Evoluzione del profilo di acidi grassi liberi e legati in nocciole di alta qualità destinate all’industria dolciaria

Hazelnuts are characterized by a high fat content (i.e., about 60% of weight), with mono and poly-unsaturated fatty acids dominating the triglycerides composition. Textural and technological features of hazelnuts take benefit by physico-chemical properties of hazelnut oil, although autoxidation and degradation reactions may occur during storage and shelf-life negatively impacting product quality. In particular, secondary lipid oxidation products are formed from non-volatile primary products, e.g. hydroperoxides, generating an array of carbonyl derivatives and alcohols connoted by low odor thresholds and unpleasant sensory notes. In this thesis project, esterified fatty acids (EFA) and free fatty acids (FFA) are quali-quantitatively profiled through their corresponding methyl esters (i.e., fatty acids methyl esters - FAME) by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) and flame ionization detection (GC-FID). Samples were selected among high-quality hazelnuts suitable for confectionery products (Akcakoca, Giresun, Ordu, Tonda Romana, and Tonda Piemonte cultivars/blends) and from major production countries, i.e., Turkey and Italy. Storage was conducted along shelf-life up to sixteen months (time points at 0, 4, 12, 16 months) in order to evaluate the fatty fraction stability and monitor its evolution over time. The overall profile of EFAs concurred to identify a biological signature characteristic of cultivars and harvest region. Results show that EFAs have a diagnostic distribution according to the cultivar/harvest region, where clearly four groups are recognised (i.e. Akcakoca, Giresun, Ordu, Italy). On the other hand, FFAs accurate quantitation shows an increment in the overall amount of free fatty acids along shelf life in fresh samples (0, 4 months), while in 2019 hazelnuts (12, 16 months) report a lower absolute amount of FFAs. The provisional results obtained in this research are the first step to define precise lipid degradation kinetics in order to continue studies towards the innovation of more efficient post-harvest practices able to inactivate lipase and esterase activity.

Le nocciole sono caratterizzate da un alto contenuto di grassi (circa il 60% del totale), con acidi grassi mono insaturi e poli-insaturi che dominano la composizione trigliceridica. Le caratteristiche strutturali e tecnologiche delle nocciole traggono vantaggio dalle proprietà fisico-chimiche dell'olio di nocciola, nonostante possano avvenire, durante lo stoccaggio e la conservazione, reazioni di autossidazione e degradazione che impattano negativamente la qualità del prodotto. In particolare, si formano prodotti secondari di ossidazione dei lipidi a partire dai composti primari non volatili, come ad esempio gli idroperossidi, generando una serie di derivati carbonilici e alcoli connotati da soglie odorose basse e note sensoriali sgradevoli. In questo progetto di tesi, gli acidi grassi esterificati (EFAs) e gli acidi grassi liberi (FFAs) vengono profilati quali e quantitativamente attraverso l’estere metilico corrispondente (esteri metilici degli acidi grassi - FAME) usando la gas cromatografia accoppiata con lo spettrometro di massa (GC-MS) e con il rivelatore a ionizzazione di fiamma (GC-FID). I campioni sono stati selezionati tra nocciole di alta qualità adatte ai prodotti dolciari (Akcakoca, Giresun, Ordu, Tonda Romana e Tonda Piemonte cultivars) e tra i maggiori Paesi produttori, come Turchia e Italia. Lo stoccaggio è stato condotto per 16 mesi (0, 4, 12, 16 mesi) in modo da valutare la stabilità della frazione grassa e monitorare la sua evoluzione nel tempo. Il profilo complessivo degli EFA ha consentito di identificare una firma biologica caratteristica delle cultivar e della regione di raccolta. I risultati mostrano che gli EFA hanno una distribuzione diagnostica che dipende dalla cultivar e dal Paese di raccolta, dove infatti si possono riconoscere chiaramente quattro gruppi (Akcakoca, Giresun, Ordu, Italia). Dall’altra parte, la quantificazione accurata degli FFA mostra un incremento della quantità complessiva di acidi grassi liberi lungo la durata di conservazione in campioni freschi (0 e 4 mesi), mentre le nocciole del 2019 (12 e 16 mesi di stoccaggio) riportano un più basso valore assoluto di quantità di FFA. I risultati provvisori ottenuti da questa ricerca, sono il primo passo per definire le precise cinetiche di degradazione dei lipidi al fine di proseguire gli studi verso l'innovazione di pratiche post-raccolta più efficienti in grado di inattivare l'attività di lipasi ed esterasi