei grassi. La presenza di mono- e digliceridi nei lipidi aggiunti alla dietapuò compensare, data la loro azione emulsionante, la carenza di sali biliari.

Sali biliari, monogliceridi, acidi grassi liberi e molecole di colesterolo contribuiscono alla formazione dimicelle, essenziali per la digestione dei lipidi. Gli acidi grassi saturi sono scarsamente polari e hanno un altopunto di fusione. Ciò li rende scarsamente solubili anche in presenza dei sali biliari. Tuttavia, la loro solubilitàaumenta considerevolmente in presenza di micelle miste, contenenti cioè acidi grassi insaturi e monogliceri-di. In presenza di questi composti gli acidi grassi saturi possono essere solubilizzati nella fase acquosa dellume intestinale e assorbiti attraverso la mucosa intestinale. La presenza di mono- e digliceridi, in particolaredi mono- e digliceridi di acidi grassi insaturi, favorisce l’utilizzo degli acidi grassi saturi, aumentando la digeri-

Tabella XLVI - Funzioni ed effetti del co-prodotto HYBY nella fisiologia animale

HYBY Specie Funzioni Effetti

Ruminanti Rendono i lipidi rumino- by-pass e, - Bilanciamento del livello energetico della dieta

conseguentemente, utilizzabili nei ruminanti

Proteggono gli aminoacidi dai batteri ruminali - Aumento della disponibilità degli amminoacidi,

consentendone un rilascio graduale nell’intestino prevenzione di alcune patologie (fegato grasso etc.)

e mantenimento / aumento delle rese zootecniche

Ruminanti e monogastrici Proteggono gli oli essenziali, gli acidi grassi a - Miglioramento della salute intestinale mediante la

corta catena da un rapido assorbimento nell’intestino modulazione della flora, l’effetto antibatterico e la

(nei ruminanti, anche dall’attacco dei batteri ruminali) stimolazione dello sviluppo dei villi

Proteggono gli amminoacidi da un rapido - Miglioramento dell’utilizzazione delle proteine

assorbimento nell’intestino e delle rese zootecniche

Tabella XLV - Funzioni ed effetti dei FACS nella fisiologia animale

FACS Specie Funzioni Effetti

Ruminanti Rendono gli acidi grassi umino-by-pass e, - Bilanciamento del livello energetico della dieta

conseguentemente, utilizzabili nei ruminanti - Aumento della produzione di latte

- Prevenzione del deperimento organico

- Coadiuvante nel ripristino del peso

corporeo durante la lattazione

- Arricchimento della carne o del latte con

acido oleico, omega 3, CLA

Monogastrici Rappresentano un’integrazione lipidica - Bilanciamento del livello energetico della dieta

in polvere, utilizzabile in situazioni nelle quali, - Arricchimento della carne con acidi grassi

per ragioni logistiche / impiantistiche, è difficoltoso insaturi, acido oleico, omega 3

impiegare oli / grassi liquidi

Ruminanti e FACS contenenti CLA apportano CLA alle diete - Prevenzione di perdite di peso, anoressia,

monogastrici cachessia in particolari situazioni, ad esempio dopo

stimolazione del sistema immunitario degli

animali in seguito a vaccinazioni o attacchi

da parte di patogeni


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bilità degli oli vegetali in genere, con particolare riguardo ai giovani animali. Tale fenomeno è stato studiato inuna ricerca di R.L. Garrett e R.J. Young [13] che hanno misurato il grado di assorbimento dell’acido palmiti-co libero, confrontandolo con il grado di assorbimento dell’acido palmitico associato ad acido oleico o amonogliceridi di vari acidi grassi, tra cui quelli di acido oleico e linoleico.

Nella Tabella XLVII sono riportati i dati delle misure realizzate in vivo: l’assorbimento dell’acido palmiticorisulta maggiore quando associato ad acido oleico, ma ancora superiore quando associato a monoglicerididi acido oleico o linoleico. Nello specifico, l’assorbimento dell’acido palmitico è risultato pressoché nulloquando somministrato da solo, pari ad 11% quando somministrato con acido oleico, pari a 28% quandoassociato a monogliceridi di acido oleico e pari a 24% quando associato a monogliceride di acido linoleico. Ilrapporto molare fra le varie classi di lipidi e l’acido palmitico era pari a 0,8:1.

Nello studio viene altresì determinata la solubilità micellare dell’acido palmitico in diverse associazioni, che èrisultata essere compresa tra 0 e 5 per l’acido palmitico a sé stante, tra 40 e 50 quando associato ad acidooleico, e 100 quando associata a monogliceridi di acido oleico, come schematizzato nella Tabella XLVIII.

Il monogliceride di acido oleico è in grado di aumentare l’assorbimento dell’acido palmitico di tre volterispetto all’acido oleico, e di due volte la sua solubilità micellare.

L’esperimento dimostra che il monogliceride di acido grasso insaturo è da due a tre volte più efficace degliacidi grassi insaturi ai fini dell’utilizzazione dell’acido palmitico nel pollo.

Nella Figura 7, tratta dallo studio di Garret e Young [13], viene riportato il grado di assorbimento dell’acidopalmitico in presenza di acido oleico o monogliceridi di acido oleico al variare dei rapporti molari.

I monogliceridi di acidi grassi insaturi favorisconol’utilizzo degli acidi grassi saturi, come l’acido palmi-tico. L’impiego di monogliceridi in associazione adun co-prodotto come l’AOPHY di palma, di normapiù “economico” rispetto agli altri co-prodotti di origi-

Tabella XLVII - Comparazione fra il grado di assorbimento di alcunimonogliceridi di acidi grassi insaturi a 18 atomi di carbonio e loroeffetto sull’assorbimento dell’acido palmitico nei polli

Miscele lipidiche Assorbimento dell’acido

palmitico, % in vivo

Acido palmitico (P) -3 +/- 3,6

Acido oleico + P (1) 11 +/- 0,9

1-Monogliceride di acido oleico + P (2) 28 +/- 3,1

2- Monogliceride di acido oleico + P (2) 24 +/-0,7

1- Monogliceride di acido linoleico + P (2) 24 +/-1,0

(1) Rapporto molare acido oleico / acido palmitico 0.8:1

(2) Rapporto molare monogliceride / acido palmitico 0.8:1

Media ±SE di 3 galletti in gabbie individuali con dotti pancreatici bendati

Tratto da: R.L. Garrett - R.J. Young [13]

Tabella XLVIII - Solubilità micellare in vitro di alcune classi di lipidi

Miscele di lipidi Solubilità micellare relativa

delle miscele lipidiche

(misurazione in vitro) %

Acido palmitico (P) 0 - 5

Acido oleico + acido palmitico (1) 40 - 50

Monogliceride di acido oleico 100

+ acido palmitico (2)

(1) Rapporto molare tra acido oleico e acido palmitico 0.8:1. (2) Rapporto mola-

re monogliceride / acido palmitico 0.8:1

Media ±SE di 3 galletti in gabbie individuali con dotti pancreatici bendati.


Figura 7 - Influenza dell’acido oleico e del monogliceride di oleicosull’assorbimento dell’acido palmitico al variare dei rapporti molari.Sull’asse delle ascisse è indicato il rapporto molare dell’acido oleico odel monogliceride di acido oleico, denominato, quest’ultimo, “mono-lein”, rispetto all’acido palmitico; sull’asse delle ordinate è indicatol’assorbimento dell’acido palmitico in percentuale.Tratto da: R.L. Garrett - R.J. Young [13]


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ne vegetale e, ovviamente, rispetto agli oli grezzi, mameno digeribile dato l’elevato contenuto di acido pal-mitico libero, può consentire di ottimizzare il rapportotra costo dell’integrazione lipidica del mangime e resezootecniche. Un altro aspetto messo in luce nellostudio è il confronto tra il grado di assorbimento del-l’acido oleico e dei monogliceridi di acido oleico inposizione 1 o 2: l’assorbimento del monogliceridedell’acido oleico risulta essere del 30% superiore aquello dell’acido oleico stesso, come riportato nella

Tabella XLIX. Nelle diete dei giovani animali, che presentano a volte carenze di ricircolo di sali biliari o di attivitàdelle lipasi, miscele lipidiche ricche in monogliceridi e digliceridi (anch’essi caratterizzati da un forte potere emul-sionante) possono contribuire ad un miglior utilizzo della frazione lipidica della dieta.

Alcuni utilizzi, funzioni ed effetti dei monogliceridi e di gliceridi sono riassunti nella Tabella L.

OLI ESTERIFICATI / RANDOMIZZATI (inclusi nella nella categoria MIX del progetto FFS) Co-prodotti come gli AOPHY ed AOCHE possono essere inclusi nel mangime tal quali. Tuttavia, come

esplicitato nei precedenti esempi di calcolo dell’energia nutrizionale in base alle equazioni di Wiseman, ilmaggior contenuto di FFA penalizza il contenuto energetico degli AOPHY ed AOCHE rispetto ai corrispettivioli vegetali da cui derivano, pur avendo la medesima composizione in acidi grassi. Nella precedente TabellaXXXVII abbiamo riportato il valore energetico ascrivibile, in diete per suini da 30 a 70 kg, all’olio di palmagrezzo e all’AOPHY di palma avente 90% di FFA: i valori sono risultati essere 7.765 Kcal/kg per l’olio grezzoe 6.593 Kcal/kg per il co-prodotto.

Un metodo per ridurre significativamente il contenuto di FFA negli AOPHY ed AOCHE è quello di neutralizzaregli acidi grassi liberi legandoli al glicerolo, in particolari condizioni di temperatura e vuoto tali da preservarne lecaratteristiche. Gli acidi grassi liberi possono dunque essere esterificati con glicerolo. Il prodotto finale è un olioa basso contenuto di FFA, con la medesima composizione in acidi grassi dell’olio vegetale da cui gli AOCHE /AOPHY derivano. Il costo finale dell’olio esterificato può essere competitivo rispetto a quello dell’olio grezzo.

Oltre a neutralizzare gli acidi grassi liberi l’esterificazione conferisce al co-prodotto un vantaggio nutrizionaleanche rispetto agli oli grezzi. Nel processo di esterificazione una parte degli acidi grassi saturi viene infatti spo-stata dalle posizioni 1 e 3 della molecola del trigliceride (posizione in cui si trova la stragrande maggioranzadegli acidi grassi saturi negli oli vegetali) alla posizione 2, aumentandone significativamente l’assorbimentoattraverso la mucosa intestinale. E’ noto che la bassa digeribilità degli acidi grassi saturi è dovuta anche al fattoche essi, negli oli vegetali, si trovano sempre in posizione 1 e 3, cioè nelle posizioni esterne della molecola deltrigliceride. Quando le lipasi nell’intestino attaccano il trigliceride, esse separano gli acidi grassi in posizione 1 e3, che vengono a trovarsi nel lume intestinale in forma di acidi grassi liberi. Gli acidi grassi saturi liberi, data laloro scarsa polarità e la loro altrettanto scarsa solubilità micellare, vengono con difficoltà inglobati nelle micelle etendono piuttosto a formare saponi indigeribili con il calcio presente nel lume intestinale e ad essere quindi

Tabella XLIX - Comparazione fra il grado di assorbimento dei mono-gliceridi di acido oleico e linoleico e dell’acido oleico nei polli

Lipide Assorbimento in vivo %

Acido Oleico 67 +/ - 0,7

1-Monogliceride di acido oleico 99 +/- 2,5

2- Monogliceride di acido oleico 100 +/- 1,2

1- Monogliceride di acido linoleico 96 +/-0,7


Tabella L - Funzioni ed effetti dei monogliceridi e dei gliceridi nella fisiologia animale

Mono e digliceridi (categoria MIX) Specie Funzioni Effetti

Monogastrici in genere Emulsionano i lipidi della dieta - Incremento della formazione di

micelle, miglioramento della

digeribilità dei lipidi

Specificatamente nei vitelli e suinetti Emulsionano i lipidi presenti nel - Emulsionano il latte in polvere

latte ricostituito (artificiale) quando questo viene miscelato

con l’acqua dagli allevatori, prima

della somministrazione ai

giovani animali


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espulsi con le feci. Di contro, gli acidi grassi saturi in posizione 2 rimangono legati al glicerolo formando mono-gliceridi, i quali tendono a formare micelle con i sali biliari e gli acidi grassi insaturi e ad essere assorbiti attraver-so la parete intestinale, riesterificadosi in trigliceridi pronti ad entrare nel flusso sanguigno.

Il processo industriale che produce un riposizionamento “random” degli acidi grassi nei trigliceridi dell’olio,spostando il 33% degli acidi grassi saturi dalle posizioni 1 e 3 alla posizione 2, è detto “randomizzazione deglioli”. Esistono studi che dimostrano alcuni vantaggi derivanti dalla somministrazione di oli randomizzati agli ani-mali. Un esempio è riportato in uno studio di Sheila M. Innis (1997) nel quale sono stati somministrati a suinettida 0 a 18 giorni miscele di oli grezzi o randomizzati. Tra le premesse dello studio il fatto che il latte di scrofacontiene dal 20% al 30% di acido palmitico, di cui il 70% nella posizione 2 del trigliceride. I risultati della ricerca,di cui riportiamo uno stralcio nella Tabella LI, dimostrano un miglior utilizzo da parte dei suinetti degli oli rando-mizzati rispetto agli oli grezzi, a parità di composizione in acidi grassi. Nell’esperimento la miscela esterificata /randomizzata conteneva 21% di acido palmitico, di cui il 19% in pos. 2. Nella miscela di olio grezzo solo il 5%era in posizione 2. Il gruppo alimentato con oli esterificati / randomizzati mostra un incremento ponderale inrapporto all’alimento ingerito maggiore rispetto al gruppo alimentato con oli grezzi (vedi Tabella LI).

Un recente studio di W. Smink [15] con olio di palma randomizzato nei polli ha dimostrato che la digeribilitàdell’acido palmitico passa dal 51% al 90% quando, per effetto della randomizzazione, esso si trova nellaposizione 2 anziché 1 e 3 del trigliceride, come schematizzato nella Figura 8. Anche l’acido stearico è risulta-to essere più digeribile nell’olio di palma randomizzato: nei broiler a 33 gg la digeribilità dell’acido stearico inposizione 1 e 3 è stata misurata in ragione del 37%, mentre quella dell’acido stearico in posizione 2 è risulta-ta essere pari ad 84%, come riportato nella Figura 9.

È forse opportuno, per chiarezza, sottolineare la sostanziale differenza di questo studio sul grado di utiliz-zazione degli acidi grassi saturi da parte degli animali rispetto a quello di Garret e Jung [13] precedentemen-te citato. Nello studio di Garret e Jung l’acido palmitico è stato somministrato agli animali singolarmente(puro) o in associazione a specifiche classi di lipidi prese singolarmente (acido palmitico + monogliceridi diacido oleico, acido palmitico + monogliceridi di acido linoleico, acido palmitico + acido oleico etc.), e ne èstato misurato l’assorbimento nelle singole specifiche situazioni. Nello studio di Smink [15] l’acido palmiticoviene somministrato come componente dell’olio di palma, pertanto in associazione e contemporaneamente

Tabella LI - Incremento ponderale in rapporto all’ingestione di alimento in suinetti da 0 a 18 giorni alimentati con integrazioni lipidiche rando-mizzate o non randomizzate

Co-prodotto di palma randomizzato con olio di canola Olio di canola + olio di palma grezzi

Incremento ponderale per litro di 0,214 0,192

alimento ingerito espresso in kg

Dati tratti dallo studio di Sheila M .Innis et al [14]

Figura 8 - Comparazione tra la digeribilità dell’acido palmitico inposizione 1 e 3 con quella dell’acido palmitico “randomizzato”, ovveroposto nella posizione 2 del trigliceride, nei polli.Dati tratti da: W. Smink et al [15]

Figura 9 - Comparazione della digeribilità dell’acido stearico in posi-zione 1 e 3 con quella dell’acido stearico “randomizzato”, ovvero postonella posizione 2 del trigliceride, nei polli.Dati tratti da: W. Smink et al. [15]


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a tutti gli altri acidi grassi che compongono i triglceridi dell’olio di palma grezzo o randomizzato, e, conse-guentemente, ai monogliceridi che si formano nell’intestino per attacco dei trigliceridi dell’olio di palma daparte delle lipasi. Alcuni utilizzi, funzioni ed effetti degli oli esterificati / randomizzati sono riassunti nellaTabella LII.

Valutazione dei carichi ambientali e dei benefici per l’ambiente derivanti dall’impiego dei co-prodotti lipidici in zootecniaLa valutazione dei benefici derivanti per l’ambiente dall’uso dei co-prodotti lipidici in zootecnia è uno dei

punti previsti nel progetto “FFS”. Dall’analisi precedente risulta che i vantaggi derivanti dall’uso di talunico-prodotti primari nei mangimi, nonché dal loro impiego per la produzione di lipidi tecnologici destinatialle diete degli animali da reddito, sono indipendenti dai benefici ambientali, hanno cioè motivazioni tecni-co-economiche di per sé, ed il loro uso nei mangimi non rappresenta una semplice alternativa allo smalti-mento. Inoltre, il settore emergente delle energie rinnovabili ha aperto un nuovo vasto mercato portatoredi una crescente domanda di oli/grassi.

Alcuni co-prodotti lipidici possono già essere utilizzati nella produzione di biocarburanti o energia termi-ca, con vantaggi economici rispetto agli oli grezzi o raffinati destinati al consumo umano, rispondendo nelcontempo ad una crescente esigenza etica che tende a preservare gli oli alimentari da utilizzi diversi dal“food”. Nuove tecnologie degli impianti di combustione, o di produzione del biodiesel, amplieranno ladomanda di co-prodotti lipidici per tali impieghi. La zootecnia, piuttosto che rappresentare una alternativaallo smaltimento dei co-prodotti, si troverà in misura crescente a competere con il settore del riscalda-mento, dei biocarburanti e della produzione di energia elettrica nell’utilizzo di alcuni co-prodotti lipidici,oltre che degli oli vegetali.

CONCLUSIONI

Il raffronto tra il costo del mangime prodotto con oli grezzi o co-prodotti lipidici quali gli oli ad alto contenuto diacidi grassi liberi provenienti dalla raffinazione fisica o chimica degli oli vegetali alimentari (AOPHY e AOCHE) o igrassi animali (ANFA), ci porta a concludere che l’impiego di alcuni co-prodotti lipidici rappresenta un’opzioneinteressante, dal punto di vista economico, sia per i produttori di mangimi e carni, sia, potenzialmente, per ilconsumatore. Considerando che gli oli vegetali, ed anche i cereali, vengono impiegati in volume crescente per

Tabella LII - Funzioni ed effetti degli oli esterificati / randomizzati nella fisiologia animale

Oli esterificati (nella categoria MIX) Specie Funzioni Effetti

Monogastrici in genere Rappresentano un’integrazione - Svolgono le medesime funzioni degli

lipidica avente valore energetico oli grezzi (bilanciamento del valore

pari agli oli grezzi energetico della dieta, apporto di

acidi grassi essenziali, etc.)

consentendo un risparmio sul costo

del mangime

Nel caso di lipidi ad alto contenuto - Contengono acidi grassi saturi più

in acidi grassi saturi, rappresentano digeribili ed utilizzabili rispetto

un’integrazione lipidica con valori ai corrispettivi oli grezzi

energetici superiori al corrispettivo

olio grezzo, grazie al processo di

randomizzazione degli acidi grassi

Specificatamente per suinetti Apportano acido palmitico in posizione - Possono migliorare funzioni

2 del trigliceride, similarmente metaboliche e crescita, grazie alla

al latte materno collocazione degli acidi grassi

saturi in posizione 2


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la produzione di biocaburanti, con ripercussioni sui prezzi al rialzo, è giustificato impegnarsi per ottimizzare lecaratteristiche di qualità dei co-prodotti lipidici per l’uso zootecnico, sia come integrazioni energetiche, siacome materie prime per la produzione di lipidi “high tech” quali i saponi di calcio (FACS), gli oli o grassi total-mente idrogenati (HYBY), i monogliceridi, i digliceridi e gli oli esterificati / randomizzati.

Abbiamo evidenziato come il ruolo dei lipidi “high tech” soddisfi esigenze nutrizionali specifiche cui non pos-sono rispondere né gli oli grezzi, né i co-prodotti lipidici primari non trasformati. D’altro canto, produrre lipidi“high tech” utilizzando oli vegetali grezzi anziché co-prodotti lipidici comporterebbe un aumento significativo delcosto del prodotto finale. I prezzi medi dei co-prodotti nel 2006 e nel primo semestre del 2007 sono risultatiessere considerevolmente inferiori a quelli dei corrispettivi oli vegetali, con punte anche del 40%.

I costi di miglioramenti tecnologici tesi ad evitare o ridurre significativamente, ove necessario e possibile,composti di degradazione e contaminazioni nelle fasi di ottenimento o trasformazione dei co-prodotti, sonorisultati essere, in molti dei casi esaminati, relativamente moderati, con limitata incidenza sul costo finale delprodotto. Inoltre, le caratteristiche di qualità dei co-prodotti sono, in numerose situazioni, migliorabili adot-tando semplicemente buone norme di fabbricazione. Negli ultimi anni l’industria ha dimostrato una crescenteattenzione per questi aspetti adeguando la produzione a standard di sicurezza crescenti,

Nel corso dell’analisi ci siamo soffermati su alcuni inquinanti o composti di isomerizzazione o degradazioneo quali gli IPA, l’ossidazione, la formazione di acidi grassi trans, le diossine e i PCB, tenendo conto anche deirisultati di esperimenti, effettuati nell’ambito del progetto, su polli e conigli alimentati con lipidi che presenta-vano diversi livelli dei suddetti composti.

Per quanto concerne gli IPA, sebbene gli studi sperimentali su polli e conigli alimentati con oli arricchiti conIPA abbiano dimostrato che tali composti non sono rintracciabili nelle carni degli animali macellati e vengonometabolizzati dagli animali senza effetti né sul loro stato di salute né sulle rese zootecniche, è tuttavia consi-gliabile prevenirne la formazione evitando operazioni di essiccazione di noci o semi con fiamma diretta, ocontatto diretto con i gas di combustione. Se presenti, gli IPA possono essere rimossi da oli e co-prodottimediante adsorbimento/filtrazione con carboni attivi, un’operazione relativamente non dispendiosa, checomporta una trascurabile incidenza sul costo finale del prodotto.

L’ossidazione dei co-prodotti può essere evitata o ridotta adottando serbatoi e tubazioni in acciaio inox, signi-ficativamente più costosi di quelli in acciaio normale. Tuttavia, maggior durata dell’impianto e periodo diammortamento consentono di mantenere l’incidenza di costo di questi materiali sul prodotto finale entro limitiaccettabili. L’utilizzo di azoto ad effetto inertizzante nei serbatoi di stoccaggio, la manutenzione corretta dipompe, guarnizioni e giunzioni dei sistemi di alimentazione di oli e co-prodotti, rappresentano accorgimenti noneccessivamente dispendiosi ed efficaci per ridurre il contatto con l’ossigeno e prevenire processi ossidativi.

Più problematico risulta essere il controllo dell’ossidazione nell’olio di pesce, dato il suo elevato contenutodi acidi grassi polinsaturi. Oli di pesce ossidati dovrebbero essere sottoposti ad un trattamento di semiraffi-nazione con un’incidenza sul prodotto finito non trascurabile. Gli acidi grassi trans, potenzialmente pericolosiper la salute umana, si formano principalmente nel corso del processo di idrogenazione parziale degli oli, enon vi sono possibili miglioramenti tecnologici in grado di evitarli. Le sperimentazioni effettuate nell’ambitodel progetto su polli e conigli con integrazioni lipidiche contenenti acidi grassi trans hanno dimostrato chequesti isomeri vengono trasferiti dal mangime alle carni degli animali: l’unica raccomandazione ragionevole è,allo stato attuale delle tecnologie, quella di non impiegare oli e grassi parzialmente idrogenati nelle diete deglianimali da reddito. Ciò non riguarda ovviamente i lipidi totalmente idrogenati.

Relativamente a diossine e PCB, l’origine della contaminazione è, come noto, di natura principalmenteambientale e non sono disponibili tecnologie a costi accettabili per la depurazione di oli grezzi o grassi dallapresenza di diossina e PCB. È altrettanto noto che tali composti vengono trasferiti dai mangimi alle carni deglianimali, come confermato anche dagli esperimenti effettuati nel contesto del progetto. Studi dimostrano chené il normale processo di deodorazione con stripping con vapore sottovuoto, né l’adsorbimento su terre e / ocarboni attivi sono in grado di ridurre in maniera sostanziale la diossina eventualmente presente in oli e grassi.La sola procedura in grado di ridurre significativamente il livello di diossina sembra essere la distillazione mole-colare, attualmente impiegata su talune tipologie di olio di pesce per alcune applicazioni particolari (prepara-zione di concentrati a base di acidi grassi omega 3), e i cui costi sono decisamente elevati.


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Un paragrafo dello studio è stato dedicato agli impieghi di oli e co-prodotti nel settore energetico. Sonostati comparati i costi degli oli vegetali e i costi di alcuni co-prodotti lipidici, entrambi opportunamente tra-sformati per essere utilizzati come combustibili, carburanti “verdi” per motori destinati alla produzione dienergia elettrica, o per impieghi nella produzione di biodiesel. Il costo dei grassi animali, anche successiva-mente ai vari processi industriali di trasformazione necessari per renderli idonei ai suddetti impieghi, è risulta-to competitivo rispetto a quello degli oli vegetali.

Sottoprodotti lipidici che rientrano nella categoria dei materiali di rifiuto, in Europa non impiegati in zootec-nia, quali gli oli estratti dalle terre di decolorazione di oli e grassi (EBE) e gli oli di frittura (RECY), sonoanch’essi risultati competitivi rispetto agli oli vegetali per applicazioni dedicate alla produzione di energia elet-trica o termica e ciò anche tenendo conto dei costi dei processi di trasformazione necessari a renderli idoneia tali impieghi.

La zootecnia si troverà in misura crescente a competere con il settore del riscaldamento, dei bio-carburan-ti e della produzione di energia elettrica per l’utilizzo di alcuni co-prodotti, oltre che degli oli vegetali.

Nonostante crescano negli ultimi tempi riflessioni e ricerche atte a contenere la “monopolizzazione“ daparte del settore energetico delle coltivazioni di cereali e piante oleaginose, (un’alternativa “verde” ai carbu-ranti fossili potrà essere offerta, in futuro, dalla coltivazione estensiva di alghe), recenti proiezioni prevedonoun aumento massiccio nei prossimi 15 – 20 anni delle colture di semi per la produzione di oli destinati al set-tore energetico. Negli atti del congresso internazionale “Oleochemicals under Changing Global Conditions”,tenutosi ad Amburgo nel febbraio del 2007 [9], leggiamo: “Country-specific goals for renewable energy frombiomass between 2025 and 2050 vary from 30 to 50 percent of total energy consumption.(…) Forecasts for2025 state that 20 to 30 percent of arable land will be used for biomass production, mostly for the produc-tion of bio ethanol and biodiesel based on corn, sugar cane, wheat, sugar beet, coconut, palm oil, sun-flower, oilseed rape, soybean …” Tale fenomeno sarà accompagnato anche da un’enorme disponibilità dico-prodotti derivanti dalla raffinazione degli oli e utilizzabili in zootecnia. Negli atti del convegno sopra men-zionato leggiamo: “The next generation of bio refineries will use technologies to make products from plantmaterials that will the be converted to multiple products – fine chemicals, oleo chemicals, bulk chemicals,polymers and bio-fuels. Bio-refineries will be effectively linked to the conventional chemical industry valuechain creating new industries”.

In tale scenario l’approfondimento scientifico sulla composizione e sull’utilizzo nei mangimi dei co-prodottilipidici e dei lipidi tecnologici con essi realizzati, nonché lo studio dell’impatto socio-economico derivante dalloro impiego per i produttori di mangime e carne, con le conseguenti ricadute di vantaggi economici e disicurezza per i consumatori, risponde ad esigenze concrete della filiera della produzione animale.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI E FONTI RELATIVE AD ENTRAMBE LE PARTI DELLO STUDIO

[1] Camera di Commercio di Milano - Bollettini 2006 e 2007 emanati dalla Commissione Prezzi [2] Globefish Seafood Highlights - 2007[3] IFFO - International Fishmeal and Fish oil Organization- www.iffo.net [4] EFPRA - the European Fat Processors and Renders Association [5] C.O.N.O.E.: Consorzio Obbligatorio Nazionale di raccolta e trattamento Oli e grassi vegetali ed animali

Esausti[6] USA Agriculture Ministry: United States Department of Agriculture[7] Unione Europea - statistiche sulla produzione di oli vegetali:

http://madb.europa.eu/mkaccdb2/statistical_form.htm[8] EBB - European Biodiesel Board - www.ebb-eu.org[9] Oleochemicals under Changing Global Conditions – Atti del convegno svoltosi ad Amburgo nel 2007,

organizzato da Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaften e V. [10] E.M. Brevik, A. Biseth, M. Oehme, Levels of polychlorinated dibenzofurans and dibenzo-p-dioxins in

crude and processed fish oils in relation to origin and cleaning method. Organohalogen Compounds, Vol.1: Dioxin 90 - EPRI Seminar, Ecoinforma Press, Bayreuth, 1990, ISBN, p 467-471.


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[11] L.M. Perez Alba, S.S. De Souza Cavalcanti, M. Perez Hernandez, A. Martinez Marin, G. Fernandez Marin,Calcium soaps of olive fatty acids in the diets of manchega dairy ewes: effects on digestibility and produc-tion. J. Dairy Sci. 80, 3316–3324 (1997)

[12] R. Rising, P.M. Maiorino, The utilization of calcium soaps from animal fat by laying hens. Poultry Sc. 69 (5)768-73 (1990).

[13] R.L. Garrett, R.J. Young, Effect of micelle formation on the absorption of neutral fat and fatty acids by thechicken. Journal of Nutrition, 1974.

[14] Sheila M .Innis, Roger A. Dryer, Eric L. Lien, Formula containing randomised fats with palmitic acid (16:0)in the 2-position increases in the 2-position of plasma and chylomicron triglyceride in formula-fed pigletsto levels approaching those of piglets fed sow’s milk. Journal of Nutrition 127 (July) 1362 – 1370 (1997).

[15] W. Smink, W. J. J. Gerrits, R. Hovenier, M. J. H. Geelen, H. W. J. Lobee,M. W. A. Verstegen,† and A. C.Beynen, Fatty acid digestion and deposition in broiler chickens fed diets containing either native or rando-mized palm oil. Poultry Science 87, 506–513 (2008).

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XIII Giornate del ComitatoItaliano Derivati Tensioattivi

Bologna, 11-12 giugno 2009La tredicesima edizione delle Giornate di studio delComitato Italiano Derivati Tensioattivi (CID) si terràa Bologna presso Palazzo Gnudi, antico palazzostorico del 17° secolo, nei giorni 11 e 12 giugno2009. Il programma del congresso prevede la presenta-zione di conferenze plenarie, comunicazioni orali eposter sui seguenti argomenti:• Materie prime, tecnologie e tendenze di mercato• Comportamento dei tensioattivi, analisi ed appli-

cazioni nel settore della detergenza e dellacosmetica

• Regolamenti, ambiente e sostenibilitàL’inaugurazione del congresso si terrà nella matti-nata del giorno 11 giugno; seguiranno poi le ses-sioni di lavoro.Lingue ufficiali del congresso saranno l’italiano el’inglese con traduzione simultanea.Come per le precedenti edizioni delle GiornateCID, è prevista un’esposizione tecnica che saràallestita nei locali adiacenti la sala conferenze, perla presentazione di prodotti, tecnologie, strumenta-zione analitica, attività editoriali, connessi con ilsettore. Per le iscrizioni gli interessati possono servirsi del-l’apposita scheda inserita nel sito CID www.cidita-lia.it che sarà aggiornato con tutte le informazioninecessarie e l’elenco dei lavori in programma. Èprevista anche l’iscrizione on line. Per la prenotazione alberghiera gli interessati pos-sono rivolgersi al sito www.momedaeventi.com

Ulteriori informazioni sul congresso e sull’esposizione:Segreteria Comitato Italiano Derivati Tensioattivi

Via Giuseppe Colombo, 79 - 20133 MilanoTel. 02.2367216 – Fax 02.70608944

e-mail: [email protected]

25th IFSCC Congress Building cosmetics: research,technology, culture

Barcellona, 6-9 ottobre 2008Il 25° Congresso dell’International Federation ofSocieties of Cosmetic Scientists si é recentementetenuto in concomitanza con il 50° anniversariodella Società Spagnola dei Chimici Cosmetologi.Nei tre giorni del congresso sono state presentate

68 comunicazioni oral i e 315 posters e le 3seguenti conferenze plenarie:Antonio Ferrer-Montiel ha parlato dell’immunologiadella pelleJose Vicente Castell ha parlato di metodi di analisialternativi ed ha presentato lo stato attuale suglistudi di tossicologiaMaria Blasco, dello Spanish National CancerResearch Center, ha parlato delle ricerche nel set-tore delle cellule staminali.Le comunicazioni orali vertevano su temi comecosmetici molecolari, strategia di protezione,cosmetici per il benessere, sicurezza dei cosmetici.In occasione della manifestazione è stato eletto ilnuovo consiglio direttivo:Presidente: Xavier Romeu (Spagna)Vice presidente: Gavin Greenoak (Australia)Tesoriere: Judi Beerling (UK)Segretaria onoraria: Anne Hunt (Francia)Membri: Alberto Martin (Argentina), PanvipaKrisadaphong (Tailandia), Roy Gardiner.Chairman del comitato scientifico Fujihiro Kanda(Giappone) con Ob-Suk Lee (Korea), chairman delcomitato educazione Amy Wyatt (USA), chairmanPR Art Georgalas (USA), chairman comitato edito-riale Hartmut Schmidt-Lewerkuehne (Germania)Uditori onorari: Henri Sebag (Francia), Susan Hurst(UK).Continuano nel loro impegno il presidente uscenteJohann Wiechers (NL), la segretaria generaleLorna Weston assistita da Gem Bektas (UK).Durante la cerimonia di chiusura sono stati asse-gnati:- il Basic Science Award per il miglior lavoro aShokei Kuroda (Pola Chemical, Giappone) per lasua presentazione, Epidermal tight junction: themaster skin barrier regulator- Il premio di scienza applicata a Tomo Osawa(Shiseido Co Ltd) per la sua presentazione,Development of a water resistant/detergentwashable powder coated with stimuli responsivepolymer and its application to sun-care products- I l premio per i l migl ior poster a Er ikSchultze (Henkel KgaA, D) per, Specific repair ofhair keratin.

Per informazioni: IFSCC General SecretaryG.T. House, 24/26 Rothesay Road

Luton Beds. LU1 1QX – Englande-mail: [email protected] - web site www.ifscc.org

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39° Giornate del Comitato Spagnolodella Detergenza

Barcellona, 25-26 marzo 2009Le Giornate CED 2009, organizzate in collaborazio-ne con CSIC, AEPSAT, ADELMA, SociedadEspañola de Quimicos Cosmeticos, avranno luogopresso l’Hotel Alimara di Barcellona.Il giorno 25, dopo l’inaugurazione del congresso,sarà tenuta la seguente conferenza plenaria:F. Mayor Zaragoza (Presidente de la FundacionCultura de Paz, Madrid, E)Grandes desafios del siglo XXI: creciente responsa-bilidad de la Comunidad Cientifica

Il programma prevede le seguenti comunicazioni:• C. Bernal (Grupo Carina, Div. Fragrancias, St. Quirze

del Vallès, E)Desarrollo de un nuevo sistema biodegradablecapaz de incrementar la fijacion de las fragrancias

• P. Varineau, T. Doneva (Dow Fabric & Surface Care,Freeport, USA)Enhanced cleaning through hydrophobe modifica-tion of alcohols using alkylene oxides

• U. Fischer (Sasol Germany GmbH, Marl, D)New soil release polymers for cold and short wash

• F. Rittig, R. Baur, U. Steinbrenner, J. Tropsch, S.Zimdahl (BASF AG, Ludwigshafen, D)Surfactants for emulsifying and cleaning

• S. Vilchez-Maldonado, N. Azemar, G. Caldero, C.Solans (Inst. Quimica Avanzada de Catalunya(IQAC)/Centro de Inv. Biomedica en Red enBioingenieria, Biomateriales y Nanomedicina,Barcellona, E)Smart textiles by incorporation of biocompatiblepolymeric nanoparticles

• O. Spangenberg, Q. Westdijk, M. Van Zeeland, C.Naab, E. Concar (Genencor, a Danisco Div.,Leiden, NL)Stretching the limits: the potential of enzymes in low-energy washing

• H. Durchschlag, M. Bartlang, M. Dziuk, M.Vollmar, K.-J. Tiefenbach (Inst. Biophysics andPhysical Biochemistry, Univ. Regensburg, D)Deciphering the interaction of proteins with sur-factants

• P. Skagerlind (Novozymes A/S, Bagsvaerd, DK)Reformulate today to meet the demands oftomorrow

• R. Ramsch, S. Cassel, I. Rico-Lattes (Lab. IMRCP,Univ. Paul Sabatier, Toulous, F)

How do catanionic surfactants behave in non-aqueous solvents?

• C. Estevez, J. Bigorra (IUCT/Cognis Iberica,S.A.U. - Moller del Valles/Castellbisbal, E)Alternative natural based solvents in metaldegreasing

• N. Siscart, J. Vilaret, X. Carré, M. Bernat, R. Vilar, M.Minguet, X. Gonzalez (Kao Corp. SA, Barbera delValles, E)El color de la esperanza

• J. Robledo (ADELMA, Madrid, E)Plan de accion europeo sobre la produccion y elconsumo sostenibles. Una amenaza o una oportuni-dad para nuestra industria?

• P. Espina (ADELMA, Madrid, E)Pasado, presente y futuro de los biocidas en Europa

• S. Lai (A.I.S.E., Bruxelles, B)“Reaching” exposure scenarios for detergents

• C. De Diego, J.L. Narvaez, L. Gamez, C. Verge(Cepsa Quimica SA, Madrid, E)Reglamento REACH y sistema globalmente armoni-zado (GHS): experiencia desde el punto de vista deun fabbricante. Etapas cubiertas y siguientes

• R. Bailon-Moreno, E. Jurado- Alameda, L. Chiadmi-Garcia (Dpto Ing. Quimica Univ. Granata, E)El numero de zeina y la perdida de agua transepi-dermica (TEWL). Correlacion de ensoyos in vivo y suaplicacion come modelo (Q)SAR al REACH

• D.W. Roberts, J.F. Roberts (Liverpool John MooreUniv./Safety and Environmental Assurance Centre,Unilever Colworth, Liverpool/Sharnbrook, UK)Aquatic toxicity of cationic surfactants to Daphniamagna

• E. Jurado-Alameda, F. Camacho, G. Luzon, N.Fernandez-Serrano, M. Garcia-Roman (Dpto. Ing.Quimica Univ. Granata, E)Study of the thermal and interfacial deactivation oflipases under washing conditions

• F.J. Carrion (Intexter, UPC, Terrassa, E)Las bentonitas en los detergents ecologicos

• N. Vilanova, C. Rodriguez, C. Solans (Inst. QuimicaAvanzada de Catalunya (IQAC), CSIC, Barcelona, E)Formulations of emulsions for the fabrication of silicamicrocapsules

• F. Comelles, J. Sanchez-Leal, J.J. Gonzalez (Dpto.De Tensioactivos (IQAC); CSIC, Barcelona, E)Diversas combinaciones de ingredientes en laobtencion de cristales liquidos laminares

• A. Colomer, L. Perez, M.R. Infante, A. Pizano, I.Ribosa, M.T. Garcia (Dpto. De Tensioactivos (IQAC),

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CSIC; Barcelona, E)Lysine-based cationic surfactants: effect of the polargroup on their biological properties

• P. Visa, C. Dei Negri, C. Escudé, L. Mocé, L. Salvi(Eurofins-Biolab., Barcelona, E)Evaluacion de la eficacia de desinfectantes frente alBiofilm

• P. Pastorelli (Sasol Italy, Milano, I)Oxo alcohols: a broad range of hydrophobes tochoose from for making designed ethoxylates

• J.L. Vilchez, A. Navalon, O. Ballesteros, S.Cantareno, I. Jimenez, I.Lopez, C. Verge (CepsaQuimica SA/Dept Qca. Analitica Univ. Granada,San Roque/Granada, E)Comportamiento de tensioactivos de interescomercial en suelos agricolas de la Vega deGranada

• C.A. Prieto, I. Lopez, A. Cepa, N. Rancho (CepsaQuimica SA, Son Roque, E)LAS versus MES, a view from the petrochemicalside

• M. Obiols-Rabasa, J. Ramos, J. Forcada, J.Esquena, C. Solans, B. Levecke, K. Booten, T.F.Tadros (IQAC-CSIC/CIBER-BBN/ Depto. QcaApplicada Univ. P. Vasco/Beneo Bio Based Chem.Bercelona/San Sebastian/Leuven-Wijgmaa/Wokingham, E, B, UK)Preparation of polybutyl acrylate/polymethyl meta-crylate (PbuA/PMMA) latex stabilized with ahydrophobically modified inulin in a semicontinuousreactor

• W. Van Rijswijk (Rijswijk Consultants, Burgh-Haamstede, NL)Liquid laundry detergents – Role of enzymes andpolymers

Per informazioni dettagliate: Comité Español de la Detergencia,Tensioactivos y Afines

Jordi Girona, 18-26 – E-08034 Barcelona – Españae-mail: [email protected] - www.cedmeeting.com

2nd SCS Annual Cosmetic ScienceSymposiumCosmetic controversies – Seeing thewhole picture

Belton Woods Hotel, Nr Grantham – Lincolnshire,UK, 17-19 maggio 2009

Il simposio è organizzato in occasione del 60° anni-versario di Society of Cosmetic Scientists.

Il programma sarà il seguente:18 maggio 2009Session 1 – Anti- aging treatments• Keynote lecture: T. Rawlings (AVR Consulting Ltd)

How effective could (so called) cosmeceuticalsbecome in the future?

• T. Chu (Imperial College, London)The treatment of atrophic acne scarring• V. Betaille (West Herts NHS Trust and King’s

College, London)Cosmeceuticals. What can they offer now andwhat will future research help to deliver?

• T. Griff i ths (East Cheshire NHS Trust andUniversity of Manchester)Cosmeceuticals in context

• S. Williams (European Dermatology, London)Can topical application of anti-oxidants turn backthe clock?

Session 2 – Fragrance: to be natural or not?• Keynote lecture: J. Ayres (Pandora Ltd)

Creative fragrance drivers of the 20th century• M. Vey (Scientific Director, IFRA)

How safe are fragrances raw materials? The IFRAprinciples for safety assessment explained

• T. Burfield (Cropwatch UK)Legislators and natural aromatics: a modern dayvendetta

• G. Dodd (AromaSciences Ltd)From 100% synthetic to 100% natural – andbeyond!

• K. Halford (Simple Essentials Ltd)Natural fragrances: the perfumer’s challenge

19 maggio 2009Session 3 – Naturals vs. synthetics• Keynote lecture: J. Beerling (Organic Monitor)

Natural and organic cosmetics – What is all thefuss about?

• J. Woodruff (Creative Developments)Natural or synthetic: whatever!

• P. Houghton (King’s College, London)Together we’re stronger – The advantages ofnatural extracts

• K. Roden (Thor Specialties Ltd)Natural preservatives: myth or magic?

• W. Petersen (Dr. Straetmans)Preserving cosmetics: what more natural/saferoptions do formulators have?

Session 4 – Green chemistry• Keynote lecture: J. Clark (York University) Green

sustainable chemistry – A necessity or a fad ?

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• S. Johnson (Boots)Green chemistry – A retailer’s perspective

Per informazioni:Society of Cosmetic Scientists – GT House,

24-26 Rothesay RoadLuton, Beds LU1 1QX – UK

Fax +44(0)1582.405217e-mail: [email protected] - www.scs.org.uk

Oils & Fats International – Middle East2009

Il Cairo, 21-22 aprile 2009Nell’ambito dell’esposizione OFI Middle East 2009che si terrà presso InterContinental Citystars delCairo, si svolgeranno una conferenza tecnica eduna commerciale.La conferenza tecnica, avente per tema Criticalissues in crushing, refining, processing, product for-mulation and packaging si svolgerà in 4 sessioni.• Session 1 – Critical issues in oilseed crushing- S. Goen (PTW Technologies, D)

Multicracker technology: novel oilseed grinding,breaking and dehulling

- Harburg Freudenberger (D)HIPLEX – The revolution in oilseed processing

- K. Bagherpour (Alfa Laval, DK)Optimizing solvent extraction plants using plateheat exchanger technology

- Ph. Van Doosselaere (DeSmet Ballestra, B)VOC and emission control and reducing hexanelosses, explosion proof safety

• Session 2 – Critical issues in oil refining and pro-cessing

- M. Misbah (Unilever, NL)Oils of the Middle East, quality, safety and specifi-cations

- J. Baier (D)Vacuum system set-up and management in oilprocessing

- K. Carlson (Danisco, USA)Enzyme based methods to break oils and fatsemulsions

- R. Zeldenrust (GEA Westfalia, D)Centrifuge selection in edible oils refining

- R. ZeldenrustWaste water management in edible oil processing

- M. Jalalpour (W.R. Grace, D)Novel staggered silica and bleaching clay pro-cess: quality parameters and economics

- W. de Greyt (DeSmet Ballestra, B)Deodorizer selection and optimization

- W. De GreytDecontamination of oils and fats: removal ofdioxins, PHA, PCB, pesticides and other contami-nants

- Autore da definirePhysical methods applied to the analysis of fatsand oils

• Session 3 – High-value products from oil proces-sing

- H. Cr. Holm (Novozymes, DK)Enzymatic interesterification the cost effectivesolution for no trans fats

- M. Demir (Turchia)Dry fractionation of oils and fats: end user per-spective

- E. Deffense (Crystallisation and Degumming, B)Production of CBE, CBR and CBS

- M. Bernardini (C.M. Bernardini, I)How to add value to by-products from edible oilrefining

• Session 4 – End product applications- P. Gerstenberg (Gerstenberg SchrŒder, DK)

Formulation and crystallization of zero-trans mar-garines and shortenings

- Autore da definireCurrent issues in filling and packaging of oil, shor-tening and margarine

- C. Soendergaard (BASF, D)Oil and frying fat fortification with vitamin A –Technology, stability and constraint for successfulvitamin deficiency reduction

- M. Misbah (Unilever, NL)Omega-3, sterols esters in functional oils and fatsproducts

Per informazioni: hhttp://www.smartsshortcourses.com

Commercial Conference – Towards a sustainablefuture for oils and fatsLa conferenza si svolgerà il 21 ed il 22 aprile. Saràsuddivisa in 5 sessioni che tratteranno:1 – The Middle East2 – International pricing and forecasts3 – Global market developments and supply4 – Strategic developments in biofuels5 – Middle East country analysesIl programma può subire cambiamenti nel tempo.Consultare il sito: www.oilsandfatsinternational.com

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Expoliva – XIV scientific-technicalsymposium on olive oil

Jaén, Spagna, 13-15 maggio 2009La manifestazione si terrà presso il ConventionCenter di Jaén con lo scopo di discutere delle ulti-me novità nell’industria olearia e nell’olio d’oliva.Seguendo la struttura adottata negli anni preceden-ti, il simposio prevede 4 esposizioni e 4 sessioni dilavoro:- Forum on olive groves and the environment- Forum on the olive oil industry, technology and

quality- Economic and social forum- Forum on olive oil nutrition and culture

Informazioni dettagliate:Fundacion para la Promocion y el Desarrollo

del Olivar y del Aceite de OlivaPaseo de la Estacion 25 – Sexta Planta

23008 Jaén – EspañaTel. +34.953.274976 – Fax +34.953.276219 –

E-mail: [email protected] - www.expoliva.com

Saloni della verniciatura 2009 -Polveri, EcoCoating&Cleantech

Bari, Fiera del Levante, 28-30 maggio 2009Il mondo della verniciatura e delle finiture avrà que-st’anno il punto di incontro presso la Fiera delLevante di Bari. La X edizione di Polveri, la V edizio-ne di ecoCoating e la VII edizione di Cleantech riuni-ranno gli operatori del settore della verniciatura apolveri e quella a liquido, fino al lavaggio, la pulitura,la vibrofinitura ed il pretrattamento dei metalli, perdiscutere di tecnologia, conoscenza, esperienze edinnovazioni.La manifestazione è promossa da Anver,Associazione Nazionale Verniciatori e organizzatada La Rivista del Colore.Nel crescente dialogo tra Europa e paesi delMediterraneo Bari e la Fiera del Levante occupano

un posto strategico per soddisfare le esigenze diinternazionalizzazione dell’economia italiana, e spe-cialmente delle regioni centromeridionali. L’interesse per le proposte tecnologiche delle azien-de italiane registrato durante l’edizione 2007 dellamanifestazione svoltasi a Verona, ha varcato i confi-ni dell’Italia risvegliando interesse internazionale.Questo ha convinto gli organizzatori a creare unasede itinerante per consentire agli imprenditori italia-ni lo sviluppo di mercati nuovi.Come per le precedenti edizioni Anver organizzeràconvegni e seminari, corsi di formazione.

Per informazioni dettagliate:Alessia Venturi

Tel 039.629041 – Fax 039.62904.208/[email protected]

www.polveri.it, www.ecocoating.it

25th Nordic Lipid SymposiumElsinore (DK) 15-17 giugno 2009

Il simposio è organizzato da Lipid Forum. La conferenza inaugurale sarà tenuta dal Prof. OleG. Mouritzen (University of Southern Debmark),Lipidology and lipidomics – quo vadis?Sono previste le seguenti sessioni:• Silver Jubilee session

Solid fats in the post-trans fat era: nutritional andindustrial challengesKey note speakers confermati: T. Tholstrup(Copenhagen University, DK), T. Sanders (KingsCollege London, UK), H. C. Holm (Novozymes, DK)

• Lipids in health• Lipids in food• Lipid analysis – key note speaker confermato G.

Schmits (University Hospital Regensburg, D)• Industrial aspects of lipids

Informazioni dettagliate sono inserite nel sitowww.lipidforum.org

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