Varietal and technological influence on the composition and properties of virgin nut oils and their by-products

En los últimos años se ha observado un creciente interés hacia los aceites vegetales vírgenes, más allá del aceite virgen por excelencia, el de oliva. Esta tendencia viene marcada por los consumidores que aprecian cada vez más productos más naturales y que buscan alimentos con mejores propiedades saludables. En el presente trabajo experimental de Tesis Doctoral se han estudiado y caracterizado aceites vírgenes comestibles procedentes de diferentes variedades de frutos secos: pistacho (Aegina, Avdat, Kastel, Kerman, Larnaka, Mateur, Napoletana y Sirora), nuez (Chandler, Hartley y Lara), almendra (Ferragnes, Guara, Largueta y Marcona) y avellana (Negret, Pauetet y Tonda), elaborados mediante una prensa mecánica de tornillo; junto a sus materias primas y tortas residuales. Los aceites vírgenes de frutos secos estudiados presentan un interesante valor nutricional, debido por un lado a su perfil en ácidos grasos, un alto contenido en ácidos mono- (ácido oleico - 55.5-79.9% - en aceites de pistacho, almendra y avellana) y poliinsaturados (ácido linoleico - 59.6-62.4% - en aceites de nuez) y por otro a la elevada concentración en tocoferoles que presentan actividad antioxidante y propiedades bioactivas (?-tocoferol, 517-719 mg/kg pistacho y nuez; ?-tocoferol, 310-542 mg/kg almendra y avellana). Además, el marcado carácter varietal de estos aceites destaca a las variedades de pistacho Larnaka y Kerman, de almendra Ferragnes y Largueta y de avellana Tonda por su alto contenido en ácido oleico y tocoferoles, respectivamente; al igual que Lara y Hartley, para nuez, por su alto contenido en ácido linoleico y en tocoferoles. El alto contenido en compuestos fenólicos totales presente en los frutos secos estudiados, especialmente en pistacho (Larnaka; 9,550 mg/kg) y nuez (Hartley; 12,474 mg/kg), se debe principalmente a las altas concenraciones en las familias de flavanoles (90%) y taninos hidrolizables (60%), respectivamente. Dado el carácter polar de estos compuestos, los aceites vírgenes de frutos secos estudiados presentan una baja concentración fenólica (3.4-26.0 mg/kg); contrario a las tortas residuales obtenidas (823-19,869 mg/kg), las cuales resultan en un alto contenido antioxidante poniendo de manifiesto su uso como posibles ingredientes funcionales. El perfil volátil y las peculiares y agradables características sensoriales de estos aceites vírgenes de frutos secos aportan un alto valor añadido a los consumidores en comparación con los aceites refinados, caracterizándose los aceites vírgenes de pistacho por la familia de terpenos (~97%), principalmente ?-pineno, siendo las variedades Aegina y Mateur las que presentan un mayor contenido. En cambio, los aceites vírgenes de nuez (~35%), almendra (54-74%) y avellana (~35%) están formados principalmente por la familia de aldehídos, al igual que ocurre en el aceite de oliva virgen. Estos compuestos volátiles están relacionados con descriptores "florales", "cítricos" y "hierba/verde" subrayando las características sensoriales de estos aceites. El presente trabajo de investigación ha demostrado la composición tan diferente de los aceites vírgenes de frutos secos estudiados, la cual también está fuertemente relacionada por la variedad seleccionada, con repercusión tanto en sus propiedades nutricionales y bioactives como organolépticas. Para concluir, el estudio del efecto de las condiciones tecnológicas de elaboración llevado a cabo ha conseguido poner en evidencia que la composición y las propiedades de estos aceites dependen de las variables del procesado empleadas. Las diferentes condiciones de temperatura, velocidad, diámetro de boquilla, y tostado y uso de cáscara (para pistacho) han demostrado ser decisivos en la composición minoritaria de estos aceites, modulando de forma significativa su perfil volátil y contenido fenólico. In recent years there has been a growing interest in virgin vegetable oils, beyond the virgin olive oil par excellence, olive oil. This trend is marked by consumers who appreciate more natural products and looking for foods with better health proerties. In the present research work of Doctoral Thesis edible virgn oils from different varieties of nuts have been studied and characterized: pistachio (Aegina, Avdat, Kastel, Kerman, Larnaka, Mateur, Napoletana and Sirora), walnut (Chandler, Hartley and Lara), almond (Ferragnes, Guara, Largueta and Marcona), and hazelnut (Negret, Pauetet and Tonda), elaborated by means of a screw press; together with its raw materials and residual cakes. Virgin nut oils studied have an interesting nutritional value, due on the one hand to their fatty acid profile, high content of mono- (oleic acid - 55.5-79.9% - in pistachio, almond and hazelnut oils) and polyunsaturated acids (linoleic acid - 59.6-62.4% - in walnut oils), and on the other to their high concentration of tocopherols which present antioxidant activity and bioactive properties (?- tocopherol, pistachio and walnut; ?-tocopherol, almond and hazelnut). Furthermore, the marked varietal character of these oils emphasizes Larnaka and Kerman pistachio varieties, Ferragnes and Largueta (almonds) and Tonda (hazelnuts) for their high content in oleic acid and tocopherols, respectively; like Lara and Hartley, for walnut, for its high content in linoleic acid and tocopherols. The high content in total phenolic compounds present in the studied nuts, especially in pistachio (Larnaka; 9,550 mg/kg) and walnut (Hartley; 12,474 mg/kg), is mainly due to the high concentration of the flavanols family (90%) and hydrolysable tannins (60%), respectively. Due to the polar characteristics of these compounds, the studied virgin nut oils present a low phenolic content (3.4-26.0 mg/kg); contrary to the residual cakes obtained (823-19,869 mg/kg), which results in a high antioxidant content showing its use as possible functional ingredients. The volatile profile and the peculiar and pleasant sensory characteristics of these virgin nut oils provide a high added value to consumers compared to refined oils, with virgin pistachio oils being characterized by the family of terpenes, mainly ?-pinene, presenting Aegina and Mateur varieties the highest content. In contrast, virgin oils from walnut, almond and hazelnut are mainly formed by the family of aldehydes, as in virgin olive oil. These volatile compounds are related to "floral", "citrus" and "grass/green" descriptors, highlighting the sensory characteristics of these oils. The present research work has demonstrated the different composition of the studied virgin nut oils, which are also great affected by the selected variety, with repercussion in their nutritional and bioactive properties as well as organoleptic. The study carried out related the effect of the technological conditions during the virgin oil, has shown that the composition and properties of these virgin oils depend on the processing variables used. The different conditions of temperature, speed, nozzle diameter, and toasting and use of shell (pistachio) have proved to be decisive in the minor composition of the oils, significantly modulating their volatile profile and phenolic content.