Clasificación de antioxidantes alimentarios: antioxidantes primarios

Como ya hemos comentado en otras ocasiones, los antioxidantes son cualquier sustancia capaz de retrasar, retardar o prevenir el desarrollo del enranciamiento en alimentos o de otro deterioro de los aromas debido a la oxidación. Según esta definición, los antioxidantes no mejoran la calidad de los alimentos, sino que su utilización simplemente pretende mantenerla durante más tiempo.

Para inhibir, reducir o retardar la oxidación de los lípidos es preciso actuar contra uno o varios de los factores que favorecen su desarrollo. En un sentido amplio, de acuerdo con la definición anterior, se considera antioxidante cualquier sustancia o procedimiento de actuación que ayude a limitar la velocidad y/o extensión de los procesos oxidativos, por lo que cabe considerar como tales no sólo los compuestos químicos que se pueden adicionar al producto, sino también el envasado al vacío en atmósfera de gas inerte o incluso la congelación.

Según lo dicho y atendiendo a su mecanismo de actuación, se podrían considerar tres tipos de antioxidantes. Dos de ellos están asociados a la adición de compuestos químicos, que son, además, los que vamos a considerar en este artículo. El tercer tipo de antioxidante debe su acción a modificaciones de ciertos factores en el alimento y/o en su procesado y no va ser objeto de análisis por nuestra parte.

Tipos de antioxidantes primarios y secundarios

Por su mecanismo de actuación se pueden considerar dos tipos principales de antioxidantes: I y II. Los antioxidantes primarios (tipo I) son aquellos que rompen la reacción en cadena de la oxidación mediante la donación de hidrógeno y la generación de radicales más estables. En cambio, los antioxidantes secundarios (tipo II) son aquellos que retardan la oxidación mediante otros mecanismos, tales como la quelación de metales, la regeneración de antioxidantes primarios, la descomposición de hidroperóxidos y la eliminación de oxígeno, entre otros. Este mecanismo de la actividad antioxidante ha sido estudiado por numerosos investigadores (Johnson, 1971, Labuza, 1971 y Gordon, 1990).

En el siguiente cuadro podemos ver esta clasificación:

Antioxidantes primarios o de tipo I

Los antioxidantes primarios son aquellos que rompen la reacción en cadena de la oxidación mediante la donación de hidrógeno y la generación de radicales más estables. En el siguiente cuadro se indican algunos de los mecanismos mediante los cuales los antioxidantes ejercen su acción:

La adición de estos compuestos a los alimentos debe suponer, por sí misma, un incremento del período de inducción, tal y como se muestra en el siguiente cuadro:

Este incremento está directamente relacionado con la cantidad de antioxidante añadido hasta una concentración determinada, ya que a veces con proporciones superiores se consigue un efecto contrario al que se pretende, tal y como se muestra en el siguiente cuadro:

La eficacia de la actividad de estos antioxidantes depende tanto del propio antioxidante como del medio en que actúan. Así, se ha comprobado que en los antioxidantes fenólicos su actividad se ve favorecida cuando se hace un envasado al vacío, ya que el nivel de oxígeno disponible es muy bajo. Sin embargo, ofrecen poca protección cuando la concentración de metales es muy elevada.

Es necesario conocer el momento exacto de la incorporación del antioxidante, ya que si el proceso de oxidación está avanzado pierde su capacidad de acción.

Entre los principales antioxidantes primarios destacan los antioxidantes fenólicos y los antioxidantes fenoles rompedores.

Antioxidantes fenólicos

En este tipo los antioxidantes son donadores de hidrógeno de tipo fenólico, y son capaces de deslocalizar de manera efectiva un electrón desapareado. Los principales antioxidantes de este tipo son:

Galato de Propilo (E-310): se trata de un polvo cristalino de color blanco usado en alimentación cuando otro tipo de antioxidantes sintéticos solubles en grasas no son adecuados. Es poco soluble en agua y, en presencia de trazas de hierro derivado del alimento o del equipo utilizado en el procesado, da lugar a la aparición de colores azules oscuros poco atractivos. En ocasiones, el Galato de Propilo actúa de manera conjunta con antioxidantes naturales y sintéticos. Es importante tener en cuenta que es una sustancia sensible a las altas temperaturas de preparación.
Galato de Octilo (E-311): se utiliza como un antioxidante sintético en grasas y bebidas, donde a veces se incluye para prevenir la rancidez en los aceites.
Galato de dodecilo (E-312): se utiliza como un antioxidante sintético en grasas y bebidas, particularmente para evitar la rancidez en los aceites.

La propiedad tecnológica más importante es la poca resistencia al calentamiento, son poco útiles para proteger aceites de fritura o alimentos sometidos a un calor fuerte durante su fabricación, como los productos de repostería o las galletas. La poca resistencia al calentamiento se puede evitar añadiendo al producto ácido cítrico. Se utilizan, mezclados con BHA (E 320) y BHT (E 321), para la protección de grasas y aceites comestibles.

Se utilizan galatos, BHA y BHT en conjunto en aceites, con la excepción del aceite de oliva. Además, se emplean en conservas y semiconservas de pescado y en queso fundido, repostería o pastelería y galletas.

Antioxidantes fenoles rompedores

Los principales antioxidantes de este tipo son:

Butil-hidroxi–anisol (BHA, E-320): es uno de los antioxidantes más comunes en alimentación humana. Químicamente, el BHA es una mezcla de dos isómeros 2-tert-butil- 4-hidroxianisol y 3-tert-butil-4-hidroxianisol. El segundo de ellos se considera generalmente como un mejor antioxidante y representa el 90% del BHA comercial.

Este antioxidante es efectivo fundamentalmente en grasas animales y más discretamente en grasas y aceites vegetales. Sin embargo, debido a la estructura química que presentan, son extremadamente volátiles a temperaturas de horneado y fritura.

Butil-hidroxi–toluol (BHT, E-321): junto con el BHA, son los antioxidantes más utilizados en alimentación humana. El BHT (3,5-di-tert-butil-4-hidroxitolueno) es un antioxidante apropiado para el tratamiento térmico, aunque no resulta tan estable.

Se utiliza comúnmente en combinación con BHA para proporcionar una mayor actividad antioxidante. También se suele utilizar junto a otros antioxidantes, como el galato de propilo y ácido cítrico, para la estabilización de aceites y alimentos de alto contenido graso.

Tanto el BHA como el BHT tienen un ligero olor fenólico cuando se usan a alta temperatura durante un período prolongado de tiempo.

Terbutil hidroquinona (TBHQ, E-319): el TBHQ es un polvo de color blanco o beige que se usa frecuentemente en aceites vegetales y grasas animales. Como antioxidante, el TBHQ es más eficaz en aceites vegetales que el BHA y el BHT. Es estable al calor y muy útil en la prevención de la oxidación de los aceites de fritura. Al igual que el BHA y el BHT, existen indicios de que en dosis altas puede resultar perjudicial para la salud, razón por la cual la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) ha prohibido su uso en Europa y la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) ha establecido ciertos límites para su uso en alimentación humana.
Tocoferoles (E-306): es el antioxidante extraído de la naturaleza más común en la industria alimentaria. Es completamente liposoluble y no altera las propiedades organolépticas del alimento. Además, es seguro, efectivo y fácil de incorporar. Los tocoferoles están formados por cuatro isómeros (Alfa, Beta, Gamma y Delta) con diferentes actividades antioxidantes y vitamínicas. Tras varios estudios exhaustivos, se ha demostrado que la principal actividad antioxidante es producida por los isómeros Gamma y Delta. En productos formados por estructuras con dobles enlaces se necesita más aporte de tocoferoles, ya que las sustancias insaturadas son más sensibles a la oxidación.

Hasta aquí hemos analizado los antioxidantes primarios (de tipo I). En el próximo artículo completaremos este análisis con el desarrollo de los antioxidantes secundarios (de tipo II).

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