I grassi formulati e compositi sono ampiamente utilizzati nell’industria alimentare, dai prodotti da forno e dolciari ai piatti pronti e alle alternative ai prodotti lattiero-caseari. La loro crescente diffusione risponde a diverse esigenze funzionali: modificare i profili di fusione, sostituire i grassi parzialmente idrogenati, ottimizzare la composizione nutrizionale o gestire i costi delle materie prime. Tuttavia, dietro questa versatilità si cela una sfida tecnica fondamentale: l’instabilità ossidativa.
Come la composizione dei grassi e la miscelazione degli oli influenzano l’ossidazione lipidica
Il comportamento ossidativo di un olio è determinato principalmente dalla sua composizione in acidi grassi, in particolare dal grado di insaturazione. La presenza di doppi legami crea siti vulnerabili all’attacco delle specie reattive dell’ossigeno, innescando la cascata di ossidazione. Gli acidi grassi saturi (SFA) non presentano doppi legami; gli acidi grassi monoinsaturi (MUFA) ne possiedono uno; gli acidi grassi polinsaturi (PUFA) ne possiedono due o più.
Numerosi studi dimostrano che all’aumentare del numero di doppi legami aumenta anche la velocità dell’ossidazione lipidica: i PUFA si ossidano molto più facilmente dei MUFA e questi, a loro volta, più rapidamente degli SFA. Tuttavia, la stabilità effettiva degli alimenti e degli oli dipende non solo dal grado di saturazione, ma anche dalla presenza di antiossidanti, dai processi produttivi, dalla temperatura e dalle condizioni di conservazione.
La miscelazione degli oli consente di sviluppare formulazioni che combinano qualità nutrizionale e migliore stabilità fisico-chimica, senza ricorrere a modifiche chimiche. Quando diversi oli vengono miscelati, la miscela risultante acquisisce un profilo combinato di acidi grassi. La miscelazione può migliorare la stabilità ossidativa degli oli ricchi di PUFA riducendone la concentrazione complessiva attraverso un effetto di diluizione. Oltre alla composizione in acidi grassi, anche il contenuto naturale di antiossidanti di ciascun olio svolge un ruolo determinante. La maggior parte degli oli vegetali contiene naturalmente tocoferoli e altri composti minori che forniscono una protezione intrinseca. Tuttavia, i processi di raffinazione eliminano spesso questi componenti protettivi, rendendo l’olio più vulnerabile all’ossidazione.
Prodotti primari e secondari dell’ossidazione nei sistemi lipidici complessi
Negli oli di origine singola, la cinetica dell’ossidazione lipidica è relativamente prevedibile e ben caratterizzata. Nei sistemi di grassi formulati, invece, il processo diventa molto più complesso. La coesistenza di diverse frazioni lipidiche con differenti profili di acidi grassi, livelli di insaturazione e contenuti di antiossidanti endogeni fa sì che l’ossidazione non avvenga in modo uniforme all’interno del sistema. Le frazioni maggiormente insature si ossidano più rapidamente, generando idroperossidi che possono successivamente agire come proossidanti nei confronti dei componenti più stabili.
I prodotti secondari dell’ossidazione rappresentano un’ulteriore sfida specifica delle formulazioni complesse. Questi composti, principalmente aldeidi, possono reagire con i gruppi amminici primari delle proteine, influenzando la consistenza e la funzionalità del prodotto, oltre a favorire la formazione dei composti bruni derivanti dalla reazione di Maillard. Nelle matrici alimentari composite, dove i lipidi interagiscono con proteine, amidi o materiali di incapsulamento, tali reazioni possono compromettere il sapore, l’integrità strutturale, la stabilità del colore e le prestazioni degli ingredienti funzionali.
Le sfide della stabilità ossidativa nei sistemi di grassi formulati e compositi
I sistemi di grassi formulati presentano problematiche di stabilità differenti rispetto agli oli singoli. La loro complessità deriva dalla combinazione di più fonti lipidiche con composizioni eterogenee. Quando un olio raffinato ricco di PUFA viene miscelato con un grasso più saturo, il sistema risultante può contenere aree ad alta concentrazione di acidi grassi polinsaturi all’interno di una matrice più stabile, accelerando così l’ossidazione localizzata.
Tra i principali fattori che determinano l’impiego dei grassi interesterificati e formulati figurano la composizione in acidi grassi, le caratteristiche fisico-chimiche, la stabilità ossidativa e l’accettazione da parte dei consumatori. In pratica, trovare il giusto equilibrio tra prestazioni funzionali e stabilità ossidativa richiede l’ottimizzazione simultanea di tutti questi parametri, una sfida che diventa ancora più complessa quando devono essere soddisfatti anche requisiti quali il clean label o l’assenza di OGM.
La perdita degli antiossidanti naturali durante le fasi di raffinazione e trasformazione rappresenta un aspetto particolarmente critico. Gli oli utilizzati nei grassi formulati vengono generalmente raffinati per migliorarne il colore, il sapore e la shelf life, ma questo processo elimina tocoferoli e polifenoli naturalmente presenti che altrimenti offrirebbero una protezione efficace contro l’ossidazione. Il risultato è un sistema lipidico caratterizzato da un elevato carico ossidativo e da una limitata capacità di difesa intrinseca, particolarmente vulnerabile al deterioramento durante lo stoccaggio o i trattamenti termici.
Inoltre, anche lo stato fisico del grasso influenza la cinetica dell’ossidazione. La mobilità dei lipidi aumenta con la diminuzione del contenuto di grasso solido e questa maggiore mobilità incide direttamente sulla velocità di ossidazione nei sistemi alimentari. Nei prodotti in cui la cristallizzazione dei grassi è parziale o variabile, la transizione tra fase solida e fase liquida può accelerare l’ossidazione delle frazioni lipidiche più insature [1].
Strategie di stabilizzazione delle miscele di oli: dalla progettazione della formulazione agli antiossidanti naturali
Dal punto di vista della formulazione, la miscelazione di oli con profili complementari può migliorare la stabilità fisico-chimica senza ricorrere a modifiche chimiche. Analogamente, l’ottimizzazione del rapporto tra i diversi omologhi dei tocoferoli presenti nella miscela può avere un impatto misurabile.
Quando la sola progettazione della formulazione non è sufficiente, l’aggiunta di antiossidanti naturali diventa fondamentale. I tocoferoli naturali rappresentano una delle soluzioni più efficaci dal punto di vista tecnico e conformi ai requisiti normativi. Essi prevengono l’ossidazione dei lipidi interrompendo le reazioni a catena dei radicali liberi attraverso la donazione di un atomo di idrogeno a un radicale idroperossido, formando un radicale tocoferile relativamente stabile che non prosegue la reazione a catena. La loro natura lipofila garantisce una distribuzione uniforme nella fase grassa e la loro neutralità sensoriale alle dosi funzionali fa sì che non alterino il colore, il gusto né l’aroma del prodotto finale.
La gamma Tocobiol® di Btsa offre un portafoglio completo di sistemi antiossidanti naturali a base di tocoferoli, specificamente sviluppati per proteggere gli alimenti, prolungarne la shelf life e preservarne la freschezza e la qualità sensoriale. Il portafoglio di antiossidanti naturali per applicazioni alimentari è stato recentemente ampliato con due nuove soluzioni botaniche: Tocobiol® Rosemary, ottenuto da estratto di foglie di rosmarino, e Tocobiol® Green Tea, ricavato da estratto di tè verde e ricco di polifenoli e catechine.
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Fonti
[1] Vu TP, Gumus-Bonacina CE, Corradini MG, He L, McClements DJ, Decker EA. Role of Solid Fat Content in Oxidative Stability of Low-Moisture Cracker Systems. Antioxidants (Basel). 2022 Oct 28;11(11):2139. doi: 10.3390/antiox11112139.