Centrifugación vertical, decantación y filtración de aceite de oliva. Impacto sobre los compuestos minoritarios

La fase líquida que se obtiene a la salida del decánter se suele someter a una etapa de lavado mediante centrifugación vertical, dónde las partículas sólidas y el agua se desplazan hacia el exterior debido a la fuerza centrífuga. La fase menos densa, el aceite de oliva, asciende a través de los discos internos de la centrífuga hasta llegar a la parte superior. Por su parte, los sólidos y el agua, con mayor densidad que el aceite, descienden a la parte inferior, donde los sólidos quedan retenidos y el agua asciende por el lateral del bol de la centrífuga hasta salir al exterior por una salida distinta del aceite. Para el lavado, en esta etapa se introduce un porcentaje pequeño de agua, variable entre el 5 y el 30%, de temperatura próxima a la del aceite, según las condiciones de trabajo y las características del aceite. Debido a esta operación los aceites se limpian de impurezas, que son arrastradas por el agua de lavado, lo que origina un problema medioambiental debido a la gran cantidad de materia orgánica y contaminantes que contiene en su composición (Vidal, 2019a), y obliga a su tratamiento y manipulación.

Esta etapa representa un punto crítico del proceso de elaboración de aceite de oliva virgen, pues es una fuente importante de reacciones oxidativas debido al contacto entre el aceite y el agua. Es por esto que se ha investigado sobre un nuevo sistema de centrifugación sin adición de agua que permitiría reducir el impacto de esta sobre la calidad del aceite, (Altieri et al., 2015).

Según nuestros resultados, obtenidos en una almazara en condiciones de trabajo continuo, detallados en Vidal et al. (2019b), los parámetros de calidad sufrieron algunos pequeños cambios después de la centrifugación vertical, pero siguieron conservando la misma categoría de aceite de oliva virgen extra tras el proceso de lavado. Igualmente, se observaron pocas variaciones en los atributos sensoriales, con solo una leve disminución en los atributos de amargor y picante.

Por otra parte, en la Figura 1 se puede observar las variaciones del contenido total de compuestos volátiles. Los compuestos procedentes de la ruta de la lipoxigenasa, responsable de la formación de los compuestos volátiles que generan los atributos positivos de los aceites, experimentaron una pequeña reducción del 9%. Todos los compuestos volátiles mostraron una reducción en su contenido después del lavado. Esta reducción se debe a los fenómenos de reparto entre ambas fases, reduciéndose en mayor proporción los compuestos que son más solubles en agua. Destaca la importante disminución, del 53%, en el contenido de etanol. Según Alcalá et al. (2017), el uso de agua en la centrífuga vertical reduce el contenido de éster etílico y metílico, probablemente porque parte del alcohol del aceite de oliva se retira con el agua.

El contenido total de compuestos fenólicos, muy solubles en agua, en su mayoría pertenecientes al grupo de los secoiridoides, disminuyó un 23%, aproximadamente, después de lavar el aceite. Asimismo, la capacidad antioxidante, que depende en gran medida de estos compuestos, disminuyó en un 27% por el lavado del aceite en centrífuga vertical. De un análisis individual de estos compuestos, véase la Figura 2, el hidroxitirosol y los lignanos no sufrieron variaciones significativas durante la centrifugación. Por el contrario, el tirosol, los secoiridoides y las flavonas tuvieron una disminución significativa en su contenido durante la centrifugación. Esta reducción puede deberse a la transferencia de los fenoles hidrófilos del aceite al agua y al aumento del contenido de oxígeno disuelto en el aceite de oliva durante la centrifugación, lo que puede provocar reacciones de oxidación en los compuestos fenólicos (Rodis et al., 2002).

Por otra parte, en la etapa de decantación solo se utiliza la fuerza de la gravedad para eliminar las impurezas del aceite de oliva. Este es un proceso más lento, por lo que se producen reacciones de oxidación entre la materia orgánica, el agua y el aceite, siendo una de las principales desventajas de este proceso. No obstante, es un proceso más económico al no requerir ningún equipamiento ni consumo de energía adicional (Brkic Bubola et al., 2017).

En los ensayos realizados en almazara (Vidal et al., 2019b), la decantación se realizó en un depósito de acero inoxidable durante 25 días a temperatura ambiente. Los cambios más significativos en los aceites fueron el aumento del índice de peróxidos en un 32% y un aumento del 15% para K₂₃₂. Cabe destacar la gran disminución, del 77%, de la capacidad antioxidante, así como para las clorofilas, con una disminución de 55%, y del 48% para el contenido de carotenoides. El contenido de compuestos fenólicos disminuyó en un 34%. También se observó una disminución en el contenido de la mayoría de compuestos fenólicos, lo que podría explicar, al menos en parte, la pérdida de capacidad antioxidante.

Otra etapa que se utiliza para eliminar impurezas de los aceites es la filtración. Con este proceso se pretende disminuir la turbidez y aumentar la estabilidad y la vida útil del aceite. Este proceso permite una adecuada presentación del aceite de oliva previa al envasado. El aceite de oliva se hace pasar a través de materiales porosos, como, por ejemplo, tierra filtrante de diatomeas, o por tejidos, como lonas de material textil, fibras, papel o celulosas. Aquí quedan retenidas las impurezas que se desean eliminar. Pueden ocurrir varios cambios en la composición del aceite durante la filtración, aunque no tan significativos como en las operaciones mencionadas anteriormente.

En nuestros ensayos, después de la filtración del aceite de oliva se observaron diferencias leves pero significativas. La acidez y el valor de K₂₃₂ disminuyeron levemente y el índice de peróxidos aumentó en un 12%. Por el contrario, el contenido de pigmentos fotosintéticos se redujo durante la filtración. La concentración de clorofila disminuyó en un 48% en relación con el aceite sin filtrar y la concentración de carotenoides disminuyó en un 37%. Esto significa que el filtro de acetato de celulosa recoge una fracción muy importante de pigmentos fotosintéticos.

Aunque los parámetros de calidad sufrieron algunos cambios, la categoría del aceite de oliva no se modificó por la etapa de filtración. La capacidad antioxidante también fue similar en ambos casos. Así como la composición de compuestos volátiles y fenólicos no sufrieron cambios significativos durante este proceso, como se observa en la Figura 3 y 4, respectivamente.

De los resultados obtenidos experimentalmente se puede concluir que se debe reducir la adición de agua en la centrifugación vertical y el tiempo de decantación de los aceites de oliva para evitar la disminución de la capacidad antioxidante y de los compuestos fenólicos y volátiles y, en definitiva, la calidad del aceite.

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer a la empresa MONVA S.L. y a todo el personal del ‘Cortijo Virgen de los Milagros’, (Mancha Real, Jaén, España), por su gran amabilidad y atención y permitir la realización de todos los ensayos en sus instalaciones.

Referencias bibliográficas

• Alcalá, S., Ocaña, M. T., Cárdenas, J. R., Miquel, M. Á, Vilar, J., Espínola, F., & Moya, M. (2017). Alkyl esters content and other quality parameters in oil mill: A response surface methodology study. European Journal of Lipid Science and Technology, 119(1), 1600026.
• Altieri, G., Genovese, F., Tauriello, A., Di Renzo, G. C. (2015) Innovative plant for the separation of high quality virgin olive oil (VOO) at industrial scale. Journal of Food Engineering, 166, 325-334.
• Brkic Bubola, K., Lukic, M., Mofardin, I., Butumovic, A., Koprivnjak O. (2017) Filtered vs. naturally sedimented and decanted virgin olive oil during storage: Effect on quality and composition. LWT - Food Science and Technology, 84, 370-377.
• Rodis, P. S., Karathanos, V. T., Mantzavinou, A. (2002) Partitioning of olive oil antioxidants between oil and water phases. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 596-601.
• Vidal, A. M. (2019a). Mejora de las características organolépticas, funcionales y nutricionales de aceites de oliva vírgenes. Tesis doctoral. Universidad de Jaén, España.
• Vidal, A. M., Alcalá, S., de Torres, A., Moya, M., & Espínola, F. (2019b). Centrifugation, storage, and filtration of olive oil in an oil mill: Effect on the quality and content of minority compounds. Journal of Food Quality, 2019, 7381761, 1-7.