L’oxydation des graisses est l’une des principales causes de détérioration des aliments, avec l’action des micro-organismes. Elle entraîne des altérations de l’arôme et de la saveur, de la couleur, la perte de certains nutriments et la formation de substances potentiellement nocives, ce qui conduit à une réduction de la durée de conservation de l’aliment. Ce processus a des répercussions économiques importantes car les aliments deviennent impropres à la consommation.
Le processus d’oxydation des graisses entraîne une diminution de la capacité nutritionnelle de l’aliment par la destruction des vitamines liposolubles et la dégradation des acides polyinsaturés.
La sécurité alimentaire peut également être affectée, puisque les produits issus de l’oxydation peuvent présenter une toxicité, certains produits volatils, des peroxydes, des oxyacides, etc.
Cet article a pour but de décrire le processus d’oxydation des lipides et donc l’importance de l’utilisation de substances antioxydantes. Pour ce faire, nous nous concentrerons sur le processus d’oxydation des graisses et sur les principaux facteurs qui influencent l’oxydation des graisses.
Oxydation des graisses
La principale forme d’oxydation des lipides se produit par une réaction de propagation en chaîne de radicaux libres, dans laquelle des peroxydes et des hydroperoxydes sont formés à partir d’acides gras et d’oxygène, ce qui est connu sous le nom de processus d’auto-oxydation. Ces composés sont assez instables et peuvent donc se briser, donnant naissance à d’autres radicaux libres et générant une réaction en chaîne.
Historiquement, on pensait que l’ajout d’oxygène à la molécule d’acide gras formait un anneau à quatre atomes comme produit primaire de la réaction. Cette molécule est appelée « peroxyde ». En réalité, c’est un hydroperoxyde qui se forme en raison de l’ajout d’oxygène au carbone alpha de la double liaison. Malgré cela, l’idée erronée persiste et les peroxydes désignent toujours les produits de la dégradation d’une matière grasse.
L’auto-oxydation est un processus d’oxydation irréversible des graisses. Il est impossible de l’éviter totalement, mais elle peut être retardée grâce à l’ajout d’antioxydants.
Processus d’oxydation des graisses
Le mécanisme d’oxydation comprend trois phases :
- Induction : les initiateurs sont généralement de l’énergie (lumière, chaleur, etc.), des traces de métaux lourds et des radicaux peroxydes qui provoquent l’apparition de radicaux libres actifs. L’action de l’énergie provoque la décomposition de l’acide gras en un radical libre et un ion hydrogène.
- Propagation : l’oxydation des radicaux libres en combinaison avec d’autres acides gras entraîne la formation d’hydroperoxydes et d’autres radicaux libres, qui réintègrent la chaîne d’oxydation. D’autre part, les hydroperoxydes, sous l’effet de l’énergie, forment des groupes oxydryles et la forme oxydée des radicaux libres, qui, en combinaison avec d’autres acides gras, donnent naissance à d’autres hydroperoxydes et à de nouveaux radicaux libres. Enfin, les groupes oxydryles et les autres acides gras libèrent de l’eau et de nouveaux radicaux libres exposés à une nouvelle oxydation.
- Fin : la quantité de composés réactifs est énorme et commence à interagir les uns avec les autres. La concentration en radicaux peroxydes diminue tandis que la formation de produits détériorés commence à se stabiliser. Étant donné la stabilité des produits issus des réactions de terminaison, l’activité d’oxydation est terminée. L’auto-oxydation des graisses continue à être affectée par un radical libre et par l’action de la température et de la lumière. La formation de nouvelles chaînes favorise l’accélération de la réaction globale, de plus la capacité de réaction est favorisée en présence de certains métaux comme le cuivre et le fer.
Après la destruction complète des acides gras, des produits secondaires d’oxydation sont générés, qui sont responsables de l’apparition du rancissement.
Pour retarder ou prévenir l’oxydation des graisses et le rancissement des aliments, il faut savoir empêcher la formation des premiers radicaux libres ou des premiers hydroperoxydes, car cela n’est possible que dans la première phase du processus oxydatif, lors de l’initiation. En revanche, lorsque le processus oxydatif atteint la phase de propagation, il ne peut plus être retardé ou arrêté.
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Facteurs influençant l’oxydation
Les facteurs qui influencent l’oxydation peuvent être intrinsèques et/ou extrinsèques à l’aliment, c’est-à-dire qu’ils peuvent concerner le produit et la technologie appliquée. Certains des plus pertinents sont mentionnés ci-dessous (Dr. Paucar Penacho, Deterioration of Agroindustrial Products, 2014) :
- Température : le taux d’auto-oxydation augmente avec la température. Elle peut affecter non seulement le taux d’auto-oxydation, mais aussi les mécanismes de réaction.
- Lumière : les acides gras et leurs peroxydes sont des substances incolores qui n’absorbent pas la lumière visible. Par conséquent, à moins qu’un sensibilisateur accessoire ne soit présent, on peut supposer que l’effet de la lumière visible sur l’autoxydation n’est pas d’une grande importance. Cependant, la lumière ultraviolette est fortement absorbée par les composés insaturés.
- Oxygène : le taux d’auto-oxydation augmente avec la pression d’oxygène, jusqu’à ce qu’il atteigne un taux de réaction constant.
- Humidité : l’effet de l’activité de l’eau sur le taux d’oxydation des lipides est très complexe. Le rancissement se développe rapidement à la fois à des niveaux d’humidité très élevés et très bas. La stabilité maximale est observée à des niveaux d’humidité intermédiaires correspondant à des valeurs monocouches (effet protecteur de l’eau sous forme de monocouche).
- Rayonnements ionisants : l’un des effets les plus notables de l’irradiation à haute énergie sur les denrées alimentaires est une augmentation marquée de la sensibilité au rancissement oxydatif.
- Catalyseurs : les ions de métaux lourds sont de puissants catalyseurs pour l’oxydation des lipides, ils diminuent la période d’induction et augmentent la vitesse de réaction.
En conclusion, nous indiquons que pour inhiber, réduire ou retarder l’oxydation des lipides, il est nécessaire d’agir contre un ou plusieurs des facteurs qui favorisent son développement.
Au sens large, est considérée comme antioxydant toute substance ou processus d’action qui contribue à limiter la vitesse et/ou l’extension des processus oxydatifs. Selon ce concept, trois types d’antioxydants peuvent être considérés, en fonction de leur mécanisme d’action. Les deux premiers types sont associés à l’ajout de composés chimiques, tandis que le troisième doit son action à la modification de certains facteurs dans l’aliment et/ou dans sa transformation.
Dans les prochains articles, nous analyserons en détail la classification et l’action des antioxydants utilisés dans les aliments.
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