Confronto SPME/GCMS e DHS/GCMS nella determinazione dei composti volatili dell’olio extravergine di oliva

1. Confronto SPME/GCMS e DHS/GCMS nella determinazione dei composti volatili dell’olio extravergine di oliva Università degli Studi di Napoli Federico II Dipartimento di Scienza degli Alimenti Centro Ricerche per l’Industria Olearia Parisini C.*, Paduano A.‡, Battimo I.‡, Savarese M.*, De Marco E.*, Sacchi R. *‡ * CRIOL, Centro Ricerche per l’Industria Olearia, Industria Olearia Biagio Mataluni, Zona Industriale, 82016 , Montesarchio (BN) ‡ Università di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Scienza degli Alimenti, , via Università 100, 80055, Portici (NA) email: criol@mataluni.com INTRODUZIONE Il bouquet aromatico di un olio extravergine di oliva è dovuto alla presenza di composti volatili e, in minima parte, non volatili che vanno a stimolare i recettori gustativi ed olfattivi umani. La frazione volatile è costituita da un elevato numero di composti che differiscono tra loro in peso molecolare e natura chimica. La loro concentrazione nell’olio è, in genere, molto bassa e può variare ampiamente in funzione della cultivar o dei diversi parametri del processo di lavorazione raggiungendo anche livelli minimi di 100 ppb (Angerosa, 2000). Quindi, il principale problema legato alla quantificazione dei composti volatili nell’olio extravergine di oliva, è quello di riuscire a trovare un metodo in grado di identificare i composti presenti in tracce. Diverse tecniche analitiche sono state messe a punto a tale scopo. L’analisi gas cromatografica dello spazio di testa dinamico (DHS) è una tecnica molto apprezzata per la sua sensibilità nella quantificazione di piccole concentrazioni di molecole ( Kanavouras et al., 2005). D’altro canto, però, i continui stress termici a cui viene sottoposto il campione può portare allo sviluppo di composti di neoformazione (ossidazione). Negli ultimi anni la tecnica di estrazione basata sulla micro-estrazione in fase solida (SPME) della frazione volatile risulta essere un metodo alternativo al DHS soprattutto per la sua semplicità e rapidità di analisi. Lo scopo del lavoro è stato quello di confrontare l’efficacia estrattiva dei due metodi nell’analisi dello spazio di testa di oli extravergini di oliva al fine di valutarne la sensibilità. MATERIALI E METODI Campioni. Sono stati analizzati 6 campioni monovarietali di olio extravergine di oliva, provenienti da diverse aree geografiche della Campania. Analisi SPME/HRGCMS della frazione volatile. Partendo dalla metodica riportata da Vichi et al., 2003, l’estrazione e la concentrazione dei composti volatili è stata effettuata mediante una fibra DVB-CAR-PDMS, 50/30mm (Supelco, Bellefonte, USA). Per favorire il trasferimento dei composti volatili nello spazio di testa della vial, il campione è stato posto su un agitatore termico ad una temperatura di 40°C per un tempo di dieci minuti. Successivamente la fibra immessa nello spazio di testa è stata esposta per 30 minuti mantenendo le suddette condizioni di termoagitazione. Dopo tale periodo la fibra è stata inserita nell’iniettore del GCMS. La separazione gas cromatografica è stata effettuata mediante un gas cromatografo-spettrometro di massa (GCMS QP5050 Shimadzu, Milano, Italia); colonna utilizzata: SupelcowaxTM10 (Supelco, Bellefonte, USA) di 60 m x 0,32 mm, 0,5 mm. Analisi DHS/HRGCMS della frazione volatile. Per l’analisi dello spazio di testa dinamico è stato utilizzato il metodo Purge and Trap (Teledyne Velocity XPT Purge and Trap sample concentrator, Tekmar-Dohrmann, Ohio, USA) (Figura 1). 3 ml di campione, posti in un’ampolla di analisi, vengono sottoposti ad un flusso di elio di 200 ml/min per la fase di purge (30 minuti). I composti volatili strippati vengono adsorbiti su di una trappola e desorbiti, in seguito, applicando alla stessa una temperatura di 260°C per 10 minuti. L’analisi gas cromatografica è stata effettuata utilizzando un GC accoppiato ad uno spettrometro di massa (GCMS QP2010 Shimadzu, Milano, Italia). Le condizioni di analisi sono le stesse riportate per l’analisi precedente. Figura 1. DHS Purge and Trap/GCMS utilizzato per lo studio. RISULTATI • l’analisi SPME è risultata essere più rapida, meno laboriosa e più economica rispetto all’analisi DHS Purge and Trap; • la fibra utilizzata nella SPME risulta essere selettiva maggiormente per determinate categorie di composti volatili (alcoli, aldeidi) (Figura 2); • l’analisi SPME, a causa di fenomeni di saturazione della fibra, è considerata semi-quantitativa se paragonata al DHS; • nonostante una differenza quantitativa tra le due metodiche (dati non mostrati), esiste una buona correlazione tra i due sistemi di estrazione (Figura 3). DHS Esanale cis-3-esenolo SPME Trans-2-esenale esanolo Figura 3. Correlazioni SPME/DHS tra i principali composti volatili presenti negli oli extravergini di oliva. Figura 2. Esempio di cromatogramma TIC risultante dall’analisi dello spazio dii testa di un olio extravergine di oliva. Identificazione dei picchi: 1 Eptano; 2 Ottano; 3 Acetone; 4 Metil acetate; 5 Etil acetate; 6 2-metil butanale; 7 3-metil butanale; 8 3-etil-1,5-octadiene; 9 3-etil-1,5-octadiene; 10 3-Pentanone; 11 3-etil-1,5-octadiene; 12 3-etil-1,5-octadiene; 13 1-Penten-3-one; 14 Toluene; 15 3-etil-1,5-octadiene; 16 4,8-dimetil-1,7-nonadiene; 17 Esanale; 18 1-penten-3-olo; 19 2-esenale (E); 20 2-esenale (E); 21 Esil acetate; 22 2-penten-1-ol, (E); 23 2-penten-1-ol, (Z); 24 Esanolo; 25 3-esenolo (E); 26 3-esenolo (Z); 27 2-esenolo (E). CONCLUSIONI Dai primi risultati ottenuti, si evidenzia una buona correlazione tra le due metodiche utilizzate per l’analisi dello spazio di testa di oli extravergini di oliva. Tuttavia, la scelta della tecnica di estrazione più opportuna dipende dai risultati che si vogliono ottenere. Infatti, l’analisi mediante DHS risulta essere più sensibile a composti presenti in minime quantità al contrario, la SPME è maggiormente selettiva, in termini quantitativi, per i principali composti volatili responsabili delle note verdi di un olio vergine di oliva (alcoli ed aldeidi a sei atomi di carbonio). RINGRAZIAMENTI Questo lavoro è stato realizzato con il contributo dell’Industria Olearia Biagio Mataluni s.r.l. e dei fondi MIUR (Progetto “Controllo Qualità ed Innovazione Tecnologica nell’Industria Olearia”; DM 593 del 8/8/2000, Prot. MIUR 1866 del 18/02/2002). Si ringrazia il Centro Regionale di Competenza delle Produzioni Agro-Alimentari per le strumentazioni utilizzate presso il Dipartimento di Scienza degli Alimenti. BIBLIOGRAFIA Angerosa F. 2002. Influence of volatile compounds on virgin olive oil quality evaluated by analytical approaches and sensor panels. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 104: 639-660 Kanavouras A., Kiristakis A., Hernandez R.J. 2005. Comparative study on volatile analysis of extra virgin olive oil by dynamic headspace and solid phase micro-extraction. Food Chem. 90: 69-79. Vichi S., Castellote A.I., Pizzale L., Conte L.S., Buxaderas S., Lopez-Tamames E. 2003. Analysis of virgin olive oil volatile compounds by headspace solid-phase microextraction with mass spectrometric and flame ionization detection. J. Chrom. A 983: 19-33.