In modernen Lebensmittelkonservierungssystemen für fettreiche Lebensmittel ist die Kombination synthetischer Antioxidantien eine weit verbreitete Strategie, um die oxidative Stabilität zu verbessern und die Haltbarkeit zu verlängern. Butyliertes Hydroxyanisol (BHA) und butyliertes Hydroxytoluol (BHT) sind eine klassische Kombination. Mit ihren komplementären Eigenschaften wirken sie synergetisch zum Schutz von Fetten und Ölen vor Oxidation und werden seit langem in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet eingesetzt.

 

I. Butyliertes Hydroxyanisol (BHA) & Butyliertes Hydroxytoluol (BHT)

Butyliertes Hydroxyanisol (BHA), auch bekannt als Tert-Butyl-4-Hydroxyanisol, ist eine Mischung aus zwei Komponenten, 3-BHA und 2-BHA [2]. Industriell wird p-Hydroxyanisol als Haupt-Ausgangsmaterial verwendet, und eine tert-Butylgruppe wird durch eine tert-butylierte Reaktion auf den Benzolring eingebracht. Die säurekatalysierte Synthese ist der Hauptproduktionsprozess, während auch grün modifizierte Verfahren wie Phasentransferkatalyse und Festsäurekatalyse entwickelt wurden [9].

Bildquelle: ChemSpider

 

Butyliertes Hydroxytoluol (BHT), auch bekannt als 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, ist ebenfalls ein synthetisches, phenolöllösliches Antioxidans. Industriell wird BHT unter Verwendung von p-Cresol als Ausgangsmaterial hergestellt, mit Isobutylen, tert-butanol (TBA) oder Methyl-tert-butylether (MTBE) als Alkylierungsmittel. Unter der Wirkung eines Säurekatalysators wird es durch eine Friedel–Crafts-Alkylationsreaktion synthetisiert [5].

Bildquelle: ChemSpider

 

II. Grundlegende Eigenschaften

1. Physikalische Eigenschaften

BHA: Ein weißes kristallines festes oder kristallines Pulver mit einem leicht charakteristischen Geruch [4]. Es hat einen Schmelzpunkt von 48–63°C und einen Siedepunkt von 265°C. Es ist unlöslich in Wasser, Glycerol und Propylenglykol, aber leicht löslich in Ethanol (25 %) und Fetten/Ölen

 

Bildquelle: L&P Food Ingredient Co., Ltd

 

BHT: Ein weißes kristallines Feststoff oder kristallines Pulver, das im Wesentlichen geruch- und geschmacklos ist. Es hat einen Schmelzpunkt von 69–73°C und einen Siedepunkt von 265°C. Es ist praktisch unlöslich in Wasser und hat eine ausgezeichnete Löslichkeit in Fetten und Ölen [1].

Bildquelle: Baidu-Enzyklopädie (Baidu Baike)

 

Beide sind öllösliche Antioxidantien, die keine zusätzliche Löslichkeitsbehandlung benötigen und problemlos in Fett- und Ölsysteme integriert werden können.

 

2. Antioxidativer Mechanismus

BHA: Setzt aktiven Wasserstoff frei, um freie Radikale während der Anfangsphase der Lipidoxidation einzufangen, wodurch stabile Phenoxyradikale entstehen und der Beginn der Oxidation beendet wird [6].

BHT: Setzt aktiven Wasserstoff frei, um während der Zwischenphase der Oxidation selektiv Peroxyradikale zu entfernen, wodurch relativ inerte Phenoxyradikale entstehen und die Ausbreitung oxidativer Kettenreaktionen unterbrochen werden [5].

Kombination: BHA hilft, den Beginn der Oxidation zu unterdrücken, während BHT die Ausbreitung der Oxidation unterbricht. Die von beiden erzeugten Phenoxyradikale reagieren nicht miteinander. Durch die Wirkung in unterschiedlichen Oxidationsstadien wirken die beiden Antioxidantien synergetisch zusammen, um die Wirkung der Antioxidantien zu verbessern und die Haltbarkeit fettreicher Lebensmittel zu verlängern.

 

3. Wichtige Vorteile

• Starker synergistischer Effekt: Bei gemeinsamer Anwendung bieten BHA und BHT einen nachhaltigen antioxidativen Schutz und eine effektive Langzeitkonservierung, was sie für Lebensmittel mit längerer Lagerung geeignet macht.

• Breite Kompatibilität mit Fetten und Ölen: Sie eignen sich hervorragend für pflanzliche Öle und verschiedene verarbeitete Fette und Öle, mit besonders bemerkenswerter antioxidativer Wirkung in tierischen Fetten.

• Gute chemische Stabilität: Sie sind relativ widerstandsfähig gegen Verfärbungen, die durch Metallionen wie Eisen und Kupfer verursacht werden.

 

4. Stabilität

Sowohl BHA als auch BHT haben eine gute chemische Stabilität und können über längere Zeit unter normalen, trockenen und lichtgeschützten Bedingungen gelagert werden. Ihre antioxidative Wirkung kann jedoch bei intensivem Licht, hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit oder bei stark alkalischen Bedingungen abnehmen. BHA kann bei längerer Lichtexposition leicht zersetzt werden, während BHT in alkalischen Umgebungen leichter oxidiert wird.

 

5. Weitere Eigenschaften

Beide zeigen zudem ein gewisses Maß an antimikrobieller Wirkung, was zur Unterstützung der Lebensmittelhygiene und -sicherheit beitragen kann.

 

III. Regulatorische Anerkennung: Festgelegte Richtlinien für die Nutzung in China und auf internationalen Märkten

Als gut etablierte Lebensmittelantioxidantien sind BHA und BHT weltweit von verschiedenen Ländern und internationalen Organisationen anerkannt. Es wurden klare Bestimmungen bezüglich ihrer zulässigen Anwendungen und maximalen Nutzungsmengen festgelegt, wodurch sie rechtlich zugelassen und Lebensmittelzusatzstoffe reguliert sind.

• China: Beide sind in GB 2760-2024 enthalten, das ihre zulässigen Anwendungen und maximalen Nutzungsmengen festlegt. Für verschiedene fettreiche Lebensmittel werden ihre Verwendungsmengen anhand des Fett- oder Ölgehalts berechnet und müssen die vorgeschriebenen Grenzwerte strikt einhalten.

• Vereinigte Staaten: Sie sind von der FDA als allgemein als sicher (GRAS) anerkannt und dürfen in Fetten, Ölen und fettreichen Lebensmitteln innerhalb der festgelegten Nutzungsmengen verwendet werden.

• Europäische Union: Ihre Verwendung unterliegt den relevanten EU-Vorschriften für Lebensmittelzusatzstoffe und ist auf bestimmte Kategorien wie Speiseöle, Backwaren und Nüsse beschränkt.

• Internationale Standards: Die Codex Alimentarius-Kommission (CAC) hat harmonisierte maximale Nutzungsmengen für BHA und BHT festgelegt, während der gemeinsame FAO/WHO-Expertenausschuss für Lebensmitteladditive (JECFA) die Acceptable Daily Intake (ADI) festgelegt hat, die eine wissenschaftliche Grundlage für deren weltweite Anwendung liefert [3].

 

IV. Sicherheit: Sicher für den Verzehr innerhalb zulässiger Grenzen

BHA: Es gab einige Debatten über die Karzinogenitätsbewertung, und die IARC stuft BHA als Karzinogenen der Gruppe 2B ein. Bei den sehr niedrigen, in Lebensmittelanwendungen erlaubten Mengen wird das damit verbundene krebserregende Risiko jedoch als vernachlässigbar angesehen, und die normale Nahrungsexposition liegt weit unter den Dosen, die mit krebserregenden Effekten bei Versuchstieren verbunden sind [7].

ADI (Acceptable Daily Intake): 0–0,5 mg/kg Körpergewicht.

BHT: IARC klassifiziert BHT als Substanz der Gruppe 3, was bedeutet, dass die verfügbaren Belege nicht ausreichen, um seine Karzinogenität für den Menschen zu bestimmen. Bei Verwendung in den niedrigen, von nationalen Standards erlaubten Mengen gibt es keine klaren Hinweise auf krebserregende, teratogene oder mutagene Effekte, und seine Sicherheit wurde von führenden Lebensmittelsicherheitsbehörden weltweit anerkannt [7].

ADI (Acceptable Daily Intake): 0–0,3 mg/kg Körpergewicht.

 

V. Anwendungsbereiche: Breite Abdeckung fettreicher Lebensmittel mit einheitlichen maximalen Nutzungsmengen

Laut GB 2760-2024 beträgt der maximale Verbrauchswert für BHA und BHT 0,2 g/kg, berechnet basierend auf dem Fett- oder Ölgehalt. Wenn BHA und BHT in Kombination verwendet werden, müssen die geltenden Anforderungen an die verhältnismäßige Nutzung eingehalten werden. Ihre Anwendungen decken eine breite Palette fettreicher Lebensmittel ab, hauptsächlich:

 

In Kombination darf die maximale BHT-Menge bei 0,1 g/kg (50 % des maximal zulässigen Wertes) 0,1 g/kg (50 % des maximal zulässigen Wertes) nicht überschreiten. Die Summe der jeweiligen Anteile muss 1 [8] betragen, genau gemäß den Anforderungen des nationalen Standards.

Laut dem nationalen Standard müssen Lebensmittelhersteller die Verwendung von BHA und BHT klar in der Zutatenliste angeben, um das Recht der Verbraucher auf Information zu gewährleisten.

 

VI. Wichtige Anwendungspunkte: Wissenschaftliche Anwendung für optimale Leistung

Die Anwendung von BHA und BHT sollte soliden wissenschaftlichen Prinzipien folgen, um ihre antioxidative Wirkung zu maximieren und gleichzeitig die Lebensmittelqualität zu erhalten. Fünf wichtige Punkte sollten berücksichtigt werden:

1. Sicherstellen Sie eine vollständige Auflösung: Beide sind öllöslich und sollten vor der Zugabe vollständig in Fetten oder Ölen gelöst sein, um zu hohe lokale Konzentrationen zu vermeiden, die die Lebensmittelqualität beeinträchtigen könnten.

2. Streng kontrollierte Dosierung: Bei einzelner Anwendung darf die Menge eines der beiden Antioxidantien 0,2 g/kg nicht überschreiten, berechnet basierend auf dem Fett- oder Ölgehalt. In Kombination wird das Prinzip befolgt, dass die "Summe der Anteile ≤ 1" eingehalten werden sollte.

3. Verwenden Sie dort Synergisten: Die Kombination mit sauren Substanzen wie Zitronensäure oder Phosphorsäure kann die antioxidative Wirkung erheblich steigern. Zitronensäure kann Metallionen chelatieren und so deren katalytische Wirkung auf die Lipidoxidation verringern.

4. Vermeiden Sie ungeeignete Bedingungen: BHA neigt unter stark alkalischen Bedingungen zur Zersetzung, während BHT bei Lichteinwirkung langsam oxidieren kann. Während der Herstellung und Lagerung sollte die Lichteinwirkung minimiert und die Temperatur kontrolliert werden. Verwendung unter hohen Temperaturen oder stark alkalischen Bedingungen sollte vermieden werden.

5. Richten Sie das Antioxidans auf die Art des Fetts oder Öls ab: Die Auswahl sollte auf der Art des Fetts oder Öls basieren. BHA wird für tierische Fette bevorzugt, während BHT für die langfristige Lagerung von Pflanzenölen bevorzugt wird. Ihre kombinierte Verwendung eignet sich für verschiedene gemischte Fette und Öle.

 

BHA und BHT sind eine klassische Antioxidans-Kombination in der Lebensmittelindustrie. Mit guter Kosteneffizienz, starker synergistischer Leistung und breiter Anwendbarkeit sind sie wichtige Optionen zur Konservierung fettreicher Lebensmittel. Sie sind gesetzlich zugelassene Lebensmittelzusatzstoffe, die autoritative Sicherheitsbewertungen durchlaufen haben und unter strengen nationalen Standards unterliegen. Wenn sie gemäß den geltenden Anforderungen verwendet werden, können sie dazu beitragen, die Lebensmittelqualität und Haltbarkeit zu erhalten und gleichzeitig die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten. Verbraucher können Produkte über legitime Kanäle kaufen und Zutatenlisten sowie Haltbarkeitsinformationen für einen informierten Verzehr einsehen. Der wissenschaftliche Einsatz von Lebensmittelzusatzstoffen hilft, unsere Lebensmittelwahl vielfältig und frisch zu halten und spiegelt die Rolle moderner Lebensmitteltechnologie im Alltag wider.