Classificazione degli antiossidanti alimentari: antiossidanti primari

Come abbiamo già commentato in altre occasioni, gli antiossidanti sono qualsiasi sostanza in grado di inibire, ritardare o prevenire lo sviluppo dell’irrancidimento degli alimenti o altri tipi di deterioramento degli aromi dovuto all’ossidazione. Secondo questa definizione, gli antiossidanti non migliorano la qualità degli alimenti, ma il loro utilizzo ha semplicemente lo scopo di mantenere la qualità degli alimenti.

Per inibire, ridurre o ritardare l’ossidazione dei lipidi è necessario agire contro uno o più dei fattori che ne favoriscono lo sviluppo. In senso lato, secondo la definizione di cui sopra, si considera antiossidante qualsiasi sostanza o procedura d’azione che contribuisce a limitare la velocità e/o l’estensione dei processi ossidativi, per cui possono essere considerati tali non solo i composti chimici che possono essere aggiunti al prodotto, ma anche il confezionamento sottovuoto in atmosfera di gas inerte o persino il congelamento.

In base a quanto detto e al loro meccanismo d’azione, si possono considerare tre tipi di antiossidanti. Due di essi sono associati all’aggiunta di composti chimici, che sono, inoltre, quelli che prenderemo in considerazione in questo articolo. Il terzo tipo di antiossidante deve la sua azione a modifiche di alcuni fattori presenti negli alimenti e/o nella loro lavorazione e non sarà analizzato in questa sede.

Tipi di antiossidanti primari e secondari

Per il loro meccanismo d’azione si possono considerare due tipi principali di antiossidanti : I e II. Gli antiossidanti primari (tipo I) sono quelli che interrompono la reazione a catena dell’ossidazione attraverso la donazione di idrogeno e la generazione di radicali più stabili. Al contrario, gli antiossidanti secondari (tipo II) sono quelli che ritardano l’ossidazione attraverso altri meccanismi, come la chelazione dei metalli, la rigenerazione degli antiossidanti primari, la decomposizione degli idroperossidi e l’eliminazione dell’ossigeno, tra gli altri. Questo meccanismo di attività antiossidante è stato studiato da numerosi ricercatori (Johnson, 1971, Labuza, 1971 e Gordon, 1990).

Antiossidanti primari o di tipo I

Gli antiossidanti primari sono quelli che interrompono la reazione a catena dell’ossidazione attraverso la donazione di idrogeno e la generazione di radicali più stabili.

L’aggiunta di questi composti agli alimenti dovrebbe, di per sé, comportare un aumento del periodo di induzione. Tale aumento è direttamente correlato alla quantità di antiossidante aggiunto fino a una certa concentrazione, poiché a volte con proporzioni più elevate si ottiene un effetto opposto.

L’efficacia dell’attività di questi antiossidanti dipende sia dall’antiossidante stesso che dal mezzo in cui agisce. È stato infatti dimostrato che negli antiossidanti fenolici la loro attività è favorita dal confezionamento sottovuoto, poiché il livello di ossigeno disponibile è molto basso. Tuttavia, questi offrono poca protezione quando la concentrazione di metalli è molto elevata.

È necessario conoscere il momento esatto dell’incorporazione dell’antiossidante, poiché se il processo di ossidazione è avanzato l’antiossidante perde la sua capacità di azione.

Tra i principali antiossidanti primari figurano gli antiossidanti fenolici e i fenoli innovativi.

Antiossidanti fenolici

In questo tipo di antiossidanti si tratta di donatori di idrogeno di tipo fenolico, in grado di spostare efficacemente un elettrone spaiato. I principali antiossidanti di questo tipo sono:

• Propyl gallate (E-310): polvere cristallina bianca utilizzata negli alimenti quando altri antiossidanti sintetici liposolubili non sono adatti. Non è molto solubile in acqua e, in presenza di tracce di ferro derivanti dagli alimenti o dalle attrezzature utilizzate nella lavorazione, dà origine alla comparsa di colori blu scuro poco attraenti. Occasionalmente, il propil gallato agisce insieme ad antiossidanti naturali e sintetici. È importante tenere presente che si tratta di una sostanza sensibile alle alte temperature di preparazione.
• Ottil gallato (E-311): utilizzato come antiossidante sintetico nei grassi e nell’acqua, dove talvolta viene aggiunto per prevenire l’irrancidimento degli oli.
• Dodecil gallato (E-312): utilizzato come antiossidante sintetico nei grassi e nelle bevande, in particolare per prevenire l’irrancidimento degli oli.

La proprietà tecnologica più importante è la bassa resistenza al calore. Non sono molto utili per proteggere gli oli da frittura o, talvolta, gli alimenti soggetti a temperature di cottura elevate o a forti sollecitazioni durante la loro lavorazione, come i prodotti dolciari o i biscotti. La bassa resistenza al calore può essere evitata aggiungendo acido citrico al prodotto. Sono utilizzati, in miscela con BHA (E 320) e BHT (E 321), per la protezione di grassi e oli alimentari.

Il galattosio, il BHA e il BHT sono stati utilizzati insieme negli oli, ad eccezione dell’olio d’oliva. Sono utilizzati anche nel pesce in scatola e semiconservato, nei formaggi fusi, nei prodotti da forno o dolciari e nei biscotti.

Fenoli innovativi

I principali antiossidanti di questo tipo sono:

• Butilidrossianisolo (BHA, E-320): è uno degli antiossidanti più comuni nell’alimentazione umana. Chimicamente, il BHA è una miscela di due isomeri, il 2-terz-butil-4-idrossianisolo e il 3-terz-butil-4-idrossianisolo. Il secondo è generalmente considerato un antiossidante migliore e rappresenta il 90% del BHA commerciale.

Questo antiossidante è efficace principalmente nei grassi animali e in misura minore nei grassi e negli oli vegetali. Tuttavia, a causa della loro struttura chimica, sono estremamente volatili alle temperature di cottura e frittura.

• Butil-idrossi-toluolo (BHT, E-321): insieme al BHA, sono gli antiossidanti più utilizzati nell’alimentazione umana. Il BHT (3,5-di-terz-butil-4-idrossitoluene) è un antiossidante adatto al trattamento termico, anche se non è molto stabile.

È comunemente usato in combinazione con il BHA per aumentare l’attività antiossidante. È anche comunemente usato insieme ad altri antiossidanti, come il propil gallato e l’acido citrico, per la stabilizzazione di oli e alimenti ricchi di grassi.

Sia il BHA che il BHT hanno un leggero odore fenolico se utilizzati ad alte temperature per un periodo di tempo prolungato.

• Terbutil idrochinone (TBHQ, E-319): il TBHQ è una polvere bianca o beige frequentemente utilizzata negli oli vegetali e nei grassi animali. Come antiossidante, il TBHQ è più efficace negli oli vegetali rispetto al BHA e al BHT. È termostabile e molto utile nella prevenzione dell’ossidazione degli oli da frittura. Come il BHA e il BHT, esistono indicazioni che ad alte dosi possa essere nocivo per la salute, motivo per cui l’Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) ne ha vietato l’uso in Europa e la Food and Drug Administration degli Stati Uniti (FDA) ha stabilito alcuni limiti per il suo utilizzo nell’alimentazione umana.
• Tocoferoli (E-306): è l’antiossidante estratto dalla natura più comune nell’industria alimentare. È completamente liposolubile e non altera le proprietà organolettiche degli alimenti. È inoltre sicuro, efficace e facile da incorporare. I tocoferoli sono formati da quattro isomeri (Alfa, Beta, Gamma e Delta) con diverse attività antiossidanti e vitaminiche. Dopo numerosi studi approfonditi, è stato dimostrato che la principale attività antiossidante è prodotta dagli isomeri Gamma e Delta. Nei prodotti formati da strutture con doppi legami è necessario un maggiore apporto di tocoferoli, poiché le sostanze insature sono più sensibili all’ossidazione.

Finora abbiamo analizzato gli antiossidanti primari (tipo I). In un altro articolo completeremo questa analisi con lo sviluppo degli antiossidanti secondari (tipo II).

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