Synergistische antioxidative Wirkungen und Mechanismen von BHA mit gängigen synthetischen Antioxidantien

Im September 2022 haben Jun Li et al. veröffentlichte eine Studie mit dem Titel „Einblick in synergistische Antioxidationsmechanismen von Butylhydroxyanisol mit gängigen synthetischen Antioxidantien“ in Grain & Oil Science and Technology.
Die Studie erläutert die synergistischen antioxidativen Wirkungen und die zugrunde liegenden Mechanismen von Butylhydroxyanisol (BHA), wenn es in Kombination mit anderen gängigen synthetischen Antioxidantien verwendet wird ^[1].

Bildquelle: Grain & Oil Science and Technology

BHA ist ein häufig verwendetes synthetisches Antioxidans, das typischerweise in Ölen und fetthaltigen Lebensmitteln eingesetzt wird, um die Oxidation von Lipiden zu verhindern, insbesondere in Ölen, die reich an stark ungesättigten Fettsäuren sind.

Chen et al. ^[2] berichteten, dass BHA während einer dreiwöchigen Lagerung bei 60 °C die oxidative Stabilität von Sonnenblumenöl deutlich verbesserte. Bei einer Dosierung von 200 mg/kg BHA betrug der Peroxidwert 102 mmol/kg, der Säurewert 0,34 mg KOH/g und der p-Anisidinwert 14,7 im Vergleich zur Kontrollgruppe, die einen Peroxidwert von 136 mmol/kg, einen Säurewert von 0,71 mg KOH/g und einen p-Anisidinwert von 24,0 aufwies.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die antioxidative Aktivität von BHA allein aufgrund des Vorhandenseins nur einer phenolischen Hydroxylgruppe und der sterischen Hinderung durch die tert-Butylgruppe relativ begrenzt ist. Daher wird BHA häufig in Kombination mit anderen synthetischen Antioxidantien verwendet, wo es ausgeprägte synergistische antioxidative Wirkungen aufweist.

Die Studie verwendete ein AAPH-induziertes Oxidationssystem, um die synergistischen antioxidativen Wirkungen von BHA in Kombination mit BHT und TBHQ zu untersuchen. Die Konzentrationen von BHA, BHT, TBHQ und ihren Transformationsprodukten wurden mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) quantifiziert, während die Transformationsprodukte durch LC-MS- und GC-MS-Analysen weiter identifiziert wurden.

Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zu AAPH-oxidiertem BHA allein und AAPH-oxidiertem BHT allein die Verlustrate von BHT im System AAPH-oxidiertes BHA + BHT signifikant anstieg (P < 0.05), whereas the loss rate of BHA decreased significantly (P < 0.05).

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass BHA und der Synergist konkurrierend am Antioxidationsprozess teilnehmen, wenn BHA mit einem Synergisten vergleichbarer antioxidativer Aktivität wie BHT kombiniert wird. Bei einem radikalen Zusammenstoß kann BHA durch den Synergisten (BHT) regeneriert werden, wodurch die antioxidative Gesamteffizienz des Systems verbessert wird.

Wenn BHA mit einem Synergisten kombiniert wurde, der eine höhere antioxidative Aktivität aufweist, wie beispielsweise TBHQ, blieb der Prozentsatz des verbleibenden BHA im System AAPH-oxidiertes BHA + TBHQ im Wesentlichen unverändert, wohingegen der Prozentsatz des verbleibenden BHA im System AAPH-oxidiertes BHA allein deutlich abnahm. Darüber hinaus war der Prozentsatz des verbleibenden TBHQ im AAPH-oxidierten BHA + TBHQ-System mit dem im AAPH-oxidierten TBHQ-System beobachteten vergleichbar. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die synergistische antioxidative Wirkung zwischen BHA und TBHQ größtenteils auf den Schutzmechanismus von TBHQ zurückzuführen ist.

Die Studie untersuchte außerdem die antioxidative Wirkung von BHA in Kombination mit BHT und TBHQ in Schweineschmalz mithilfe der Rancimat-Methode. Die Ergebnisse zeigten, dass die Induktionsperiode (IP) von Schweineschmalz im Vergleich zur Kontrolle durch die Zugabe von BHA, TBHQ oder BHT deutlich verlängert wurde. Die Antioxidantienkonzentration hatte einen deutlichen Einfluss auf den IP von Schmalz, wobei höhere Antioxidantienkonzentrationen zu wesentlich längeren IPs führten als niedrigere Konzentrationen.

Die synergistischen Effekte der BHA + BHT- und BHA + TBHQ-Kombinationen wurden mit 18,03 % bzw. 4,54 % berechnet, was die synergistischen Wechselwirkungen zwischen BHA und BHT oder TBHQ weiter bestätigt.

Datenquelle: Grain & Oil Science and Technology

Diese Studie berichtete über die Verlustmuster von BHA und Synergisten während des synergistischen Antioxidationsprozesses und erläuterte die Mechanismen, die den synergistischen antioxidativen Wechselwirkungen zwischen BHA und seinen Synergisten zugrunde liegen. Es wird erwartet, dass diese Ergebnisse innovative Anwendungen von BHT fördern und Leitlinien für die kombinierte Verwendung von BHA mit anderen synthetischen Antioxidantien liefern.

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