Antioxidanții alimentari

Antioxidanții alimentari sunt substanțe cu acțiune antioxidantă, adăugate în compoziția alimentelor, care asigură păstrarea acestora timp îndelungat, ferindu-le de alterare (oxidare).

Antioxidanții pot fi împărțiți in două mari clase, după funcția îndeplinită și după natura lor:

După funcția îndeplinită, pot fi descrise două clase de antioxidanți: antioxidanți primari şi antioxidanții secundari.

• Antioxidanții primari sunt reprezentați de acidul ascorbic şi derivații săi (precum esterii acidului galic, tocoferolii, acidul erisorbic, butilhidroxitoluenul şi butilhidroxianisolul).
• Antioxidanții secundari sunt reprezentați de bioxidul de sulf, lecitina şi sulfiții.

De asemenea, pot fi descrise anumite substanțe care întăresc acțiunea substanțelor antioxidante, precum acidul citric, citrații, acidul lactic, lactații, acidul tartic, tartrații, etc.

După natura lor, antioxidanții pot fi împărțiți în antioxidanți naturali şi antioxidanți sintetici.

• Antioxidanții naturali sunt reprezentați de vitamina C, tocoferoli, flavone şi alte substanțe prezente în componența plantelor.
• Antioxidanții sintetici sunt reprezentați, în mare parte, de către compușii fenolici și de către derivații acidului ascorbic (sărurile acidului galic, butil-hidroxi-toluen, butil-hidroxi-anisol, eritorbat de sodiu, acid izoascorbic și esterii acidului ascorbic).

Antioxidanții sintetici sunt utilizați în industria alimentară din cauza limitării posibilităților de utilizare a antioxidanților naturali, a insuficienței cantitative a antioxidanților naturali, a costurilor ridicate ale antioxidanților naturali și instabilității antioxidanților naturali. Totodată, antioxidanții sintetici pot fi obținuți, în urma procesării chimice, în formă pură.

Cu toate acestea, în prezent există tendința de utilizare a antioxidanților naturali. [1], [2], [3], [4], [5]

Antioxidanții utilizați în industria alimentară

După cum spuneam anterior, antioxidanții utilizați în industria alimentară pot fi împărțiți în antioxidanți naturali și antioxidanți sintetici. Antioxidanții naturali sunt reprezentați de vitamina C, vitamina E și carotenoizii. Antioxidanții sintetici sunt reprezentați de sărurile acidului galic (galați), butil-hidroxi-anisolul, butil-hidroxi-toluenul, acidul izoascorbic, eritorbatul de sodiu și esterii acidului ascorbic.

În continuare vom prezenta fiecare antioxidant alimentar în parte:

Vitamina C, acidul L-ascorbic sau E 300

Vitamina C se află în componența țesuturilor vegetale, protejându-le împotriva efectului distructiv al stresului oxidativ. Deși vitamina C este larg răspăndită în natură (fiind prezentă în componența a numeroase fructe și legume), în industria alimentară se utilizează vitamina C sintetică, datorită faptului că este mai ieftină, mai stabilă și mai pură.

Vitamina C este utilizată în industria alimentară nu doar pentru proprietățile sale antioxidante, ci și pentru cele aromatizante și acidulante.

Mecanismul de acțiune antioxidantă se datorează, în mare măsură, reducerii concentrației de oxigen, această vitamină acționând concomitent cu chelatorii de metale.

Rolul principal al vitaminei C în industria alimentară este acela de a preveni oxidarea pigmenților aflați în componența alimentelor (precum vegetalele congelate sau sucurile de fructe) pe perioada depozitării. De asemenea, vitamina C poate fi utilizată alături de nitriți pentru a scădea riscul de formare a nitrozaminelor la nivelul cărnii, pe perioada depozitării.

Datorită lipsei de toxicitate și faptului că nu există o doză zilnică de vitamină C recomandată în acest scop, vitamina C este folosită în industria alimentară la scară largă, astfel încât producătorul să poată să se asigure că a adăugat suficientă vitamină C în componența alimentelor comercializate, astfel încât acestea să nu se altereze.

Tocoferolii sau vitamina E (E306-E309)

Din punct de vedere al structurii biochimice, tocoferolii sunt compuși naturali monofenolici, cu proprietăți antioxidante care alcătuiesc, alături de tocotrienoli, o categorie de substanțe responsabile a activitatea vitaminei E în cadrul dietei, denumite „omologi ai cromanolului”.

Tocoferolii și tocotrienolii sunt prezenți în componența uleiurilor vegetale, acestea din urmă reprezentând principala sursă de vitamina E. Tocotrienolii sunt prezenți cu predominanță în componența uleiului de palmier. Spre deosebire de tocotrienoli, tocoferolii se găsesc în componența uleiului de soia, în componența uleiului de palmier și a grăsimilor de origine animală, precum laptele, ouăle și carnea.

Aceste substanțe pot fi obținute și sintetic, prin condensarea metilhidrochinonelor cu izofitolul sau prin distilarea produselor vegetale.

Vitamina E este insolubilă în apă și solubilă în solenții organici și în uleiurile vegetale.

Din punct de vedere chimic, pot fi descrise patru tipuri de tocoferoli, alfa, beta, delta și gama.

Activitatea antioxidantă a celor patru forme de vitamină E depinde în mare măsură de concentrația lor într-un anumit produs alimentar, de prezența metalelor în componența acelui aliment și de caracteristicile alimentului. Cu toate acestea, cea mai intensă activitate antioxidantă o deține alfa-tocoferolul.

Vitamina E este deosebit de sensibilă față de acțiunea factorilor fizico-chimici cu care aceasta vine în contact și se pierde, în cantități mari, în timpul procesării și depozitării alimentelor. Tocmai din această cauză, se recomandă păstrarea alimentelor cu conținut crescut de tocoferoli într-o atmosferă controlată, cu nivel scăzut de oxigen.

Acțiunea antioxidantă a tocoferolilor este mult mai mare atunci când în componența produselor alimentare pentru păstrarea se adaugă și vitamină C.

Cu toate că tocoferolii sunt lipsiți de toxicitate și sunt larg utilizați în industria alimentară, doza maximă de tocoferoli adăugată în alimente este de 200 mg/kg.

Carotenoizii

Carotenoizii sunt reprezentați de pigmenți liposolubili prezenți în componența țesuturilor animale sau vegetale, de culoare roșie, galbenă sau portocalie.

În literatura de specialitate sunt descriși aproximativ 600 de carotenoizi, care pot fi împărțiți în două categorii: xantofile și caroteni. Din toți aceștia, aproximativ 10% prezintă activitate biologică. Carotenii, reprezentați de beta-caroten, licopen și luteină, sunt mult mai activi decât xantofilele.

Proprietățile antioxidante ale carotenoizilor derivă din inactivarea radicalilor liberi.

Activitatea antioxidantă a carotenoizilor poate fi perturbată în urma expunerii alimentelor în care sunt conținute substanțele la căldură și la lumină. Din cauza acestui fapt, carotenoizii sunt rar utilizați în industria alimentară.

Sărurile acidului galic (E310-E312)

Dintre sărurile acidului galic, în industria alimentară din România se utilizează frecvent galatul de octil, galatul de propil și galatul de dodecil. Toate aceste substanțe prezintă o structură chimică fenolică, proprietăți antioxidante și sunt utilizate în asocierea altor antioxidanți.

Cel mai utilizat în industria alimentară din România este galatul de propil. Acesta est eparțial solubil în grăsimi și în apă, se degradează la temperaturi care depășesc 148°C și este contraindicat în cazul alimentelor prăjite în uleiuri nefolosite sau păstrate la temperaturi crescute.

Galatul de dodecil și galatul de octil sunt solubili în grăsimi și sunt rezistenți la prelucrarea termică și la degradare.

Acești antioxidanți sunt utilizați în industria alimentară în asocierea altor antioxidanți și a substanțelor chelatoare ale fierului, în componența grăsimilor și a uleiurilor folosite pentru prepararea alimentelor prăjite, în grăsimea de pasăre, în uleiul și untura de pește, în condimente, în supe, în carnea deshidratată, în mirodenii, în snacksuri și în guma de mestecat.

Doza maximă de utilizare a sărurilor acidului galic este de 200 mg/kg, respectiv 1.000 mg/kg în cazul antioxidanților aflați în componența uleiurilor vegetale.

Studiile realizate în acest sens au demonstrat faptul că datorită metabolizării la nivelul hepatic și eliminării pe cale renală sărurile acidului galic nu prezintă risc de acumulare în organism.

Butil-hidroxi-toluenul (E321)

Butil-hidroxi-tolenul este un antioxidant rezistent la temperaturi crescute, dar cu acțiune redusă de împiedicare a oxidării alimentelor. În majoritatea cazurilor, butil-hidroxi-toluenul este utilizat în asocierea butil-hidroxi-anisolului.

Butil-hidroxi-toluenul prezintă activitate antioxidantă prin inactivarea radicalilor liberi, blocând astfel procesul de oxidare a alimentelor.

În ceea ce privește toxicitatea butil-hidroxi-toluenului, cercetările realizate în acest sens au demonstrat faptul că această substanță cu rol antioxidant, utilizată în doze foarte mari, poate avea efecte cancerigene asupra stomacului la rozătoare. Nu se cunoasc însă efectele negative pe care această substanță le poate avea asupra organismului uman.

Doza maximă recomandată zilnic este de 0,125 mg/kg.

Butil-hidroxi-anisolul (E320)

Butil-hidroxi-anisolul este un antioxidant cu structură chimică fenolică, care acționează direct asupra radicalilor liberi, sensibil la acțiunea oxigenului și față de expunerea la lumină, dar rezistent la temperaturi crescute, păstrându-și proprietățile antioxidante în timpul procesării produselor alimentare.

În urma expunerii la procesul de volatizare, în mediile cu temperaturi crescute, butil-hidroxi-anisolul emană un miros specific, evident, fenolic.

Butil-hidroxi-anisolul este utilizat în industria alimentară în asocierea butil-hidroxi-toluenului și are drept obiectiv împiedicarea oxidării grăsimilor de origine animală sau vegetală (mai puțin).

Doza maximă recomandată zilnic de butil-hidroxi-anisol este de 0,5 mg/kg.

Esterii acidului ascorbic (E304)

Esterii acidului ascorbic sunt derivați sintetici ai acidului ascorbic, obținuți în urma procesului de exterificare cu alcoolii specifici.

Din această clasă de antioxidanți, cei mai utilizați sunt stearatul de ascorbil (E304ii) și palmitatul de ascorbil (E304 i).

Esterii acidului ascorbic sunt solubili în grăsimi și sunt folosiți pentru a preveni oxidarea alimentelor bogate în grăsimi. Acești antioxidanți însă prezintă o liposolubilitate limitată și pentru a putea fi utilizați la scară largă se recomandă tratarea termică (la temperaturi înalte) a alimentelor în care sunt conținuți.

Acțiunea lor antioxidantă se datorează legării oxigenului din mediu, însă pot fi utilizați și ca fixatori de culoare, sechestranți sau emulgatori.

Esterii acidului ascorbic sunt instabili în mediile cu pH alcalin.

În industria alimentară, esterii acidului ascorbic sunt utilizați în asocierea tocoferolilor pentru conservarea produselor de patiserie, uleiurilor vegetale, margarinei și a produselor din carne.

Esterii acidului ascorbic prezintă o toxicitate scăzută, doza maximă recomandată pe zi fiind de 1,25 mg/kg.

Acidul izoascorbic (E315) și eritorbatul de sodiu (E316)

Acidul izoascorbic și eritorbatul de sodiu sunt două substanțe antioxidante sintetice, a căror structură chimică și funcție sunt asemănătoare acidului ascorbic.

Acești doi antioxidanți sunt solubili în apă, dar nu și în grăsimi și sunt utilizați pentru sărarea și conservarea preparatelor din carne și pentru prevenirea oxidării conservelor.

Pe lângă aceasta, acidul izoascorbic și eritorbatul de sodiu în cantitate cuprinsă între 500 și 1.500 mg/kg, sunt adăugați la semiconservele din carne, pentru stabilizarea culorii cărnii, pentru accentuarea efectului nitriților și pentru împiedicarea formării de nitrozamine.

Aceste două substanțe antioxidante prezintă toxicitate redusă, dar nu a fost stabilită doza zilnică recomandată.

Terţ-butilhidrochinona (E319)

Terţ-butilhidrochinona este un antioxidant care derivă din hidrochinonă, a cărei acţiune antioxidantă constă în blocarea radicalilor liberi. Terţ-butilhidrochinona are aspectul unei pulberi de cristale, solubilă în alcool, insolubilă în apă, de culoare albicioasă şi rezultă în urma procesului de alchilare catalitică a hidrochinonei.

Terţ-butilhidrochinona nu modifică aroma sau mirosul produsului alimentar, nu se colorează în prezenţa fierului şi este deosebit de utilă pentru protejarea grăsimilor animale comestibile şi a ueliurilor vegetale nesaturate împotriva oxidării. Terţ-butilhidrochinona mai poate fi utilizată pentru conservarea peştelui congelat şi a altor produse pe bază din peşte, în asocierea butil-hidroxi-anisolului sau a butil-hidroxi-toluenului.

Doza maximă de terţ-butilhidrochinonă, recomandată zilnic, este de 0,2 mg/kg corp (1.000 mg/kg în cazul produselor din peşte congelate).

În afara industriei alimentare, terţ-butilhidrochinona mai poate fi utilizată în industria produselor cosmetice, ca fixativ în componenţa parfumurilor, pentru a le creşte acestora stabilitatea şi pentru scăderea vitezei de evporare a parfumului.

Cât priveşte toxicitatea terţ-butilhidrochinonei, cercetările realizate în acest sens susţin faptul că utilizarea îndelungată a unor doze mari de terţ-butilhidrochinonă poate avea efect cancerigen. [1], [2], [3], [4], [5]

Alimente bogate în antioxidanți

Principalele alimente cu conținut crescut de antioxidanți alimentari sunt:

• Struguri
• Ciocolată neagră
• Fructe de pădure
• Fasole
• Anghinare
• Cartofi
• Mere
• Nuci Pecan
• Afine
• Căpșuni
• Fructe Goji
• Zmeură
• Varză kale
• Varză roșie
• Sfeclă
• Spanac. [1], [2]