Методи за оценка на антиоксидантния потенциал в медицински и научни храни
Франсоаз Марк 1 *, Андре Давин 2, Лорънс Деглене-Бенбрахим 1, Карин Феран 1, Мишел Баконо 1 и Пиер Фрич 3
1 Лаборатория за анализ и биологична стойност на храните, Университетски отдел на науките в Аген, Университет в Бордо 1, проспект Мишел Серес, 47000 Аген, Франция
2 Лаборатория за химическо инженерство, UMR 5503 CNRS/UPS/INP-ENSIACET, 118, route de Narbonne, 31077 Toulouse Cedex 4, Франция
3 Inserm, UPS Laboratory, EA 2405, CHU Rangueil, University Toulouse III, 31054 Toulouse, Франция
Контролът на окисляването е от съществено значение за управлението на развитието на биологичните системи в тяхната сложност, по-специално в случай на храни, чието разграждане може да има последици за безопасността на храните. Различните методи за оценка на антиоксидантната активност на хранителната добавка са представени след изследване на фона и механизмите на окисляване. Антиоксидантната активност се оценява или чрез изследване на образуваните продукти (по-специално хидропероксиди) чрез повече или по-малко директни фотометрични техники, или чрез измерване на ефективността на съединението при улавяне на свободните радикали. Методите, сравняващи улавянето на добавка с тази на референтен антиоксидант, Trolox ®, са приложими за различни продукти, независимо от хидрофилността или хидрофобността на средата.
Контролът на окислението е необходим за управление на еволюцията на сложната биологична система, особено в храните, чието разграждане може да има последици за продоволствената сигурност. След описание на контекста и механизмите на окисление са представени няколко аналитични метода за оценка на добавъчния антиоксидантен потенциал. Тази оценка се извършва или чрез количествено определяне на продукти (по-специално хидропероксиди), като се използват директни или индиректни фотометрични техники и химично титруване с подходящи реагенти, или относно ефективността на улавянето на свободните радикали с моделирани системи, които могат да ги генерират. Методи, базирани на сравнението на способността за улавяне на радикали между добавка и Trolox (особено Trolox ® еквивалентен антиоксидантен капацитет, TEAC) могат да бъдат приложени към много продукти, независимо от хидрофилността или хидрофобията на средата.
Въпреки очевидната относителна стабилност и грижите за нейното запазване, всички хранителни продукти претърпяват влошаване. Тяхната работа (преработка, опаковане, съхранение и др.) Премахва преработените продукти от първоначалното им състояние. За да се поддържа желаното състояние на храната, могат да се използват определени физически практики (вакуумно готвене, опаковане в модифицирана атмосфера и др.), Но използването на добавки, добавени към препаратите, е лесен и икономичен начин за преодоляване на окислителните промени, основната причиняват разграждане, различно от това на микроорганизмите. Предпочитанието за "естествени" антиоксиданти поставя проблема за тяхната ефективност. С разширяването на търговията с готови ястия, органите на общественото здраве позволяват добавянето на повече добавки в зависимост от видовете храни и добавките. Ако сложността на крайния погълнат фураж бъде пренебрегната, това може да доведе до сериозни токсикологични проблеми поради синергии или странични продукти. Това откритие поставя проблема с оценката на присъствието на добавки според съставките на храната. Използването им във формулировки трябва да носи добавена стойност на храната, без да е в ущърб на човешкото здраве.
С оглед на това се планира преглед на подходящите техники на дозиране, за да се оцени ефективността на антиоксидантите и да се ограничат добавките до дози, които са изключително важни за постигане на целите за съхранение. Това библиографско проучване използва преки или косвени методи, адаптирани или приспособими за оценка на антиоксидантния потенциал на добавките.
Съдържание на вода, стабилност на биологичните продукти и редокс потенциал
Установява се постоянен баланс между влажността на атмосферата и водата, присъстваща в продукта. Разтворимите съединения (соли, захари, алкохоли, хидрофилни групи и др.) Мобилизират водата чрез солватиране. Ако съдържанието на атмосферна вода се увеличи, адсорбцията на вода се получава в последователни слоеве с нарастваща степен на свобода с тяхното разстояние от опората. Aw (съотношението на количествата свободна и обща вода) както в продукта, така и в атмосферата в равновесие са равни за дадена тета температура, следователно:
или: aw (винаги между 0 и 1) = (%) относителна влажност/100.
Реактивността на продукта е свързана с неговата aw. Ако за биологична активност е необходима свободна вода, тя инхибира реакциите на съединения със строг хидрофобен характер (липиди) или реакция на Maillard 1. The Фигура 1 обобщава различните промени, отговорни за разграждането в зависимост от активността на водата aw [1]. Окисляването протича с или без участието на молекулярен кислород; тя се определя като загуба на електрони, антагонистичната печалба, съответстваща на редукцията. Съгласно тази концепция, редокс потенциал (E ° вол/червен) може да бъде присвоен на всяка участваща окислителна/редуцираща двойка, като двойката с висок потенциал може теоретично да окисли тези, които имат по-ниски потенциали. E ° окс/червено на системата се измерва спрямо електрохимичния потенциал на водородния електрод, фиксиран по конвенция при 0,0 волта при pH = 0.
Рискове от разваляне на храните в зависимост от активността на водата. Водната активност (aw) е съотношението на парното налягане на водата в храната към парното налягане на чистата вода при същата температура. Стойността на aw варира от 0 (сух продукт до степен, че цялата вода е свързана с храната и следователно без реактивно качество) до 1 (цялата вода е безплатна). На aw от 1 съответства чиста вода без разтворено вещество, което е трудно достъпно и особено за поддържане (дясна ордината в синьо). Кривата в червено представлява окислителните рискове: когато водата е силно свързана, окисляването е директно; от определена степен на свобода на водата, окислението става ензимно (независимо дали ензимите са ендогенни или екзогенни, произхождат от микроорганизми или от средата). Сивата крива съответства на реакциите на Maillard, не-ензимни, които се противопоставят на междинната влажност на ензимното покафеняване, главно съответстваща на окисляването на полифенолите. Кривите в светло зелено, тъмно зелено и черно отговарят на областта на влияние на бактериологията (съответно плесени, дрожди и бактерии), която е ограничена до наличието на свободна вода (съгласно [1]).
Както по време на съхранението, така и по време на процесите на трансформация, не може да се гарантира поддържането на задоволителен междинен aw (0,2-0,3).
Напомняне за окислителните процеси: последици и контрол
Механизмите на окисление на биологичните ненаситени съединения (мастни киселини, каротеноиди, полифеноли и др.) Често са радикални реакции с молекулярния кислород [2–4] и имат три основни фази.
Фазата на задействане, където се образува първият свободен радикал. Разкъсването на протона се улеснява както от топлина (молекулярно разклащане), така и от радиация или катализатори (метали като Cu, Fe, Co, Mn, Ni ...).