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Confira as principais diferenças entre antioxidantes sintéticos e naturais. Abordaremos também qual é o limite de inclusão e quais seus efeitos.
Os antioxidantes convencionalmente utilizados na conservação dos alimentos são sintéticos. Apesar disso, nos últimos anos houve um crescente interesse na identificação e uso de fontes alternativas naturais e seguras de antioxidantes, principalmente de origem vegetal.
Antioxidantes sintéticos
Os antioxidantes sintéticos são aprovados para uso em alimentos e considerados seguros quando respeitados os limites máximos de inclusão estabelecidos por entidades nacionais e internacionais.
No Brasil, os antioxidantes sintéticos são liberados para uso na alimentação animal com algumas limitações. Os mais utilizados pela indústria pet food são BHA (butil hidroxianisol), BHT (hidróxido de tolueno butilado), TBHQ (butil hidroquinona terciária), Propil galato e Etoxiquin.
TBHQ
Os antioxidantes sintéticos, em geral, são bastante estáveis e tendem a suportar temperaturas acima de 200°C, principalmente o TBHQ.
Por ser mais estável em temperaturas elevadas em comparação ao BHA e BHT, o TBHQ é bastante utilizado para estabilização de óleos, essencialmente vegetais. Estudos in vitro utilizando timo bovino demonstraram que o TBHQ causou danos oxidativos no DNA.
Embora não existam estudos dessa ação no organismo animal nas doses verificadas nos alimentos, em função do seu potencial, a inclusão em excesso desse antioxidante deve ser evitada.
BHA e BHT
Os compostos fenólicos monocíclicos BHA e BHT, que possuem nomes, estruturas e atividade antioxidante semelhantes, são os antioxidantes sintéticos mais utilizados na indústria alimentícia desde 1954.
O BHA é mais estável e efetivo em temperaturas elevadas do que o BHT, que possui menor efeito protetor nessas condições. Além disso, é comum serem utilizados em associação pelo seu efeito sinérgico, onde o BHA age como sequestrante de radicais peróxidos, enquanto o BHT age como regenerador de radicais BHA.
Etoxiquin
O uso de Etoxiquin em alimentos para animais é aprovado pela FDA (Food and Drug Administration). No entanto, a sua segurança em alimentos industrializados para cães começou a ser questionada no final da década de 80 e, por isso, muitos fabricantes de alimentos para cães e para gatos reduziram (de 150 ppm para 75 ppm) ou retiraram o Etoxiquin de suas formulações.
O MAPA (Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento) limita o uso de Etoxiquin à 100 mg/kg de alimentos para cães. O Etoxiquin é caracterizado por possuir uma estrutura de anel benzeno ou fenol e por suportar os rigores do processamento (calor, pressão, umidade, etc) com eficiência, além de parecer ser mais eficaz do que BHT e BHA na estabilização de óleos, o que permite que níveis mais baixos do composto sejam inclusos na ração.
Propil galato
O propil galato tem limite máximo recomendado de 100mg/kg na dieta total e pode ser aplicado em gorduras animais e vegetais. Entretanto, sua estabilidade térmica é considerada ruim (com alterações a partir de 160 ºC), assim, é um antioxidante mais utilizado em combinações, por exemplo, com BHA e ácido cítrico.
Outra desvantagem dos galatos é sua tendência a formar precipitados escuros quando em contato com íons ferro.
Estabelecimentos dos níveis seguros dos antioxidantes sintéticos
Na década de 80, o uso de antioxidantes fenólicos sintéticos como aditivos de alimentos foi fortemente questionado após um relato de que o uso de BHA provocava carcinoma no estômago de ratos quando incluído em 2% no alimento. Outro estudo semelhante realizado na mesma época sugeriu que o uso de outro antioxidante principal, o BHT, produzia tumores de fígado em ratos em nível de inclusão aproximado de 0,5%.
Esses resultados motivaram uma sequência de estudos para compreender o risco do uso de BHA e BHT. O aumento da proliferação celular, efeito prévio à formação de carcinoma por BHA, foi avaliado em um estudo com 91 dias de duração. Após avaliar os níveis de inclusão do antioxidante de 2%, 0,5%, 0,25% e 0,1% no alimento, foi estabelecido que o NOEL (Nível Sem Efeito Observado) para esse tipo de proliferação foi de 0,25% de BHA na dieta. Além disso, se níveis mais elevados de BHA fossem administrados, encontraram evidências de que as lesões regrediriam se o BHA fosse removido.
A progressão das lesões, pelo menos nessa fase de desenvolvimento, era dependente da presença continuada de BHA na dieta. Os resultados observados demonstraram que as lesões pré-estômago provocadas pelo consumo de BHA ocorreram somente depois da administração de dose suficientemente alta por vários meses. Em outras palavras, existia uma dose prática ou operacional, abaixo do qual o BHA era incapaz de provocar alterações suficientes, que conduzia ao desenvolvimento de tumores de estômago.
Cães filhotes submetidos à dieta com níveis crescentes de BHA (0, 5, 50 e 250 mg por kg de peso corporal por dia, durante 15 meses) apresentaram tolerância elevada ao antioxidante. Os cães não apresentaram alteração no consumo de alimento, ganho de peso, variações fisiológicas nem histológicas, com exceção dos cães que receberam 250mg/kg de peso corporal (que representa mais de 50 vezes a atual dose máxima permitida) e apresentaram alterações histológicas no fígado, ao final do período. Resultados apontaram que o BHA é um antioxidante alimentar seguro e eficaz para animais, mesmo em doses excessivas.
Após consideração cuidadosa dos resultados dos estudos de toxicologia do Departamento de Saúde e Segurança do Canadá e outras instituições ao redor do mundo, concluiu-se que o BHA poderia ser utilizado como antioxidante alimentar seguro. Análogos estruturais de BHA e outros aditivos alimentares conhecidos também foram estudados.
O BHT (2%) e o TBHQ (1%) não foram tão agressivos quanto o BHA a 2%, e o propil galato foi ineficaz na produção de lesões no estômago de ratos. Parece provável que os efeitos neoplásicos observados em níveis dietéticos muito elevados desses antioxidantes ocorram somente após a sobrecarga dos mecanismos de defesa biológica, e sejam dependentes da dose e/ou do tecido em questão.
Limites de inclusão nos alimentos
Os países estabelecem, individualmente, suas próprias regulações de antioxidantes, de acordo com suas diversificações. No Brasil, o MAPA classifica os antioxidantes como aditivos alimentares e determina as doses máximas permitidas desses compostos na alimentação animal.
Individualmente ou misturados, o BHA e BHT não devem exceder o valor de 150 mg/kg de dieta total; para cães, Etoxiquin é permitido com teor máximo de 100 mg/kg de dieta total. O TBHQ parece não sofrer restrições de inclusão na dieta para animais de companhia de acordo com o MAPA, no entanto, o limite máximo recomendado pelo FDA é de 200 mg/kg de gordura da ração completa.
Em função do potencial efeito tóxico e carcinogênico, a inclusão da maioria dos antioxidantes é, então, limitada de acordo com o teor de gordura ou concentração no alimento. O MAPA autoriza a associação dos antioxidantes BHA, Etoxiquin e BHT desde que a concentração total da mistura não exceda 150mg/kg do alimento completo (Tabela 1).
Tabela 1. Antioxidantes sintéticos autorizados para uso em pet food e seus limites de uso de acordo com a agência Food and Drug Administration e o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento.
Antioxidantes sintéticos | Limite de Inclusão |
| |
FDA 1 | MAPA 2, 3 |
| |
BHT | 0,02% do conteúdo de gordura | Teor máximo de 150mg/kg de alimento. | |
BHA | 0,02% do conteúdo de gordura | Teor máximo de 150mg/kg de alimento. | |
Etoxiquin | 0,015% da dieta total | Teor máximo de 150mg/kg de alimento para todas categorias animais, à exceção de cães: 100mg/kg. | |
Propilgalato | 0,02% do conteúdo de gordura | Teor máximo de 100mg/kg de alimento. | |
TBHQ | 0,02% do conteúdo de gordura | Sem restrição. | |
1 Food and Drug Administration, 21 CFR 172.
2 Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento, IN 42/2010, IN 38/2015, IN 51/2020.
3 Autorizada a mistura de BHA com Etoxiquin e BHT desde que a concentração total da mistura não exceda 150mg/kg de ração completa.
Outros efeitos do uso dos antioxidantes sintéticos
Alguns estudos sugerem que os antioxidantes sintéticos podem ter outras propriedades desejáveis, além do seu papel como inibidores da peroxidação lipídica. O BHA e BHT utilizados em baixas doses (que não induzem respostas adaptativas ou tóxicas) apresentaram efeitos antimutagênicos ou anticarcinogênicos contra uma diversidade de carcinógenos químicos que afetam diferentes tecidos animais a nível experimental.
Investigou-se a anticarcinogenicidade desses antioxidantes contra o câncer de fígado em ratos induzidos por 2-acetilaminofluoreno (AAF) ou aflatoxina B1 (AFB1). O BHA e o BHT a 0,012% na dieta inibiram a fase de iniciação da hepatocarcinogênese de AAF e AFB1 e, portanto, podem atuar intracelularmente para bloquear os efeitos do carcinógeno. O mecanismo de ação parece ser diferente da maioria dos outros agentes quimiopreventivos, possivelmente envolvendo a interceptação das espécies químicas reativas do carcinógeno.
Assim, esses antioxidantes demonstraram ser promissores como profiláticos do câncer, inclusive em combinação com agentes que operam por meio de outros mecanismos. Isso desencadeou uma área de pesquisa muito ativa que promove o uso de antioxidantes como suplementos alimentares para ajudar a diminuir o risco de desenvolvimento de várias formas de câncer.
Mais recentemente, estudos alertaram sobre o efeito dos antioxidantes sintéticos a nível molecular e sua capacidade de alterar o DNA de células em modelos in vitro, utilizando timo bovino. Esses aditivos alimentares têm potencial para se ligar ao DNA e, entre eles, o PG pode ser considerado o mais seguro (ou seja, que apresenta menos efeitos colaterais), enquanto o TBHQ parece ser o mais potente.
Embora ainda não se tenha evidências da extensão desse efeito em modelos in vivo, é valido que os produtores de alimentos façam uma análise sobre o uso desses antioxidantes, a fim de obter maior controle na produção e evitar seu uso excessivo, quando os antioxidantes sintéticos representarem a melhor escolha técnica.
Antioxidantes naturais
Os consumidores estão cada vez mais preocupados com a qualidade e origem dos ingredientes utilizados na alimentação animal e, na maioria das vezes, acreditam que os naturais auxiliam na saúde e são mais seguros que os sintéticos.
O termo “natural” é frequentemente interpretado pelos consumidores como referência a alimentos ou ingredientes minimamente processados, ou que não contêm aditivos artificiais. Mas também é provável que cada indivíduo tenha sua própria definição de “natural”, de acordo com suas percepções pessoais.
No Brasil, não existe um padrão regulatório que defina quais alimentos ou ingredientes processados são considerados naturais; consequentemente, o termo “natural”, quando utilizado em alimentos comerciais, pode ter diferentes significados, dependendo da perspectiva.
Na ausência de legislação nacional, alguns fabricantes se baseiam nas definições determinadas por órgãos internacionais como a AAFCO (American Association of Food Control Officials) para classificar alimentos ou ingredientes naturais:
“Alimento ou ingrediente derivado exclusivamente de fontes vegetais, animais ou mineral, em seu estado original e não processado; ou que tenha sido submetido a processamento físico, térmico, purificante, extração, hidrólise, enzimólise ou fermentação, mas não tenha sido produzido ou submetido a processo quimicamente sintético; e que não contenha quaisquer aditivos ou auxiliares de processamento que sejam quimicamente sintéticos, exceto em quantidades necessárias e inevitáveis para as boas práticas de fabricação”.
As fontes de antioxidantes naturais são principalmente fenólicas vegetais, que podem ocorrer em todos os constituintes das plantas, incluindo frutas, vegetais, sementes, nozes, folhas, raízes e cascas.
As plantas produzem vários metabólitos secundários como flavonoides, óleos essenciais, alcaloides, lignanas, terpenos, terpenoides, tocoferóis, ácidos fenólicos, peptídeos, ácidos orgânicos polifuncionais, entre outros em suas vias metabólicas normais.
Os antioxidantes naturais mais utilizados em pet food são ácidos fenólicos, flavonoides, o ácido cítrico e os tocoferóis. Esses compostos agem como redutores e inibidores de radicais livres, como quelantes, sequestradores do oxigênio ou como desativadores de metais pró-oxidantes
Flavonoides
Constituem um grande grupo de compostos fenólicos vegetais de ocorrência natural. Os flavonoides são formados nas plantas a partir dos aminoácidos aromáticos fenilalanina e tirosina e malonato.
O grupo dos flavonoides inclui flavonóis, flavonas, isoflavonas e antocianidinas. A catequina é um flavonoide com efeito antioxidante encontrado nas folhas de chá verde. Em doses elevadas, assim como outros compostos fenólicos, os flavonoides podem atuar como mutagênicos, pró-oxidantes que geram radicais livres e inibem enzimas envolvidas no metabolismo hormonal.
Assim, em altas doses, os efeitos adversos dos flavonoides podem superar os benéficos, e deve haver cuidado na ingestão em níveis acima do observado em uma dieta vegetariana normal.
Ácidos fenólicos
Encontrados principalmente em frutas e vegetais, esses compostos tem potencial de proteger contra danos oxidativos e doenças cardíacas e coronárias, acidente vascular cerebral, câncer e glaucoma.
Existem dois grupos principais de ácidos fenólicos: ácidos hidroxibenzóico e ácidos hidroxicinâmicos. São exemplos de ácidos fenólicos o ácido vanílico, ácido p-cumárico, ácido cafeico, ácido ferúlico e ácido rosmarínico, amplamente distribuídos no reino vegetal. O extrato de alecrim, também conhecido como Rosemary, utilizado como antioxidante natural em pet food, é uma fonte de ácido rosmarínico.
Tocoferóis (Vitamina E)
Vitamina E é o nome genérico dos tocoferóis, que são uma classe de compostos fenólicos químicos. Os tocoferóis estão naturalmente presentes em vários alimentos, incluindo vegetais de folhas verdes e alimentos gordurosos, como óleos vegetais, sementes, nozes e gema de ovo.
Como são extraídos de fontes vegetais sem outros processos quimicamente sintéticos, os tocoferóis são frequentemente comercializados como conservantes naturais. São os antioxidantes mais conhecidos e mais amplamente usados.
A vitamina E é composta por oito isoformas, classificadas como tocoferóis e tocotrienóis, e dentro de cada uma dessas duas classes, existem quatro isômeros (α-, β-, γ- e δ-tocoferóis), perfazendo um total de oito isômeros de tocoferol. Em alimentos, as isoformas podem ser utilizadas em associação (compondo um mix), no entanto, α-tocoferol é a isoforma mais potente.
Geralmente, as quantidades necessárias para fornecer proteção antioxidante adequada podem ser maiores e não durarem tanto quanto as alternativas sintéticas.
Outros agentes, como o ácido ascórbico, ácido cítrico ou extrato de alecrim, às vezes são usados para ajudar a reciclar a função dos compostos de tocoferol.
Uso de antioxidantes naturais em pet food
O efeito do consumo de antioxidantes naturais no organismo é bastante estudado, visto a capacidade de alguns compostos em prevenir doenças e promover a saúde. No entanto, seu potencial como aditivo antioxidante para estabilização de alimentos é bem menos explorado.
A demanda por ingredientes mais naturais na nutrição humana e animal, porém, tem trazido outra perspectiva, incentivando pesquisas nessa área. Os fabricantes de alimentos para animais de estimação, juntamente com fornecedores de antioxidantes, estão desenvolvendo e avaliando novos antioxidantes naturais e seus impactos na estabilidade de alimentos e ingredientes naturais para animais de estimação.
Resultados promissores foram obtidos ao se avaliar a inclusão de 0,01% de extrato de cúrcuma em alimento seco extrusado para cães. Quando adicionada à dieta, protegeu o alimento de peroxidação lipídica e aumentou sua capacidade antioxidante. A curcumina também melhorou a saúde canina ao estimular a eritropoiese e o sistema antioxidante, conferindo proteção hepática.
Contudo, a pesquisa não excluiu o uso de antioxidantes sintéticos nos ingredientes utilizados no alimento, e a curcumina ofereceu uma proteção antioxidante adicional, mas não exclusiva.
Em outro estudo, avaliou-se a adição de 5 fontes de antioxidantes naturais (curcumina, cranberry, romã, extrato de semente de uva e açaí) para conservar os ácidos graxos ômega 3, em alimento comercial para cães. O alimento comercial extrusado e completo foi moído, misturado com 3,1% de óleo de linhaça + 1,8% de óleo de peixe (na matéria seca) e os antioxidantes naturais foram adicionados na dose de 0,2% nessa mistura.
Exceto pelo açaí, os antioxidantes naturais demonstraram potencial em reduzir a oxidação lipídica e preservar os ácidos graxos essenciais após 12 dias de exposição à temperatura de 55ºC, efeito semelhante ao verificado com a inclusão de 0,2% de BHA. Mais estudos foram recomendados para que se conheça a dose adequada desses antioxidantes para preservação de alimentos completos para cães e gatos, seu efeito após a aplicação industrial, assim como na vida de prateleira.
As perdas de antioxidantes naturais no processo de extrusão (o mais utilizado em pet food) são frequentemente relatadas como sendo 50% ou mais, tornando a tolerância ao calor um atributo chave para alternativas naturais que substituam os sintéticos. Pesquisas promissoras demonstraram que um sistema antioxidante comercial, contendo tocoferóis mistos naturais e extrato de alecrim, foi termicamente estável por 1 hora a 200°C e por 2 horas a 150°C, quando testado em óleo de sardinha refinado.
Além da estabilidade térmica, existem outros pontos críticos na escolha dos antioxidantes naturais que devem ser levados em consideração. O mecanismo de ação desses antioxidantes precisa ser melhor compreendido para que seu uso seja otimizado. Por serem relativamente polares, sua lipossolubilidade é pobre (com exceção dos tocoferóis, que são lipossolúveis), dificultando o processo de mistura, embora alguns possam ser eficazes em emulsões.
Os níveis de toxicidade ainda não são bem definidos para esses compostos, assim como é estabelecido para os antioxidantes sintéticos. Algumas fontes de antioxidantes naturais podem imprimir um sabor característico nos alimentos, o que exige estudos detalhados de palatabilidade na espécie, a fim de evitar problemas de ingestão inadequada.
Além disso, a maioria dos antioxidantes naturais ainda não foi testada quanto aos efeitos carcinogênicos ou mutagênicos, assunto que é intenso foco de pesquisa nos aditivos sintéticos.
Avaliação do residual de antioxidantes sintéticos em 83 alimentos para cães e gatos
- Realizou-se o estudo de 83 marcas de alimentos secos extrusados para cães e para gatos (de 27 fabricantes diferentes), que foram classificadas como “Econômico” (n=21), “Premium” (n=33) e “Super premium” (n=29), de acordo com as informações do rótulo. Desse total, 13 alimentos foram classificados como “Natural”, pois declararam não adicionar antioxidantes sintéticos, ou então, anunciavam a utilização de antioxidantes naturais em sua formulação (Tabela 1).
- Foram determinados os residuais de BHA, BHT, TBHQ e Etoxiquin em todos os alimentos, a fim de verificar as quantidades remanescentes desses antioxidantes, logo após abertura da embalagem original. Também foi determinado o índice de peróxidos para verificar o estado de conservação e identificar processo de oxidação lipídica nestes alimentos.
- Os grupos “Super Premium” e “Natural” foram os que apresentaram maior teor de gordura em sua composição e, dessa forma, considerados mais críticos em relação à conservação e mais susceptíveis à oxidação lipídica.
- Dos 13 alimentos Naturais avaliados, apenas 1 não apresentou traços de antioxidantes sintéticos em sua composição. Nos demais alimentos classificados como “Natural”, foi indicada presença de um ou mais dos antioxidantes sintéticos avaliados. Os residuais de antioxidantes encontrados nesses alimentos podem ter ocorrido em função da adição do próprio antioxidante ao alimento ou por meio das matérias primas incorporadas ao alimento e adquiridas pelo fabricante, já que normalmente farinhas animais, gorduras e óleos são estabilizados com antioxidantes.
Tabela 1. Valores médios de gordura, residual de antioxidantes (mg por kg de alimento) e índice de peróxidos (mEq/kg de alimento) de alimentos para cães e gatos.
Alimentos | Gordura (%) | BHA (mg/kg) | BHT (mg/kg) | TBHQ (mg/kg) | ETOX (mg/kg) | RAT (mg/kg) | IP (mEq/kg) |
Econômico | 9,0 c | 1,04 c | 8,29 a | 25,26 a | 0,00 a | 34,59 b | 3,00 b |
Premium | 11,1 b | 13,15 bc | 25,94 a | 29,33 a | 0,39 a | 68,80 b | 2,65 b |
Super premium | 14,9 a | 35,59 a | 25,96 a | 103,2 a | 1,08 a | 165,8 a | 2,13 b |
Natural | 14,9 a | 25,49 ab | 11,62 a | 40,80 a | 0,00 a | 77,90 ab | 11,70 a |
P Valor | <0,001 | <0,001 | 0,110 | 0,080 | 0.540 | 0,002 | 0,021 |
Média com letras diferentes na mesma coluna diferem estatisticamente (p < 0,05).
- O grupo “Natural” apresentou residual de antioxidantes sintéticos total (RAT) similar aos dos grupos “Econômico”, “Premium” e “Super Premium”. Entretanto, foi o que apresentou maior índice de peróxido, indicando estabilidade oxidativa inferior.
- Verificou-se níveis excessivos de TBHQ (> 400mg/kg de gordura) em 9 alimentos de diferentes categorias, sendo o limite máximo recomendado pela AAFCO de 200 mg/kg de gordura. No Brasil, o uso de TBHQ parece ocorrer sem restrições pelo MAPA, porém as consequências do consumo excessivo já são conhecidas e devem ser evitadas pelos fabricantes.
- Dos 83 alimentos avaliados, 5 apresentaram índice de peróxido acima de 10 mEq/kg, indicando processo oxidativo da amostra [Bellaver]. Apenas 1 alimento para cães do grupo Premium apresentou somatório de BHA, BHT e Etoxiquin superior ao permitido pelo órgão regulatório (150mg/kg de alimento).
Considerações finais
Antioxidantes sintéticos e naturais se tornaram parte essencial da tecnologia de preservação de alimentos e da saúde contemporânea. Ambos possuem benefícios na estabilidade oxidativa e o uso de antioxidantes nos alimentos é essencial para evitar riscos à saúde, o que parece superar os possíveis efeitos nocivos desses compostos.
Embora os antioxidantes sintéticos tenham sido exaustivamente testados quanto aos seus comportamentos toxicológicos e estabelecidos os níveis seguros de inclusão, alguns cuidados devem ser tomados durante seu uso, principalmente para evitar o uso excessivo dessas substâncias.
Existe hoje uma forte pressão por substâncias alternativas. Ainda sem consenso sobre quais antioxidantes naturais mostram-se mais adequados para substituir os sintéticos em alimentos completos ou ingredientes ricos em gordura (assim como os respectivos níveis de inclusão), deve-se levar em consideração as características dos alimentos e processo de obtenção, de forma a não comprometer a qualidade e segurança nutricionais dos alimentos.
Mais estudos toxicológicos e práticos precisam ser realizados para subsidiar as escolhas desses aditivos alimentares, visto que muitas dúvidas ainda existem sobre o tema. Além disso, para a obtenção de produtos mais naturais e com qualidade nutricional é preciso que toda a cadeia de produção de alimentos, sobretudo os fornecedores de insumos, esteja envolvida.
Aqueles antioxidantes naturais testados e sem precedentes de potencial tóxico devem ser avaliados nos diferentes contextos industriais, para que seu uso ocorra de forma segura, eficiente e economicamente viável, sem comprometer a qualidade do alimento e a saúde dos animais.
