Ultraschallextraktion für Olivenöl

Abschluss

Ein Forscherteam der Universität Bari arbeitet daran, die Mischphase bei der Olivenölproduktion durch die Einführung der Ultraschalltechnologie zu verbessern und so den Ölextraktionsertrag und die Konzentration von Polyphenolen und Antioxidantien zu erhöhen. Der Einsatz von Ultraschall in einer kontinuierlichen Umlaufmühle erhöhte den Ertrag von 14,5 % auf 16,5 % und erhöhte gleichzeitig den Gehalt an gesunden Molekülen im Olivenöl, ohne seine chemischen oder sensorischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

„Die Hauptforschungsziele auf dem Gebiet der Extraktion sind im Wesentlichen drei Aspekte im Zusammenhang mit der chemischen Synthesephase: Verkürzung der Zeit dieses Schritts, Verbesserung des Wärmeaustauschs und Erhöhung der Ölextraktionsausbeute ohne negative Auswirkungen auf den Phenolgehalt“, erklärte Maria Lisa Amirante Clodoveo von der Aldo Moro University of Bari.

Weltweit wurden neue Technologien von Mikrowellen bis hin zu gepulsten elektrischen Feldern getestet und eingesetzt, das italienische Forscherteam konzentrierte sich jedoch auf Ultraschall. Zusätzlich zu seinem Potenzial, die Auswirkungen chemischer, physikalischer und biochemischer Reaktionen in der zerkleinerten Olivenpaste zu modulieren, bietet Ultraschall kostengünstige Geräte, einfache Skalierbarkeit und ein hohes Maß an Prozessnachhaltigkeit aus energetischer Sicht.

Daher hofften die Forscher, eine technologische Lösung zu entwickeln, die für ein breites Spektrum von Produzenten erschwinglich wäre und Ertrag und Qualität verbessern würde, ohne die Energiekosten zu erhöhen. „Wir glauben, dass Ultraschall sehr vielversprechend ist, da er eine nicht reizende thermische Wirkung ausübt und gleichzeitig eine beträchtliche mechanische Wirkung hat“, erklärte Clodoveo. Der mechanische Effekt ist auf Kavitation zurückzuführen, bei der es sich, vereinfacht ausgedrückt, um die Bildung winziger Dampfblasen handelt, die durch Druckschwankungen verursacht werden.

Die Blasen erreichen einen kritischen Durchmesser, bis sie heftig explodieren und einen Flüssigkeitsstrahl erzeugen, der die Zellen zerschmettert, die unversehrt durch die Mühle gelangen. Allerdings erzeugen nicht alle Ultraschallfrequenzen eine wirksame Kavitation innerhalb der Olivenpaste. In Simulationstests bestätigten die Forscher, dass nur niederfrequenter Ultraschall (20–50 kHz) dieses Ziel erreicht.

Im Wesentlichen passieren viele Zellen die Mühle, ohne aufzubrechen, bis sie schließlich in die Mühle gelangen.

„Dank Ultraschall führt die Kavitation sofort zum Aufplatzen dieser Zellen und setzt ölige Tröpfchen und Spurenstoffe frei“, erklärte er. „Dies hat einen doppelten Effekt: eine höhere Freisetzung von Olivenöl und eine höhere Konzentration an Polyphenolen und Antioxidantien wie Carotinoiden und Tocopherolen.“

Durch den Einsatz von Ultraschall in einer kontinuierlichen Umlaufmühle beobachteten die Forscher eine deutliche Steigerung der Ausbeute, von etwa 14,5 % beim konventionellen Verfahren auf 16,5 % mit Ultraschall. Darüber hinaus stellten sie einen Anstieg der Polyphenole in den mit dem Ultraschallsystem behandelten Proben um über 20 % fest. „Filomena Corbo untersuchte den Gehalt an Molekülen mit gesundheitlichen Auswirkungen und kam zu Ergebnissen, die höher waren als bei herkömmlichem Olivenöl“, bemerkte Clodoveo.

Auch das zur Produktklassifizierung verwendete Profil der chemischen und sensorischen Eigenschaften blieb davon unberührt und zeigte keine signifikanten Unterschiede zum herkömmlichen System.

Darüber hinaus zeigte die von Antonello Paduano mittels Gaschromatographie durchgeführte Headspace-Analyse der Proben keine Schäden durch flüchtige Verbindungen. Dies unterstreicht, dass der empfindliche Lipoxygenase-Weg von den thermischen Effekten des Ultraschalls unberührt bleibt.

„Um den sich verändernden Marktanforderungen gerecht zu werden, benötigen Müller effiziente Anlagen, die die Investitions- und Verwaltungskosten begrenzen, die Verarbeitungszeit verkürzen und die Produktivität maximieren“, erklärte Clodoveo. „Die Reduzierung von Verfahren und Ressourcenverbrauch, kombiniert mit der Aufrechterhaltung der Qualität, trägt dazu bei, bessere Gewinne zu garantieren.“