Tocopherole, zusammenfassend als Vitamin E bezeichnet, sind wichtige Verbindungen für den Schutz vor Oxidation und die Anreicherung von Nährstoffen in einer Vielzahl von Anwendungen, von Lebensmitteln und Nutrazeutika bis hin zu Kosmetika und Tierernährung. Allerdings sind nicht alle Tocopherolquellen gleich. Ihre Zusammensetzung, ihr funktionelles Verhalten und ihre Eignung für verschiedene Matrizen variieren je nach botanischer Herkunft erheblich.
Natürliche Tocopherolquellen: Sojabohnen, Sonnenblumen und Raps
Die drei wichtigsten kommerziellen Quellen für gemischte Tocopherole (Sojabohnen, Sonnenblumen und Raps) weisen unterschiedliche Verteilungen der vier Tocopherol-Homologe auf: Alpha (α), Beta (β), Gamma (γ) und Delta (δ). Diese Homologe unterscheiden sich in ihren Methylierungsmustern am Chromanolring, die ihren antioxidativen Eigenschaften und ihrer Polarität direkt beeinflussen.
Sojabohnen
Sojabohnen sind aufgrund ihrer breiten Verfügbarkeit und Kosteneffizienz die am häufigsten verwendete industrielle Quelle für Tocopherole. Ihr Tocopherolprofil wird von γ-Tocopherol dominiert, gefolgt von δ-Tocopherol, mit relativ geringen Mengen an α-Tocopherol [1]. Dieses Profil macht aus Sojabohnen gewonnene Tocopherole besonders wirksam in lipidbasierten Systemen, insbesondere bei thermischer Verarbeitung, aufgrund der überlegenen Radikalfängerkapazität der γ- und δ-Formen. Unter experimentellen Lagerbedingungen, die Haushaltsumgebungen simulieren, zeigten Sojaöle mit einem hohen (γ+δ)/α-Verhältnis eine deutlich geringere Peroxidbildung, was auf eine verbesserte Oxidationsstabilität im Vergleich zu α-reichen Ölen hinweist [2].
Sonnenblumen
Sonnenblumenöl hingegen zeichnet sich durch eine Tocopherolzusammensetzung aus, die überwiegend aus α-Tocopherol besteht und oft 85-90 % der Gesamtmenge ausmacht [3]. Dieses Homolog bietet zwar die höchste biologische Vitamin-E-Aktivität, seine antioxidative Kapazität unter Verarbeitungs- und Lagerungsstress ist jedoch schwächer als die von Tocopherol Gamma und Delta. Daher werden Tocopherole aus Sonnenblumen in der Regel in Formulierungen bevorzugt, bei denen Clean-Label-Angaben, Nährwertkennzeichnung oder die Herkunft aus gentechnikfreien Quellen Vorrang vor thermischer Robustheit haben.
Raps
Raps (Canola) bietet ein ausgewogeneres Tocopherolprofil, das in der Regel erhebliche Mengen an α- und γ-Tocopherol mit geringeren Mengen an δ-Tocopherol kombiniert. Dieses Gleichgewicht führt zu einer mittleren antioxidativen Wirksamkeit und einem guten Nährwert, wodurch Tocopherole aus Raps für multifunktionale Anwendungen geeignet sind, darunter emulgierte Systeme und Formulierungen, die sowohl oxidativen Schutz als auch eine kennzeichnungsfreundliche Zusammensetzung erfordern.
Tocopherol-Quellen nach Herkunft: Funktionelle Unterschiede und Eignung für Ihre Formulierungsanforderungen
Die botanische Herkunft von Tocopherolen bestimmt die tatsächliche Leistung in der Formulierung. Über den absoluten Tocopherolgehalt hinaus spielt das spezifische Verhältnis zwischen den Homologen eine wichtige Rolle für die oxidative Stabilität und die Verlängerung der Haltbarkeit, insbesondere in fettreichen Matrizen oder Produkten, die thermischer Belastung ausgesetzt sind.
Eine vergleichende Analyse von Pflanzenölen, die über 56 Tage unter Licht-/Dunkelzyklen gelagert wurden, ergab einen klaren Trend: Öle mit höheren (γ+δ)/α-Tocopherol-Verhältnissen, wie Sojaöl (Verhältnis = 4,77), wiesen eine deutlich geringere oxidative Zersetzung auf als Sonnenblumenöl (Verhältnis = 0,06) und Rapsöl (Verhältnis = 1,39). Bemerkenswert ist, dass der Peroxidwert (POV), ein Marker für die Lipidoxidation, in α-reichen Sonnenblumen- und Rapsölen um über 2400 % anstieg, während der Anstieg bei Ölen auf Sojabasis auf etwa 1600 % begrenzt war [2].
Diese Ergebnisse zeigen, dass tocopherolreiche Formulierungen sich nicht ausschließlich auf den α-Tocopherolgehalt verlassen können, wenn der Schutz vor Oxidation ein vorrangiges Ziel ist. Stattdessen müssen die γ- und δ-Tocopherol-Gehalte und ihr Verhältnis zu α berücksichtigt werden. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Gestaltung von Antioxidationssystemen in komplexen Formulierungen wie Emulsionen, Lipidkonzentraten oder aktiven Kosmetikgrundlagen.
Wie Tocopherol-Profile die antioxidative Leistung beeinflussen
Während α-Tocopherol nach wie vor der Maßstab für die Nährwertkennzeichnung ist, ist seine antioxidative Wirksamkeit in realen Systemen relativ gering. In-vitro-Assays wie die Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) haben gezeigt, dass γ-Tocopherol die stärkste Radikalfängeraktivität aufweist, gefolgt von δ- und dann α-Tocopherol. Bei gleichen Konzentrationen reduzierte γ-Tocopherol freie Radikale um bis zu 87 % und übertraf damit α-Tocopherol (23 %) deutlich [2].
Darüber hinaus wurde die antioxidative Wirkung der Mischung deutlich verbessert, wenn Tocopherole in einem Verhältnis gemischt wurden, bei dem die kombinierte Menge an γ- und δ-Tocopherol fünfmal höher war als die von α-Tocopherol. Dieses spezifische Verhältnis übertraf eine ausgewogene Mischung (1:1) und lieferte eine antioxidative Wirkung, die mit der einer hohen Dosis γ-Tocopherol allein vergleichbar war. Dies unterstreicht die Bedeutung der Anpassung von Tocopherolmischungen nicht nur hinsichtlich des Gehalts an Homologen, sondern auch hinsichtlich des optimalen Verhältnisses auf der Grundlage der Oxidationsempfindlichkeit der Formulierung und ihrer Lagerbedingungen.
Btsa bietet natürliche gemischte Tocopherole aus Soja, Sonnenblumen und Raps an, die maßgeschneiderte Antioxidanslösungen auf der Grundlage der spezifischen Zusammensetzungs- und Stabilitätsanforderungen jedes Projekts ermöglichen. Mit ihrem vielseitigen Anwendungspotenzial in verschiedenen Märkten und Formulierungen bieten die natürlichen Antioxidantien von Btsa sowohl funktionale Leistung als auch Flexibilität bei der Kennzeichnung, unterstützt durch ein Team von Fachleuten, die sich für Qualität, Individualisierung und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften einsetzen.
Durch die Auswahl der am besten geeigneten Tocopherol-Quelle und des am besten geeigneten Tocopherol-Profils können Formulierer die Produktstabilität verbessern, oxidationsbedingte Abfälle reduzieren und Nachhaltigkeitsziele erreichen – Erfolge, die das kontinuierliche Engagement von Btsa für Innovation und verantwortungsvolle Produktion widerspiegeln.
Sources
[1] Zhang Y, Qi X, Wang X, Wang X, Ma F, Yu L, Mao J, Jiang J, Zhang L, Li P. Contribution of Tocopherols in Commonly Consumed Foods to Estimated Tocopherol Intake in the Chinese Diet. Front Nutr. 2022 Jun 8;9:829091. doi: 10.3389/fnut.2022.829091.
[2] Shahidi F, de Camargo AC. Tocopherols and Tocotrienols in Common and Emerging Dietary Sources: Occurrence, Applications, and Health Benefits. Int J Mol Sci. 2016 Oct 20;17(10):1745. doi: 10.3390/ijms17101745.
[3] Zaunschirm M, Pignitter M, Kienesberger J, Hernler N, Riegger C, Eggersdorfer M, Somoza V. Contribution of the Ratio of Tocopherol Homologs to the Oxidative Stability of Commercial Vegetable Oils. Molecules. 2018 Jan 19;23(1):206. doi: 10.3390/molecules23010206.
