Ein mathematisches Modell zur Vorhersage der Haltbarkeit von EVOO

Inhalt

1. Entwicklung eines Vorhersagemodells zur Schätzung der Haltbarkeit von EVOO
2. Wie lange ist EVOO haltbar? Probleme bei der Bestimmung
3. Wie man die Haltbarkeit von EVOO schätzt
4. Anwendung der ASLT-Methodik zur Schätzung der Haltbarkeit von EVOO

Der Konsum von nativem Olivenöl extra und infolgedessen seine Produktion haben in den letzten Jahrzehnten erheblich zugenommen, insbesondere nachdem wissenschaftliche Erkenntnisse über seine gesundheitlichen Vorteile, die mit der hohen Konzentration an einfach ungesättigten Fettsäuren und dem Vorhandensein von Polyphenolen mit antioxidativer Wirkung zusammenhängen, gewonnen wurden <1>.

In den letzten Jahren kann dieser Aspekt auch auf den Etiketten gemäß der EU-Verordnung <2> geltend gemacht werden. Dank der oben genannten gesundheitlichen Eigenschaften sind in den letzten Jahren auch neue Märkte schnell gewachsen, und die Verbreitung sowohl der Produktion als auch des Konsums von Olivenöl hat eine beträchtliche Entwicklung gezeigt, sogar außerhalb des traditionellen Mittelmeerraums, mit Anpflanzungen in den Vereinigten Staaten, Chile, Argentinien, Südafrika, Australien und neuerdings auch in China.

Der globale Anstieg des Handels mit EVOO erfordert immer spezifischere Instrumente, die die Erhaltung und Vorhersage der Entwicklung seiner Eigenschaften in allen Verarbeitungsstufen ermöglichen, von der Ernte bis zur Extraktion und Abfüllung, und insbesondere während des Transports und der Lagerung bis zum Verbrauch.

In diesem Zusammenhang ist es in einem zunehmend wettbewerbsintensiven Markt notwendig, die Instrumente zur Sicherstellung der Qualität dieses Produkts kontinuierlich zu verbessern.

Zu diesen Themen hat Innovhub SSI in Zusammenarbeit mit der Universität Udine ein Doktorandenstipendium aktiviert und kofinanziert.

Ziel der Forschung, die chemische und technologische Fähigkeiten synergetisch einsetzte, war die Entwicklung eines mathematischen Modells, das in der Lage ist, die Haltbarkeit von nativem Olivenöl extra unter verschiedenen Lagerbedingungen vorherzusagen.

Dieses Modell stellt ein wertvolles Werkzeug für Unternehmen dar, die in diesem Sektor tätig sind, kann Unterstützung bei der Ausarbeitung von Richtlinien zur Konservierung von EVOO bieten und eine wichtige Garantie zum Schutz der Verbraucher darstellen.

Wie lange ist natives Olivenöl extra haltbar? Probleme bei der Bestimmung

Der Begriff Haltbarkeit bezieht sich auf die Zeit, die ein Lebensmittel ab dem Zeitpunkt der Produktion benötigt, um unter definierten Lagerbedingungen seine Akzeptanzgrenze zu erreichen <3>. Diese Grenze muss unter den chemischen, physikalischen oder mikrobiologischen Parametern identifiziert werden, die sich während der Lagerung von Lebensmitteln ändern. Gemäß der Europäischen Verordnung 1169/2011 <4> muss die Mindesthaltbarkeit (MHD) auf dem Produktetikett angegeben werden, was das letzte Datum widerspiegelt, an dem das Produkt bei ordnungsgemäßer Lagerung seine spezifischen Eigenschaften beibehält.

Bei leicht verderblichen Lebensmitteln aus mikrobiologischer Sicht wird diese Angabe durch das Verfallsdatum ersetzt.

Die Verordnung gibt jedoch keine Hinweise zur Schätzung der Haltbarkeit des Produkts: Die Aufgabe, die MHD oder das Verfallsdatum auf dem Etikett zu definieren und anzugeben, obliegt daher den Lebensmittelunternehmen.

Im spezifischen Fall, für natives Olivenöl extra, da es kein mikrobiologisch verderbliches Produkt ist, muss das MHD auf dem Etikett angegeben werden. Daher müssen während des gesamten Zeitraums von der Abfüllung bis zu dem auf dem Etikett angegebenen Datum alle in der Verordnung (EWG) 2568/91 <5> definierten Qualitätskriterien eingehalten werden, die die Eigenschaften von nativem Olivenöl extra sowie die entsprechenden Analysemethoden zu ihrer Bestimmung beschreibt.

Die Einhaltung dieser Qualitätskriterien könnte während der Lagerung des Produkts beeinträchtigt werden, wenn sich einige Indizes aufgrund der Entwicklung von Oxidationsreaktionen ändern können. Es gibt andere Qualitätskriterien, die nicht in der EWG-Verordnung berücksichtigt werden, aber in anderen Handelsnormen enthalten sind.

Die wichtigsten Indikatoren, die sich während der Lagerung eines nativen Olivenöls extra ändern können, sind die Peroxidzahl und die Extinktion im UV-Bereich bei 232 nm (bezogen auf die primäre Oxidation) und 270 nm (bezogen auf die sekundären Oxidationsprodukte).

Tatsächlich neigen diese Parameter bei unsachgemäßer Lagerung dazu, sich zu erhöhen, wodurch der Oxidationszustand zunimmt und die organoleptischen Eigenschaften verändert werden.

Die Überschreitung der gesetzlichen Grenzwerte für diese Parameter führt nicht nur zur Abwertung des Produkts in niedrigere Kategorien von Olivenöl (mit den entsprechenden rechtlichen Konsequenzen), sondern auch zu einem Imageverlust für den Produzenten.

Neben diesen Parametern ändern sich auch andere während der Lagerung, wie z.B. die Konzentration von Antioxidantien (Polyphenole und Tocopherole), konjugierte Triene von Fettsäuren, flüchtige Verbindungen und Pigmente.

Obwohl diese Parameter für die Bewertung der Frische des Produkts sehr wichtig sind, gibt es jedoch keine offiziellen europäischen Grenzwerte, die ihre Verwendung als Instrumente zur Definition der MHD ermöglichen.

Nur in Bezug auf Pigmente, in Form des Pyrofitin-(a)-Anteils (% PPPa), gibt es einen Grenzwert von 17 %, der von den Normen von Australien, Südafrika und Kalifornien zur Bewertung der Qualität von nativem Olivenöl extra <6,7,8> vorgegeben wird. Es handelt sich jedoch um nationale Normen, international erkennen weder der Internationale Olivenölrat noch der Codex Alimentarius diese Parameter und die damit verbundenen Grenzwerte an.

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Um die Haltbarkeitsstudie korrekt zu planen, ist es zunächst notwendig, den wichtigsten zu beobachtenden Indikator zu definieren, d.h. den Parameter, der als erster die Akzeptanzgrenze erreicht und das Produkt für den Verkauf ungeeignet macht.

Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Indizes ändern, hängt von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oxidationsreaktionen ab, die aus Zusammensetzungsfaktoren (hauptsächlich Fettsäurezusammensetzung, Gehalt an Antioxidantien wie Tocopherolen und Polyphenolen), von der Verpackung (klares Glas, dunkles Glas, Kunststoff, Zinn) und Lagerbedingungen (Temperatur, Licht, O2-Konzentration) herrühren.

Für ein gegebenes Lebensmittel, wobei die Zusammensetzungs- und Verpackungsfaktoren als konstant angesehen werden, ist es möglich, sich auf die Lagerbedingungen zu konzentrieren, um zu bewerten, wie diese die Produktstabilität beeinflussen, um die Haltbarkeitsstudie besser zu planen.

Die Überwachung des vorherrschenden Indikators kann auf zwei Arten erfolgen:

Echtzeit-Haltbarkeitstests: In diesem Fall simulieren die Bedingungen die kommerziellen. Diese Studien sind auf alle Produktkategorien anwendbar, scheinen jedoch aufgrund der erforderlichen langen Vorlaufzeiten ein bevorzugter Ansatz für Produkte mit kurzer Haltbarkeit zu sein.

Beschleunigter Haltbarkeitstest (ASLT): Bevorzugt für die Bewertung von Produkten mit mittlerer bis langer Haltbarkeit, da er die qualitative Zersetzungsgeschwindigkeit des Lebensmittels beschleunigt, indem es extremen Lagerbedingungen im Vergleich zu den üblichen Lagerbedingungen ausgesetzt wird.

Bei dieser zweiten Methode sind die Faktoren, die zur Beschleunigung des oxidativen Prozesses von nativem Olivenöl extra verwendet werden, hauptsächlich Temperatur und Lichtintensität.

In einem ASLT werden die Änderungen des gewählten Indikators im Allgemeinen unter mindestens drei verschiedenen Bedingungen des Beschleunigungsfaktors überwacht; die erhaltenen Daten werden dann einer kinetischen Modellierung unterzogen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu definieren, und anschließend verarbeitet, um die mathematische Beziehung zu erhalten, die die Änderungsgeschwindigkeit des Indikators mit dem Beschleunigungsfaktor verbindet <9>.

Im Rahmen der Doktorarbeit „Development of predictive models to estimate Extra Virgin Olive Oil (EVOO) shelf life and methods to safeguard its purity“ wurde die ASLT-Methodik auf EVOO angewendet, um ein mathematisches Modell zur Vorhersage der Haltbarkeit zu erstellen. Hierfür wurden verschiedene Experimente durchgeführt, bei denen die zu untersuchenden Ölproben sorgfältig ausgewählt wurden.

Bibliographie

<1> EFSA. (2011) Panel on Dietetic Products Nutrition and Allergens Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to polyphenols in olive and protection of LDL particles from oxidative damage (ID 1333, 1638 1639, 1696 2865), maintenance of normal blood HDL cholesterol concentrations (ID 1639), maintenance of normal blood pressure (ID 3781), “anti-inflammatory properties” (ID 1882), “contributes to the upper respiratory tract health” (ID 3468), “can help to maintain a normal function of gastrointestinal tract” (3779), and “contributes to body defences against external agents” (ID 3467) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No. 1924/2006. EFSA J. 9:2033–2058.EEA. Review of the EU bioenergy potential from a resource-efficiency perspective. 2013. https://doi.org/10.2800/92247.

<2> European Commission Regulation 432/2012 establishing a list of permitted health claims made on foods, other than those referring to the reduction of disease risk and to children’s development and health. Official Journal of the European Communities, 2012, May 16, L 136, 1−40.

<3> Nicoli, M.C. (2012). The shelf life assessment process. In Shelf Life Assessment of Food, Nicoli, M.C. (Ed.) CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, US. Pp 17-36.

<4> European Commission Regulation (EEC) No. 1169/2011 of the European Parliament and of the Council of 28 January 2002. European Official Journal L 304, 22.11.2011, pp 18-23.

<5> European Commission implementing Regulation (EEC) No 2568/91 on the characteristics of olive oil and olive-residue oil and on the relevant methods of analysis. Official Journal of the European Union 2013, December 16, L 338, 31-67.

<6> Australian Standards Olive Oil and Olive Pomace Oils. AS 5264-2011

<7> South African National Standard. Olive Oils and olive-pomace oils; SANS 1377:2015 ISBN 978-0-626-31262-6.

<8> Department of Food and Agriculture. Grade and Labelling Standard for Olive Oil, Refined-Olive Oil and Olive-Pomace Oil. September 27, 2016.

<9> Calligaris S., Manzocco L., Anese M., Nicoli M.C. Accelerated shelf life testing, Chapter 12, in Food quality and Shelf life, C. Galanakis Ed., Elsevier, 2019, 359-392.