Classification des antioxydants alimentaires: antioxydants primaires

Comme nous l’avons déjà mentionné à d’autres occasions, les antioxydants sont toute substance capable d’inhiber, de retarder ou de prévenir le développement du rancissement des aliments ou toute autre altération des arômes due à l’oxydation. Selon cette définition, les antioxydants n’améliorent pas la qualité des aliments, mais leur utilisation vise simplement à maintenir la qualité des aliments.

Pour inhiber, réduire ou retarder l’oxydation des lipides, il est nécessaire d’agir contre un ou plusieurs des facteurs qui favorisent leur développement. Au sens large, selon la définition ci-dessus, un antioxydant est considéré comme toute substance ou procédure d’action qui contribue à limiter la vitesse et/ou l’extension des processus oxydatifs. Ainsi, peuvent être considérés comme tels non seulement les composés chimiques qui peuvent être ajoutés au produit, mais aussi le conditionnement sous vide dans une atmosphère de gaz inerte ou même la congélation.

D’après ce qui a été dit et d’après leur mécanisme d’action, trois types d’antioxydants peuvent être considérés. Deux d’entre eux sont associés à l’ajout de composés chimiques, qui sont d’ailleurs ceux que nous allons examiner dans cet article. Le troisième type d’antioxydant doit son action à des modifications de certains facteurs dans l’aliment et/ou sa transformation et ne sera pas analysé ici.

Types d’antioxydants primaires et secondaires

En raison de leur mécanisme d’action, deux types principaux d’antioxydants peuvent être considérés: I et II. Les antioxydants primaires (type I) sont ceux qui brisent la réaction en chaîne de l’oxydation par le don d’hydrogène et la génération de radicaux plus stables. En revanche, les antioxydants secondaires (type II) sont ceux qui retardent l’oxydation par d’autres mécanismes, tels que la chélation des métaux, la régénération des antioxydants primaires, la décomposition des hydroperoxydes et l’élimination de l’oxygène, entre autres. Ce mécanisme d’activité antioxydante a été étudié par de nombreux chercheurs (Johnson, 1971, Labuza, 1971 et Gordon, 1990).

Antioxydants primaires ou de type I

Les antioxydants primaires sont ceux qui brisent la réaction en chaîne de l’oxydation par le don d’hydrogène et la génération de radicaux plus stables.

L’ajout de ces composés aux aliments devrait, en soi, entraîner une augmentation de la période d’induction. Cette augmentation est directement liée à la quantité d’antioxydant ajoutée jusqu’à une certaine concentration, car parfois, avec des proportions plus élevées, on obtient un effet inverse.

L’efficacité de l’activité de ces antioxydants dépend à la fois de l’antioxydant lui-même et du milieu dans lequel il agit. Ainsi, il a été prouvé que dans les antioxydants phénoliques, leur activité est favorisée lorsque l’emballage sous vide est effectué, car le niveau d’oxygène disponible est très faible. Cependant, ceux-ci offrent peu de protection lorsque la concentration en métaux est très élevée.

Il est nécessaire de connaître le moment exact de l’incorporation de l’antioxydant, car si le processus d’oxydation est avancé, l’antioxydant perd sa capacité d’action.

Parmi les principaux antioxydants primaires, on trouve les antioxydants phénoliques et les phénols révolutionnaires.

Antioxydants phénoliques

Dans ce type d’antioxydants, il s’agit de donneurs d’hydrogène de type phénolique, capables de déplacer efficacement un électron non apparié. Les principaux antioxydants de ce type sont :

• Gallate de propyle (E-310) : poudre cristalline blanche utilisée dans les aliments lorsque d’autres antioxydants synthétiques liposolubles ne conviennent pas. Il est peu soluble dans l’eau et, en présence de traces de fer provenant des aliments ou des équipements utilisés dans la transformation, il donne naissance à des couleurs bleu foncé peu attrayantes. Le propyl gallate agit parfois en association avec des antioxydants naturels et synthétiques. Il est important de garder à l’esprit qu’il s’agit d’une substance sensible aux températures élevées de préparation.
• Gallate d’octyle (E-311) : utilisé comme antioxydant synthétique dans les graisses et l’eau, où il est parfois ajouté pour prévenir le rancissement des huiles.
• Gallate de dodécyle (E-312) : utilisé comme antioxydant synthétique dans les graisses et les boissons, en particulier pour prévenir le rancissement des huiles.

La propriété technologique la plus importante est leur faible résistance à la chaleur. Ils ne sont pas très utiles pour protéger les huiles de friture ou parfois les aliments soumis à des températures de cuisson élevées ou à des aliments forts pendant leur fabrication, tels que les produits de confiserie ou les biscuits. La faible résistance à la chaleur peut être évitée en ajoutant de l’acide citrique au produit. Ils sont utilisés, mélangés avec du BHA (E 320) et du BHT (E 321), pour la protection des graisses et huiles alimentaires.

Le galactose, le BHA et le BHT ont été utilisés ensemble dans les huiles, à l’exception de l’huile d’olive. Ils sont également utilisés dans les conserves et semi-conserves de poisson, les fromages fondus, les pâtisseries, les confiseries et les biscuits.

Phénols de percée

Les principaux antioxydants de ce type sont :

• Butyl-hydroxy-anisole (BHA, E-320) : c’est l’un des antioxydants les plus courants dans l’alimentation humaine. Chimiquement, le BHA est un mélange de deux isomères, le 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole et le 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole. Le second est généralement considéré comme un meilleur antioxydant et représente 90 % du BHA commercialisé.

Cet antioxydant est efficace principalement dans les graisses animales et plus discrètement dans les graisses et huiles végétales. Cependant, en raison de leur structure chimique, ils sont extrêmement volatils à des températures de cuisson et de friture.

• Butyl-hydroxy-toluol (BHT, E-321) : avec le BHA, ce sont les antioxydants les plus utilisés dans l’alimentation humaine. Le BHT (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluène) est un antioxydant approprié pour le traitement thermique, bien qu’il ne soit pas très stable.

Il est couramment utilisé en association avec le BHA pour renforcer l’activité antioxydante. Il est également couramment utilisé avec d’autres antioxydants, tels que le gallate de propyle et l’acide citrique, pour la stabilisation des huiles et des aliments riches en graisses.

Le BHA et le BHT ont tous deux une légère odeur phénolique lorsqu’ils sont utilisés à haute température pendant une période prolongée.

• Hydroquinone terbutyl (TBHQ, E-319) : le TBHQ est une poudre blanche ou beige fréquemment utilisée dans les huiles végétales et les graisses animales. En tant qu’antioxydant, le TBHQ est plus efficace dans les huiles végétales que le BHA et le BHT. Il est stable à la chaleur et très utile pour prévenir l’oxydation des huiles de friture. Comme le BHA et le BHT, il existe des indications selon lesquelles, à fortes doses, il peut être nocif pour la santé. C’est pourquoi l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a interdit son utilisation en Europe et la Food and Drug Administration des États-Unis (FDA) a fixé certaines limites pour son utilisation dans l’alimentation humaine.
• Tocophérols (E-306) : il s’agit de l’antioxydant extrait de la nature le plus courant dans l’industrie alimentaire. Il est entièrement liposoluble et n’altère pas les propriétés organoleptiques des aliments. Il est également sûr, efficace et facile à incorporer. Les tocophérols sont formés de quatre isomères (alpha, bêta, gamma et delta) ayant différentes activités antioxydantes et vitaminiques. Après plusieurs études approfondies, il a été démontré que l’activité antioxydante principale est produite par les isomères gamma et delta. Dans les produits formés par des structures à doubles liaisons, un apport supplémentaire en tocophérols est nécessaire, car les substances insaturées sont plus sensibles à l’oxydation.

Jusqu’à présent, nous avons analysé les antioxydants primaires (type I). Dans un autre article, nous compléterons cette analyse avec le développement des antioxydants secondaires (type II).

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