Según el Consejo Oleícola Internacional, el aceite de oliva virgen extra es todo "aceite de oliva virgen apto para el consumo en la forma en que se obtiene, cuya acidez libre expresada en ácido oleico es como máximo de 0,8 gramos por 100 gramos y cuyas demás características corresponden a las fijadas para esta categoría en la Norma del COI (COI/T.15/NC nº 3)"; dicha norma hace referencia a que en la obtención del aceite virgen solo se utilizan procedimientos mecánicos o físicos con condiciones térmicas controladas.
Aparte de estas condiciones de extracción que no alteran su composición, los aceites de oliva vírgenes no están mezclados con ningún otro aceite (ver esquema) y no contienen ningún aditivo. Por estas razones, los aceites de oliva virgen y virgen extra son productos totalmente naturales y ambos se pueden definir como el auténtico zumo o jugo de las aceitunas; la diferencia entre ellos viene se debe a la acidez y a la nota de cata, o análisis sensorial, dada por expertos. El aceite de oliva virgen extra procede de la primera presión y tiene aroma y sabor irreprochables (ningún defecto) por eso es el de mayor calidad; este aceite solo supone un 10% del aceite producido.
El aceite de oliva virgen es uno de los pilares de la dieta mediterránea y responsable de parte de las propiedades beneficiosas para la salud para este tipo de dieta. Su perfil de ácidos grasos, con alto contenido en ácido oleico, le aporta características, algunas derivadas de su resistencia a la oxidación (ver enranciamiento), de las que carecen la mayor parte de aceites de semillas habitualmente utilizados en alimentación, que suelen ser más ricos en ácidos grasos poliinsaturados (ver datos). De hecho, desde noviembre de 2004 la FDA (US Food and Drug Administration) tiene entre sus alegaciones de salud la recomendación del consumo del "ácido graso monoinsaturado procedente del aceite de oliva para reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares" (enlace).
Otras propiedades saludables del aceite de oliva virgen se atribuyen a sus compuestos minoritarios, fundamentalmente a los polifenoles que contribuyen tanto a las características organolépticas del aceite como a su estabilidad química y a sus beneficios para la salud en función de su papel como antioxidantes. La vitamina E y los carotenoides también tienen propiedades antioxidantes.
La EFSA (European Food Safety Authority) reconoció en abril de 2011 la relación entre "el consumo de polifenoles del aceite de oliva y la protección del daño oxidativo para las LDL" (doi:10.2903/j.efsa.2011.2033).
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