【Пищевые антиоксиданты серии 3】 Классический липидно-растворимый антиоксидант | Токоферолы (витамин E)

В антиоксидантной системе пищевой промышленности токоферолы (витамин E) являются классическими и широко используемыми липидно-растворимыми антиоксидантами [1]. Как незаменимое питательное вещество для человеческого организма, токоферолы обеспечивают двойное преимущество — сохранение пищи и улучшение питательных веществ, делая их важным природным антиоксидантом с практической и функциональной пользой. Они высоко ценятся и широко используются в пищевой промышленности.

Токоферолы широко распространены в природе. Растительные масла, такие как зародышевые масла, соевое и кукурузное масло, являются основными природными источниками, а овощи, такие как рапс, капуста и различные орехи, также содержат значительное количество токоферолов.

 

Токоферолы (витамин E)

Токоферолы, обычно известные как витамин E, относятся к группе липидно-растворимых фенольных соединений, а не к одному веществу [2]. Естественные токоферолы существуют в d-форме (естественный стереоизомер) и в основном включают восемь основных форм: α-, β-, γ- и δ-токоферолы, а также α-, β-, γ- и δ-токотриенолы [6].

Среди этих форм α-токоферол является самой широко распространённой и распространённой формой в природе, демонстрируя наивысшую биологическую активность и антиоксидантную способность. Это также самая важная и широко применяемая форма токоферола в пищевой промышленности.

 

 

Источник изображения: Официальный аккаунт WeChat «Silicon Carbon Mouse Personal Care Industry Circle»

 

Методы производства токоферолов

Производство токоферолов в основном включает два подхода:

1. Естественная экстракция:
   Натуральные токоферолы извлекаются из сырья, таких как побочные продукты рафинирования растительного масла и зародыши пшеницы, с помощью процессов, включая экстракцию растворителями, молекулярную дистилляцию и очистку [9]. Натуральные токоферолы лучше соответствуют растущему спросу на «натуральные» ингредиенты в пищевой промышленности.

2. Синтетическое производство:
   Синтетические токоферолы производятся методом химического синтеза с использованием сырья на основе нефтехимии. Наиболее распространённой формой является dl-α-токоферол [9], который обеспечивает высокую экономическую эффективность, стабильную антиоксидантную эффективность и широкое применение в различных пищевых продуктах.

В зависимости от методов обработки и модификации токоферолы также могут превращаться в различные эстерифицированные производные, такие как токоферолацетат, токоферол сукцинат и токоферол никотинат [12]. Эти производные обеспечивают преимущества в плане стабильности и растворимости, что дополнительно расширяет потенциал применения токоферолов в различных областях.

 

Основные свойства

1. Физические свойства:
Чистый токоферол выглядит как бледно-жёлтая или оранжево-жёлтая маслянистая жидкость. Он нерастворим в воде, но легко растворим в жирах, этаноле, ацетоне и других органических растворителях. Без заметного запаха токоферол не влияет существенно на исходный вкусовой профиль пищевых продуктов после включения [8].

 

2. Антиоксидантный механизм:
Как липидно-растворимый антиоксидант, токоферол обладает липофильной и гидрофобной структурой, что позволяет ему проникать в липидную фазу пищевых систем. Пожертвовав атомы водорода, токоферол захватывает и нейтрализует липидные свободные радикалы, прерывает окисляющие цепные реакции [4] и тем самым защищает масла и пищевые продукты от окислительного разрушения.

 

3. Ключевые преимущества:
Токоферол обладает хорошей устойчивостью к жаре и кислотным условиям. При обычных условиях обработки пищи, таких как температура приготовления и выпечки (100–180°C), он может сохранять большую часть своей антиоксидантной активности. Помимо антиоксидантной защиты, токоферол также обеспечивает питательные свойства, помогая повысить питательную ценность продуктов и продлить срок годности, что делает его подходящим для разработки функциональных и ориентированных на питательные продукты.

 

4. Стабильность:
Токоферол относительно нестабилен в щелочных условиях и может реагировать с щелочными веществами, что приводит к снижению активности [5]. Он чувствителен к кислороду и ультрафиолетовому излучению и может подвергаться окислению и деградации при воздействии света или в условиях высокого содержания кислорода; поэтому требуются соответствующие меры защиты. Токоферол не проявляет значительных цветовых реакций с ионами металлов [7] и не оказывает негативного влияния на внешний вид пищи.

 

5. Другие функции:
Помимо антиоксидантной роли в пищевых продуктах, токоферол способствует поддержанию репродуктивного здоровья и поддержанию иммунной функции человеческого организма. Его производные также обладают такими свойствами, как увлажняющее действие, противовоспалительная активность [3] и подавление активности тирозиназы. Благодаря этим многофункциональным преимуществам токофероллы и их производные широко используются в косметике, диетических добавках и товарах, связанных с здоровьем.

 

Широко признано и одобрено во всём мире

Благодаря своей двойной роли как пищевой добавки и ингредиента для обогащения питательных веществ, токоферол получил официальное признание по всему миру. Его применение охватывает широкий спектр категорий продуктов:

• Китай:
  Токоферол одобрен как натуральный антиоксидант и средство для обогащения питательных веществ. Область применения и лимиты его применения регулируются в соответствии с Национальным стандартом безопасности пищевых продуктов GB 2760-2024 — Стандартами использования пищевых добавок и Национальным стандартом безопасности пищевых продуктов GB 14880-2012 — Стандартом использования питательных веществ, обогащающих вещества в пищевых продуктах. Он также включён в Инвентаризацию существующих косметических ингредиентов в Китае (издание 2021 года).

 

• Европейский союз:
  ЕС признаёт антиоксидантные и питательные свойства токоферолов и разрешает их использование в таких продуктах, как съедобные масла, молочные продукты и выпечка. Установлены чёткие стандарты качества как для натурально экстракционных, так и для синтетических токоферолов.

 

• Соединённые Штаты:
  Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) классифицирует токоферолы как общепризнанные как безопасные (GRAS) вещества. Их можно использовать как антиоксиданты для сохранения пищевых продуктов и как ингредиенты для обогащения питательных веществ в различных питательных продуктах, без чрезмерно строгих ограничений по использованию.

 

• Япония:
  Токоферолы разрешены для использования в продуктах, таких как съедобные масла, морепродукты и молочные продукты. Их применение в функциональных продуктах питания и натуральных консервационных растворах поощряется, что подчёркивает их двойную ценность как для улучшения питательных веществ, так и для защиты пищевых продуктов.

 

Профиль безопасности

Токоферол — это незаменимый липидно-растворимый витамин, необходимый организму человека. Благодаря обширным токсикологическим исследованиям и долгосрочным исследованиям потребления токоферол продемонстрировал отличный профиль безопасности. При нормальном потреблении он не проявляет острой токсичности, хронической токсичности, канцерогенности, тератогенности или мутагенности [11]. Кроме того, он может естественным образом метаболизироваться и выводиться человеческим организмом.

 

Ссылка на питание:
В качестве ингредиента для обогащения питательных веществ Китай устанавливает, что минимальное суточное потребление витамина E (рассчитано в α-токофероле α-TE) составляет 5 мг α-TE, при максимальном суточном потреблении 150 мг α-TE. Чрезмерное потребление (300–600 мг и более в день) может вызывать дискомфорт, такой как хейлит, тошнота и головокружение. Поэтому уровень использования в пищевых продуктах должен строго соответствовать нормативным нормам.

 

Применения и ограничения использования

В соответствии с требованиями Национального стандарта безопасности пищевых продуктов GB 2760-2024 — Стандартов использования пищевых добавок, область применения и пределы применения токоферолов следующие:

 

 

 Меры предосторожности

1. Совместимость:
Токоферол не следует использовать вместе с щелочными веществами (такими как бикарбонат натрия и карбонат натрия), так как могут возникнуть реакции и снизить его антиоксидантную активность. Его можно сочетать с натуральными антиоксидантами, такими как экстракт розмарина и полифенолами чая, чтобы добиться повышенной антиоксидантной эффективности при снижении необходимого количества одного антиоксиданта.

 

2. Условия хранения:
Токоферол следует хранить в герметичных контейнерах в светозащищенных, кислородоизолированных и низкотемпературных условиях (рекомендуемая температура хранения ≤25°C). Для содействия сохранению можно добавить небольшое количество антиоксидантов. Следует избегать воздействия прямого солнечного света, высоких температур или сред с высоким содержанием кислорода, так как эти условия могут ускорять окисление и снижать антиоксидантную активность.

 

3. Контроль использования: Уровень употребления токоферола должен строго соответствовать нормативным нормам. Чрезмерное добавление может не только вызвать дискомфорт после употребления, но и привести к появлению неправильного вкуса, вызванного окислением токоферола, что влияет на вкус и качество пищи. Для продуктов с мягким вкусом дозировка должна быть правильно скорректирована.

 

4. Метод растворения:
Как липидно-растворимое соединение, токоферол можно напрямую добавлять в масляную фазу пищевых ингредиентов и равномерно смешивать. Для применения в водных пищевых системах токоферол сначала эмульгируется с помощью эмульгаторов (например, глицерил моностеарат) перед добавлением, чтобы обеспечить равномерное распределение.

 

5. Избегайте контакта с ионами металлов:
Ионы металлов, такие как железо и медь, могут ускорять окисляющее разложение токоферола и снижать его антиоксидантную эффективность. Во время обработки следует избегать оборудования или контейнеров с ионами металлов, либо добавлять хелатные агенты, такие как лимонная кислота и ЭДТА, для удаления ионов металлов [10].

 

6. Совместимость обработки:
Во время обработки жареных продуктов (при температуре ≥200°C) активность токоферола значительно снижается, и он непригоден для использования в качестве единственного антиоксиданта при высоких температурах жарки. Его можно сочетать с термостойкими антиоксидантами и использовать в низких количествах для дополнительного сохранения.

 

Токоферол — классический антиоксидант в пищевой промышленности, который сочетает в себе как «сохранение, так и питание». Благодаря широкой натуральной доступности и отличному профилю безопасности, токоферол эффективно задерживает окисление и прогоркание липид, продлевает срок хранения продуктов и обеспечивает необходимые добавки витамина E, удовлетворяя спрос потребителей на более здоровые и питательные продукты.