Acquavite d`arancia: sperimentazione di una tecnologia di produzione

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Acquavite d'arancia:
sperimentazione
di una tecnologia
di produzione
Orange spirit: research
on a process technology
SUMMARV
: The process technology developed by the·.
LAA. to produce Qrange spirit, Isthe result.;
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INTRODUZIONE
Il
L'acquavite d'arancia è una novità nel settore delle bevande alcoliche. Non va confusa con liquori agrumati quali Limoncello, Grand Marnier, Cointreau, ecc. da cui
differisce per gradazione alcolica, composizione, aspetto visivo e caratteristiche
organolettiche o con distillati di cereali
quali vodka aromatizzata con essenze di
agrumi diversi, in quanto l'acquavite
d'arancia è un'acquavite di frutta, si ottiene cioè dalla distillazione del succo fermentato di 'arance dolci' fresche (Regolamento CE n. 1576/89).
I riferimenti bibliografici relativi all'otte-
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diversiànnr'aì~
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stati superati adottando particolari
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del distillato. Una prima valutazione,'
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testa dell'acquavite d'arancia sperlmen~"
aADQ alcolici è stata effettuata applido la microestrazione in fase solida
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Fig. 1 . Sezione trasversale del frutto di
agrume. a: epicarpo o flavedo; b:
mesocarpo o albedo; c: endocarpo.
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nimento di acquavite o 'brandy' d'agrumi
sono scarsi e trattano del fermentato e/o
distillato agrumato, esclusivamente, come
prodotto di recupero dell'industria agrumaria (Von Loesecke et al., 1936; Meloni,
1953; Amerine, 1972).
L'arancio dolce (Citrus sinensis (L.), Osbeck) comprende un vasto panorama di cultivar che si differenziano per particolari e
specifici caratteri. La cultivar utilizzata nella
produzione dell' acquavite d'arancia è stata, fino ad ora, la Tarocco, varietà caratterizzata'Elalla presenza di pigmenti idrosolubili nella buccia e nella polpa (Di Giacomo e Mincione, 1994).
In fig. 1 è riportata la sezione trasversale
del frutto di arancia. Si possono distinguere tre parti: flavedo, albedo ed endocarPOi Il flavedo è la parte più esterna del
frutto e si presenta con colorazione caratteristica della specie; nel flavedo si trovano gli otricoli contenenti gli oli essenziali.
L'albedo è la parte spugnosa bianca più
interna della buccia, costituita' principalmente da cellulosa, carboidrati, sostanze
pectiche e flavonoidi. L'endocarpo è la
parte commestibile del frutto ed è costituito dai carpelli o spicchi all'interno dei
quali si trovano le vescichette fusiformi
contenenti il succo ed i semr(Cook, 1983).
Il succo d'arancia è un sistema complesso
nel quale sono contemporaneamente presenti sostanze in soluzione ed in sospenIndustrie delle Bevande· XXXI (2002) febbraio
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sione. L'acquaè il componente più abbon: dante e costituisce il 90% circa del succo.
liì I componenti solubili presenti in concen: trazione più elevata sono carboidrati (sac<il carosio, glucosio e fruttosio), acidi orga<il nici (acido citrico, malico, ecc.) e sostanze
: minerali. Si trovano inoltre vitamine, amie noacidi e pigmenti. L'acido citrico e l'aci: do malico sono presenti in massima parte
e liberi ed in minima quantità combinati
: come citrati e malati di potassio. I compoe sti azotati, in massima parte aminoacidi,
e rappresentano il 5-10% dei solidi solubili
e
e totali con una presenza in azoto pari a
e 0,1 g per 100 mL. I costituenti minerali,
: espressi in ceneri, rappresentano circa lo
e 0,3-0,5% del succo. le condizioni di col: tivazione dei frutti e la tecnologia di estrae zione adottata condizionano la composie zione del succo (Di Giacomo e Calvarano,
: 1972).
e Nagye Shaw (1990) riportano che i com: ponenti volatili presenti nel succo fresco
e di arancia hanno tre diverse origini. Dal
e succo contenuto nelle vescichette fusifore
e mi dell'endocarpo, che viene liberato due rante l'estrazione, si originano i composti
: volatili idrosolubili quali etil-acetato, etile propionato, metil-butanoato, etil-butanoa: to, etanolo. Due tipi di olio, l'olio del suce co e l'olio della buccia, contribuiscono alla
e frazione dei composti liposolubili dell'aro~
: ma del succo di arancia fresca. L'olio del
• succo è presente in corpi globulari all'in: terno delle vescichette dell' endocarpo (Da"
"Il vis, 1932) e si disperde nel succo durante
i\ll l'estrazione. Nel succo d'arancia estratto
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meccanicamente, l'olio del succo è molto
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L'originale delicato aroma del succo fre~ sco d'arancia è stato per lungo tempo at\') tribuito ad una complessa miscela di di@
versi componenti volatili presenti in giu(~
:,) ste proporzioni (Shaw, 1991). Ciò ha porjjJ
tato ad identificare molti componenti voCI latili e a valutarne il contributo aromatico
(Moshonas e Shaw, 1992; 1994; Barbieri
: et al. 1996). Confrontando i dati quantitativi di alcuni composti volatili ed i dati
{!il delle soglie di percezione, alcuni Autori
i\ll
• (Ahmed et al., 1978; Moshonas e Shaw,
liì
•
Industrie delle Bevande - XXXI (2002) febbraio
1986; 1992; 1994) hanno suggerito come
possibili sostanze, contribuenti dell'aroma
del succo fresco di arancia: Iimonene, acetaldeide, etil-butanoato e decanale. Comunque, la grande variabilità sia quantitativa che sensoriale dei dati non permette ancora di trarre delle conclusioni definitive. Recentemente, Buttner e Schieberle (2001) tramite i valori di attività odorosa (OAV) hanno individuato gli esteri fruttati etil 2-metilpropanoato, etil butanoato, (S)'etiI2-metilbutanoato e 3a,4,5,-7atetraidro-3,6-dimetil-2(3 H) benzofuranone (Iattone del vino), l'erbaceo (Z)-3-esenaie ed il citrino decanale, fra le più potenti sostanze odorose del succo d'aran"
cia Valencia tardiva e Nave!.
Per quanto riguarda la composizione chimica dell' olio essenziale, di arancia si possono distinguere due frazioni: la frazione
volatile che rappresenta dal 96 al 99%
dell'olio essenziale, mentre la frazione non
volatile è compresa tra 1'1 ed iI4%. Nella
frazione volatile sono presenti idrocarburi
mono e sesquiterpenici ed i loro derivati
ossigenati insieme ad alcoli, esteri ed aldeidi alifatiche. /I 10% circa della frazio"
ne non volatile è costituita da polimetossiflavoni (Di Giacomo e Mincione, 1994).
la frazione terpenica contribuisce poco
all'aroma o fragranza dell'olio. Inoltre, dal
momento che i terpeni sono per lo più
composti insaturi, essi sono decomposti
dalla luce, dal calore e dall'ossigeno a
composti instabili, che spesso possono
originare aromi sgradevoli o "off-flavours". la frazione ossigenata è molto
odorosa ed è la principale responsabile del
caratteristico aroma agrumato.
MATERIAI..I
E METODI
v
Materia prima
Sono state utilizzate arance della varietà
Tarocco.
Impianto di distillazione
L'impianto di distillazione utilizzato per la
sperimentazione è riportato in fig. 2. Esso
è costituto da tre caldaie (A) della capacità di 12 hl, dalla colonna di distillazione
(C 1) e dalla colonna di rettifica (C2), entrambe dotate di piatti a campanelle di
gorgogliamento. Quattro condensatori in
serie (B 1"B2-B3-B4), i primi tre alimentati
da acqua a temperatura ambiente e l'ulti"
mo con acqua refrigerata (+5°C) condensano i vappri e raffreddano il distillato. la
pompa da vuoto (G) è ad anello liquido
ed è localizzata dopo i condensatori. L'im-
Fig. 2 - Schema dell'impianto di distillazione.
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pianto di distillazione può lavorare a pressione atmosferica o, tramite la pompa, a
pressione ridotta (40-47 kPa).
Per le prove sperimentali di distillazione
del succo fermentato d'arancia è stata
utilizzata una sola caldaia ed il processo
di distillazione è stato condotto in condizioni di pressione ridotta.
Analisi SPME/GC-MS
L'analisi SPME/G(-MS dell'acquavite
d'arancia a 40° alcolici è stata effettuata utilizzando la fibra in silice fusa della
lunghezza di 2 cm, rivestita da 50/30 JlI11
di divi nilbenzene(DVB)/(a rboxen/
poly(dimetiisilossano)(PDMS) (Supelco
(o., Bellafonte, PA). Dopo condizionamento, la fibra è stata inserita nello spazio di testa di una vial contenente il campione e successivamente desorbita, a
250 0 ( per 2 minuti, nell'iniettore di un
gascromatografo Varian 3400 accoppiato ad un detector a trappola di ioni Varian Saturn. Per la separazione dei composti è stata utilizzata una colonna E(WAX (Alltech, Deerfield) di 30 m x 0,25
mm d.i., spessore del film 0,25 mm. Le
condizioni operative adottate per l'analisi sono state le seguenti:
- flusso del gas di trasporto (elio) di 1 mU
min;
- iniezione in modalità spilt, rapporto di
splittaggio pari a 1/30 v/v;
- programma di temperatura della colonna: 60 0 ( per 8 min poi programmata a
170 0 ( a 8°( min-1 e poi a 240 0 ( a 13°(
min-1 (20 min isoterma);
- temperatura iniettore 250°(, temperatura linea di trasferimento 260°(, temperatura trappola di ioni 170°(;
- impatto elettronico 70 eV;
- corrente di emissione del filamento 10
JJA;
- registrazione spettri a 1 s/scan;
- quantità di campione iniettata 1 J1l.
L'identificazione dei componenti volatili è
stata effettuata utilizzando gli spettri di
massa delle due biblioteche (WILEY5 e
NIST90) facenti parte del software del G(MS e la biblioteca Adam (1995) (Da Porto
et al., 2001).
RISULTATI
E DISCUSSIONE
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Analogamente ad altre acqueviti di frutta, la tecnologia di produzione del!' acquavite d'arancia ha previsto le seguenti fasi:
estrazione del succo, fermentazione, distillazione, riduzione a grado e filtrazione.
L'estrazione del succo è stata effettuata
meccanicamente utilizzando l'estrattore
FM( in-Iine che consente la separazione
istantanea di scorza e membrane, succo e
olio essenziale dell'agrume. Il succo così
ottenuto è stato conservato refrigerato a
+2°( fino alla fase di fermentazione. Il processo di fermentazione, nonostante un contenuto zuccherino del succo pari a 10°15°Brix, a causa della presenza degli oli
essenziali (Graumlich, 1983), ha richiesto
aggiunta di lieviti selezionati e di attivatori
3 4
di fermentazione. La fermentazione, condotta in serbatoi termocondizionati in modo
da mantenere la temperatura sui 18°(, ha
avuto una durata di 10-12 giorni.
Per quanto riguarda la distillazione, il processo è stato condotto in condizioni di
pressione ridotta (40-47 kPa) e la procedura di distillazione adottata è stata analoga a quella utilizzata per l'~,cquavite
d'uva (Da Porto, 1998). Si è proceduto ad
una prima distillazione del succo fermentato a media gradazione alcolica (50-60%
voI.) e ad una successiva fase di esaurimento della massa a gradazione alcolica
più elevata (75-80% vol.).
Il distillato grezzo ottenuto dal mescolamento delle frazioni a diversa gradazione
alcolica è stato sottoposto a diverse prove
sperimentali di "diluizione intermedia" prima della diluizione finale a 40°. (iò al fine
di valutare le condizioni migliori per opera-
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Fig. 3 - Analisi dello spazio di testa tramite SPME/GC dei componenti volatili
dell'acquavite d'arancia.
Picchi: (1) acetaldeide; (2) metilacetato; (3) metanolo; (4) etanolo; (5) triciclene; (6) npropanolo+etil butirrato; (7) isobutanolo; (8) isoamilacetato; (9) 1,4 cineolo; (10)
Iimonene; (11) alcoli isoamilici; (12) etil caproato; (13) y-terpinene; (14) monoterpene
ossigenato; (15) etillattato; (16) etil caprilato; (17) furfurale; (18) n-Dciii acetato; (19)
linalolo, (20) ottanolo; (21) 4-terpineolo; (22) etil caprato; (23) a-terpineolo, (24)
citronellolo+sesquiterpene; (25) nerolo; (26) geraniolo+etillaurato+acido caproico; (27)
i.s. (standard interno); (28) etil miristato; (29) acido caprilico.
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Industrie delle Bevande· XXXI (2002) febbraio
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I.lli
I.lli
:
re la separazione degli idrocarburi monoterpenici, componenti presenti nel distillato a concentrazioni elevate, che a causa
della loro insolubilità in acqua sono causa
di instabilità chimico-fisica non eliminabile
con la sola filtrazione a freddo, operazione
normalmente sufficiente, per altri distillati,
ad eliminare l'opalescenza che compare in
seguito all' aggiunta di acqua (Booth et al.,
1989; Piggott et al., 1996; Bertrand, 1995;
Semenenko et al., 1978; Clutton e Simpson, 1992). Fra le diverse" diluizioni intermedie" considerate, la migliore èstata quella che ha portato il distillato grezzo a 47°
alcolici, valore di gradazione alcolica ancora in grado di garantire la separazione della fase oleosa. Dopo deterpenazione, cioè
allontanamento degli idrocarburi monoterpenici, il distillato, ulteriormente diluito a
40°, è stato refrigerato alla temperatura di
-2°C per 12 ore e successivamente filtrato
con filtro a moduli lenticolari (1-41JfTl).
I componenti aromatici presenti nello spazio di testa dell'acquavite sperimentale così
ottenuta sono stati estratti e concentrati
utilizzando la microestrazione in fase solida (SPME) e successivamente separati ed
identificati tramite analisi GC-MS. Prove
preliminari SPME, condotte con diverse fibre, hanno permesso di determinare le condizioni sperimentali più idonee per l'ottenimento di risultati gascromatografici riproducibilLln fig. 3 è riportato il profilo SPMEI
GC dei componenti volatili del distillato
d'arancia che evidenzia la presenza di composti della frazione volatile dell' olio essenzia le. Il distillato, sottoposto ad analisi sensoriale da parte di un gruppo di esperti, è
stato giudicato fine, aromatico erisponde nte al frutto d'origine.
I.lli
CONCLUSIONI
'V
I.lli
: Dal punto di vista tecnologico la sperimenI.lli tazione prosegue e si prevede di ottimizI.lli zare ulteriormente sia le condizioni e le
I.lli
• procedure di distillazione che le operazio• Iii di riduziofie-a grado e filtrazione. . •
: Dal punto di vista analitico la microestra-
zione in fase solida (SPME) si è rilevata
una tecnica particolarmente adatta alla valutazione gascromatografica di miscele
idroalcoliche complesse e ha consentito
di identificare composti presenti in tracce.
La selettività della fibra rende, comunque,
necessario accoppiare questa tecnica all'analisi GC diretta, che non risente di fenomeni di adsorbimento preferenziale che
si traducono in una concentrazione selettiva di alcuni analiti.
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