Fotodegradazione degli alimenti: reazioni

La fotodegradazione degli alimenti è una trasformazione che avviene a seguito dall’assorbimento di fotoni. di una certa lunghezza d’onda
La fotodegradazione è una trasformazione fotochimica di una molecola in frammenti a peso molecolare inferiore che avviene abitualmente nei processi di ossidazione.

Il termine è utilizzato per i processi di degradazione dovuti alla luce UV e non a quelli dovuti alla radiazione IR o al calore.

I processi di fotodegradazione sono tipici di molte specie e sono quasi sempre processi indesiderati. Tra le sostanze che danno a fotodegradazione vi sono alcuni tipi di alimenti e di bevande.

Molte sostanze sono termodinamicamente instabili a temperatura ambiente e in presenza di ossigeno ma la cinetica della loro ossidazione è lenta. Tuttavia in presenza di luce avvengono transizioni elettroniche che portano alla formazione del radicale ossidrilico ∙OH che è l’iniziatore di reazioni radicaliche.

Azione della luce

Poiché l’azione della luce è esercitata sullo strato esterno se l’alimento è solido la reazione avviene generalmente sulla sua superficie.  Se è liquido, invece, può penetrare negli strati più interni a causa del mescolamento e coinvolgere più costituenti.
La fotodegradazione abitualmente interessa componenti specifici degli alimenti come:

• • pigmenti
  • vitamine
  • grassi
  • proteine

Essa provoca cambiamento di colore e di odore e in taluni casi perdita delle vitamine.

Fattori che influenzano la fotodegradazione

La propensione di un alimento a fotodegradarsi dipende da numerosi fattori quali l’energia della luce, la durata dell’esposizione, la temperatura, la quantità di ossigeno contenuto e le caratteristiche dell’imballaggio.

Gli additivi contenuti negli alimenti esplicano alcune azioni come quella di:

• conservante
• acidificante,
• colorante,
• addensante
• emulsionante
• dolcificante

che sono preventivamente testati sia per individuare sostanze nocive che per valutarne la loro capacità a non dare luogo a reazioni di fotodegradazione.

I test effettuati sui singoli additivi mostrano una buona resistenza ai raggi UV ma è  dimostrata la loro instabilità in presenza di altre sostanze.

Vitamine

Ad esempio l’acido ascorbico, noto come vitamina C, è aggiunto negli alimenti sia per aumentarne il valore nutrizionale sia per le sue capacità antiossidanti. Tuttavia nelle bevande in presenza di alcuni coloranti può comportare una reazione di fotodegradazione che porta alla variazione di colore non appena il prodotto è esposto alla luce UV.
Tra le sostanze più vulnerabili al degrado vi sono le vitamine e in particolare la viamina A, la vitamina B₂ (riboflavina), la vitamina B₆ e B₁₂ e la vitamina B₉ (acido folico).
La luce accelera anche le reazioni di fotodegradazione se sono presenti due o più vitamine: ad esempio la degradazione dell’acido folico e della vitamina C è accelerata in presenza di riboflavina. Pertanto il latte, contenente sia vitamina C che riboflavina, se esposto alla luce, perde il contenuto di vitamina C.
Le reazioni di fotodegradazione di alcuni componenti negli alimenti hanno un impatto anche sul gusto e sull’odore: ad esempio in molti alimenti viene aggiunto l’aroma del limone costituito da una complessa miscela di sostanze tra cui il citrale, nome comune della miscela dei due isomeri di una aldeide monoterpenica che è particolarmente sensibile all’azione della luce.
Tra le sostanze sensibili alla luce vi sono i grassi e gli oli nei confronti dei quali la luce UV accelera le razioni di ossidazione. L’olio di oliva viene infatti abitualmente venduto in bottiglie non trasparenti per limitare l’esposizione del prodotto alla luce.

Amminoacidi

Tre amminoacidi essenziali ovvero il triptofano, la fenilalanina e l’istidina sono particolarmente sensibili alla luce ed inoltre quest’ultima porta alla fotodegradazione delle proteine tramite una serie di reazioni complesse con conseguente variazioni di solubilità, sensibilità al calore, proprietà meccaniche e loro metabolismo.
In generale quindi, per rallentare le reazioni di fotodegradazione, è necessario sia considerare l’effetto che hanno gli additivi, nel loro insieme che valutare come e con quale materiale conviene conservare gli alimenti.