Im Anschluss an das zuvor behandelte Thema der primären Antioxidantien in Lebensmitteln werden wir über sekundäre Antioxidantien sprechen.
Zur Veranschaulichung sei gesagt, dass Antioxidantien in Lebensmitteln eine hemmende Wirkung auf die Peroxidation ausüben und freie Radikale in stabilere Verbindungen umwandeln. In diesem Fall verzögern sekundäre Antioxidantien die Oxidation, indem sie Metalle chelatisieren, primäre Antioxidantien regenerieren, Hydroperoxide zersetzen oder Sauerstoff eliminieren (Johnson 1971, Labuza 1971 und Gordon 1991).
Sekundäre Antioxidantien können in die folgenden Gruppen eingeteilt werden.
Antioxidantien-Sauerstoffrezeptoren
Ascorbinsäure und Ascorbate
E-300 Ascorbinsäure
E-301 Ascorbat Natriumascorbat Natriumsalz (L +)
E-302 Calciumascorbat Calciumsalz der Ascorbinsäure (L +)
E-303 Ascorbyldiacetat
L-Ascorbinsäure oder Vitamin C ist ein weißer Feststoff, der geruchlos und in Wasser gut löslich, in Fetten und Ölen jedoch unlöslich ist. Es kann als Sauerstoffrezeptor fungieren, wobei die Wirkungsweise von der Konzentration und dem Produkt, in dem es verwendet wird, abhängt. Dementsprechend kann Ascorbinsäure verwendet werden:
- als Chelatbildner bei geringer Wasseraktivität.
- als Empfänger oder Sauerstoffeliminator des Mediums. In Gegenwart von Sauerstoff und Metallionen in einem wässrigen Medium wird es zu Dehydroascorbinsäure oxidiert, wobei es bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen wirksamer ist.
- als Asynergist von Antioxidantien des Typs I.
als Mittel, das die Bildung von Radikalen unterstützt und daher als Prooxidationsmittel wirkt
Die Lebensmittelindustrie verwendet Ascorbinsäure für die Herstellung einer Vielzahl von Lebensmitteln, darunter Konserven oder Flaschenprodukte, Getränke, Pflanzenöle, Obst, Butter, Gemüse, Wurstwaren und Fischkonserven.
Erythorbinsäure (Isoascorbinsäure)
E-315 Erythorbinsäure (Isoascorbinsäure)
E-316 Natriumerythorbat (Natriumisoascorbat)
Erythorbinsäure ist das D-Isomer der Ascorbinsäure. Sie hat keine Vitaminaktivität und kommt in der Natur in Lebensmitteln vor. Erythorbinsäure und ihr Natriumsalz werden zur Stabilisierung von Nitraten und Nitriten in gepökelten Fleischerzeugnissen, getrocknetem Obst und Gemüse sowie als Synergisten von Tocopherolen in Fetten und Ölen verwendet (Nakao et al., 1972, Movaghar, 1990).
Erythorbinsäure kann in Kombination mit Zitronensäure als Alternative zu Sulfiten in gefrorenen Meeresfrüchten, Gemüsesalaten und Äpfeln verwendet werden.
Chelatbildner
Zu dieser Gruppe gehören Substanzen, die antioxidativ wirken, und zwar durch einen spezifischen Mechanismus, der darin besteht, Spuren von in Lebensmitteln vorhandenen Metallen zu binden. Chelatbildner haben die Aufgabe, Metallionen einzufangen und Komplexe zu bilden, die löslich und unschädlich bleiben, was in der Lebensmittelindustrie von großer Bedeutung ist, um unerwünschte Auswirkungen auf die Produktionsprozesse oder das Endprodukt zu vermeiden.
Bei der Auswahl eines Chelatbildners müssen neben toxikologischen und sensorischen Aspekten (Farbe und Geschmack) auch andere interessante Aspekte berücksichtigt werden, wie z. B. die Eigenschaften des Mediums (pH-Wert), da sie die Wirksamkeit der Chelatbildung und die Löslichkeit erheblich beeinflussen.
Polyphosphate
E-338 Phosphorsäure
E-339 Orthophosphorsalze
E-340 Kaliumdihydrogenphosphat
E-341 Calciumorthophosphat
E-341iii) TricalciumorthophosphatE
Phosphorsäure und ihre Salze werden in der Lebensmittelindustrie als Chelatbildner, Emulsionsstabilisatoren und Verhärtungsschutzmittel verwendet.
Die Ausscheidung von Phosphaten erfolgt insbesondere über den Stuhl in Form von Calciumphosphat. Aus diesem Grund kann eine übermäßige Phosphatzufuhr zu einer Zunahme der Knochenmasse und einer Abnahme des Calciumspiegels führen.
Weinsäure
E-334 Weinsäure
E-335 Natriumtartrat
E-336 Kaliumtartrat
E-337 Kalium- und Natriumtartrat/Seignettes Salz
Weinsäure kommt in vielen Früchten natürlich vor und ist auch ein Nebenprodukt der Weinherstellung. Weinsäure wird fast vollständig im Darmtrakt absorbiert und in den Körpergeweben stark metabolisiert, wobei CO2 entsteht.
Zitronensäure
E-330 Zitronensäure
E-331 Natriumcitrat/Natriumcitrat
E-332 Kaliumcitrat
E-333 Calciumcitrat
Zitronensäure und ihre Salze werden als Chelatbildner eingesetzt. Sie werden als Synergisten mit primären Antioxidantien und mit Sauerstoffrezeptoren in Konzentrationen von 0,1–0,3 % verwendet. In Fetten und Ölen bildet Zitronensäure bei Konzentrationen von 0,005–0,2 % Chelate mit Metallionen (DziezaK, 1986).
Lecithin
E-322 Lecithin-N
Lecithin (Phosphatidylcholin) ist ein in Naturprodukten vorkommendes Phospholipid, das in vielen Pflanzenölen und tierischen Fetten zu 1–2 % enthalten ist. Die Hauptquelle ist Soja. Kommerzielles Lecithin wird aus einer Mischung von Phospholipiden hergestellt.
Lecithin wirkt als starker Synergist in Fetten und Ölen, zusammen mit primären Antioxidantien und Sauerstoffrezeptoren bei Temperaturen über 80 °C. Bei niedrigen Konzentrationen von Antioxidantien ist Lecithin wirksamer. Es ist auch sehr wirksam, wenn es ternäre Mischungen mit den Vitaminen E und C bildet, und zwar in einem solchen Ausmaß, dass die Induktionszeiten in den Ölen um das 25-fache anstiegen, wenn 500 ppm Vitamin E und 1000 ppm Vitamin C hinzugefügt wurden (Loliger, 1991). Ähnliche Effekte wurden bei Mischungen festgestellt, die Ascorbylpalmitat, Lecithin und ?-Tocopherol enthielten (Hudson und Ghavami, 1984).
Eventuelle Antioxidantien
Aminosäuren
Aminosäuren sind sowohl als primäre Antioxidantien als auch als Synergisten wirksam (Bishov und Henick, 1975). Die antioxidative Wirkung vieler Aminosäuren hängt von der Konzentration und dem pH-Wert ab. Bei hohen Konzentrationen und niedrigem pH-Wert wirken sie als Prooxidantien, während sie bei niedrigen Konzentrationen und hohem pH-Wert antioxidative Eigenschaften haben.
Methionin, Histidin, Prolin, Tryptophan, Glycin und Lysin sind in Fetten und Ölen wirksam.
Gewürzextrakte
Gewürzextrakte sind eine potenzielle Quelle natürlicher Antioxidantien. Sie sind in Fett, Fleisch und Backwaren wirksam. Rosmarin und Salbei verleihen Schmalz gute antioxidative Eigenschaften. Eugenol ist der Hauptbestandteil von Nelken und Curcumin, das Hauptpigment in Kurkuma, die alle drei antioxidative Eigenschaften haben (Cort, 1974b). Gewürzextrakte haben einen starken Geruch, Farbe und Geschmack, sodass sie nur in Lebensmitteln verwendet werden können, die mit diesen Eigenschaften kompatibel sind.
Vitamin A
Vitamin A ist als Antioxidans nur sehr begrenzt einsetzbar, da es leicht oxidiert, wenn es Licht oder Luft ausgesetzt wird. Unter diesen Bedingungen wird das Vitamin zu einem Prooxidationsmittel.
Retinol ist eine Form von Vitamin A. Es gehört zur Gruppe der Retinoide und wird aufgrund seiner hohen Wirksamkeit in Fetten und Ölen bei dunkler Lagerung häufig eingesetzt. Darüber hinaus hemmt diese Substanz die Bildung freier Säuren in Pflanzenölen. Retinol kommt in allen tierischen Geweben vor, hauptsächlich in der Leber, sowie in Eiern und Milch. Die Leber ist der primäre Speicherort für Vitamin A. Die empfohlene Tagesdosis beträgt 750 mg/kg Körpergewicht (FAO/WHO, 1967).
Einarbeitung von Antioxidantien
Eines der Hauptprobleme bei der Verwendung von Antioxidantien ist die Erreichung einer wirksamen und vollständigen Verteilung im Lebensmittel, sodass sie mit den Lipiden in Kontakt kommen und wirksam wirken können. Dieses Problem verschärft sich, wenn das Antioxidans Lebensmitteln mit niedrigem Lipidgehalt und definierter Struktur zugesetzt werden muss.
Die Zugabe von Antioxidantien ist einfacher bei mehr oder weniger viskosen Produkten (Öle und Fette) oder bei Produkten mit physikalischen Strukturen, die eine Homogenisierung ermöglichen (zerkleinerte Produkte, Emulsionen usw.).
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