Valutazione del livello di ossidazione delle proteine di hamburger addizionati con fenoli estratti dalle acque di vegetazione del frantoio

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Capitolo 1 - Introduzione 
 
 
1.1 La raccolta e lavorazione delle olive 
 
Il ciclo di produzione dell'olio prevede che le olive vengano raccolte in un periodo compreso 
tra ottobre e dicembre, in funzione della varietà di olivo e del clima. I metodi utilizzati per la 
raccolta possono essere per brucatura, in cui si vanno a raccogliere direttamente dall'albero le 
olive; per pettinatura, in cui si pettinano i rami per far cadere a terra le olive su un'apposita 
rete di raccolta fissata con picchetti, o tramite metodo meccanico con l'uso dell'abbacchiatore 
(abbacchiatura), che si passa sulle fronde della pianta per staccare le olive. Da accennare i pro 
e i contro: il metodo tramite brucatura è più lento ma permette di selezionare maggiormente 
le olive in base allo stato di maturazione, di contro è un metodo costoso dato che impiega 
un'elevata manodopera; per quanto riguarda l'abbacchiatura il movimento ritmico dei pettini 
posti sulla punta ad opera dell'aria compressa scuote i rami velocizzando la caduta delle olive, 
ma allo stesso tempo danneggia le drupe che quindi saranno portate a subire fenomeni 
degenerativi più rapidi, senza contare il fatto che molto spesso non cadono sulle reti sottostanti; 
la pettinatura infine sfrutta dei rastrelli di plastica di piccole dimensioni per “pettinare” i rami, 
in questo modo sono preservate le olive, e la raccolta resta più o meno rapida. Si posiziona tra 
la raccolta manuale e meccanica (Giannone, 2007).  
Al termine della raccolta le olive verranno portate al frantoio dove verranno lavate per 
rimuovere i residui di terra e foglie. Alla fase di lavaggio segue la fase di molitura che si 
differenzia in due diversi metodi: 
Il primo metodo è quello tradizionale in cui queste ultime vengono pressate e rotte fino a 
formare una pasta, che dopo gramolazione (rimescolamento per portare alla formazione delle 
gocce di olio) viene poi distribuita su dei fiscoli (anelli filtranti di materiale sintetico lavabile) 
che vengono impilati e pressati. In questo caso si otterrà un output formato da sansa di olive 
(sottoponibile ad un’ulteriore estrazione chimica) ed un’emulsione di acqua di vegetazione ed 
olio separata tramite centrifugazione semplice o tramite decantazione. 
Il secondo metodo è detto continuo, consiste in un macchinario (decanter orizzontale) che 
utilizza dei dischi e dei martelli per rompere le olive. Qui la fase di frangitura, gramolazione
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ed estrazione avviene nello stesso macchinario Questo metodo è più moderno rispetto al 
precedente e permette una resa maggiore. La separazione può avvenire tramite centrifugazione 
in due fasi (in cui si separa l’olio direttamente dalla pasta bagnata) senza alcuna aggiunta di 
acqua dato che si ricicla l’acqua di vegetazione, e la centrifugazione in tre fasi (in cui si 
separano direttamente l’olio, l’acqua e le vinacce solide) che subisce un’aggiunta di acqua pari 
a 20 -30 kg per 100 kg di pasta di olive (Villa P., 2017). 
Per i metodi di tipo continuo i quantitativi d'acqua impiegata aumentano, ma tramite 
centrifugazione si arriva ad ottenere una sansa meno umida, a discapito della maggior quantità 
di A V prodotte (Bonari et al., 2007).
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1.2 I prodotti dell'oleificio italiano 
 
Dopo aver prodotto e imbottigliato l'olio ciò che resta sono la sansa e le acque di vegetazione 
(A V) del frantoio. Queste ultime rappresentano un prodotto di scarto dell'industria olearia che 
in paesi come spagna, Italia e Grecia (grandi produttori di olio) hanno un peso non indifferente. 
Si prendano in considerazione i dati dell'ISTAT (2006-2017) mostrati nella figura 1, riguardo 
la produzione di olio in Italia, benchè ci sia una generale riduzione della produzione di olive 
destinate alla molitura (figura 2), la quantità media di olio prodotto si attesta sulle 480 mila 
tonnellate, con picco massimo nel 2008 di 607 mila tonnellate e picco minimo negli anni 2014 
e 2016 di, rispettivamente, 295 e 292 mila tonnellate per via del clima secco estivo (2012) e 
per via degli attacchi della mosca dell'olivo (2016; figura 1). Osservando poi la quantità di 
olive prodotte in Italia si nota come spicchi la produzione del mezzogiorno (88%) rispetto al 
centro-nord Italia (12% in totale). La quantità di documentazione che descrive l'effettivo 
quantitativo di acque di vegetazione prodotte in Italia anno per anno non è di facile reperibilità. 
Si riescono a trovare dati frammentati in cui viene descritto come nel sud Italia circa l'80% 
degli oleifici utilizzi il metodo discontinuo (fino a raggiungere una quota pari al 92% in 
Sardegna), mentre nel resto d'Italia la quota si attesta sul 52% (Bonari et al., 2007). In media, 
la produzione annua di A V in Italia si aggira dai 800.000 m3 (Mulinacci et al.; 2001) ai 2.8 
milioni di m3 (Proietti et al., 2012) e benché il trend si presume sia in diminuzione per via 
della riduzione della produzione di olive da molitura, rappresenta comunque un quantitativo 
ingente di reflui da smaltire secondo le indicazioni riportate nel paragrafo 1.4.
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Figura 2 - Trend di produzione di olio in Italia dal 2006 al 2017, dati 
ISTAT 2018. L’Italia è stata suddivisa in Nord, Centro e Sud (Fonte Dati: 
ISTAT 2006-2017). 
Figura 1 - Tonnellate di olio prodotto dalle diverse parti d'Italia, distinte 
in Nord, Centro, Sud (Fonte Dati: ISTAT 2006-2017).
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1.3 Caratteristiche delle acque di vegetazione 
 
Per quanto riguarda le caratteristiche chimiche, queste vengono riassunte nella Tabella 1. 
Le acque di vegetazione presentano un pH acido compreso tra 4,2 e 5,17; in esse si trovano 
disciolti sali di fosforo e potassio, magnesio e ferro in alti quantitativi, acidi grassi insaturi, 
proteine, acidi organici e polifenoli. Uno studio di Mulinacci et al. (2001) ha evidenziato che 
il contenuto in  polifenoli delle acque di vegetazione sottoposte al processo di liofilizzazione  
varia da 150 a 400 mg/ 100 mL di AV e dipende dal grado di diluizione delle acque dovuto al 
diverso metodo di estrazione (maggior diluizione negli impianti continui per l'aggiunta di 
acqua), dal grado di maturazione delle olive spremute (aumenta mano a mano che l'oliva è 
matura), dalla varietà dell'olivo da cui esse derivano, dal tempo trascorso tra raccolta e 
spremitura e dai danni che esse possiedono prima della molitura. I termini BOD e COD 
verranno definiti nel paragrafo 1.3.3. 
Per quanto riguarda la torbidità, tra i due tipi principali di estrazione quello a metodo continuo 
presenta una maggior quantità di olio in sospensione rispetto al metodo tradizionale. Ciò è 
dovuto al fatto che la rottura delle drupe all'interno del decanter le riduce a dimensioni tali che 
le si ritrovano poi in sospensione anche dopo centrifugazione. 
Dal punto di vista microbiologico le acque di vegetazione presentano batteri cellulosolitici e 
pochi lieviti e funghi con azione pectinolitica (Proietti et al., 2012). 
Dal punto di vista sensoriale, si distinguono per il loro tipico odore di olive pressate unito a 
note pungenti erbacee. Il sapore è fortemente amaro e pungente a causa dell'alto contenuto in 
polifenoli (Andrewes et al., 2003). Il colore va dal verde cobalto scuro fino al nero.
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Tabella 1 - Composizione chimica media delle acque di vegetazione del frantoio  
(Morillo et al, 2009).
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1.3.1 Componente fenolica 
 
Secondo Proietti et al. (2012) la metà del contenuto fenolico presente nel frutto si trasferisce 
alle acque di vegetazione nel corso del processo di estrazione meccanica. Nella Tabella 1 
(Mulinacci et al., 2001) sono elencati i fenoli presenti nelle AV estratte dalle olive di alcuni 
stati europei produttori di olio. Osservando i quantitativi di composti fenolici spicca l'Italia, 
nella quale la varietà più usata è Frantoio che a comparazione con le altre varietà di olivo 
europee pare possedere in molti casi un quantitativo superiore in verbascosidi, luteolina 7-O-
Glucoside, luteolina e derivati dell'acido elenolico. La varietà spagnola Picual presenta un 
quantitativo maggiore in idrossitirosolo, la varietà maggiormente presente in Francia ovvero 
la Salonenque presenta un più alto contenuto in idrossitirosolo glucoside e derivati dell'acido 
cinnammico, in Portogallo si ha invece la varietà Arbequina che presenta un alto contenuto in 
rutina.  
Fattore fondamentale per la corretta conservazione della componente polifenolica sotto forma 
di liofilizzato, è la lavorazione veloce delle A V e la presenza di un'alta quantità di residuo 
solido in sospensione nelle A V di partenza. 
Tabella 2 - Quantità di fenoli presenti in diversi tipi di olive prodotte dai principali stati europei 
produttori di olio (Mulinacci et al., 2001).
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1.3.2 Descrizione e azione farmacologica dei principali fenoli 
 
I composti fenolici si ritrovano in quasi tutte le parti della pianta di olivo, tuttavia la loro 
quantità e la loro varietà cambia tra un tessuto ed un altro. Successivamente verranno descritti 
i principali gruppi fenolici presenti in maggior quantità nelle acque di vegetazione delle olive. 
 
Oleuropeina e derivati 
L’oleuropeina è uno dei principali costituenti della componente fenolica delle olive. Si trova 
in quantità ancora maggiori nelle foglie di olivo. Appartiene alla sottoclasse dei secoiridoidi 
che fanno a loro volta parte degli iridoidi (metaboliti secondari). È più comune la forma 
agliconilata (aggiunta di un gruppo glicosidico al posto di un idrogeno). Durante la 
maturazione del frutto l’accumulazione di oleuropeina si ha durante la fase di crescita, e 
successivamente con la maturazione e la riduzione di clorofilla la quantità si riduce. 
Ha diversi ruoli farmacologici che includono: ruolo antiossidante, anti-infiammatorio, anti-
aterogeno, anti-tumorale, anti-cancerogeno, antimicrobico e antivirale. Svolge ruolo protettivo 
nei confronti del cuore, riducendo la formazione di placche aterosclerotiche, riduce la quantità 
di LDL; e protegge i neuroni riducendo lo stress ossidativo. (Omar, 2010) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
Figura 3 - Struttura chimica di Oleuropeina e Oleuropeina Aglicone (Omar, 
2010).
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Idrossitirosolo e derivati 
L’idrossitirosolo è una molecola che deriva dal metabolismo dell’oleuropeina. E’ un composto 
di notevole interesse farmaceutico grazie alla sua forte capacità anti-microbica e anti-
infiammatoria. 
Fa parte della componente solubile dell’olio extra vergine di oliva e si presenta in alte 
concentrazioni nelle foglie di olivo (Olea Europaea L.). 
Gli effetti antimicrobici si registrano in vitro contro Escerichia coli, Candida albicans, 
Clostridium perfringes, Streptococcus mutans e Salmonella enterica. A questi si aggiunge 
anche un effetto positivo nel ridurre la vitalità di Vibrio colerae, Salmonella Typhi, 
Haemophilus influenza e Staphilococcus aureus. 
Ricopre un ruolo fondamentale come reactive oxygen species (ROS) scavenger data la sua 
capacità di sradicare sia i ROS intracellulari che quelli extracellulari, protegge i mitocondri 
dall’ossidazione, e riduce i danni al DNA svolgendo ruolo anti-tumorale (Robles-Almazan et 
al., 2018).  
Rutina 
La rutina è un flavonoide abbondante in piante come quella del frutto della passione, melo. tè 
e olivo. Il suo nome deriva dalla pianta Ruta graveleons che contiene anch’essa rutina. 
Chimicamente è un glucoside comprendente il flavonoide glicone quercitina assieme al 
Figura 4  - Struttura chimica dell'idrossitirosolo (Robles-Almazan et al., 2018).
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disaccaride rutinosio. Il suo ruolo farmacologico, per ora studiato su animali, riguarda: il 
sistema nervoso centrale (azione neuroprotettiva nei confronti delle cellule cerebrali, azione 
sedativa, anticonvulsionante, anti-alzheimer, antidepressiva, anti-ischemica, e analgesica),  il 
sistema endocrino (svolge azione anti diabetica, anti-ipercolesterolemizzante, pro-ormonale 
nei confronti degli ormoni tiroidei, protettiva riguardo epatociti), il sistema cardio circolatorio 
(riduce la pressione arteriosa, svolge azione anti-coagulante),  il sistema gastrointestinale 
(gastroprotettiva nei confronti delle ulcere gastriche), il sistema respiratorio (azione anti-
asmatica) il sistema scheletrico (azione antiosteoporosica) e il sistema riproduttivo (migliora 
la vitalità e la motilità spermatica, azione antitumorale). Ha inoltre azione chemioterapica in 
vitro di tipo antibatterica (Pseudomonas aeruginosa), antifungina (candida), larvicida (S. 
aegypti), antimalarica (Plasmodium juxtanucleolare), antivirale e antiretrovirale 
(Ganeshpurkar et al., 2017). 
 
Figura 5 - Struttura chimica della rutina (Ganeshpurkar et al., 2017).
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Verbascoside 
 
E’ un estere dell’acido caffeico che si 
ritrova maggiormente nella drupa 
dell’olivo e in minore quantità nelle 
foglie dello stesso. Possiede azione 
antineoplastica, chelante rispetto a 
metalli pesanti, azione antiossidante, 
antibatterica e immunosoppressiva 
(Termentzi et al, 2015). 
 
 
 
 
 
Acido elenolico 
La documentazione che riguarda questo 
mtabolita secondario si ferma perlopiù alla sua 
struttura chimica. Ciò che si estrapola è che 
l’acido elenolico è presente in tutte le fasi di 
maturazione delle olive, ha azione antivirale e 
antimicrobica (Termentzi et al, 2015). 
 
  
Figura 6  – Struttura chimica del verbascoside (dal 
database dei composti PubChem, composto numero 
5281800). 
Figura 7 – Struttura chimica dell'acido elenolico 
(dal database dei composti PubChem, numero 
composto 169607).