A causa dei diversi tipi di antiossidanti, il meccanismo d'azione degli antiossidanti non è lo stesso; in sintesi, i principali sono i seguenti:
1. ridurre il contenuto di ossigeno nel sistema alimentare attraverso l'effetto riducente degli antiossidanti;
2. interrompere la reazione a catena nel processo di ossidazione e impedire che il processo di ossidazione proceda ulteriormente;
3. distruggere e indebolire l'attività degli enzimi ossidativi, in modo che non possano catalizzare la reazione di ossidazione;
4. è in grado di catalizzare e provocare la reazione di ossidazione del materiale chiuso, come la complessazione può catalizzare la reazione di ossidazione degli ioni metallici. Di seguito viene presentata una breve introduzione al meccanismo degli antiossidanti con gli esempi dell'irrancidimento ossidativo automatico di grassi e oli e dell'imbrunimento ossidativo enzimatico degli alimenti.
Inibizione dell'ossidazione di oli e grassi da parte degli antiossidanti
Quando gli oli e i grassi naturali sono esposti all'aria, subiscono spontaneamente reazioni di ossidazione, generando acidi grassi di bassa qualità , aldeidi, chetoni, ecc. con conseguente cattivo odore acido e deterioramento del gusto, che sono le principali cause del deterioramento di oli e grassi e degli alimenti contenenti olio. L'autossidazione di grassi e oli segue il meccanismo di reazione dei radicali liberi (noti anche come free radical). In primo luogo, le molecole di grasso (espresse come RH) vengono attivate dal calore, dalla luce o da ioni metallici e altri iniziatori di radicali liberi, e quindi decomposte in radicali liberi instabili R- e H-.
In presenza di ossigeno molecolare, il radicale libero reagisce con l'ossigeno per formare un radicale perossido, e questo radicale perossido reagisce con la molecola di grasso per formare idroperossido e il radicale R-, che passa poi attraverso la reazione a catena del radicale R- fino a quando la combinazione di radicali liberi e radicali liberi o di radicali liberi e inattivatori di radicali liberi (indicati con x) produce un composto stabile, e quindi la reazione termina.
Questo processo produce molti composti carbonilici a catena corta, come aldeidi, chetoni e acidi carbossilici, che sono le principali sostanze che producono irrancidimento e cattivo gusto, nonché la presenza di grandi quantità di perossidi, che possono anche produrre risultati negativi nel corpo umano.
Il meccanismo d'azione degli antiossidanti è soprattutto quello di interrompere la trasmissione della reazione a catena; lo schema è il seguente (con AH per gli antiossidanti): il radicale antiossidante A- è inattivo, non può causare la reazione a catena, ma può partecipare ad alcune reazioni di terminazione. Ad esempio: A- A-→AA A- ROO-→ROOA_.
Gli antiossidanti oleoresinici comprendono principalmente il butilidrossianisolo (BHA), il dibutilidrossitoluene (BHT), il gallato di propile (PG), il tert-butilidrochinone (TBHQ), il tocoferolo (vitamina E), ecc. Appartengono tutti agli antiossidanti fenolici, che sono più stabili dopo la formazione di radicali liberi, e la ragione di ciò può essere spiegata come segue: gli elettroni singoletto non appaiati sugli atomi di ossigeno possono agire con la nuvola di elettroni π sull'anello benzenico, il che provoca un effetto di coniugazione. Il risultato di questa coniugazione è che gli elettroni appaiati non sono fissi sull'atomo di ossigeno, ma sono parzialmente distribuiti sull'anello benzenico. In questo modo, l'energia dei radicali liberi si riduce e non innesca più una reazione a catena, garantendo un effetto antiossidante.
Inibizione dell'imbrunimento enzimatico degli alimenti
L'imbrunimento ossidativo enzimatico è una classe di reazioni in cui le fenolossidasi presenti negli alimenti catalizzano l'ossidazione delle sostanze fenoliche per formare chinoni e loro polimeri. Poiché la reazione produce sostanze simili alla melanina, il colore dell'alimento si intensifica, influenzando così l'aspetto e la qualità dell'alimento.
L'imbrunimento enzimatico richiede tre condizioni: fenolo ossidasi, ossigeno e sostanze fenoliche appropriate. Pertanto, l'inibizione dell'imbrunimento enzimatico degli alimenti può essere considerata a partire da queste tre condizioni. Poiché non è possibile rimuovere le sostanze fenoliche dagli alimenti, le principali misure che possono essere utilizzate sono la distruzione e l'inibizione dell'attività della fenolossidasi e l'eliminazione dell'ossigeno. L'aggiunta di quantità adeguate di antiossidanti agli alimenti, consumando l'ossigeno nel sistema alimentare attraverso la riduzione, serve a prevenire l'imbrunimento enzimatico ossidativo degli alimenti.
