Charakterystyka właściwości organoleptycznych i fizyko-chemicznych oliwy z

Zgodnie z rozporządzeniem UE oliwa z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia musi spełniać szereg wymagań dotyczących właściwości organoleptycznych, m.in. powinna wykazywać wyraźne poziomy pieprzności, gorzkości i owocowości, oprócz tego musi być wolna od wad smakowych, nie może być m.in. zbutwiała, stęchła, ogórkowa i brudna. Konsystencja oliwy z oliwek powinna być gęsta, a w smaku wyczuwalny powinien być posmak owocowy. Intensywność smaku i zapachu oliwy uzależniona jest od stopnia dojrzałości oliwek użytych do jej produkcji. Oliwa uzyskana z jeszcze niedojrzałych oliwek zielonych ma smak i zapach ostrzejszy od oliwy uzyskanej z czarnych, dojrzałych owoców [Vossen 2007]. W krajach produkujących oliwę z oliwek ocena sensoryczna oliwy z oliwek przeprowadzana jest przez specjalnie szkolone osoby. Oliwę podaje się w naczyniach z niebieskiego szkła, dobrze maskującego naturalną barwę oliwy. W przypadku oliwy z oliwek nie barwa, lecz smak i zapach stanowią podstawowe kryteria oceny jakości. Ocenę sensoryczną oliwy z oliwek przeprowadza się w temperaturze 28 °C. W celu oczyszczenia i odświeżenia kubków smakowych, między testowaniem kolejnych próbek, zalecane jest zjedzenie kawałka jabłka [Mamok 1999].

Barwa oliwy z oliwek może być zielona, żółta lub złocista w zależności od stopnia dojrzałości oliwek oraz regionu, z którego pochodziły. Oliwa z zielonych oliwek ma

zielonkawą barwę, natomiast oliwa pozyskana z dojrzałych, czarnych owoców ma barwę żółcistą [Fitach Haumann 1996]. Istotny jest brak czerwonych refleksów, świadczących o wystąpieniu procesu utlenienia [Maciej 2008]. Osad na dnie butelki w temperaturze pokojowej nie musi być defektem, tylko może wynikać z pominięcia etapu filtracji w procesie produkcji [Vossen 2007]. Temperatura krzepnięcia oliwy z oliwek wynosi od -5 do -8°C [Kolanowski 2000]. Temperatura, przy której oliwa z oliwek ulega termicznej degradacji wynosi 210 °C, przy czym zalecana do smażenia temperatura wynosi 180 °C.

Skład oliwy z oliwek uzależniony jest od wielu czynników, takich jak: odmiana oliwek, gleba, klimat, uprawa, zbiór i sposób przetwórstwa. Znaczny wpływ na modyfikację składu oliwy z oliwek ma przeprowadzony proces rafinacji chemicznej. Podczas kolejnych etapów tego procesu z oliwy z oliwek usuwane są kolejno całkowicie lub częściowo niektóre składniki, co przestawia poniższa tab. 2/2.

Tab. 2/2. Składniki oliwy z oliwek usuwane podczas kolejnych etapów procesu rafinacji

Etap procesu rafinacji Usuwane składniki

Odśluzowanie Fosfolipidy (częściowo) Chlorofile (częściowo) Węglowodany (częściowo) Białka (częściowo) Alkalizacja

Wolne kwasy tłuszczowe (całkowicie) Pozostałe fosfolipidy (całkowicie)

Barwniki (częściowo) Jony metali (częściowo)

Bielenie

Karotenoidy (całkowicie) Chlorofile (całkowicie) Gossypol, tiocyjaniany (całkowicie)

Jony metali (częściowo)

Dezodoryzacja

Wolne kwasy tłuszczowe (całkowicie) Woski (częściowo)

Estry steroli (częściowo) Sterole (częściowo) Tokoferole (częściowo) Pestycydy, mykotoksyny, toksyny

Źródło: [Kamm i in. 2001]

Oliwa z oliwek składa się w około 99% z triacylogliceroli (TAG), które są estrami zbudowanymi z trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych (KT) i glicerolu oraz z substancji towarzyszących, między innymi fosfolipidów, steroli, tokoferoli, węglowodorów, mających istotne znaczenie ze względu na stabilność, smak i zapach oliwy z oliwek.

Kwasy tłuszczowe

W oliwie występuje od kilku do kilkunastu różnych kwasów tłuszczowych [Ptasznik 2006]. Tab. 2/3 prezentuje przeciętny skład kwasów tłuszczowych występujących w oliwie z oliwek. Charakterystyczną cechą oliwy z oliwek jest wysoka zawartość kwasu oleinowego C18:1 (n-9) (56-83%) i niska zawartość kwasu linolenowego C18:3 (n-3). Oliwa z oliwek zawiera ponadto znaczne ilości kwasu linolowego C18:2 (n-6) (3,5-20%), kwasu palmitynowego C16:0 (7,5-20%) i stearynowego C18:0 (0,5-5,0%) [IUPAC 2001].

Tab. 2/3. Procentowy skład kwasów tłuszczowych oliwy z oliwek

Kwas tłuszczowy* Wartość [%]

kwas mirystynowy C14:0 0,0 - 0,1 kwas palmitynowy C16:0 7,5 -20,0 kwas oleopalmitynowy C16:1 n-7 0,3 - 3,5 kwas heptadekanowy C17:0 < 0,5 kwas heptadekenowy C17:1 < 0,6 kwas stearynowy C18:0 0,5 - 5,0 kwas oleinowy C18:1 n-9 56,0 - 83,0 kwas linolowy C18:2 n-6 3,5 - 20,0 kwas linolenowy C18:3 n-3 0,0 - 1,5 kwas arachidowy C20:0 < 0,8 kwas behenowy C22:0 < 0,2 kwas lignocerynowy C24:0 < 1,0 Źródło: [IUPAC 2001 ] Objaśnienia:

* zawartość poszczególnych kwasów tłuszczowych w ogólnej zawartości kwasów w oliwie.

Cechą charakterystyczną oliwy z oliwek jest bardzo wysoki stosunek jednonienasyconych kwasów tłuszczowych do kwasów nasyconych i wielonienasyconych [Ridgway 1993]. W oliwie z oliwek, w przeciwieństwie do takich olejów roślinnych, jak: sojowy, kukurydziany, sezamowy, rzepakowy i krokoszowy, nie stwierdzono obecności skoniugowanych kwasów linolenowych [Tomohisa i in. 2007].

Oliwa z oliwek zawiera dużo kwasów tłuszczowych z rodziny n-9 [Stuchlik i Žák 2002]. Skład kwasów tłuszczowych oliwy z oliwek zależy od składu owoców,

przeprowadzonego procesu technologicznego i warunków klimatycznych. Hiszpańskie, włoskie i greckie oliwy z oliwek są uboższe w kwas linolowy i palmitynowy, natomiast zawierają dużo kwasu oleinowego, z kolei tunezyjskie oliwy odwrotnie, są bogate w kwas linolowy i palmitynowy a uboższe w kwas oleinowy [Fitch Haumann, 1996]. Podczas przechowywania zawartość poszczególnych kwasów tłuszczowych ulega zmianie. Obserwuje się wzrost zawartości kwasu oleinowego, natomiast spadek zawartości kwasu linolowego i linolenowego [Morelló i in. 2004].

Większość kwasów tłuszczowych związana jest w cząsteczkach triacylogliceroli, a nieznaczna część występuje w postaci wolnych kwasów tłuszczowych. Ten ostatni parametr stanowi podstawę klasyfikacji oliwy z oliwek. Najlepsze oliwy mają niską kwasowość, nawet poniżej 0,2% [Harwood i Aparicio 2000]. Niska kwasowość jest bardzo istotna, jednakże nie jest wystarczającym wyróżnikiem świadczącym o dobrej jakości oliwy, gdyż pomimo niskiej kwasowości oliwa może się cechować np. niewłaściwą barwą, zapachem lub smakiem [Ridgway 1993].

Triacyloglicerole i woski

Właściwości chemiczne, fizyczne i funkcjonalne oliwy uwarunkowane są nie tylko składem związanych kwasów tłuszczowych i zawartością wolnych kwasów tłuszczowych, ale również pozycje kwasów tłuszczowych w cząsteczce triacyloglicerolu. Rozmieszczenie kwasów tłuszczowych w cząsteczkach triacylogliceroli w naturalnych olejach podlega pewnym regułom. W olejach roślinnych pozycje zewnętrzne (1C, 3C) są prawie równocenne i zajmują je głównie nasycone kwasy tłuszczowe. Natomiast pozycje wewnętrzne (2C) zajmują głównie kwasy nienasycone zawierające 18 atomów węgla [Hazuka i in. 2003]. Zgodnie z wynikami otrzymanymi przez Ptasznika i Jerzewską [2007] wśród triacylogliceroli oliw z oliwek dominuje triacyloglicerol o symbolu „POO”, czyli cząsteczka glicerolu podstawiona kolejno cząsteczką kwasu palmitynowego, oleinowego i oleinowego (około 20%) oraz „OOO” czyli cząsteczka glicerolu podstawiona trzema cząsteczkami kwasu oleinowego (około 40%).

Kolejnym parametrem charakteryzującym cząsteczki triacylogliceroli, szczególnie istotnym podczas rozpatrywania jakości oliwy z oliwek, jest parametr ECN (liczba atomów węgla w kwasach tłuszczowych w cząsteczce triacyloglicerolu pomniejszona o podwojoną liczbę wiązań podwójnych). Z kolei parametr ∆ECN42 jest różnicą pomiędzy ECN42 obliczonym teoretycznie a oznaczonym metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Oliwa z oliwek ma cztery charakterystyczne wartości parametru ECN, wynoszące

odpowiednio 44, 46, 48, 50. Triacyloglicerole, dla których obliczona wartość ECN wynosi 40 są praktycznie nieobecne w oliwie, a triaclyloglicerole których parametr ECN przyjmuje wartość 42 są obecne w oliwie z oliwek w śladowych ilościach. Oleje z nasion, takie jak kukurydziany, sojowy i słonecznikowy zawierają natomiast duże ilości tychże triacylogliceroli [Kamm i in. 2001].

W oliwie z oliwek znajdują się ponadto woski, które są przyczyną powstawania zmętnień podczas przechowywania oliwy w lodówce. Oznaczanie zawartości wosków pozwala na zróżnicowanie oliw tłoczonych od ekstrahowanych rozpuszczalnikami. W tych drugich zawartość wosków jest wyższa. Zawartość wosków jest normowana przez Rozporządzenie Komisji (EWG) Nr 2568/91. Dozwolona przez nie zawartość wosków w oliwie ekstra z pierwszego tłoczenia nie może przekraczać 250 mg/kg, z kolei dla oliwy z wytłoczyn zawartość wosków powinna przekraczać 350 mg/kg [Kamm i in. 2001].

Frakcja nieglicerydowa

W oliwie z oliwek, oprócz dominujących ilościowo kwasów tłuszczowych, występują składniki nieglicerydowe, do których należą: sterole, skwalen, alkohole triterpenowe i alifatyczne, tokoferole, związki fenolowe, karotenoidy i związki chlorofilowe [Mailer 2006]. Ilościowo-jakościowy skład frakcji sterolowej może stanowić podstawę do oceny autentyczności oliwy z oliwek, gdyż poszczególne oleje różnią się zawartością tych związków. Typowy skład steroli oliwy z oliwek przedstawiony jest w tab. 2/4.

Rozporządzenie WE nr 2568/91 określa dopuszczalny poziom poszczególnych steroli oraz zawartości steroli łącznie [Rozporządzenie Komisji (EWG) Nr 2568/91]. Przekroczona zawartość niektórych z nich, np. cholesterolu, świadczy o obecności tłuszczów zwierzęcych; brassikasterolu o zafałszowaniu olejem z rzepaku, a kampesterolu, stigmasterolu i Δ-7-stigmasterolu o zawartości w oliwie oleju słonecznikowego, ale także innych olejów z nasion [Kamm i in. 2001]. Stwierdzono jednak, że zawartość kampesterolu w pewnych oliwach z oliwek wytłoczonych z oliwek „cornibara” przekracza normę dopuszczoną przez rozporządzenie Unii Europejskiej (4%) i waha się w przypadku tej oliwy w granicach 3,4-4,5% [Rivera del Alamo i in. 2004].

Erytrodiol i uvaol, są alkoholami triterpenowymi występującymi w oliwie z oliwek. Zawartość tych związków oznaczana jest wraz z wyznaczaniem profilu frakcji sterolowej metodą chromatografii gazowej. Większą zawartość erytrodiolu i uvaolu obserwuje się w olejach ekstrahowanych z wytłoków oliwek. Rozporządzenie (EWG) Nr 2568/91 dopuszcza dla oliwy z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia łączną zawartość tych związków

nie większą niż, bądź równą 4,5 %, natomiast w przypadku wszystkich kategorii oliw z wytłoków oliwek wartość ta przekracza 4,5%. Na podstawie podwyższonej zawartości erytrodiolu i uvaolu można więc wnioskować o zafałszowaniu olejów tłoczonych olejami z wytłoków oliwek [Kamm i in. 2001].

Tab. 2/4. Procentowy skład steroli oliwy z oliwek

Sterol Wartość [%] *

Cholesterol** 0-2

Brassikaserol** 0-0,1

Kampesterol** 0-4

Kampestanol ilość śladowa

Stigmasterol** 0-4 Δ⁷- Kampesterol - Δ^5,23-Stigmastadienol 0-1 Klerosterol 0-1 β-sitosterol** 75-95 Sitostanol 0-1,8 Δ⁵- Awenasterol 4-16 Δ⁷- Stigmastenol** 0-0,5 Δ⁷- Awenasterol 0-3,5

Źródło: [Kamm i in. 2001]

Objaśnienia:

* zawartość poszczególnych steroli w ogólnej zawartości steroli w oliwie, ** sterole ujęte w Rozporządzeniu Komisji (EWG) Nr 2568/91.

W porównaniu z innymi olejami roślinnymi, oliwa z oliwek zawiera znaczne ilości skwalenu, co ma wpływ na dużą trwałością tego oleju [Niewiadomski 1994, Małecka 1991, 1994, 1996; Owen i in. 2000a]. Skwalen jest węglowodorem, który zarówno w oliwie z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia, jak i w rafinowanej, występuje w największej ilości. Podczas przeprowadzania procesu rafinacji oliwy, skwalen może ulegać częściowo izomeryzacji i odwodornieniu [Lanzón i in. 1994]

Podczas procesu rafinacji oliwy z oliwek powstaje nowy węglowodór 3,5-stigmastadien [Lanzón i in. 1994]. Jest to związek olefinowy powstający z sitosterolu. Stigmasta-3,5-dien proponowany jest jako marker procesu rafinacji. Grob i Bronz [1994] zaproponowali ustalenie dopuszczalnego limitu tego związku dla oliwy z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia na poziomie 0,10 mg/kg. Rozporządzenie (EWG) Nr 2568/91 dopuszcza łączną zawartość stigmastadienów w oliwie z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia na poziomie 0,10 mg/kg.

Głównymi przeciwutleniaczami występującymi w oliwie z oliwek są karotenoidy i związki fenolowe, jak również tokoferole, które chronią oleje przed procesem utleniania Karotenoidy i związki fenolowe mają właściwości zarówno hydro i jak i lipofilowe. Tokoferole należą do związków lipofilowych a flawonoidy, alkohole alifatyczne i kwasy fenolowe, sekoirydoidy i ich metabolity oraz lignany są hydrofilowe [Tripoli i in. 2005]. Do substancji niepożądanych zawartych w oliwie z oliwek, działających proutleniająco, zaliczamy jony metali i chlorofile, które ponadto wpływają na barwę [Koski i in. 2002].

Wysoką trwałość oliw z oliwek przypisuje się dużej zawartości związków fenolowych, karotenoidom oraz w mniejszym stopniu tokoferolom [Pardo i in. 2007, Oszmiański 1995, Papadopoulos i in. 2003, Tripoli i in. 2005]. Zawartość tokoferoli w oliwie z oliwek waha się w granicach 68-244 mg/kg [Kammi in. 2001]. W oliwie z oliwek znajduje się głownie α-tokoferol. Zawartość dużej ilości γ lub ∆ - tokoferoli może świadczyć o zafałszowaniu oliwy [Fitch Haumann 1997, Kamm i in. 2001]. Γ – tokoferol wykazuje najwyższą aktywność przeciwutleniającą, a najbardziej biologicznie aktywną postacią jest d-α-tokoferol, obecnie częściej zwany RRR-α-tokoferolem [Sroka i in. 2005]. Wyizolowano gen odpowiedzialny za syntezę związków z grupy tokoferoli, co umożliwi w przyszłości otrzymywanie olejów z większą zawartością tych związków [Hunter i Cahoon 2007].

Zawartość związków fenolowych w oliwie z oliwek waha się w granicach 50-800 mg/kg [Visioli i in. 2000]. Wielkość ta i skład związków polifenolowych zależy w znacznym stopniu od regionu pochodzenia oliwy z oliwek [Bianco i in. 2007] oraz stopnia dojrzałości oliwek użytych do produkcji [Kolanowski 1998]. Wysoka zawartość związków fenolowych w oliwie z oliwek zwiększa stabilność oksydacyjną, ale może również powodować zbyt dużą gorzkość oliwy i obniżenie właściwości sensorycznych [Gali i Visioli 1999]. Saute i in. [1995] stwierdzili, że oliwa z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia zawiera łącznie więcej związków fenolowych (518-534ppm) jednak jest mniej stabilna od oliw rafinowanych zawierających znacznie mniej tych związków (8ppm). Ta różnica w stabilności oliwy

znajduje odzwierciedlenie w wartości liczby nadtlenkowej, która jest znacznie niższa w oliwach rafinowanych.

Oliwa z oliwek z pierwszego tłoczenia zawiera więcej polifenoli niż rafinowane oliwy z oliwek czy oleje z nasion [Kamm i in. 2001]. Ponadto przeprowadzone badania wykazały, że w cząstkach oliwek zawartych w zawiesinie i osadzie oliwy niefiltrowanej znajduje więcej polifenoli niż w oliwie filtrowanej [Vossen 2007]. Do związków fenolowych oliwy z oliwek zaliczamy kwasy fenolowe, jak kwas wanilinowy, galusowy, kumarowy, kawowy, benzoesowy i cynamonowy; flawonoidy, w tym luteolinę i apigeninę, ponadto tyrozol i hydroksytyrozol oraz bardziej złożone związki, jak sekoirydoidy, do których należy oleuropeina, ligozydy oraz lignany, w tym 1-acetoksypinoresinol i pinoresinol [Servili i in. 2004, Tripoli i in. 2005]. Pierwszymi związkami fenolowymi, których obecność w oliwie z oliwek została wykryta były kwasy: kawowy, wanilinowy, syryngowy, protokatechinowy, p-kumarowy i o-kumarowy oraz 4-hydroksybenzoesowy. Za najistotniejsze związki fenolowe występujące w oliwie z oliwek ekstra z pierwszego tłoczenia uznaje się jednak hydroksytyrozol i oleuropeinę. Hydroksytyrozol występuje w formie prostej lub zestryfikowanej tworząc z kolei oleuropeinę, jako część cząsteczki werbaskozydu lub też w kilku formach glikozydowych [Tripoli i in. 2005]. Hydroksytyrozol jest przede wszystkim obecny w oliwach z oliwek wysokiej jakości [Kiritsakis 1998]. Podczas ogrzewania zawartość hydroksytyrozolu spada, co związane jest z ochronnym działaniem w stosunku do tyrozolu i tokoferoli [Cheikhousman i in. 2004].

Kolejną grupą związków wykazujących właściwości przeciwutleniające są karotenoidy. W oliwie z oliwek najliczniej spośród tej grupy związków występują luteina i β-karoten, a ich zawartość waha się w odpowiednio w zakresie 1,5-4,4 ppm i 0,9-5,0 ppm [Kamm i in. 2001]. Są one częściowo usuwane z olejów w procesie bielenia. Ulegają też przemianom oksydacyjnym [Onyewu i in. 1986]. Karotenoidy, oprócz pełnienia funkcji ochronnej, poprzez zapobieganie utlenianiu oliwy z oliwek, nadają również jej barwę. Oliwa z oliwek zawiera w swoim składzie jeszcze jedną grupę związków odpowiadających za jej barwę – grupę związków chlorofilowych. Są to zielone barwniki o strukturze porfirynowej z magnezem w jej centrum. Stężenie chlorofilu w ekstra oliwie z oliwek z pierwszego tłoczenia wynosi 0,6-2,2 ppm [Kamm i in. 2001].

Należy podkreślić, iż tokoferole, kwasy fenolowe oraz flawnoidy są obecne w wielu owocach i warzywach, natomiast sekoirydoidy są charakterystyczne wyłącznie dla roślin z rodziny Oleaceae [Tripoli i in. 2005].

Frakcja lotna

Zapach oliwy z oliwek uzależniony jest od zawartych w niej związków lotnych. We frakcji lotnej oliwy znajdują się głównie aldehydy, alkohole, estry, ketony oraz kwasy karboksylowe [Kalua i in. 2007], przy czym dominują związki o średniej długości łańcucha węglowego C7-C11. Prekursorami związków lotnych są nienasycone kwasy tłuszczowe głownie oleinowy [Morales i in. 1997, Torres i in. 2005, Kalua i in. 2007]. Największy udział w tworzeniu zapachu oliwy z oliwek mają aldehydy, których cząsteczki zawierają sześć atomów węgla. Związki te powstają z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych na drodze utleniania przy współudziale lipooksygenazy [Manai i in. 2008].

Oliwy z oliwek najwyższej jakości i oliwy z oliwek niższych kategorii różnią się rodzajem i ilością zawartych związków lotnych [Morales i in. 2005]. W oliwach rafinowanych stwierdza się mniejszą zawartość związków lotnych niż w odpowiadających im olejach tłoczonych na zimno [Haiyan i in. 2007]. Na podstawie badań oliw z oliwek uprawianych w tych samych warunkach w Tunezji stwierdzono, iż dominującym czynnikiem determinującym profil związków lotnych jest czynnik genetyczny [Zarrouk i in. 2008].