Research Article

Physicochemical characterization, kinetic parameters, shelf life and its prediction models of virgin olive oil from two cultivars (“Arbequina” and “Moroccan Picholine”) grown in Morocco

Caractérisation physicochimique, paramètres cinétiques, durée de vie et modèles de prédiction de l’huile d’olive vierge provenant de deux cultivars (« Arbequina » et « Picholine marocaine ») cultivés au Maroc

¹ Biotechnology Analytical Sciences and Quality Control Team, Polydisciplinary Faculty of Taroudant, Ibn-Zohr University, Taroudant 83000, Morocco
² High School of Technology, Cady Ayyad University, Marrakech, Morocco
³ Laboratory of Biology, Ecology, and Health, FS, Abdelmalek Essaadi University, Tetouan, Morocco

^* Corresponding author: s.gharby@yahoo.fr; s.gharby@uiz.ac.ma

Received: 31 July 2022
Accepted: 21 November 2022

Abstract

This works aimed at investigating shelf-life behavior of extra virgin olive oil (EVOO) extracted from two cultivars “Arbequina” and “Moroccan Picholine” as a function of storage time (8 weeks) at accelerated conditions (60 °C). Our outcomes revealed significant variations between EVOOs from both cultivars in terms of the investigated physicochemical characteristics. These were also affected by storage time and temperature except for fatty acids, for which storage time had no significant effects. While the changes in tocopherols showed a drastic reduction ranging from 48.18 (“Moroccan Picholine”) to 62.62% (“Arbequina”). Indeed, the changes of quality indices showed a linear increase. Moreover, “Arbequina” oil was the first to exceed the established upper limits for EVOO label. An increase in oxidation rate was observed with increasing temperature when oils were oxidized at six elevated temperatures (373, 383, 393, 403, 413 and 423 °K) under Rancimat test conditions. The natural logarithms of the kinetic rate constant varied linearly with respect to temperature, with temperature coefficient (T_Coeff) ranging from 7.31 × 10⁻² in “Arbequina” to 7.51 × 10⁻² K⁻¹ found in “Moroccan Picholine”. This had higher oxidative stability and shelf life as compared to “Arbequina”. These outcomes were confirmed by kinetic parameters of oxidative stability including reaction rate constant as well as Arrhenius equation and thermodynamic parameters.

Résumé

L’objectif de ce travail est d’étudier le comportement de la durée de vie des huiles d’olive vierges extra (HOVE) extraites de deux cultivars (« Arbequina » et « Picholine marocaine »), en fonction du temps de stockage (8 semaines) dans des conditions accélérées (60 °C). Nos résultats ont révélé des variations significatives entre les HOVE des deux cultivars en termes de caractéristiques physicochimiques étudiées. Celles-ci ont également été affectées par le temps et la température de stockage, sauf pour les acides gras, pour lesquels le temps de stockage n’a eu aucun effet significatif. Alors que les changements des tocophérols ont montré une réduction drastique allant de 48,18 (« Picholine Marocaine ») à 62,62 % (« Arbequina »). En effet, les changements des indices de qualité ont montré une augmentation linéaire. En outre l’huile « Arbequina » a été la première huile qui a dépassé les limites supérieures établies pour le label HOVE. Une augmentation du taux d’oxydation a été observée avec l’augmentation de la température lorsque les huiles ont été soumises à six températures élevées (373, 383, 393, 403, 413 et 423 °K) sous Rancimat. Les logarithmes naturels de la constante de vitesse cinétique ont varié linéairement par rapport à la température, avec un coefficient de température (T_Coeff) allant de 7,31 × 10⁻² K⁻¹ pour « Arbequina » à 7,51 × 10⁻² K⁻¹ dans le cas de la « Picholine Marocaine »). Celle-ci a eu une stabilité oxydative et une durée de vie plus élevées par rapport à « Arbequina ». Ces résultats ont été confirmés par les paramètres cinétiques de la stabilité oxydative, y compris la constante de vitesse de réaction ainsi que les paramètres de l’équation d’Arrhenius et thermodynamiques.