ALL in FOOD
Piattaforma Tecnico Informativa B2B
SEQUESTRANTI
pubblicato il 21 marzo 2024
I Sequestranti sono sostanze che formano complessi chimici con ioni metallici; sono additivi alimentari che migliorano la qualità e la stabilità degli alimenti attraverso la formazione di complessi chelati.
I sequestranti sono uno strumento prezioso grazie alla loro vasta gamma di scopi e usi. L’integrità degli alimenti sia trasformati che non, può essere migliorata con i sequestranti, in particolar modo per quanto riguarda l’ossidazione e la ritenzione di acqua. I sequestranti sono in grado di rallentare l’ossidazione lipidica e migliorare la ritenzione idrica. In generale, i sequestranti approvati per l’uso nei prodotti alimentari sono considerati sicuri ed efficaci ai livelli di utilizzo stabiliti dalle normative di vari Paesi.
La reazione causata dai sequestranti protegge i prodotti alimentari dalle reazioni chimiche, ossidative ed enzimatiche che promuovono il deterioramento durante la lavorazione, la conservazione o la preparazione degli alimenti attraverso la chelazione. I sequestranti formano complessi chelati con ioni metallici polivalenti (cioè rame, ferro e nichel), e possono servire a una varietà di scopi nel mantenimento della qualità del cibo. Il termine chelato deriva dalla parola greca “artiglio”, e spesso assomigliano a un artiglio con lo ione metallico stretto tra le tenaglie della molecola organica. Come additivo alimentare esiste e viene utilizzato da oltre 75 anni, perciò il loro meccanismo e i loro scopi sono relativamente ben compresi.
I sequestranti si legano agli ioni metallici, rallentando quindi le reazioni di ossidazione e prolungando la durata di conservazione dei prodotti alimentari. I sequestranti insieme agli antiossidanti svolgono normalmente una funzione conservante negli alimenti.
Il ruolo dei sequestranti negli alimenti
I complessi formati dai sequestranti mostrano proprietà uniche in termini di capacità di funzionare in una matrice alimentare. I sequestranti sono stati adottati come additivi alimentari comuni per una varietà di scopi negli alimenti; ma, la ragione principale sarebbe quella di garantire la qualità del prodotto dopo lunghi periodi di conservazione. I sequestranti possono contribuire in modo importante alla stabilizzazione e alla sostenibilità della qualità del grasso/olio, anche se non contribuiscono direttamente ad inibire l’ossidazione. Tuttavia, svolgono un ruolo importante nel ritardarla chelando le tracce di metalli che sono catalizzatori pro-ossidanti. La chelazione dei metalli rallenta o addirittura elimina la capacità di attività pro-ossidante di alcuni metalli nei prodotti alimentari.
L’altro ruolo chiave dei sequestranti è la loro capacità di aiutare il prodotto a trattenere l’acqua durante la sua lavorazione e il suo stoccaggio. Questo, può essere osservato appieno, con i fosfati utilizzati nei prodotti a base di carne trasformata. I fosfati sono un ingrediente comune in molti prodotti a base di carne lavorata e hanno un ruolo diretto sugli attributi sensoriali e sulle tecniche di lavorazione implementate nell’industria della carne. Analogamente alla chelazione nei metalli presenti nell’acqua, i fosfati sono in grado di chelare anche i cationi bivalenti presenti nella carne. Una teoria classica sostiene che i fosfati, legano i cationi bivalenti lontano dai ponti trasversali delle proteine, permettendo così alla struttura proteica di svelarsi e di trattenere più acqua attraverso un’attività capillare. Alcune ricerche suggeriscono che i fosfati possono influenzare solo i cationi liberi, con effetti invece limitati se non nulli, sui cationi già legati alle proteine. La chelazione cationica da fosfati alcalini protegge le carni cotte dal sapore di “riscaldato”, stabilizzando il colore del prodotto, e migliorando la ritenzione dell’acqua durante lo scongelamento dei prodotti congelati.
Modalità d’azione
La reazione di un sequestrante con ioni metallici e alcalini provoca la formazione di complessi metallici dove lo ione metallico o alcalino è legato con un donatore di elettroni carico o non carico denominato ligando. Per definizione, il sequestrante è una molecola con siti di legame che consentono la formazione di un complesso metallico.
Ione metallico + Legante (sequestrante) = Complesso metallico di nuova formazione
Affinché un sequestrante sia efficace, devono essere soddisfatte due condizioni generali. In primo luogo, il sequestrante deve avere la corretta configurazione sterica ed elettronica in relazione allo ione metallico su cui si agisce e, in secondo luogo, le condizioni ambientali (pH, forza ionica, solubilità, ecc.) devono favorire la formazione del nuovo complesso.
Esempi di Sequestranti
Acido etilendiamminotetraacetico (EDTA)
Probabilmente il più riconosciuto di tutti i sequestranti, l’EDTA è ampiamente utilizzato con grande successo come agente chelante in applicazioni sia alimentari che non alimentari. L’EDTA è un solido incolore solubile in acqua che viene tipicamente utilizzato nell’industria alimentare in una forma di sale disodico (E385). L’EDTA contiene sei gruppi donatori (esadentato) e ha la capacità di legarsi sei volte, in due posizioni di azoto e in quattro posizioni di ossigeno.
L’Edta è un sale misto e viene preparato facendo reagire l’acido con una miscela di idrossidi di calcio e sodio. Grazie alle note proprietà chelanti, viene usato come usato come conservante, sequestrante, antiossidante, agente aromatizzante e agente di conservazione del colore negli alimenti in scatola. La sua azione legante rimuove le tracce di ioni metallici presenti nelle materie prime o nell’acqua di processo. Questi metalli (ad esempio il ferro) possono destabilizzare le bevande e gli alimenti con la tendenza a catalizzare la degradazione dei componenti aromatizzanti, causando ossidazione e note indesiderate. La loro rimozione serve a mantenere la stabilità dei prodotti durante lo stoccaggio e ad aumentare la shelf-life.
Ai sensi del Reg.CE 1333/2008, il calcio disodico EDTA è consentito solo in un numero limitato di alimenti, compresi alcuni prodotti in scatola e in bottiglia, con livelli massimi specificati per ciascun caso.
E385 Etilendiamminotetraacetato di Calcio Disodico
Sali come l’EDTA, che è un agente chelante o sequestrante sintetico, sono noti per formare forti complessi con cationi, rendendoli così buoni agenti per l’uso nei sistemi alimentari come stabilizzanti e sequestranti. Questo sale possiede anche altri benefici per la salute quando incorporato negli alimenti; Ha attività antimicrobica dovuta al fatto che chela con cationi, che sono elementi essenziali necessari per la crescita microbica, limitando così la loro disponibilità ai patogeni. L’EDTA è anche noto per sequestrare con cationi particolarmente bivalenti che collegano lipopolisaccaridi e altre biomolecole di membrana, destabilizzando la membrana citoplasmatica batterica. Si tratta di un sale misto e viene preparato facendo reagire l’acido con una miscela di idrossidi di calcio e sodio. Agisce come sequestrante, la sua azione legante rimuove le tracce di ioni metallici presenti nelle materie prime o nell’acqua di processo. Alcuni metalli come il ferro, possono destabilizzare per esempio una bevanda e catalizzare la degradazione dei suoi componenti aromatizzanti, causando ossidazione e note stonate. La loro rimozione serve a mantenere la stabilità dei prodotti durante lo stoccaggio e ad aumentare la shelf-life. Nel complesso, l’EDTA forma complessi molto stabili con la maggior parte degli ioni metallici (in particolare calcio e magnesio), e si è dimostrato sicuro a bassi livelli di utilizzo nei prodotti alimentari, ma indipendentemente da questo, ai sensi del Reg.UE 1333/2008, il calcio disodico EDTA è consentito solo in un numero molto limitato di alimenti, e con livelli massimi specificati in ciascun caso. Le categorie alimentari dove l’EDTA E385 è ammesso sono:
02.2.2 Altre emulsioni di oli e grassi comprese le paste da spalmare, (solo grassi da spalmare, aventi tenore di grassi pari o inferiore al 41 %);
04.2.3 Ortofrutticoli in recipienti (solo prodotti orticoli e di leguminose, funghi e carciofi);
09.1.2 Molluschi e crostacei non trasformati (Solo crostacei congelati e surgelati);
09.2 Pesce e prodotti della pesca trasformati, compresi molluschi e crostacei (solo pesce, crostacei e molluschi in scatola o in barattolo);
12.6 Salse (solo salse emulsionate).
FOSFATI
I fosfati sono la forma naturale del fosforo minerale e l’anione che forma il sale dell’acido fosforico. Molti tipi diversi di sali di fosfato sono approvati per l’uso, tra cui fosfati di sodio, fosfati di calcio e fosfati di potassio (vedi elenco sotto). Le applicazioni alimentari comuni includono prodotti a base di carne lavorata, gelati e prodotti lattiero-caseari surgelati. Con particolare attenzione alla lavorazione della carne, i fosfati offrono ruoli multifunzionali con effetti diretti sulla ritenzione dell’acqua e migliori proprietà leganti. L’industria della carne ha tentato per diversi anni di sostituire i fosfati con ingredienti più “naturali” per soddisfare i requisiti di etichetta pulita, ma non sono stati scoperti sostituti diretti né vengono attualmente utilizzati sostituti completi.
L’Efsa ha riesaminato la sicurezza dei fosfati (E338-341, E343, E450-452) come additivi alimentari nel 2019; Il gruppo di esperti scientifici ha ritenuto che i fosfati abbiano una bassa tossicità orale acuta e non vi è alcuna preoccupazione per quanto riguarda la genotossicità e la cancerogenicità. Ma a luglio 2023 l’Efsa ha pubblicato un invito a presentare dati tecnici sugli additivi alimentari consentiti acido fosforico – fosfati – di-, tri- e polifosfati (E338–341, E343, E450–452) per un ulteriore valutazione del rischio.
Classi
E338 Acido fosforico
E339 Fosfati di sodio
E340 Fosfati di potassio
E341 Fosfati di calcio
E343 Fosfati di magnesio
E450 Difosfati
E451 Trifosfati
E452 Polifosfati
GLUCONATI
E575 Gluconedeltalattone
E576 Gluconato di Sodio
E577 Gluconato di Potassio
E578 Gluconato di Calcio
Il gluconato di sodio o d-gluconato di sodio, il sale sodico dell’acido gluconico, è diverso dagli altri gluconati che possono essere utilizzati come nutrienti, questo additivo è utilizzato principalmente come agente chelante.
l gluconato di sodio alimentare ha varie funzioni e può essere utilizzato come:
⊃ agente sequestrante,
⊃ tampone di pH nelle bevande,
⊃ miglioratore del gusto per le bevande, maschera i retrogusti dei dolcificanti artificiali, delle proteine della soia, dei minerali e l’amarezza della caffeina.
⊃ stabilizzante nei prodotti a base di carne perchè aumenta la capacità di legare l’acqua della carne migliorandone la compattezza e l’affettabilità.
⊃ Il gluconato di sodio è un sostituto dei fosfati.
CICLODESTRINe
Le ciclodestrine sono utilizzate nell’industria alimentare anche come importanti additivi alimentari che svolgono molte funzioni come: protezione degli ingredienti lipofili negli alimenti sensibili all’ossigeno e fotosensibili; solubilizzazione di vitamine e coloranti alimentari; stabilizzanti di fragranze e aromi. Le ciclodestrine sono anche sequestranti e sono utilizzate per prodotti alimentari complessi come aspartame, glicirrizina e rubusoside (dolcificanti), stabilizzandoli così e migliorando i loro sapori. Inoltre, le ciclodestrine sono state segnalate per legare il colesterolo ed eliminarlo dal corpo.
E 459 Beta-Ciclodestrina
La beta-ciclodestrina è un saccaride ciclico non riducente formato da sette unità di D-glucopiranosile con legame α 1→4. Il prodotto è il risultato dell’azione dell’enzima cicloglicosiltrasferasi (CGTasi) ottenuto da Bacillus circulans, Paenibacillus macerans o dal ceppo ricombinante SJ1608 di Bacillus licheniformis su amido parzialmente idrolizzato.
ACIDI E DERIVATI
Acido citrico e Citrati (derivati dell’acido citrico)
E330 Acido Citrico
E331 (i) Citrato Monosodico
E331 (ii) Citrato Disodico
E331 (iii) Citrato Trisodico
E332 (i) Citratro Tripotassico
E333 (i) Citrato Monocalcico
E333 (ii) Citrato Dicalcico
E333 (iii) Citrato Tricalcico
L’acido citrico è un acido tricarbossilico organico debole che si trova naturalmente negli agrumi. Accanto al suo ruolo di agente aromatizzante, l’acido citrico è ampiamente usato come regolatore di acidità, antiossidante, agente di ritenzione del colore e sequestrante. L’acido citrico e i citrati sono sequestranti abbastanza efficaci perchè legano i metalli in complessi solubili in acqua. Vedi anche: Acidificanti _Correttori di Acidità.
Come tutti gli altri additivi, ai sensi della legislazione UE, prima di poter essere impiegati negli alimenti, i sequestranti devono essere autorizzati. Solo quelli autorizzati sono inseriti nell’elenco del regolamento CE 1333/2008, che specifica anche le loro condizioni di impiego. Gli acidificanti alimentari devono altresì conformarsi ai requisiti di purezza approvati, di cui al regolamento UE 231/2012.
Il Regolamento, prevede un elenco “positivo” di additivi ammessi negli alimenti , ma è bene tenere presente che:
- nessun additivo è ammesso in senso assoluto in tutte le categorie alimentari
- non in tutte le categorie alimentari è permesso aggiungere gli additivi
- per ogni additivo ci sono condizioni d'uso variabili a seconda della categoria alimentare
- gli additivi indicati nella normativa, sono gli unici additivi ammessi in Europa nei prodotti alimentari
Approfondimenti in All in Food:
Registrandoti gratuitamente ad All in Food, potrai approfondire ulteriormente molti aspetti legati agli additivi.