ADITIVI ALIMENTARI

Antioxidanţi alimentari

Dr. Ing. Daniel HĂDĂRUGĂ

Antioxidanţi alimentari

Antioxidanţii sunt substanţe care prelungesc durata de păstrare a produselor alimentare, prin protejarea lor faţă de deteriorarea cauzată de oxidare.

Degradarea oxidativă a grăsimilor, uleiurilor comestibile şi produselor alimentare care conţin grăsimi sub influenţa oxigenului din aer este cunoscută sub denumirea de autooxidare sau râncezire. Această degradare are următoarele consecinţe nedorite:- modificarea în sens negativ a proprietătilor senzoriale (gust, miros) ale alimentului, ceea ce îl face impropriu pentru consum;- scăderea valorii nutritive, datorită degradării unor acizi graşi nesaturaţi esenţiali pentru organismul uman şi unor vitamine sensibile la oxidare (A, E, grupul de vitamine B);- formarea unor compuşi cu caracter toxic pentru organismul uman.

Pentru a împiedica sau limita această degradare a alimentelor, există două metode:- îmbunătăţirea condiţiilor de depozitare prin scăderea temperaturii, absenţa luminii, ambalarea alimentului în vid sau în atmosferă de gaz inert.- adăugarea unor compuşi cu caracter antioxidant, care să împiedice oxidarea, în condiţiile în care contacul cu aerul nu poate fi eliminat complet iar o temperatură foarte scăzută poate dăuna calităţii alimentului.

Antioxidanţi alimentari

Oxidarea grăsimilor şi uleiurilorOxidarea compuşilor care conţin trigliceride cu legături nesaturate se poate reprezenta schematic prin următoarea

succesiune de reacţii.

Prima reacţie este reacţia de iniţiere în care se formează radicalii liberi. În această etapă se consideră că rolul cel mai important îl are oxigenul singlet, care reprezintă o formă activată a oxigenului molecular şi care poate reacţiona cu legăturile duble din acizii nesaturaţi. Acest oxigen singlet poate fi generat pe mai multe căi, cea mai importantă fiind reacţia de fotosensibilizare prin intermediul pigmenţilor naturali care se găsesc în alimente. Reacţia de iniţiere are loc prin extracţia unui atom de hidrogen din poziţia α faţă de dubla legătură.

Următoarele două reacţii sunt reacţiile în lanţ (de propagare) în care prin adiţia oxigenului la dubla legătură se formează radicali peroxi (ROO·), iar aceşti radicali la rândul lor extrag un hidrogen de la gruparea metilenică nesaturată cu formare de hidroperoxid (ROOH) şi un nou radical liber. Această secvenţă se repetă în continuare.

Ultimele trei reacţii sunt reacţii de terminare a lanţului, ultima dintre ele fiind cea mai importantă, în care se formează un peroxid (ROOR).

RH R

R + O2

ROO + RH ROOH + R

R R+ RR

R ROO+ ROOR

ROO ROO+ ROOR + O2

ROO

În cazul lipidelor care conţin acid oleic, se formează un amestec de 8-, 9-, 10-, şi 11-hidroperoxizi. De exemplu, formarea 9-hidroperoxidului are loc conform următoarei scheme de reacţii:

CH2 CH CH CH2

11 10 9 8

CH

CH

HC CH2

+ O2CH

CH

HC CH2

O

O

CH

CH

HC CH2

O

OH

+ RH

CH CH CH CH2

O2

Hidroperoxizii, produşii primari de autooxidare ai lipidelor, sunt compuşi instabili care pot suferi o serie de reacţii de degradare şi alte reacţii în urma cărora se formează substanţe cu miros neplăcut. Descompunerea hidroperoxizilor are loc pe măsura formării lor, rezultând o serie de compuşi care se pot descompune mai departe la rândul lor, generând alte specii de radicali liberi. Prima etapă de descompunere a hidroperoxizilor este scindarea legăturii oxigen-oxigen, cu formarea unui radical alcoxi şi a unui radical hidroxi. A doua etapă este scindarea legăturii carbon-carbon, de o parte sau de alta a grupării alcoxi, cu formarea unei aldehide şi a unui ω-oxoacid. Dacă ne referim la exemplul anterior, de descompunere a acidului oleic şi considerăm scindarea legăturii între atomii de carbon 9 şi 10, vom obţine nonanal şi acid 9-oxo-nonanoic.

CH

CH

HC CH2

O

OH

CH

CH

HC CH2

O

HO+

CH

CH

HC CH2

O

CH

CH + O CH CH2

oxoacid

CH

CH HO+ CH

CH

OH CH2 CH O

aldehidă

*** Food Chemistry, H.-D. Belitz, W. Grosch, P. Schieberle (Eds.), 4th ed., Springer-Verlag, Berlin, 2009

Perioada de inducţie şi viteza relativă de oxidare pentru acizii graşi la 25ºC

*** Food Chemistry, H.-D. Belitz, W. Grosch, P. Schieberle (Eds.), 4th ed., Springer-Verlag, Berlin, 2009

Energia necesară pentru scindarea unui atom de H

Influenţa ionilor metalici asupra reacţiilor radicalice

Compuşi volatili formaţi la autooxidarea acizilor graşi nesaturaţi (µg/g)

Mecanismul de obţinere a oxo-acizilor în procesele de oxidare a acizilor graşi nesaturaţi

Mecanismul de obţinere a malon-dialdehidei în procesele de oxidare a acizilor graşi nesaturaţi

Activitatea antioxidantă

Aldehidele saturate care se formează în timpul autooxidării pot suferi mai departe reacţii de oxidare, condensare sau polimerizare. Pe lângă exemplele arătate, există şi o serie de alte reacţii care se pot produce în timpul procesului de autooxidare, rezultând o mare varietate de produşi de oxidare dintre care mulţi sunt toxici pentru organism.

Principalii factori care influenţează viteza de oxidare a lipidelor în alimente sunt:- Compoziţia în acizi graşi a lipidelor respective. Numărul, poziţia şi geometria legăturilor duble

influenţează viteza de oxidare, astfel încât cele cu mai multe duble legături se oxidează cu viteză mai mare, izomerii cis se oxidează mai uşor decât izomerii trans, iar dublele legături conjugate sunt mai reactive decât cele neconjugate.

- Existenţa acizilor graşi liberi. Aceştia se oxidează mai uşor decât acizii graşi din compoziţia triacilgliceridelor.

- Concentraţia oxigenului. Dacă aportul de oxigen este nelimitat, viteza de oxidare este independentă de presiunea de oxigen, însă la presiuni de oxigen scăzute viteza de oxidare este proporţională cu presiunea parţială a oxigenului.

- Temperatura. Viteza de oxidare creşte cu creşterea temperaturii.- Suprafaţa de contact. Viteza de oxidare va fi cu atât mai mare cu cât suprafaţa de contact cu aerul

este mai mare.- Umiditatea produsului alimentar. Această dependenţă este mai complexă, în sensul că la umiditate

scăzută (activitatea apei < 0,1) oxidarea este rapidă, la valori mai mari viteza de oxidare scade (fiind minimă la activitatea apei de aproximativ 0,3), iar la umiditate ridicată (activitate peste 0,55) creşte din nou. Scăderea vitezei de oxidare într-un anumit interval de umiditate se poate explica prin reducerea activităţii catalitice a metalelor prezente, promovarea reacţiilor tip Maillard şi îngreunarea accesului oxigenului la lipidele din aliment.

- Existenţa în aliment a unor compuşi cu rol de catalizator al reacţiilor de oxidare. Asemenea compuşi pot fi anumite metale bi- sau trivalente (Fe, Cu, Ni, Co, Mn), care fie accelerează descompunerea hidroperoxizilor, fie activează oxigenul molecular la oxigen singlet.

Clasificarea şi modul de acţiune al antioxidanţilor

ROO · + AH ROOH + A ·ROO · + A · ROOA

Clasificarea antioxidanţilor se poate face după funcţia lor principală şi natura lor. După funcţia lor principală, avem:Antioxidanţi primari (sau propriu-zişi). Din această categorie fac parte acidul ascorbic şi derivaţii săi, tocoferolii, esterii acidului galic, acidul erisorbic şi sarea sa de Na, butilhidroxianisolul şi butilhidroxitoluenul. În unele ţări se utilizează şi alţi compuşi ca trihidroxibutirofenona sau terţ-butilhidrochinona.Antioxidanţi secundari (sau substanţe cu acţiune antioxidantă dar care au şi alte funcţii). În această categorie se încadrează bioxidul de sulf şi sulfiţii, dar şi lecitina.În afară de compuşii menţionaţi mai există şi o serie de substanţe care pot întări acţiunea antioxidanţilor primari. Asemenea compuşi, de exemplu acidul lactic şi lactaţii, acidul citric şi citraţii, acidul tartic şi tartraţii, etc., au fie acţiune sinergetică fie de complexare a metalelor care catalizează reacţiile de autooxidare.În funcţie de natura lor, antioxidanţii pot fi naturali sau sintetici, Din categoria antioxidanţilor naturali fac parte tocoferolii, dar şi o serie de compuşi cu structuri diferite care se găsesc în plante (de exemplu flavone) şi a căror posibilă utilizare ca antioxidanţi alimentari este tot mai intens studiată. Majoritatea antioxidanţilor comerciali utilizaţi la ora actuală sunt încă obţinuţi prin sinteză chimică.Deoarece autooxidarea lipidelor are loc prin mecanism radicalic, lanţul de reacţii poate fi întrerupt în prezenţa unor substanţe care pot capta radicalii pentru a forma compuşi inerţi. Cea mai importantă clasă de antioxidanţi sintetici acţionează prin întreruperea lanţului de reacţii de oxidare. Fenolii substituiţi fac parte din această categorie, ei reacţionând cu radicalii liberi peroxidici prin cedarea unui hidrogen de la gruparea OH fenolică:

Radicalul liber al antioxidantului este stabilizat datorită structurii moleculei respective, în general gruparea OH a antioxidantului fiind vecină cu una sau mai multe grupări voluminoase (terţ-butil). O altă posibilitate de stabilizare a radicalului este prin mezoizomerie. Aceşti radicali pot reacţiona fie cu radicali peroxidici fie între ei, formându-se compuşi care nu mai au caracter radicalic:

După epuizarea antioxidantului în aceste reacţii procesul de autooxidare reîncepe din nou, cu viteză mare. Pentru a prelungi durata de acţiune a antioxidanţilor, se pot utiliza agenţi reducători (de exemplu conţinând o grupare tiolică –SH), capabili de a regenera antioxidantul prin cedarea unui hidrogen. Trebuie remarcat şi faptul că utilizarea a doi antioxidanţi poate avea efect favorabil datorită efectului sinergetic care apare, raportul lor optim fiind stabilit pentru fiecare caz în parte. De asemenea este important faptul că antioxidanţii sunt eficienţi doar într-un anumit domeniu de concentraţie, la concentraţii mai mari putând avea chiar efect prooxidant.Un alt mecanism posibil prin care acţionează antioxidanţii este capturarea oxigenului, care nu mai ajunge să oxideze substratul lipidic. Un exemplu de astfel de antioxidant este ascorbil palmitatul.În sfârşit, un al treilea mecanism posibil de acţiune al antioxidanţilor este inhibarea unor enzime oxidative ca polifenol oxidaza sau lipoxigenaza, în acest mod fiind împiedicată desfăşurarea reacţiilor de oxidare catalizate de aceste enzime.Substanţele sinergetice utilizate împreună cu antioxidanţii au rolul de a complexa ionii metalici care pot iniţia autooxidarea.

ROO + A OH + A OROOH

Butilhidroxitoluenul (BHT, E 321)

Butilhidroxitoluenul a fost aprobat pentru utilizare ca antioxidant alimentar de către FDA (Administraţia pentru Alimente şi Medicamente) în Statele Unite în anul 1954.Din punct de vedere chimic este 2,6-di-terţ-butil-4-metil-fenol (sau 2,6-di-terţ-butil-p-crezol). Se obţine prin alchilarea p-crezolului cu izobutenă.

Se prezintă sub forma unei pulberi de culoare albă, insolubilă în apă, dar solubilă în alcool etilic, uleiuri şi grăsimi. Caracterul său antioxidant de manifestă prin întreruperea lanţului catalitic al autooxidării ca urmare a combinării cu radicalii peroxi, fiind aşadar un antioxidant primar. Prin donarea unui atom de hidrogen, butilhidroxitoluenul formează un hidroperoxid şi un radical liber al antioxidantului, stabilizat de grupările alchil voluminoase din vecinătatea atomului de carbon de care este legată gruparea OH. Acest radical liber reacţionează cu un al doilea radical peroxi formând un compus neradicalic, aşadar antioxidantul consumă de fapt doi radicali liberi peroxi (a se vedea schema generală de la modul de acţiune al antioxidanţilor).Butilhidroxitoluenul este utilizat pentru protecţia antioxidantă a alimentelor care conţin grăsimi şi uleiuri, dar şi la impregnarea ambalajelor destinate unor produse care conţin grăsimi. Se utilizează de asemenea pentru produse cosmetice, produse farmaceutice, dar şi produse chimice: mase plastice, elastomeri, produse petroliere, solvenţi (se adaugă la tetrahidrofuran şi eter etilic pentru a inhiba formarea peroxizilor care pot duce la explozii). În ce priveşte posibilele efecte dăunătoare pentru sănătate ale butilhidroxitoluenului, au existat şi există multe controverse. Studiile efectuate pe animale au arătat un posibil efect cancerigen, în timp ce la oameni nu s-a pus în evidenţă un asemenea efect, deşi produsul este utilizat de peste 50 de ani ca aditiv alimentar. Cu toate acestea, el a fost interzis într-o serie de ţari ca Japonia sau Suedia, iar în Statele Unite s-a interzis folosirea sa în alimentele pentru copii. Există şi dovezi că anumite persoane au dificultăţi în ce priveşte metabolizarea BHT. Pe de altă parte, produsul are efect antiviral şi antimicrobial, fiind studiat inclusiv pentru combaterea SIDA.

OH

CH3

C CCH3

CH3

CH3CH3

H3C

H3C

OH

CH3

+ C CH3

CH3

H2C2

p-crezol 2,6-di-tert-butil-4-metil-fenol

cat.

Mecanismul de acţiune antioxidată al BHT

Butilhidroxianisolul (BHA, E 320)Butilhidroxianisolul se utilizează ca antioxidant din 1947 şi este din punct de vedere chimic un amestec de doi izomeri, 2- şi respectiv 3-terţ-butil-4-hidroxianisol. Se obţine prin reacţia dintre 4-metoxifenol şi izobutenă.Acţiunea sa antioxidantă este similară cu cea a butilhidroxitoluenului, în sensul că are proprietatea de a capta radicalii liberi, radicalul liber al antioxidantului care se formează fiind stabilizat prin efect de conjugare cu sistemul aromatic.

Se prezintă sub forma unui solid cristalin de culoare albă, cu aspect ceros. Este solubil în alcool în raport 1:4, în propilenglicol (raport 1:1), dar şi în grăsimi şi uleiuri. BHA este unul dintre cei mai utilizaţi antioxidanţi pentru uleiuri şi grăsimi, dar şi în maioneze, în mod frecvent asociat cu alţi antioxidanţi ca propil-galat şi BHT. Se mai utilizează pentru produse din cereale, cartofi, produse de panificaţie, alune, diferite băuturi. Are avantajul că nu modifică aroma produselor şi nu sedescompune la temperaturile la care se face procesarea termică a produselor în care se încorporează.În ce priveşte posibilele efecte asupra sănătăţii consumatorilor, au existat aceleaşi controverse ca şi în cazul BHT, după unele studii considerîndu-se că a avut efect cancerigen asupra animalelor de experienţă. În cazul oamenilor nu a fost demonstrat un asemenea efect. Studii mai aprofundate au avut de fiecare dată drept consecinţă prelungirea în continuarea a autorizării de folosire ca aditiv. Doza zilnică maximă admisibilă este de maximum 0,5 mg/kg corp.

OH

OCH3

CCH3

CH3

CH3OH

OCH3

+ C CH3

CH3

H2C

4-metoxifenol 2-tert-butil-4-hidroxi-anisol

cat.

Terţ-butilhidrochinona (E 319)

Este un derivat al hidrochinonei, substituit în poziţia 2 cu un radical terţ-butil. Face parte aşadar tot din categoria fenolilor substituiţi care acţionează ca antioxidanţi prin blocarea radicalilor liberi, concurând în calitate de donor de hidrogen cu substanţa organică ce trebuie protejată. Se sintetizează prin alchilarea catalitică a hidrochinonei cu alcool terţ-butilic sau cu izobutenă.Se prezintă sub forma unei pulberi cristaline de culoare albă, insolubilă în apă dar solubilă în alcool.Este un antioxidant foarte eficace pentru protejarea uleiurilor vegetale nesaturate şi a grăsimilor animale comestibile. Are avantajul că nu se colorează nici în prezenţa fierului şi nu schimbă mirosul sau aroma produsului la care este adăugat. Se poate folosi combinat cu BHT sau BHA. Se utilizează ca aditiv pentru o gamă largă de alimente, cea mai mare doză, de 1000 mg/kg, fiind permisă a fi adăugată la peştele congelat şi produsele pe bază de peşte. Se utilizează pe scară largă şi ca antioxidant industrial, cât şi în parfumerie ca fixativ, pentru a reduce viteza de evaporare şi a creşte stabilitatea.În ce priveşte aspectele toxicologice, la fel ca ceilalţi antioxidanţi fenolici şi TBHQ a fost suspectat că în doze mari şi la expunere îndelungată poate avea efect cancerigen. Asemenea presupuneri nu au fost însă demonstrate cu certitudine, iar alte studii au arătat chiar un efect contrar, de protecţie împotriva îmbolnăvirilor de acest tip, ţinând cont de faptul că îmbolnăvirile canceroase sunt în legătură cu radicalii liberi din organism.Doza zilnică admisibilă este de 0-0,2 mg/kg corp.

OH

OH

CCH3

CH3

CH3OH

OH

+ C CH3

CH3

H2C

hidrochinonă 2-tert-butil-hidrochinonă

cat.

Galatul de propil (E 310)

Este din punct de vedere chimic 3,4,5-trihidroxibenzoat de propil, deci un ester al acidului galic. În consecinţă, se obţine prin esterificarea acidului galic cu n-propanol.

Se prezintă ca un solid cristalin de culoare albă, cu aspect cremos şi gust slab amar. Are solubilitate în apă redusă (1:300), solubilitate mai bună în alcool etilic (1:3,5) şi se dizolvă bine in grăsimi.Acţiunea de protecţie antioxidantă a propil-galatului se aseamănă cu cea a superoxid dismutazei. Acţiunea sa este mai puternică dacă este asociat cu alte substanţe antioxidante ca BHT, BHA sau acid citric. Printre produsele alimentare în care este permisă folosirea galatului de propil se numără, pe lângă uleiuri şi grăsimi, margarină, budinci, iaurturi cu fructe şi alte produse lactate, supe concentrate, băuturi energizante, produse din cacao şi ciocolată, alune şi alte produse similare, gume de mestecat. Pe lângă alimente, se mai foloseşte şi în cosmetice, produse pentru îngrijirea părului, adezivi sau lubrifianţi.Datele existente indică faptul că galatul de propil este hidrolizat în organism, iar cea mai mare parte a acidului galic este metabolizată în acid 4-metoxi-galic. Atât acidul galic cât şi acest derivat sunt eliminaţi prin urină. Studiile de lungă durată, efectuate pe şobolani, nu au demonstrat efecte toxice semnificative la o doză de până la 100 mg/kg corp/zi. Poate provoca iritarea pielii sau a mucoasei stomacale. Se consideră că în cazul utilizării ca aditiv alimentar, doza zilnică admisibilă este de până la 0,2 mg/kg corp necondiţionat şi 0,5 mg/kg corp condiţionat. Totuşi folosirea galaţilor nu este permisă în alimentele pentru copii deoarece pot cauza o afecţiune sanguină numită methemoglobinemie.În afară de galatul de propil, următorii esteri ai acidului galic sunt de asemenea admişi pentru utilizare ca aditivi alimentari: galatul de octil (E 311) şi galatul de dodecil (sau galatul de lauril, E 312). Se aseamănă ca proprietăţi şi utilizări cu galatul de propil, fiind solide de culoare albă cu aspect cremos, insolubile în apă, solubile în alcool etilic precum şi în uleiuri şi grăsimi. Au eficacitate mai mare dacă sunt asociate cu acid citric.

COOH

HO

OH

OH

+ H3C CH2 CH2OH

C

HO

OH

OH

O O CH2 CH2 CH3

acid galic galat de propil

+ H2O

Tocoferolii (vitamina E)

Cunoscuţi şi ca vitamina E, ei reprezintă din punct de vedere chimic derivaţi de croman metilat şi hidroxilat. Vitamina E naturală a fost descoperită în 1922, a fost izolată din germeni de grâu în 1936, iar structura sa a fost determinată în 1938. Ea există în 8 forme, din care 4 sunt tocoferoli şi 4 tocotrienoli. Tocoferolii (α, β, γ şi δ) conţin o catenă laterală saturată derivată de la fitol şi diferă prin numărul sau poziţia substituenţilor metil de la nucleul cromanolic. Structura lor de bază se numeşte tocol, fiind de fapt 2-metil-2-(4’,8’,12’-trimetiltridecil)-croman-6-ol (R1 = R2 = R3 = H). α-Tocoferolul este 5,7,8-trimetil-tocol (R1 = R2 = R3 = CH3).

Tocotrienolii (α, β, γ şi δ) diferă de tocoferoli prin faptul că în catena laterală au trei duble legături.Ca antioxidanţi de sinteză, se folosesc trei tocoferoli: α-tocoferolul (E 307), γ-tocoferolul (E 308) şi δ-tocoferolul (E 309). Structurile acestor compuşi sunt:

O

cromanol

O

CH3

HO

H3C

CH3

CH3

CH3

CH3 CH3 CH3

α−tocoferol

O

HO

H3C

CH3

CH3

CH3

CH3 CH3 CH3

O

CH3

HO

CH3

CH3

CH3

CH3 CH3 CH3

γ−tocoferol

δ−tocoferol

CH3

CH3 CH3 CH3

HO

fitol

HO

Gruparea hidroxilică a tocoferolilor este capabilă să doneze un atom de hidrogen pentru a reduce în acest fel radicalii liberi, în timp ce catena laterală hidrofobă favorizează trecerea prin membranele biologice. Activitatea biologică a celor trei forme este puţin diferită. Formele naturale sunt compuşi chirali, în timp ce compuşii de sinteză reprezintă amestecuri racemice. Tocoferolii se găsesc în cantităţi destul de mari în uleiurile naturale provenite din seminţe (de floarea soarelui, soia, germeni de porumb, etc.). α-Tocoferolul reprezintă principalul compus cu rol de antioxidant care există în organismul uman, care trebuie asigurat prin hrana zilnică din surse vegetale, întrucât organismele animale nu pot sintetiza tocoferoli. Necesarul zilnic de vitamină E pentru o persoană adultă este de 15 mg, ceea ce se asigură prin alimentele consumate în mod normal. Producţia anuală de vitamină E în lume este de peste 20.000 tone, din care 90% reprezintă vitamina E sintetică (în special α-tocoferol). Din acesta, aproximativ un sfert este utilizată în alimentaţia umană, iar restul ca supliment în hrana animalelor. Problema principală este stabilizarea tocoferolilor până în momentul utilizării. Aceasta se face in general prin transformarea în acetat (eventual succinat), iar acetatul este hidrolizat în tractul digestiv, eliberându-se α-tocoferolul în forma activă ca antioxidant.Tocoferolii folosiţi ca antioxidanţi se pot prezenta sub două forme:- lichide relativ vâscoase, limpezi, aproape incolore. Sunt insolubili practic în apă, dar miscibili cu alcool etilic. La aer şi lumină se oxidează şi se închid la culoare.- concentrate, care se prezintă sub forma unor lichide vâscoase de culoare brun-roşcată, cu conţinut de cel puţin 34% tocoferoli totali, din care minimum 50% trebuie să fie α-tocoferol.Utilizarea α-tocoferolului ca aditiv este permisă într-un număr mare de produse alimentare, ca de exemplu grăsimi şi uleiuri comestibile, margarine (până la 500 mg/kg), maioneze (până la 240 mg/kg), alimente pentru copii, etc. Se mai utilizează în cantităţi mari în produse cosmetice, în special creme şi loţiuni. În asemenea scopuri se utilizează şi nicotinat şi linoleat de tocoferol. Doza zilnică admisibilă este de 0,15 - 2 mg/kg corp pentru α-tocoferolul sintetic şi 0-2 mg/kg corp pentru concentratul de amestec de tocoferoli.Suplimentele de vitamină E comercializate pe scara largă conţin în general α-tocoferol de origine naturală (deci optic activ), separat prin fracţionare din amestecul de tocoferoli naturali şi transformat în ester acetic. Deficienţa în vitamină E creează o serie de probleme de sănătate. Au fost publicate însă şi studii din care reieşea că excesul de vitamină E duce la creşterea riscului de mortalitate, dar alte studii au infirmat o asemenea concluzie. Vitamina E s-a dovedit eficientă în prevenirea bolilor de inimă, prin limitarea oxidării colesterolului, deşi nu există nici în acestă privinţă o unanimitate de opinii. Referitor la rolul său în combaterea altor maladii cum ar fi cancerul nu s-a putut demonstra nici un fel de efect pozitiv.

Acidul L-ascorbic (vitamina C, E 300)A fost descoperit în 1920, iar în 1937 Walter Haworth a primit Premiul Nobel pentru chimie pentru determinarea structurii acestui compus. Denumirea chimică, conform nomenclaturii IUPAC este (R)-3,4-dihidroxi-5-((S)-1,2-dihidroxietil)furan-2(5H)-onă. Se observă că această structură conţine doi atomi de carbon chirali, vitamina C naturală fiind enatiomerul L. Vitamina C este sintetizată în plante, organisme monocelulare şi o parte din animale, însă primatele (dar şi alte animale) cât şi oamenii şi-au pierdut abilitatea de a o sintetiza şi trebuie să o procure prin alimentaţie. Deficienţa de vitamină C provoacă o boală numită scorbut.

Acidul ascorbic se prezintă sub formă de cristale incolore aciculare, dar şi ca pulbere albă cristalină. Produsul anhidru este stabil în contact cu aerul, însă în prezenţă de umiditate se oxidează la aer şi lumină suferind şi o inchidere a culorii spre galben-brun. Este solubil în apă (în raport 1:3), alcool absolut (în raport 1:50) şi glicerină (raport 1:100).

Acţiunea antioxidantă a acidului ascorbic se bazează pe reacţia cu radicalii liberi de tip hidroxi sau alţi radicali având un număr impar de electroni la un atom de oxigen, cu formare de acid monodehidroascorbic şi apoi acid dehidroascorbic. Aceste forme oxidate sunt relativ stabile şi nu sunt toxice pentru celule.

Alături de acidul ascorbic, este admisă utilizarea ca antioxidanţi şi a sărurilor sale, ascorbatul de sodiu (E 301), ascorbatul de calciu (E 302) şi ascorbatul de potasiu (E 303). Deazavantajul tuturor acestor compuşi este că sunt solubili în apă şi nu pot fi utilizaţi pentru protecţia antioxidantă a grăsimilor. În acest scop se utilizează esterii acidului ascorbic cu acizii graşi, ascorbil palmitatul şi ascorbil stearatul, care de asemenea sunt pe lista antioxidanţilor alimentari a căror utilizare este permisă (E 304).Folosirea acidului ascorbic ca antioxidant este permisă într-un mare numar de alimente ca: sucuri de fructe şi sucuri concentrate, gemuri, marmelade, maioneză, alimente pentru copii, produse pe bază de carne, conserve de peşte, măsline, etc. Studiile toxicologice au arătat că administrarea de acid ascorbic, chiar în cantităţi mari, nu are efect dăunător asupra sănătăţii. Se estimează că doza zilnică admisibilă pentru om este de până la 15 mg/kg corp (dar nu există restricţii impuse în acest sens). Printr-o alimentaţie normală, se introduc zilnic în organism între 30-100 mg acid ascorbic, considerându-se că necesarul zilnic este cuprins între 30-75 mg. În acelaşi timp, administrarea zilnică de cantităţi mari de vitamină C în scop terapeutic nu s-a dovedit eficientă.

O O

OHHO

HO

HHO

acid ascorbic

Sinteza industrială a acidului ascorbic porneşte de la D-sorbitol (obţinut la rândul său din D-glucoză), care se oxidează fermentativ la L-sorboză, o monozaharidă care este oxidată la acid 2-ceto-L-gulonic (după protejarea grupelor OH prin acetalizare). Esterul metilic al acestui acid se tratează cu metoxid de sodiu cu formarea unui enol, care în prezenţă de acid clorhidric se lactonizează obţinându-se acidul ascorbic. Printr-o serie de îmbunăţăţiri aduse procesului industrial, s-a reuşit ca la ora actuală randamentul de acid ascorbic să fie de aproximativ 60% faţă de glucoză, comparativ cu 10-15% cât era înainte. 80% din producţia mondială de acid ascorbic este realizată în China