В современных системах хранения пищевых продуктов для богатых жирами комбинирование синтетических антиоксидантов широко используется для повышения окислительной стабильности и продления срока хранения. Бутилированный гидроксианизол (BHA) и бутилированный гидрокситолуол (BHT) — классическая комбинация. Благодаря своим дополняющим свойствам они работают синергетически для защиты жиров и масел от окисления и давно широко используются в пищевой промышленности.

 

I. Бутилированный гидроксианизол (BHA) и бутилированный гидрокситолуол (BHT)

Бутилированный гидроксианизол (BHA), также известный как трет-бутил-4-гидроксианизол, представляет собой смесь двух компонентов: 3-BHA и 2-BHA [2]. В промышленности p-гидроксианизол используется в качестве основного исходного материала, а третбутиловая группа вводится в бензоловое кольцо посредством реакции трет-бутилирования. Кислотно-катализируемый синтез является основным производственным процессом, а также разработаны более экологичные модифицированные процессы, такие как фазопереносный катализ и твердокислотный катализ [9].

Источник изображения: ChemSpider

 

Бутилированный гидрокситолуол (BHT), также известный как 2,6-ди-терт-бутил-p-крезол, также является синтетическим феноловым маслорастворимым антиоксидантом. В промышленности BHT производится с использованием p-крезоля в качестве исходного материала, а алкилирующими агентами — изобутилен, трет-бутанол (TBA) или метил-трет-бутиловый эфир (MTBE). Под действием кислотного катализатора он синтезируется через алкилированную реакцию Фриделя–Крафтса [5].

Источник изображения: ChemSpider

 

II. Основные свойства

1. Физические свойства

BHA: Белый кристаллический твёрдый или кристаллический порошок с лёгким характерным запахом [4]. Температура плавления 48–63°C и температура кипения 265°C. Нерастворим в воде, глицероле и пропиленгликоле, но легко растворим в этаноле (25%) и жирах/маслах

 

Источник изображения: L&P Food Ingredient Co., Ltd

 

BHT: белый кристаллический твёрдый или кристаллический порошок, который по сути не имеет запаха и вкуса. Температура плавления составляет 69–73°C, а температура кипения — 265°C. Практически нерастворим в воде и обладает отличной растворимостью в жирах и маслах [1].

Источник изображения: Baidu Encyclopedia (Baidu Baike)

 

Оба — это маслорастворимые антиоксиданты, не требующие дополнительной обработки растворения и легко интегрирующиеся в жировые и масляные системы.

 

2. Антиоксидантный механизм

BHA: Высвобождает активный водород для захвата свободных радикалов на начальной стадии окисления липид, образуя стабильные феноксирадикалы и завершая инициацию окисления [6].

BHT: Высвобождает активный водород для селективного поглощения пероксидных радикалов на промежуточной стадии окисления, образуя относительно инертные фенокси-радикалы и прерывая распространение окисляющих цепных реакций [5].

Комбинация: BHA помогает подавить инициацию окисления, а BHT прерывает распространение окисления. Фенокси-радикалы, образующиеся каждым из них, не реагируют друг с другом. Действуя на разных стадиях окисления, оба антиоксиданта действуют синергетически, повышая антиоксидантную эффективность и продлевая срок хранения жировых продуктов.

 

3. Ключевые преимущества

• Сильный синергетический эффект: при совместном использовании BHA и BHT обеспечивают устойчивую антиоксидантную защиту и эффективное долгосрочное сохранение, что делает их подходящими для продуктов, требующих длительного хранения.

• Широкая совместимость с жирами и маслами: они очень подходят для растительных масел и различных обработанных жиров и масел, особенно заметные антиоксидантные свойства в животных жирах.

• Хорошая химическая стабильность: они относительно устойчивы к изменению цвета, вызванному ионами металлов, такими как железо и медь.

 

4. Стабильность

И BHA, и BHT обладают хорошей химической стабильностью и могут сохраняться длительное время в условиях нормальной температуры, сухости и защищённого светом. Однако их антиоксидантная активность может снижаться при интенсивном освещении, при высокой температуре и высокой влажности или при сильных щелочных условиях. BHA может подвергаться небольшому разложению при длительном воздействии света, тогда как BHT окисляется легче в щелочных средах.

 

5. Другие свойства

Оба также обладают определённой степенью антимикробной активности, что может способствовать поддержанию гигиены и безопасности пищевых продуктов.

 

III. Регуляторное признание: установлены руководящие принципы для использования в Китае и на международных рынках

Как хорошо зарекомендовавшие себя пищевые антиоксиданты, BHA и BHT признаны для использования различными странами и международными организациями по всему миру. Установлены чёткие положения об их разрешенном применении и максимальном уровне использования, что делает их юридически разрешенными и регулируемыми пищевыми добавками.

• Китай: Оба типа включены в GB 2760-2024, где указаны их разрешённые применения и максимальный уровень использования. Для различных жировых продуктов их использование рассчитывается на основе содержания жира или масла и должен строго соответствовать установленным лимитам.

• Соединённые Штаты: Они признаны FDA как Общепризнанные как безопасные (GRAS) вещества и разрешены для использования в жирах, маслах и продуктах с жиром в установленных уровнях использования.

• Европейский союз: Их использование регулируется соответствующими нормами ЕС по пищевым добавкам и ограничено определёнными категориями, такими как съедобные масла, хлебобулочные изделия и орехи.

• Международные стандарты: Комиссия по Кодексу Алиментариус (CAC) установила гармонизированные максимальные уровни использования для BHA и BHT, а Совместный экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) установил их Допустимый суточный прием (ADI), обеспечивая научную основу для их использования во всем мире [3].

 

IV. Безопасность: безопасно для употребления в разрешённых пределах

BHA: Вокруг оценки канцерогенности ведутся споры, и IARC классифицирует BHA как канцероген группы 2B. Однако при очень низких уровнях, разрешенных в пищевых продуктах, связанный с этим канцерогенный риск считается незначительным, а нормальное диетическое воздействие значительно ниже доз, связанных с канцерогенными эффектами у экспериментальных животных [7].

ADI (приемлемое ежедневное потребление): 0–0,5 мг/кг массы тела.

BHT: IARC классифицирует BHT как вещество группы 3, то есть имеющихся доказательств недостаточно для определения его канцерогенности для человека. При использовании на низких уровнях, разрешенных национальными стандартами, нет явных доказательств канцерогенных, тератогенных или мутагенных эффектов, и его безопасность признана ведущими органами по безопасности пищевых продуктов по всему миру [7].

ADI (приемлемое ежедневное потребление): 0–0,3 мг/кг массы тела.

 

V. Применение: широкое охват жировых продуктов с единым максимальным уровнем использования

Согласно GB 2760-2024, максимальный уровень использования как BHA, так и BHT составляет 0,2 г/кг, рассчитываемый на основе содержания жира или масла. При сочетании BHA и BHT необходимо соблюдать соответствующие требования по пропорциональному использованию. Их применение охватывает широкий спектр жировых продуктов, главным образом включая:

 

При комбинированном применении, если BHA применяется при 0,1 г/кг (50% от максимального допустимого уровня), максимальное количество BHT не должно превышать 0,1 г/кг (50% от максимального допустимого уровня). Сумма соответствующих пропорций должна быть равна 1 [8], в строгом соответствии с требованиями национального стандарта.

Согласно национальному стандарту, производители продуктов питания должны чётко указывать использование BHA и BHT в списке ингредиентов, чтобы обеспечить право потребителей быть информированными.

 

VI. Ключевые моменты использования: научное применение для оптимальной эффективности

Использование BHA и BHT должно следовать здравым научным принципам для максимизации их антиоксидантной эффективности при сохранении качества пищи. Следует учитывать пять ключевых моментов:

1. Обеспечьте полное растворение: оба растворяются в маслах и должны быть полностью растворены в жирах или маслах перед добавлением, чтобы избежать чрезмерно высоких локальных концентраций, которые могут повлиять на качество пищи.

2. Строго контролируйте дозировку: при индивидуальном использовании количество любого из антиоксидантов не должно превышать 0,2 г/кг, рассчитываемое на основе содержания жира или масла. При сочетании следует соблюдать принцип «суммы пропорций ≤ 1».

3. Используйте синергисты, где это уместно: сочетание их с кислыми веществами, такими как лимонная или фосфорная кислота, значительно повышает антиоксидантную активность. Лимонная кислота может хелировать ионы металлов, тем самым снижая их каталитический эффект на окисление липид.

4. Избегайте неподходящих условий: BHA подвержен разложению при сильно щелочных условиях, тогда как BHT может медленно окисляться при воздействии света. Во время производства и хранения воздействие света следует минимизировать, а температуру контролировать. Использование в условиях высокой температуры или сильно щелочных следует избегать.

5. Сопоставьте антиоксидант с типом жира или масла: выбор должен основываться на типе жира или масла. BHA предпочтительнее для животных жиров, а BHT — для длительного хранения растительных масел. Их совместное использование подходит для различных смешанных жиров и масел.

 

BHA и BHT — классическое сочетание антиоксидантов в пищевой промышленности. Благодаря хорошей экономической эффективности, сильной синергетической эффективности и широкой применимости, они являются важными вариантами для сохранения жировых продуктов. Это законно разрешённые пищевые добавки, прошлые авторитетные оценки безопасности и подлежащие строгим ограничениям по национальным стандартам. При использовании в соответствии с применимыми требованиями они помогают сохранять качество и срок хранения, одновременно обеспечивая безопасность пищевых продуктов. Потребители могут приобретать продукты через легальные каналы и проверять списки ингредиентов и информацию о сроках хранения для информированного потребления. Научное использование пищевых добавок помогает поддерживать разнообразие и свежесть наших продуктов, отражая роль современных пищевых технологий в повседневной жизни.