Πρόσθετες Ύλες Ενότητα 5: Αντιοξειδωτικά Αναστασία Κανέλλου, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Το περιεχόμενο του μαθήματος.

Παρουσίαση με θέμα: "Πρόσθετες Ύλες Ενότητα 5: Αντιοξειδωτικά Αναστασία Κανέλλου, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Το περιεχόμενο του μαθήματος."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Πρόσθετες Ύλες Ενότητα 5: Αντιοξειδωτικά Αναστασία Κανέλλου, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

2 Αντιοξειδωτικά Ορισμός Ουσίες που: Εμποδίζουν ή Επιβραδύνουν την οξείδωση των συστατικών των τροφίμων π.χ. Λίπη Προβιταμίνες Βιταμίνες Υδατάνθρακες 1 αμινοξέα πρωτεΐνες DNA

3 Αντιοξειδωτικές ενώσεις Συνήθως αρωματικές ενώσεις με μια τουλάχιστον Υδροξυλική (-ΟΗ) Αμινική (-ΝΗ 2 ) Οι σημαντικότερες ανήκουν στις πολυκυκλικές φαινόλες με μια ή περισσότερες υδροξυλομάδες. 2

4 Συνθετικά αντιοξειδωτικά Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων κυρίως ως: Μίγματα σε συνδυασμό με Συνεργούς σταθεροποιητές ή/και Συμπλοκοποιητές. Μίγματα συντελούν στην: Ενεργοποίηση και βελτίωσης της αντιοξειδωτικής δράσης. Διεύρυνση της εφαρμογής των Α σε περισσότερες κατηγορίες. Ευκολότερη χρήση τους. 3

5 Συνεργές ουσίες Διάφορες χημικές ενώσεις Οξέα και άλατα τους Βασικές ενώσεις Αναγωγικές ύλες 4

6 Μηχανισμός οξείδωσης Συμβαίνει στα περισσότερα συστατικά των τροφίμων με αποτέλεσμα την υποβάθμιση: Της οργανοληπτικής ποιότητας o Αποχρωματισμός, o Ανάπτυξη δυσάρεστων οσμών. Της θρεπτικής αξίας o Καταστροφή ευοξείδωτων βιταμινών. Κατεξοχήν οξειδωτική δράση υφίστανται τα λίπη. 5

7 Τάγγισμα λιπών Αυτοοξείδωση = οξειδωτικό τάγγισμα λιπών και λαδιών: περιλαμβάνει πολλές αντιδράσεις, πολλά ενδιάμεσα προϊόντα. Τρόφιμα πλούσια σε ακόρεστα λιπαρά συστατικά που εκτίθενται χωρίς προφυλάξεις στα o Οξυγόνο o Φως o θέρμανση Προσλαμβάνουν οξυγόνο και υφίστανται οξείδωση των λιπαρών συστατικών τους. 6

8 Αποτελέσματα οξείδωσης Καταστροφή πολλών απαραίτητων λιπαρών οξέων. Καταστροφή λιποδιαλυτών βιταμινών Α, D, E, K δηλ υποβάθμιση θρεπτικής αξίας. Καταστροφή ευοξείδωτων υδατοδιαλυτών συστατικών πχ βιτ C. 7 Αποχρωματισμός λόγω καταστροφής χρωστικών. Αλλοίωση οργανοληπτικών χαρακτηριστικών οσμής και γεύσης λόγω παραγωγής προϊόντων αποικοδόμησης λιπαρών υλών. Παραγωγή επικίνδυνων διατροφικά ενώσεων που δεν είναι φυσικά συστατικά των τροφών.

9 Ελεύθερη ρίζα: εξαιρετικά ασταθής Η αυτοξείδωση λιπαρών υλών ξεκινά και προάγεται με τη δημιουργία ελεύθερων ριζών. Ελεύθερη ρίζα είναι άτομο ή ομάδα ατόμων (ανόργανα ή οργανικά μόρια) που φέρει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Μέθοδοι παραγωγής ελεύθερων ριζών: o Ομολυτικές διασπάσεις. o Οξειδωαναγωγικές αντιδράσεις. o Αντίδραση ριζών με άλλες οργανικές ενώσεις. 8

10 Μηχανισμός αυτοξείδωσης λιπών Έναρξη Σε ένα λιπαρό οξύ γίνεται φωτολυτική ή θερμολυτική απόσπαση ενός ατόμου Η -> μετατρέπεται σε ελεύθερή ρίζα Η. Προαγωγή Ελεύθερη ρίζα αντιδρά με οξυγόνο -> υπεροξειδική ρίζα R- CH- o Μπορεί να ενωθεί με Η. -> υδροϋπεροξείδιο OO. o Μπορεί να αντιδράσει με άλλη ενεργό ομάδα που οδηγεί σε αλυσιδωτή αντίδραση δημιουργίας νέας ελεύθερης ρίζας Λήξη Γίνεται διάσπαση του υδροϋπεροξειδίου -> προκύπτουν παράγωγα (αλδεϋδοξέα, αλδεϋδες, κετόνες, οξέα) με δυσάρεστες οργανοληπτικές συνέπειες στην οσμή, γεύση του τροφίμου. 9

11 Περιορισμός οξειδωτικής δράσης Οξειδωτικό τάγγισμα περιορίζεται ή περιστέλλεται με αποθήκευση τροφίμων. Σε χαμηλή θερμοκρασία (θερμόλυση). Σε περιέκτες χωρίς φως (φωτόλυση). Υπό κενό ή σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα για αποκλεισμό επαφής με οξυγόνο (δημιουργεί υπεροξειδική ρίζα). Προσθήκη στα τρόφιμα αντιοξειδωτικών ουσιών. 10

12 Μηχανισμός αντιοξειδωτικής δράσης Η αντιοξειδωτική δράση αποδίδεται στην ευχερέστερη παροχή ατόμων Η στις υπεροξειδικές ρίζες σε σχέση με τα λιπαρά οξέα. Αποκλείεται η εμπλοκή λιπαρής ύλης στην οξείδωση. Υπεροξειδικές ρίζες μετατρέπονται σε υδροϋπεροξείδια και σταματά η οξείδωση. 11

13 Μορφές δράσης αντιοξειδωτικών Είδος αντιοξειδωτικούΓενικός τρόπος δράσηςΑντιοξειδωτικές ενώσεις ΠρωτοταγήΠαρέχουν άτομα Η στις ελεύθερες ρίζες Φαινολικές ενώσεις (τοκοφερόλες, καφεϊνικό οξύ, καρνοσόλη, ΒΗΑ, ΒΗΤ, TBHQ, PG) ΑναγωγικάΣυνεργιστική δράση με πρωτοταγήΑσκορβικό οξύ Δεσμευτές οξυγόνουΑντιδρούν με Ο2 κ το δεσμεύουνΑσκορβικό οξύ και εστέρες του Απενεργοποιητές οξυγόνου Δεσμεύουν και απενεργοποιούν ρίζες οξυγόνου τοκοφερόλες, β-καροτένια Δεσμευτές μετάλλωνΔεσμεύουν μέταλλα που καταλύουν οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις Οξέα ή άλατα οξέων που σχηματίζουν με μέταλλα ενώσεις όπως κιτρικό οξύ, φωσφορικό οξύ κ.α. ΕνζυμαΑπομακρύνουν με διάσπαση υδροϋπεροξείδια Υδροϋπεροξειδική λυάση και ισομεράση, υπεροξειδάση γλουταθειόνης 12

14 Πηγές προέλευσης αντιοξειδωτικών 1/2 Φυσικά: στα τρόφιμα Σε φυτικά εκχυλίσματα (in vitro). Ανάλογα με τη διαλυτότητά τους και με τις ομάδες τροφίμων που μπορούν να εφαρμοστούν ταξινομούνται σε: o Υδατοδιαλυτά o Λιποδιαλυτά 13

15 Πηγές προέλευσης αντιοξειδωτικών 2/2 Συνθετικά Προϋποθέσεις: Αντιοξειδωτική δράση σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις. Ασφαλή για καταναλωτή. Να πληρούν βασικές τεχνολογικές προϋποθέσεις πχ ευχερής διάλυση, σταθερότητα. Ευρέως χρησιμοποιούνται: ΒΗΑ, βουτυλική υδροξυανισόλη E320 ΒΗΤ, βουτυλικό υδροξυτολουόλιο E321 PG, Γαλλικός προπυλεστέρας,E310 14

16 Φυσικά υδατοδιαλυτά αντιοξειδωτικά 1/3 Ασκορβικό οξύ Το πλέον διαδεδομένο. Καθαρή και ακίνδυνη ουσία. Ομάδες τροφίμων: Αναψυκτικά από χυμούς φρούτων. o Προστασία αρώματος. o Αύξηση διατροφικής αξίας. 15

17 Φυσικά υδατοδιαλυτά αντιοξειδωτικά 2/3 Κρέας, κρεατοσκευάσματα o Εμφάνιση, προστασία κόκκινου χρωματος (από προσθήκη νιτρικών/νιτρωδών αλάτων. o Καθυστερεί ή αναστέλλει σχηματισμός νιτροζαμινών (τοξικές). Αλεύρι o Προστατεύει οξείδωση σουλφυδρυλομάδων της γλουτένης, υπεύθυνα για ελαστικότητα και εκτατότητα της ζύμης. Μπύρα o Σταθεροποιητής και προστατευτική ουσία. 16

18 Φυσικά υδατοδιαλυτά αντιοξειδωτικά 3/3 Φαινολικές ενώσεις στα καρυκεύματα και βότανα o Φλαβονόλες o Φλαβονόνες Κατεχίνες o Κατεχίνη o Κερκιτίνη o Ρεσβερατρόλη o Επιγαλλοκατεχίνη 17

19 Φυσικά λιποδιαλυτά αντιοξειδωτικά 1/2 Προστατεύουν από ευοξείδωτα συστατικά λιπών και λαδιών. α, β, γ, δ - τοκοφερόλες: o αντιοξειδωτική δραστηριότητα σε θερμοκρασίες 50 ο -100 ο C. o Παραμένουν στα λάδια και μετά τον ευξεγενισμό. o Καταστρέφονται κατά την υδρογόνωση και θέρμανση λαδιών. o Περιορισμένη συγκέντρωση στα ζωικά λίπη. 18

20 Φυσικά λιποδιαλυτά αντιοξειδωτικά 2/2 Καροτενοειδή  β-καροτένιο Δεσμευτές ριζών οξυγόνου. Σησαμόλη Αυξάνει αντίσταση στην αυτοξείδωση. Αμινοξέα  προλίνη Αντιοξειδωτικό λαδιού σε κονσέρβες ψαριών. 19

21 Τα συνθετικά αντιοξειδωτικά Εμφανίζουν υψηλότερη αντιοξειδωτική δραστικότητα από τα φυσικά. Δράση στηρίζεται στη στερική παρεμποδιζόμενη φαινολική ομάδα (-ΟΗ): ΒΗΑ, βουτυλική υδροξυανισόλη, E320, ADI 0,5 mg/kg. ΒΗΤ, βουτυλικό υδροξυτολουόλιο, E321, ADI 0,3 mg/kg. Συγγενεύει με τανίνες: PG, Γαλλικός προπυλεστέρας, E310, ADI 1,4 mg/kg. Τα παραπάνω έχουν μεγάλη ανθεκτικότητα στη θέρμανση. 20

22 Χαρακτηριστικά ιδανικού αντιοξειδωτικού Ασφαλές για καταναλωτή. Δε δημιουργεί ανεπιθύμητη οσμή, γεύση, χρώμα. Είναι λιποδιαλυτό. Είναι σταθερό σε συνθήκες επεξεργασίας. Είναι οικονομικό. Δεν απορροφάται από οργανισμό. Έχει ισχυρή αντιοξειδωτική δράση σε χαμηλές συγκεντρώσεις. 21

23 Αντιοξειδωτικός παράγοντας AF AF = I A / I 0 o I A Περίοδος επαγωγής με αντιοξειδωτικό. o Ι 0 περίοδος επαγωγής χωρίς αντιοξειδωτικό. Υψηλές τιμές AF δείχνουν υψηλή δραστικότητα αντιοξειδωτικού. Αντιοξειδωτική δραστηριότητα αξιολογείται συνήθως με εκτίμηση χρόνου διάρκειας σταδίου έναρξης αλυσιδωτής αντίδρασης, παρουσία και απουσία αντιοξειδωτικού. 22

24 Συνέργεια παράδειγμα ΑF σε λαρδί ποσοστό προσθήκης 0,02% αντιοξειδωτικόAFΑντιοξειδωτικόΑFΑF γ - τοκοφερόλη12BHA9.5 α– τοκοφερόλη5BHT6 Γαλλικός οκτυλεστέρας6BHA + BHT12 Συνεργιστική δράση Για αύξηση της Αντιοξειδωτικής δράσης προστίθενται μίγματα Συνέργεια ονομάζουμε την αύξηση της δραστικότητας δύο ή περισσότερων ουσιών όταν προστίθενται μαζί, σε σχέση με το άθροισμα της δραστικότητας αυτών όταν προστεθούν μόνες τους στις ίδιες συγκεντρώσεις προσθήκης. Λεκιθίνη, κεφαλίνη, οργανικά οξέα: κιτρικό, τρυγικό, γαλακτουρονικό, ασκορβικό, φουμαρικό, φωσφορικό οξύ, διάφορα αμινοξέα, αμίνες, ιόντα μετάλλων (Fe, Ni,Cu) Παράγοντες που επηρεάζουν δράση: σύσταση τροφίμων, συνθήκες συντήρησης 23

25 Εφαρμογές 1/2 Ζωικά λίπη δεν έχουν φυσικά αντιοξειδωτικά -> προσθήκη Α. για σταθερότητα. Λάδια φυτικής προέλευσης για παράταση shelf life o ψητά τρόφιμα, o αφυδατωμένες σούπες, o διάφορα γλυκά. Επιβάλλονται στις μαργαρίνες, ιδιαίτερα από σογιέλαιο για αποφυγή γευστικών αποκλίσεων. Χρήση στα λίπη και έλαια δεν παρουσιάζει δυσκολίες λόγω εύκολης διάλυση και ταχείας διασποράς. Χρήση στην τροφή ζωών προστατεύει λίπος τους από οξείδωση, όχι όμως λίπος γάλακτος. 24

26 Εφαρμογές 2/2 Για διατήρηση σταθερότητας ευοξείδωτων λιπαρών σε τροφές φτωχές σε λιπαρά πχ λαχανικά. Νωπό μοσχαρίσιο κρέας διατηρείται για 8 μέρες στο ψυγείο (ΒΗΤ+ ασκορβικό οξύ). 25

27 Επιλεγμένα επιτρεπόμενα αντιοξειδωτικά και εφαρμογή τους 1/2 Αρίθμηση ΕΕ ονομασίαΑDI mg/kg Προέλευση - Σύνθεση Τρόφιμα όπου προστίθεται Πιθανές παρενέργειες Ε300Ασκορβικό οξύ-Ζύμωση από γλυκόζη βακτηρίων Δημητριακά πρωινού, κατεψυγμένα ψάρια, κρεατοσκευάσματα, βελτιωτικά αλεύρων - Ε306Εκχύλισμα πλούσιο σε τοκοφερόλες 2,00Από εκχύλισμα λαδιών Φυτικά και ζωικά λίπη, λάδια, τυριά, σούπες Συμπτώματα υπερβιταμίνωση ς σε ψηλές δόσεις Ε307α-τοκοφερόλη2,00Από εκχύλισμα ηλίανθου Ε308γ-τοκοφερόλη2,00Από εκχύλισμα σογιέλαιου Ζωικά λίπη, φυτικά λάδια, κυρίως ελαιόλαδο Ε309δ-τοκοφερόλη2,00 26

28 Επιλεγμένα επιτρεπόμενα αντιοξειδωτικά και εφαρμογή τους 2/2 Αρίθμηση ΕΕονομασίαΑDI mg/kg Προέλευση - ΣύνθεσηΤρόφιμα όπου προστίθεται Πιθανές παρενέργειες Ε310Γαλλικός προπυλεστέρας (PG) 1,40Από προπανόλη και γαλλικό οξύ από φυσικές τανίνες Σε θερμικά επεξεργασμένα λιπαρά τρόφιμα Εκζέματα, στομαχικές διαταραχές, άσθμα, αλλεργίες, υπερκινητικότητα, καρκίνο Ε320Βουτυλική υδροξυανισόλη (BHA) 0.5Συνθετικό, σταθερό σε ψηλή θερμοκρασία Λίπη, έλαια για τηγάνισμα, αφυδατωμένα τρόφιμα, διαιτητικά συμπληρώματα Εξανθήματα σε αλλεργικά άτομα Ε321Βουτυλικό υδροξυτολουόλιο (BHT) 0,3Συνθετικό, ασταθές σε ψηλή θερμοκρασία, φτηνότερο από ΒΗΑ 27

29 Τέλος Ενότητας

30 Σημειώματα

31 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας, Αναστασία Κανέλλου 2014. Αναστασία Κανέλλου. «Πρόσθετες Ύλες. Ενότητα 5: Αντιοξειδωτικά». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: ocp.teiath.gr. ocp.teiath.gr

32 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί και δοθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

33 Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. © διαθέσιμο με άδεια CC-BY διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain διαθέσιμο ως κοινό κτήμα Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. χωρίς σήμανσηΣυνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

34 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει:  το Σημείωμα Αναφοράς  το Σημείωμα Αδειοδότησης  τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων  το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

35 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.