آنتی اکسیدان مصنوعی

اکسیداسیون یک واکنش شیمیایی است که شامل انتقال الکترون‌ها از یک ترکیب به ترکیب دیگر است و از نظر فیزیولوژیکی اثرات منفی دارد. از نظر بیولوژیکی، اکسیداسیون اغلب توسط رادیکال‌های آزاد آغاز می‌شود.

آنتی اکسیدان مصنوعی چیست؟

آنتی اکسیدان ماده‌ای است (در غلظت کم) در مقایسه با بستری که باید اکسیده شود، اکسیداسیون آن را به میزان قابل توجهی به تاخیر می اندازد یا از آن جلوگیری می‌کند. بنابراین نقش فیزیولوژیکی آنتی اکسیدان جلوگیری از آسیب به اجزای سلولی ناشی از واکنش‌های شیمیایی است که رادیکال‌های آزاد را درگیر می‌کند.

رادیکال آزاد یک گونه شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر است که حاوی یک یا چند الکترون غیر پیوندی است. رادیکال‌های آزاد در بسیاری از واکنش‌های اساسی سلولی نقش حیاتی ایفا کرده‌اند و در علت بیماری‌های مختلف انسان دخیل هستند.

به عنوان مثال، در انسان، آسیب رادیکال‌های آزاد با آنتی اکسیدان های فیزیولوژیکی (کاتالاز، گلوتاتیون، گلوتاتیون پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز، یوبیکینول، اسید اوریک، مواد معدنی ضروری و آنتی اکسیدان های تغذیه‌ای ناشی از رژیم غذایی مانند ویتامین E، ویتامین C، کاروتنوئیدها) خنثی می‌شود.

منبع آنتی اکسیدان ها

آنتی اکسیدان ها را می‌توان از دو منبع اصلی مشتق کرد:

• منبع طبیعی مانند میوه ها، سبزیجات، غلات، حبوبات، نوشیدنی‌ها، ادویه‌جات و حیوانات
• از صنایع کشاورزی، به عنوان مثال، صنعت زباله و فرآوری.

صنعت کشاورزی

در گذشته اخیر، صنعت کشاورزی نیز یکی از منابع اصلی تولید آنتی اکسیدان ها شناخته شده است. آن‌ها می‌توانند از ضایعات تولید شده از صنایع کشاورزی و یا به عنوان یک محصول جانبی در حین پردازش مواد غذایی مشتق شوند.

فرآیندهای فرآوری مواد غذایی به طور کلی مقدار زیادی زباله و محصولات جانبی همراه با مقدار مناسب پساب تولید می‌کند. این فرآورده‌های فرعی غذا، پسماندهای کشاورزی و پساب‌ها معمولاً از مقادیر زیادی پروتئین، قندها و لیپیدها به همراه ترکیبات آلی خاصی نیز تشکیل شده است.

بنابراین، این می‌تواند به عنوان منبع ارزان و فراوان مواد شیمیایی خوب و متابولیت‌های ثانویه مورد استفاده قرار گیرد. آنتی اکسیدان های طبیعی ارزشمند، عوامل ضد میکروبی، ویتامین‌ها و غیره، همراه با درشت مولکول‌ها، می‌توانند با پیش تصفیه پسماند توسط عوامل فیزیکی و بیولوژیکی و به دنبال آن مراحل بازیابی مناسب، تولید شوند.

مکانیسم فعالیت آنتی اکسیدانی

به طور عمده سه نوع مکانیسم برای فعالیت آنتی اکسیدانی وجود دارد، یعنی شکستن زنجیره، پیشگیری‌کننده و هم افزا.

طبقه‌بندی آنتی اکسیدان ها

آنتی اکسیدان ها در دو گروه اصلی آنتی اکسیدان طبیعی و مصنوعی طبقه‌بندی می‌شوند. این گروه‌ها در مصرف آنتی اکسیدان های غذایی قرار دارند و نقش مهمی در حفظ هموستاز تعادل اکسیداتیو ایفا می‌کنند. اعتقاد بر این است که آن‌ها از انسان در برابر بیماری ها و پیری محافظت می‌کنند.

طبقه‌بندی فرعی بر اساس حلالیت شامل آنتی اکسیدان های محلول در روغن و آنتی اکسیدان های محلول در آب است در حالی که آن‌هایی که بر اساس مکانیسم عمل طبقه‌بندی می‌شوند، آنتی اکسیدان های اولیه (پاک‌کننده‌های رادیکال)، آنتی اکسیدان های ثانویه (تجزیه‌کننده‌های پراکسید) و غیرفعال‌کننده‌های فلز هستند.

انواع آنتی اکسیدان مصنوعی

آنتی اکسیدان های مصنوعی با استفاده از تکنیک‌های مختلف به طور مصنوعی تولید یا سنتز می‌شوند. اساساً آن‌ها ترکیبات پلی فنلی هستند که رادیکال‌های آزاد را می‌گیرند و واکنش‌های زنجیره‌ای را متوقف می‌کنند. مشتقات پلی فنولی معمولاً دارای بیش از یک گروه هیدروکسیل یا متوکسی هستند.

اتوکسی کینین تنها ترکیب هتروسیکلیک حاوی N است که گزارش شده است به عنوان آنتی اکسیدان در غذا، به ویژه در خوراک دام استفاده می‌شود. بیشتر آنتی اکسیدان های فنلی مصنوعی گزارش شده جایگزین p (پارا) می‌شوند، در حالی که ترکیبات فنلی طبیعی عمدتا o- (ارتو) جایگزین می‌شوند.

مواد جایگزین p به دلیل سمیت کمتر ترجیح داده می‌شوند. آنتی اکسیدان های فنلی مصنوعی همیشه با گروه های آلکیل جایگزین می‌شوند تا حلالیت آن‌ها در چربی‌ها و روغن‌ها بهبود یابد و سمیت آن‌ها کاهش یابد.  این ترکیبات مصنوعی دارای فعالیت آنتی اکسیدانی معمولاً در داروسازی، به عنوان نگهدارنده لوازم آرایشی و تثبیت چربی، روغن و چربی در غذا استفاده می‌شوند.

این یافته‌های جدید در مورد آنتی اکسیدان های مصنوعی باعث شده است که تحقیقات آنتی اکسیدان های مصنوعی جدیدی را از نظر حلالیت، ثبات و غیر سمی بودن در آب ایجاد کنند. ویژگی‌های برخی از آنتی اکسیدان های مصنوعی شناخته شده، مانند بوتیل هیدروکسی آنیزول (BHA)، بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT)، اتیلن دی آمین تتراستیک اسید (EDTA)، 6-اتوکسی-1،2-دی هیدرو -2،2،4 تری متیل کینولین (اتوکسیکین)، پروپیل گالات (PG) و ترشیو بوتیل هیدروکینون (TBHQ)، در زیر آورده شده است.

BHA

بوتیل هیدروکسی آنیزول (BHA) یک آنتی اکسیدان مونوفنولیک محلول در چربی است که در مقایسه با روغن گیاهی برای اکسیداسیون لیپید در چربی حیوانات بهتر استفاده می‌شود.

BHT

بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT) نیز یک آنتی اکسیدان مصنوعی محلول در چربی مونوفنولیک است اما در دمای بالا از BHA پایدارتر است و هر دو به صورت هم‌افزایی عمل می‌کنند. بسیاری از فرمول‌های آنتی اکسیدانی موجود در بازار حاوی هر دو این آنتی اکسیدان ها هستند.

BHA با رادیکال‌های پراکسی در تعامل است و یک رادیکال فنوکسی BHA تولید می‌کند که به نوبه خود ممکن است یک اتم هیدروژن را از گروه هیدروکسیل BHT حذف کند. BHA توسط رادیکال هیدروژن ارائه شده توسط BHT بازسازی می‌شود. رادیکال‌های BHT که به این ترتیب تشکیل شده‌اند می‌توانند با یک رادیکال پراکسی واکنش دهند و به عنوان یک زنجیره خاتمه‌دهنده عمل کنند.

EDTA

EDTA شامل ادتا دو سدیم و ادتا 4 سدیم یک آنتی اکسیدان محلول در آب معمولی است که به غذاها، محصولات مراقبت از بدن و محصولات خانگی اضافه می‌شود. این ماده با مواد معدنی مانند مس، آهن و نیکل که ممکن است در محصول غذایی وجود داشته باشد متصل می‌شود. اگر این مواد معدنی غیر فعال نشوند، ممکن است منجر به تغییر رنگ، فاسد شدن و شکست بافت شوند. هنگامی که به عنوان یک آنتی اکسیدان اضافه می‌شود، EDTA مانع از تغییر رنگ و فاسد شدن اکسیژن می‌شود.

اتوکسیکین

این به عنوان یک آنتی اکسیدان است که در درجه اول برای محافظت از اکسیداسیون کاروتنوئید در خوراک حیوانات، سبزیجات (سیب زمینی و غیره) و میوه‌ها (سیب و گلابی) در طول ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.

PG

این استر از تراکم گالیک اسید و پروپانول تشکیل شده است. این ماده به عنوان یک آنتی اکسیدان عمل می‌کند که به عنوان یک افزودنی غذایی برای محافظت از روغن‌ها و چربی‌ها در محصولات غذایی استفاده می‌شود.

TBHQ

TBHQ یک آنتی اکسیدان دی فنولیک بسیار موثر است. در غذاها، به عنوان نگهدارنده روغن‌های گیاهی غیر اشباع و بسیاری از چربی‌های خوراکی حیوانی استفاده می‌شود. حتی در صورت وجود آهن باعث تغییر رنگ نمی‌شود و حتی طعم یا بوی موادی را که به آن اضافه شده است تغییر نمی‌دهد.

از آن به عنوان یک تثبیت‌کننده برای جلوگیری از پلیمریزاسیون خودکار پراکسیدهای آلی در صنعت استفاده می‌شود. همچنین به عنوان مهار کننده خوردگی در بیودیزل استفاده می‌شود. در عطرسازی به عنوان ثابت‌کننده برای کاهش سرعت تبخیر و بهبود ثبات استفاده می‌شود. همچنین به لاک‌ها، رزین‌ها و افزودنی‌های روغن اضافه می‌شود. می‌توان آن را به تنهایی یا همراه با BHA یا BHT استفاده کرد.