М; методи; оцінка антиоксидантного потенціалу в їжі

Франсуаза Марк, 1 * Андре Давін, 2 Лоуренс Деглен-Бенбрагім, 1 Карін Ферран, 1 Мішель Бакконо, 1 і П'єр Фріч 3

Незважаючи на видиму відносну стабільність та турботу про її збереження, усі харчові продукти зазнають погіршення. Їх обробка (переробка, упаковка, зберігання тощо) виводить оброблену продукцію з початкового стану. Для підтримання бажаного стану їжі можуть бути використані певні фізичні практики (варіння у вакуумі, упаковка у модифікованій атмосфері тощо), але використання добавок, що додаються до препаратів, є простим та економічним способом подолання окисних змін, головне спричиняють деградацію, крім мікроорганізмів. Перевага «природних» антиоксидантів ставить проблему їх ефективності. З розширенням торгівлі готовими стравами органи охорони здоров’я дозволяють додавати більше добавок, залежно від видів їжі та допоміжних речовин. Якщо ігнорувати складність кінцевого споживаного корму, це може призвести до серйозних токсикологічних проблем через синергію або похідні продукти. Ця знахідка ставить проблему оцінки присутності добавок відповідно до складових їжі. Їх використання у рецептурах має приносити додаткову цінність їжі, не завдаючи шкоди здоров’ю людей.

З огляду на це, планується перегляд відповідних методів дозування, щоб оцінити ефективність антиоксидантів та обмежити додавання доз, суворо важливих для досягнення цілей збереження. У цьому бібліографічному дослідженні використовуються прямі або непрямі методи, пристосовані або пристосовані для оцінки антиоксидантного потенціалу добавок.

Встановлюється постійний баланс між вологістю атмосфери та водою, яка присутня у продукті. Розчинні сполуки (солі, цукри, спирти, гідрофільні групи тощо) мобілізують воду шляхом сольватації. Якщо вміст води в атмосфері зростає, адсорбція води відбувається в послідовних шарах зростаючого ступеня свободи при їх віддаленні від опори. Aw (співвідношення кількості вільної та загальної води) як у продукті, так і в атмосфері в рівновазі рівні для даної температури тета, отже:

або: aw (завжди від 0 до 1) = (%) відносна вологість/100.

Реакційна здатність продукту пов'язана з його aw. Якщо для біологічної активності необхідна вільна вода, вона пригнічує реакції сполук із суворим гідрофобним характером (ліпіди) або реакцію Майяра 1. Рисунок 1 узагальнює різні зміни, що відповідають за деградацію залежно від активності води aw [1]. Окислення відбувається за участю або без участі молекулярного кисню; це визначається як втрата електронів, антагоністичний коефіцієнт посилення, що відповідає зменшенню. Згідно з цією концепцією, окислювально-відновний потенціал (E ° окс/червоний) може бути призначений кожній окислювальній/відновлювальній парі, пара, що має високий потенціал, може теоретично окислювати ті, що мають нижчі потенціали. E ° окс/червоний в системі вимірюється щодо електрохімічного потенціалу водневого електрода, зафіксованого за звичайною умовою 0,0 вольт при рН = 0.

Як під час зберігання, так і під час процесів трансформації не можна гарантувати підтримку задовільного середнього рівня aw (0,2-0,3).

Механізми окислення біологічних ненасичених сполук (жирних кислот, каротиноїдів, поліфенолів тощо) часто є радикальними реакціями з молекулярним киснем [2–4] і мають три основні фази.

Тригерна фаза, де утворюється перший вільний радикал. Розриву протона сприяє як нагрівання (молекулярне збудження), так і випромінювання або каталізатори (метали, такі як Cu, Fe, Co, Mn, Ni ...).

Фаза поширення, де фіксований кисень дає пероксильний радикал, який реагує з іншою молекулою і призводить до вільного неорадикалу та гідропероксиду.

Нестійкі гідропероксиди розпадаються на більш короткі сполуки [2].

Фаза термінації, де різні радикали рекомбінуються.

В цілому, цей процес призводить до вуглеводнів, альдегідів, кетонів, кислот, складних ефірів, перкислот, пероксидів, а також до продуктів полімеризації. Під своїм впливом їжа виявляє втрату харчових або органолептичних якостей (прогорклість, зміна кольору тощо).

Щоб обмежити окислення, харчова промисловість може знизити рівень кисню (занурення, вакуум, атмосфера азоту), уповільнити реакції охолодженням або заморожуванням, знищити ферменти окислення (поліфенолоксидази) відбілюванням та використовувати антиоксиданти, що стримують окислення, викликане молекулярним киснем.

Обмежуючи ризики вільних радикалів, наявність антиоксидантів у поєднанні з іншими методами є важливою для стабільності продуктів. Якщо окислення відбувається лише в результаті реакції з киснем, то антиоксидант є антиоксидантом.

Ідеальний дієтичний антиоксидант, який легко вбудовується та ефективний у низьких дозах, є нетоксичним, не викликаючи кольору, запаху чи небажаного смаку. Стійкий до технологічних процесів, він стійкий у готовій продукції.

Молекули оксиду/червоного кольору з низьким вмістом E °, здатні сповільнювати, затримувати або запобігати процесам окислення [5], насправді є запобіжними або кінцевими агентами, здатними уникати чи захоплювати вільні радикали. Профілактична дія блокує ініціювання шляхом комплексування каталізаторів, реагування з киснем або відхилення від харчових впливів світла або випромінювання.

Як агенти термінації (вилучення радикалів) антиоксиданти перетворюють радикали на більш стійкі сполуки та блокують фазу розповсюдження. Такий ефект обумовлений часто ароматичною • донорною структурою H, у випадку похідних фенолу (токофероли, поліфеноли, флавоноїди ...).

Багато поліфенолів рослинного походження: вітамін Е (d-токоферол), флавоноїди та флавони, каротиноїди та вітамін С (L-аскорбінова кислота) є природними антиоксидантами (рис. 2) [6]. Деякі з них (β-каротин, лікопен ...) використовуються як барвники.

Інші синтетичні фенольні сполуки, такі як BHT (3,5-дітертіобутил-4-гідрокситолуол), BHA (3-тертіобутил-4-гідроксианізол), TBHQ (третіобутилгідроксихінон) та PG (пропілгаллат), дозволені в деяких продуктах харчування.

Вимірювання антиоксидантного потенціалу та моніторинг процесів окиснення підходять комплексно, визначаючи продукти, що виникають в результаті окислення, або оцінюючи здатність реакційних моделей до поглинання радикалів. Перший, старий режим вимагає попереднього знання сполук, що є результатом окислення. Дійсно, ці методи шукають певні функціональні групи (альдегіди, кетони, дикарбоніли тощо) у похідних вихідних складових. Другий стосується кількості затриманих радикалів та кількості використовуваного антиоксиданта.

a, b, c - концентрації окислених похідних, відповідно, без антиоксиданту та у присутності антиоксиданту, що перевіряється після інкубації та без антиоксиданту перед інкубацією. Визначення продуктів, що утворюються (зокрема гідропероксидів), проводиться більш-менш безпосередньо фотометричними методами (Таблиця I).

Також використовуються інші методи, такі як автоматизований метод ORAC (поглинаюча здатність радикалів кисню) [30–33], метод із використанням стабільного радикала DPPH (2,2-дифеніл-1-пікрилгідразил) [20, 34–37], вимірювання здатності відновлювати Fe3 + до Fe2 + [38] та електронно-резонансний спектроскопічний метод (ЕПР) [38, 39].

Основні методи оцінки антиоксидантного потенціалу чистого продукту або сумішей були обговорені та згруповані відповідно до їх принципів. Вони засновані на визначенні продуктів, одержуваних в результаті окислення, або, навпаки, вимірюють ефективність речовини для знешкодження радикалів, часто надаючи H-форму. .

Серед методів оцінки цікавими є методи порівняння придатності продукту з методом Trolox ® (зокрема, методом TEAC). Дійсно, вони безпосередньо вимірюють реакційну здатність донорної сполуки H •, не досліджуючи продукт розпаду. Лабораторне дослідження методу TEAC показало, що він застосовується у різних розчинниках (диметилсульфоксид, метанол, етанол або фосфатний буфер) незалежно від гідрофільності та гідрофобії. Автоматизований метод ORAC відрізняється від методу TEAC та DPPH [40] в динамічній оцінці антиоксидантної активності за допомогою патологічно активних радикалів. За допомогою диверсифікованих методів оцінки стає можливим, з одного боку, відстежувати розвиток природних речовин, що знаходяться в сировині, що відіграє антиоксидантну роль, і, можливо, розглянути можливість збагачення для досягнення бажаної якісної мети, а з іншого боку, випробовувати як консерванти різні молекули, що використовуються для інших цілей (наприклад, харчовий барвник). За цих умов "антиоксидантний ад'ювант", результат співпраці між технологами та дієтологами, може стати набагато точнішим, одночасно ефективним при меншому ризику.

За відсутності електрохімічного електрода, що забезпечує прямий доступ до рівня та важливості захисту від окислення, різні представлені методи дозволяють, залежно від досліджуваного харчового середовища, проводити оптимальну та цілеспрямовану оцінку антиоксидантного потенціалу. Вони взаємодоповнюють одне одного, без того, щоб один міг стати основним посиланням.