Ultrazvok lahko izboljša ekstrakcijo EVOO

Raziskovalna skupina z Univerze v Bariju se osredotoča na optimizacijo stopnje malaksacije pri proizvodnji oljčnega olja. Malaksacija je korak, ko oljčno pasto premešamo, preden jo ločimo v centrifugi.

"Glavni cilji raziskav na področju ekstrakcije so v bistvu trije, ki se nanašajo na fazo malaksiranja: zmanjšati dolžino tega koraka, izboljšati izmenjavo toplote in povečati izkoristek ekstrakcije olja brez negativnih učinkov na vsebnost fenola,« Maria Lisa Amirante Clodoveo z univerze v Bariju je pojasnil Aldo Moro.

"Tradicionalni sistemi, kot so segrevanje oljčne paste, dodajanje vode in podaljševanje trajanja malaksacije, so bili poudarjeni do te mere, da se je zdelo potrebno uvesti nekaj novega, da bi imeli več koristi v smislu donosa in učinkovitosti,« je dejal Clodoveo.

V tem smislu je bil prvi cilj raziskovalcev, ki jih je koordiniral Clodoveo, najti rešitev za izboljšanje te operacije. Malaxer je šaržni stroj, ki deluje med dvema neprekinjenima napravama (drobilnikom in dekanterjem) in je zaradi neugodnega razmerja med majhno površino v primerjavi z velikim volumnom oljčne paste v njej neustrezen toplotni izmenjevalec.

Po vsem svetu so bile preizkušene in uporabljene nove tehnologije od mikrovalovnih pečic do impulznih električnih polj, vendar se je skupina italijanskih raziskovalcev osredotočila na ultrazvok. Poleg njihovega učinka na modulacijo kemičnih, fizikalnih in biokemičnih reakcij znotraj zdrobljene oljčne paste, ultrazvok ponuja nizkocenovne naprave, enostavno razširljivost in visoko trajnost procesa z energetskega vidika.

Zato so raziskovalci želeli predstaviti tehnično rešitev, ki bi bila cenovno dostopna širokemu krogu proizvajalcev za povečanje pridelka in kakovosti brez dodatnih stroškov energije.

"Verjeli smo, da bi ultrazvok lahko bil zelo obetaven, saj ima blago toplotno delovanje v kombinaciji s precejšnjim mehanskim delovanjem,« je pojasnil Clodoveo. Mehansko delovanje je posledica kavitacija ki je preprosto povedano v tvorbi mikroskopskih parnih mehurčkov, ki jih povzročajo nihanja vrednosti tlaka.

Mehurčki dosežejo kritični premer, dokler močno ne implodirajo, pri čemer nastanejo curki tekočine, ki razbijejo tiste celice, ki so prešle skozi drobilnik nedotaknjene. Vendar pa vse ultrazvočne frekvence ne morejo ustvariti učinkovite kavitacije znotraj oljčne paste. Med simulacijskimi testi so raziskovalci potrdili, da je za dosego cilja koristen le nizkofrekvenčni ultrazvočni obseg (20 – 50 kHz).

V bistvu veliko celic preide skozi drobilnik, ne da bi se zlomile, dokler ne končajo v malaxerju. ​,war"Zahvaljujoč ultrazvoku kavitacija v trenutku povzroči rupturo teh celic, pri čemer se sproščajo oljne kapljice in manjše spojine,« je pojasnila raziskovalka. ​,war"To ima dvojni učinek, ki sestoji iz večjega sproščanja olivnega olja ter višje koncentracije polifenolov in antioksidantov, kot so karotenoidi in tokoferoli.

Z uporabo ultrazvoka v mlinu z neprekinjenim ciklom so raziskovalci opazili očitno povečanje donosa, s približno 14.5 odstotka pri običajnem postopku na 16.5 odstotka z ultrazvokom.

Poleg tega so ocenili povečanje za več kot 20 odstotkov polifenolov v vzorcih, obdelanih z ultrazvočnim sistemom. ​,war"Vsebnost molekul z zdravim delovanjem, ki jo ocenjuje Filomena Corbo, je višja kot v tradicionalnem oljčnem olju,« je poudaril Clodoveo.

Prav tako ni bil prizadet profil kemičnih in organoleptičnih lastnosti, uporabljenih za razvrstitev proizvoda, in ni bilo bistvenih razlik v primerjavi s tradicionalnim sistemom.

Poleg tega je analiza prostora glave vzorcev, ki jo je s plinsko kromatografijo izvedel Antonello Paduano, pokazala, da hlapne spojine niso bile poškodovane. To je poudarilo, da občutljiva pot encima lipoksigenaze ni bila ogrožena zaradi toplotnega delovanja ultrazvoka.

"Da bi zadostili spreminjajočim se potrebam trga, mlinarji potrebujejo obrate z visoko učinkovitostjo, ki lahko omejijo naložbe in stroške upravljanja, skrajšajo čas obdelave in povečajo delovno zmogljivost,« je pojasnil Clodoveo. ​,war"Zmanjšanje porabe postopkov in virov ter ohranjanje kakovosti prispeva k zagotavljanju večjih dobičkov,« je pripomnila.

Zadnji korak raziskave je zahteval sodelovanje s Politehnično univerzo v Bariju. ​,war"Zahvaljujoč strojniškim sposobnostim Riccarda Amiranteja smo dosegli industrijski obseg,« je dodal Clodoveo in pojasnil, da s financiranjem PerformTech iz regije Apulija je stroj dosegel visoko raven tehnološka zrelost in je zdaj pripravljen za sprostitev na trg.

• InTechOpen