Die zunehmende Umstellung von synthetischen auf natürliche Inhaltsstoffe in industriellen Formulierungen wird nicht mehr nur durch den Ruf oder die Wahrnehmung der Verbraucher vorangetrieben. Sie ist zu einer strategischen Reaktion auf regulatorischen Druck, technische Leistungsanforderungen und Nachhaltigkeitsziele geworden. Unter diesen Inhaltsstoffen gewinnen natürliche Antioxidantien in Branchen wie Lebensmittel, Kosmetik, Nutrazeutika und Tierernährung zunehmend an Bedeutung, da sie sowohl hinsichtlich der Produktstabilität als auch der Formulierungsqualität multifunktionale Vorteile bieten.
Warum die Industrie von synthetischen zu natürlichen Antioxidantien wechselt
Synthetische Antioxidantien wie BHA, BHT und TBHQ werden aufgrund ihrer geringen Kosten, hohen Stabilität und einfachen Formulierung seit langem verwendet. Allerdings haben sich die Bedenken hinsichtlich ihrer langfristigen Sicherheit verstärkt, gestützt durch Studien, die diese Verbindungen mit Gesundheitsrisiken wie DNA-Schäden in vitro und einem erhöhten Krebsrisiko in Tiermodellen in Verbindung bringen [1,2]. Infolgedessen suchen Hersteller zunehmend nach natürlichen Alternativen, um den sich weiterentwickelnden Sicherheitsstandards und Verbrauchererwartungen gerecht zu werden.
Natürliche Antioxidantien sind Verbindungen pflanzlichen, mikrobiellen oder sekundären Ursprungs, die in der Lage sind, Oxidationsprozesse, insbesondere die Lipidoxidation, zu hemmen oder zu verzögern. Sie neutralisieren freie Radikale oder unterbrechen Kettenreaktionen, die Fette, Pigmente und Wirkstoffe abbauen. Dies macht sie besonders nützlich in Formulierungen, bei denen die Lipidstabilität von entscheidender Bedeutung ist.
Eines der am häufigsten verwendeten natürlichen Antioxidantien ist Vitamin E, insbesondere in seinen natürlichen Formen, Tocopherolen und Tocotrienolen. Diese Verbindungen sind in Lipidsystemen hochwirksam und werden wegen ihrer doppelten Funktion als funktionelle Stabilisatoren und Nährstoffverstärker geschätzt. Darüber hinaus erfüllen sie die regulatorischen Kriterien auf den globalen Märkten, was ihre Verwendung in Lebensmitteln, Kosmetika und Nahrungsergänzungsmitteln erleichtert.
Natürliche Antioxidantien sind stabil, kostengünstig und weit verbreitet. Sie bieten funktionelle Vorteile und unterstützen Clean-Label-Strategien und die Markenpositionierung in gesundheitsbewussten Märkten. Verbraucher bevorzugen natürliche, einfache Formulierungen, und das Misstrauen gegenüber synthetischen Zusatzstoffen wächst weiter. Der Wandel entspricht daher den sich ändernden Markterwartungen und den Markenstrategien, die auf Clean-Label- und „frei von”-Angaben setzen.
Markt- und regulatorische Faktoren beschleunigen den Wandel hin zu natürlichen Antioxidantien
Die regulatorischen Rahmenbedingungen spielen bei diesem Wandel eine entscheidende Rolle. Europäische Vorschriften wie die Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 über Lebensmittelzusatzstoffe und die Verordnung (EU) Nr. 231/2012, die Reinheitskriterien festlegt, werden hinsichtlich der Verwendung synthetischer Inhaltsstoffe in Lebensmitteln immer restriktiver. In den Vereinigten Staaten verlangt die FDA gemäß ihrem Code of Federal Regulations (CFR 21) eine Zulassung vor dem Inverkehrbringen und wissenschaftliche Nachweise für die Sicherheit, und Inhaltsstoffe müssen als GRAS (Generally Recognized as Safe, allgemein als sicher anerkannt) eingestuft sein, um frei verwendet werden zu können.
Auch in der Kosmetikindustrie entwickeln sich die Vorschriften weiter. In der Europäischen Union wird die Verwendung von Inhaltsstoffen in Körperpflegeprodukten durch die Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 geregelt, die strenge Sicherheitskriterien für kosmetische Formulierungen festlegt und die Einhaltung von Kennzeichnungsvorschriften, toxikologischen Bewertungen und Inhaltsstoffbeschränkungen vorschreibt. Diese Rahmenbedingungen fördern den Ersatz synthetischer Antioxidantien durch natürliche Alternativen, die sowohl funktionale Vorteile als auch eine verbraucherfreundliche Kennzeichnung bieten.
Die Verwendung natürlicher Antioxidantien unterstützt den Zugang zu Premium-Märkten, erleichtert den Export durch die Erfüllung internationaler Standards und steht im Einklang mit den ESG-Zielen (Environmental, Social and Governance). Tatsächlich trägt diese Umstellung zur langfristigen Risikominderung bei, verbessert die technische Differenzierung und trägt zur Verbesserung der Oxidationsstabilität und Haltbarkeit in bestimmten Matrizen bei.
Technische und strategische Kriterien für die Auswahl natürlicher Antioxidantien
Der Übergang von synthetischen zu natürlichen Antioxidantien umfasst mehr als nur den Austausch eines Inhaltsstoffs durch einen anderen. Jede Anwendung erfordert eine maßgeschneiderte Lösung, die auf den Eigenschaften des Endprodukts, den Verarbeitungsbedingungen, den Anforderungen an die Haltbarkeit und der Kompatibilität mit anderen Formulierungskomponenten basiert.
Bei der Auswahl eines natürlichen Antioxidans müssen Formulierer Folgendes berücksichtigen:
- Die technologische Funktion: Soll das Antioxidans die Lipidoxidation verzögern, die Farbe erhalten, Vitamine stabilisieren oder Wirkstoffe schützen?
- Matrixzusammensetzung: Die Kompatibilität mit Fetten, Proteinen, Feuchtigkeitsgehalt und pH-Wert ist von entscheidender Bedeutung.
- Verarbeitungs- und Lagerbedingungen: Natürliche Antioxidantien müssen unter thermischer, oxidativer und mechanischer Belastung stabil bleiben.
- Organoleptische Auswirkungen: Natürliche Antioxidantien dürfen Farbe, Geruch oder Geschmack nicht negativ beeinflussen, um eine Ablehnung durch den Verbraucher zu vermeiden.
Außerdem unterscheiden sich strategische Überlegungen je nach Branche.:
- Lebensmittel: Oxidative Stabilität, thermische Toleranz und Verbraucherwahrnehmung haben bei Lebensmitteln oberste Priorität.
- Kosmetika: Allergenkontrolle, langfristige sensorische Stabilität und Kompatibilität mit Wirkstoffen sind entscheidend.
- Nutrazeutika: Bioverfügbarkeit, Kompatibilität mit Verkapselungen und behördliche Dokumentation sind unerlässlich.
- Tierernährung: Stabilität in Fetten und Futtermitteln, artspezifische Konformität und Kosteneffizienz müssen ausgewogen sein.
In jedem Fall ist ein maßgeschneiderter, datengestützter Bewertungsprozess erforderlich. Unternehmen, die diesen Übergang anstreben, profitieren von der Zusammenarbeit mit spezialisierten Anbietern, die den Prozess von der Auswahl bis zur Anwendungstests begleiten können.
Branchenspezifische Anwendungen von natürlichen Antioxidantien und Vitamin E
Die Vorteile natürlicher Antioxidantien sind in verschiedenen Branchen weithin anerkannt. Ihre doppelte Funktion, sowohl technologisch als auch ernährungsphysiologisch, macht sie unverzichtbar für die Erhaltung der Produktintegrität und die Verbesserung des Gesundheitsprofils.
Lebensmittelindustrie
In Lebensmitteln werden natürliche Antioxidantien wie Tocopherole und Rosmarinextrakt häufig verwendet, um die Haltbarkeit von Ölen, Snacks, Backwaren und pflanzlichen Lebensmitteln zu verlängern. Ihre Fähigkeit, die Lipidperoxidation zu verzögern, trägt dazu bei, die Frische, Farbe und den Geschmack der Produkte zu erhalten und gleichzeitig die Anforderungen an eine saubere Kennzeichnung zu erfüllen.
Vitamin E (D-alpha-Tocopherol) wird auch als Nahrungsergänzungsmittel in funktionellen Lebensmitteln verwendet, wo es zur Wiederherstellung des während der Verarbeitung verlorenen Vitamingehalts (Anreicherung) beiträgt und die Entwicklung angereicherter Produkte ermöglicht.
Kosmetik und Körperpflege
Im Kosmetikbereich unterstützen natürliche Antioxidantien die Produktstabilität, indem sie den Abbau von Ölen und Wirkstoffen verhindern. Tocopherole werden häufig in Hautpflegeprodukten, Anti-Aging-Formulierungen und wasserfreien Schönheitsprodukten verwendet, um die Wirksamkeit und sensorische Attraktivität zu erhalten.
Nutrazeutika
Bei nutrazeutischen Anwendungen tragen natürliches Vitamin E und andere Antioxidantien zum Schutz empfindlicher Wirkstoffe bei, unterstützen Verkapselungstechnologien und gewährleisten die Stabilität während der Haltbarkeitsdauer. Die Bioverfügbarkeit und Verträglichkeit natürlicher Formen wie D-alpha-Tocopherol sind für Nahrungsergänzungsmittel und Multivitaminkomplexe von entscheidender Bedeutung.
Tierernährung
In Tierfutter sorgen natürliche Antioxidantien für die Stabilität von Fetten und ölbasierten Inhaltsstoffen, verbessern die Schmackhaftigkeit des Futters und tragen zur Erhaltung der Nährstoffe bei. Ihre Rolle bei der Aufrechterhaltung der Qualität von Heimtierfutter, Viehfutter und Aquakulturprodukten wird angesichts der wachsenden Nachfrage nach natürlichen Zusatzstoffen und strengeren Futtermittelvorschriften zunehmend geschätzt.
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Quellen
[1] Kornienko JS, Smirnova IS, Pugovkina NA, Ivanova JS, Shilina MA, Grinchuk TM, Shatrova AN, Aksenov ND, Zenin VV, Nikolsky NN, Lyublinskaya OG. High doses of synthetic antioxidants induce premature senescence in cultivated mesenchymal stem cells. Sci. Rep. 2019; 9, 1296. doi: 10.1038/s41598-018-37972-y.
[2] Botterweck AA, Verhagen H, Goldbohm RA, Kleinjans J, van den Brandt PA. Intake of butylated hydroxyanisole and butylated hydroxytoluene and stomach cancer risk: results from analyses in the Netherlands Cohort Study. Food Chem Toxicol. 2000 Jul;38(7):599-605. doi: 10.1016/s0278-6915(00)00042-9.
