L’ossidazione dei grassi è una delle principali cause di deterioramento degli alimenti, insieme all’azione dei microrganismi. Essa provoca alterazioni dell’aroma e del sapore, del colore, la perdita di alcuni nutrienti e la formazione di sostanze potenzialmente nocive, con conseguente riduzione della durata di conservazione degli alimenti. Questo processo ha importanti ripercussioni economiche perché gli alimenti diventano inadatti al consumo.
Il processo ossidativo dei grassi causa una diminuzione della capacità nutrizionale dell’alimento attraverso la distruzione delle vitamine liposolubili e la degradazione degli acidi polinsaturi.
Anche la sicurezza alimentare può essere compromessa, poiché i prodotti derivanti dall’ossidazione possono presentare tossicità, alcuni prodotti volatili, perossidi, ossiacidi, ecc.
Questo articolo si propone di descrivere il processo ossidativo dei lipidi e quindi l’importanza dell’uso di sostanze antiossidanti. A tal fine, ci concentreremo sul processo di ossidazione dei grassi e sui principali fattori che influenzano l’ossidazione dei grassi.
Ossidazione dei grassi
La principale forma di ossidazione dei lipidi avviene attraverso una reazione di propagazione a catena dei radicali liberi, in cui si formano perossidi e idroperossidi a partire dagli acidi grassi e dall’ossigeno, processo noto come auto-ossidazione. Questi composti sono piuttosto instabili, quindi possono rompersi, dando origine ad altri radicali liberi e generando una reazione a catena.
Storicamente, si riteneva che l’aggiunta di ossigeno alla molecola di acido grasso formasse un anello a quattro atomi come prodotto primario della reazione. Questa molecola è chiamata “perossido”. In realtà, però, si forma un idroperossido a causa dell’aggiunta di ossigeno al carbonio alfa del doppio legame. Nonostante ciò, l’idea imprecisa persiste e i perossidi continuano a riferirsi ai prodotti della degradazione di un grasso.
L’autossidazione è un processo di ossidazione irreversibile dei grassi. È impossibile evitarlo del tutto, ma può essere ritardato grazie all’aggiunta di antiossidanti.
Processo di ossidazione dei grassi
Il meccanismo di ossidazione si compone di tre fasi:
- Induzione: gli iniziatori sono solitamente energia (luce, calore, ecc.), tracce di metalli pesanti e perossidi radicali che provocano la formazione di radicali liberi attivi. L’azione dell’energia provoca la decomposizione dell’acido grasso in radicale libero e ione idrogeno.
- Propagazione: con l’ossidazione dei radicali liberi in combinazione con altri acidi grassi, si formano idroperossidi e altri radicali liberi che rientrano nella catena di ossidazione. D’altra parte, gli idroperossidi, con l’incidenza dell’energia, formano gruppi ossidrilici e la forma ossidata dei radicali liberi, che insieme ad altri acidi grassi danno origine ad altri idroperossidi e a nuovi radicali liberi. Infine, i gruppi ossidrilici insieme ad altri acidi grassi rilasciano acqua e nuovi radicali liberi esposti a una nuova ossidazione.
- Fine: la quantità di composti reattivi è enorme e comincia a interagire tra loro. La concentrazione di radicali perossidi diminuisce mentre la formazione di prodotti deteriorati inizia a stabilizzarsi. Data la stabilità dei prodotti originati dalle reazioni di terminazione, l’attività di ossidazione è terminata. L’auto-ossidazione dei grassi continua a essere influenzata da un radicale libero e dall’azione della temperatura e della luce. La formazione di nuove catene favorisce l’accelerazione della reazione complessiva, inoltre la capacità di reazione è favorita in presenza di alcuni metalli come rame e ferro.
Dopo la completa distruzione degli acidi grassi, si generano prodotti secondari di ossidazione, responsabili dell’irrancidimento.
Per ritardare o prevenire l’ossidazione dei grassi e l’irrancidimento degli alimenti, è necessario sapere come impedire la formazione dei primi radicali liberi o dei primi idroperossidi, poiché ciò può essere ottenuto solo durante la prima fase del processo ossidativo, durante l’iniziazione. Al contrario, una volta che il processo ossidativo raggiunge la fase di propagazione, tale processo non può più essere ritardato o fermato.
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Fattori che influenzano l’ossidazione
I fattori che influenzano l’ossidazione possono essere intrinseci e/o estrinseci all’alimento, cioè possono riguardare il prodotto e la tecnologia applicata. Alcuni dei più rilevanti sono citati di seguito (Dr. Paucar Penacho, Deterioramento dei prodotti agroindustriali, 2014):
- Temperatura: il tasso di auto-ossidazione aumenta con la temperatura. Può influenzare non solo il tasso di auto-ossidazione, ma anche i meccanismi di reazione.
- Luce: gli acidi grassi e i loro perossidi sono sostanze incolori che non assorbono la luce visibile. Pertanto, a meno che non sia presente un sensibilizzatore accessorio, si può supporre che l’effetto della luce visibile sull’autossidazione non sia di grande importanza. Tuttavia, la luce ultravioletta è fortemente assorbita dai composti insaturi.
- Ossigeno: il tasso di autossidazione aumenta con l’aumentare della pressione dell’ossigeno, fino a raggiungere un tasso di reazione costante.
- Umidità: l’effetto dell’attività dell’acqua sul tasso di ossidazione dei lipidi è molto complesso. L’irrancidimento si sviluppa rapidamente sia a livelli di umidità molto alti che molto bassi. La massima stabilità si osserva a livelli intermedi di umidità corrispondenti a valori monostratificati (effetto protettivo dell’acqua sotto forma di monostrato).
- Radiazioni ionizzanti: uno degli effetti più evidenti dell’irradiazione ad alta energia sugli alimenti è un marcato aumento della suscettibilità all’irrancidimento ossidativo.
- Catalizzatori: gli ioni di metalli pesanti sono potenti catalizzatori per l’ossidazione dei lipidi, diminuiscono il periodo di induzione e aumentano la velocità di reazione.
Come conclusione indichiamo che 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, si considera antiossidante qualsiasi sostanza o processo d’azione che aiuti a limitare la velocità e/o l’estensione dei processi ossidativi. Secondo questo concetto, si possono considerare tre tipi di antiossidanti, a seconda del loro meccanismo d’azione. I primi due tipi sono associati all’aggiunta di composti chimici, mentre il terzo deve la sua azione alla modifica di alcuni fattori presenti negli alimenti e/o nella loro lavorazione.
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