ما هي مضادات الأكسدة؟ وما علاقتها بالزيوت والدهون؟

مضادات الأكسدة ..... نسمع كثيرا هذا المصطلح,,, فما هو المقصود بمضادات الأكسدة وفوائدها وآلية عملها وأنواعها .. هذا ما سوف نحاول الإجابة عنه في هذا المقال.

ما المقصود بعملية الأكسدة؟

• في البداية لابد من فهم مصطلح الأكسدة .. يمكن تعريف الأكسدة بأنها عملية تحدث للمواد العضوية وبالتحديد الزيوت والدهون والتي ينتج عنها مركبات الأكسدة الأولية (البيروكسيدات والهيدروبروكسيدات) ومن ثم فإنها تتحلل إلى مركبات الأكسدة الثانوية (الألدهيات والكيتونات والأحماض الحرة والهيدروكربونات والبوليمرات) عبر ثلاثة مراحل:

1- مرحلة الحثInitiation   :-  

عادة ما تكون المحفزات هي الطاقة (الضوء، الحرارة، إلخ)، وآثار المعادن الثقيلة التي تؤدي إلى تحلل الأحماض الدهنية إلى جذر حر free radical وجذر هيدروجين عند الموضع الملاصق للرابطة المزدوجة للحمض الدهني. الجذور الحرة التي تكونت تكون highly reactive والتي تتفاعل مع الأكسجين الذائب فى الزيت مكونة البيروكسيدات.

2- مرحلة التكاثر  Propagation :-

البيروكسيدات المتكونة تتفاعل بدورها مع الهيدروجين في أحماض دهنية أخرى مكونة الهيدروبيروكسيدات وجذر حر للحامض الدهنى الذى بدوره يتفاعل مع الأكسجين مكونا بيروكسيدات جديدة في تفاعل متسلسل لا ينتهي حتى استهلاك كل الأكسجين الموجود بالزيت أو الدهن أو الأحماض الدهنية، وهو ما يعرف بالأكسدة الذاتية للزيوت والدهون.

3- مرحلة النهاية Termination :-

تتحلل الهيدروبيروكسيدات المتكونة إلى مركبات الأكسدة الثانوية مكونة الروائح غير المرغوب فيها، كما تتفاعل بعض الجذور الحرة مع بعضها مكونة بوليمرات.

الأكسدة الذاتية ومخاطرها

• الأكسدة الذاتية هي عملية أكسدة لا رجعة فيها للدهون. ومن المستحيل تجنبها بالكامل، لكن من الممكن تأخيرها بإضافة مضادات الأكسدة، ولا يمكن تحقيق ذلك إلا خلال المرحلة الأولى من عملية الأكسدة ( مرحلة الحث)، حيث بمجرد وصول عملية الأكسدة إلى مرحلة التكاثر، لم يعد من الممكن تأخير العملية المذكورة أو إيقافها.  لذلك يحقن مضاد الأكسدة مباشرة الى الزيت الخارج من جهاز الازالة مع غاز النيتروجين الخامل.

• الجذور الحرة لا تقتصر فقط على الزيوت أو الدهون المستخدمة فى عمليات التصنيع الغذائى حيث أنها تتواجد بجسم الإنسان نتيجة العمليات الحيوية والتفاعل مع البيئة، زيادة تركيز الجذور الحرة في الجسم يرتبط بزيادة مخاطر الإصابة بأمراض أشهرها أمراض القلب والسرطان والتهاب المفاصل. لذلك تناول الأطعمة الغنية بمضادات الأكسدة هى خط الدفاع الأول عن الجسم.

تعريف مضادات الأكسدة وأنواعها

• يمكن تعريف مضادات الأكسدة بأنها مركبات تتفاعل مع الجذور الحرة Free radical scavenger من خلال قدرتها على إعطاء الهيدروجين للجذر الحر دون أكسدة جزيء جديد وبداية التفاعل المتسلسل للأكسدة.

• تنقسم مضادات الأكسدة الى نوعان

1- النوع الأول (primary antioxidant)  وهى اما طبيعية أو صناعية كالتالى :-

أ‌- مضادات الأكسدة الطبيعية مثل :-  tocopherols - flavonoids  الموجودة فى الخضر والفاكهة

ب‌- مضادات الأكسدة الصناعية مثل :- butylated hydroxyanisole (BHA) - propyl gallate (PG) - butylated hydroxytoluene (BHT)- tertiary butylhydroquinone (TBHQ)  

• يشترك هذا النوع فى التركيب بحلقة بنزين أروماتية ومجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بها وهذا هو ما يسمى بالمركب الفينولي اضافة الى مجموعات فرعية اليفاتية متصلة بحلقة البنزين  وهذا هو جوهر اداء وظيفتها.

• المجموعة -OH تتخلى عن الهيدروجين بسهولة لصالح الجذور الحرة مثل ROO•أو R• بدلا من الحصول عليها من الحمض الدهنى وبالتالى تتوقف سلسلة الأكسدة .

• الجذر الحر الناتج عن مضاد الأكسدة يكون مستقر نسبيا حيث أن الحلقة الأروماتية (البنزين) تتيح للإلكترون غير المزدوج في الجذر أن ي يتحرك داخل الحلقة Resonance stabilized.

• لا يمكن انكار دور المجموعات الجانبية فى حماية الجذر الناتج من أية تفاعلات حيث تمثل درع حماية له بالاضافة الى تعزيز Resonance .

• لابد من الالتزام بالجرعات المحددة عالميا من مضادات الأكسدة حيث أن زيادة تركيز مضاد الأكسدة قد تؤدي إلى تأثير عكسي (Pro-oxidant effect)، خاصة في وجود محفزات مثل المعادن أو الضوء أو الحرارة، حيث تتراكم الجذور الحرة الناتجة عن مضاد الأكسدة نفسه، مما يحفز تفاعلات أكسدة ثانوية.

2- النوع الثانى  secondary antioxidant :- تُعد مضادات الأكسدة من النوع الثاني من المركبات غير الفعالة مباشرةً في وقف سلسلة الأكسدة مثل النوع الأول ، إلا أنها تلعب دورًا حيويًا في منع أو تأخير بدء عملية الأكسدة من خلال  إبطال العوامل المحفزة للأكسدة مثل :-

أ‌- العوامل المخلبية للمعادن (Metal chelators) تعمل على تعطيل أيونات المعادن الثقيلة (مثل الحديد والنحاس) والتي تسرّع من تحلل البيروكسيدات وتولد الجذور الحرة من خلال تكوين متراكبات مع هذه الأيونات مثل Citric acid- EDTA.

ب‌- مُثبّطات الأكسجين المفرد (Singlet oxygen quenchers) وهي مركبات تمتص أو تثبّط طاقة الأكسجين المفرد الناتج عن التحفيز الضوئي مثل البيتا كاروتين (β-Carotene)فيتحول الى الأكسجين الثلاثى الأقل فاعلية فى عمليات الأكسدة.

• التآزر (Synergism) عند استخدام مادتين أو أكثر من مضادات الأكسدة ينتج عن استخدامهما معًا تأثير وقائي يفوق مجموع تأثير كل منهما على حدة. تظهر هذه الظاهرة بوضوح عند دمج مضادات أكسدة أولية (تثبط الجذور الحرة) مع مضادات أكسدة ثانوية (مثل العوامل المخلبية)، مما يحقق استقرارًا أكبر في النظام الدهني.

________________________________________

الهدف من استخدام مضادات الأكسدة

• مضادات الأكسدة تهدف إلى تقليل معدل الأكسدة وليس منعها تمامًا خلال فترة الصلاحية والتي يمكن تسميتها induction period مما يحافظ على جودة المنتج، نكهته، ولونه ، تقليل تكوّن المركبات الضارة الناتجة عن الأكسدة ، الحفاظ على القيمة الغذائية من خلال حماية الفيتامينات .A, D, E, K  

________________________________________

خاتمة

• يُعد اختيار مضاد الأكسدة المناسب في الصناعات الغذائية قرارًا يعتمد على عدة عوامل تشمل: تركيب المنتج (دهني، مستحلب)، طبيعة التخزين، درجة الحرارة، التعرض للضوء، ووجود محفزات معدنية.

• في الزيوت والسمن المستخدم للقلي، تبرز أهمية استخدام مضادات الأكسدة الفينولية مثل BHT وTBHQ مع حمض الستريك .

• في المنتجات ثنائية الطور كمثل المايونيز، يُفضل نظام مزدوج يشمل حمض الأسكوربيك للطور المائي مع مضادات أكسدة دهنية للطور الدهني حيث من الممكن أن تبدأ عملية الأكسدة من الطور المائى.

• أما في المنتجات الحساسة للضوء مثل الحليب المجفف كامل الدسم، فتُستخدم مضادات الأكسدة الضوئية مثل β-  Carotene  مع التوكوفيرولات، إلى جانب حلول التعبئة فى عبوات معتمة للحد من الأكسدة الضوئية وضمان استقرار الجودة والقيمة الغذائية.

‍