Οι ελεύθερες ρίζες είναι εξαιρετικά ασταθή μόρια που σχηματίζονται φυσικά όταν πραγματοποιεί τις βιοχημικές του αντιδράσεις. Το σώμα επίσης μπορεί να εκτεθεί σε ελεύθερες ρίζες από διάφορες περιβαλλοντικές πηγές, όπως ο καπνός του τσιγάρου, η ατμοσφαιρική ρύπανση και το ηλιακό φως.

Οι ελεύθερες ρίζες μπορούν να προκαλέσουν "οξειδωτικό στρες", μια διαδικασία που μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα κύτταρα. Το οξειδωτικό στρες πιστεύεται ότι παίζει ρόλο σε μια ποικιλία ασθενειών όπως ο καρκίνος, οι καρδιαγγειακές παθήσεις, ο διαβήτης, η νόσος Alzheimer, η νόσος του Πάρκινσον, η υπογογονιμότητα, οφθαλμικές παθήσεις.

Τα αντιοξειδωτικά μόρια έχει αποδειχθεί ότι εξουδετερώνουν το οξειδωτικό στρες σε εργαστηριακά πειράματα (για παράδειγμα, σε μελέτες κυττάρων ή ζώων).

Κύρια φυσικά αντιοξειδωτικά είναι οι βιταμίνες Α, C και Ε, τα καροτενοειδή, η λουτεΐνη, το λυκοπένιο, το σελήνιο, τα φλαβονοειδή, οι ταννίνες, οι φαινόλες και οι λιγνάνες.

Η κατάταξη των τροφίμων ανάλογα με το αντιοξειδωτικό τους περιεχόμενο επιχειρήθηκε κατά τον εικοστό πρώτο αιώνα εκτενώς (3.100 τρόφιμα) για πρώτη φορά από μελετητές του πανεπιστημίου του Όσλο ( Monica H Carlsen και συν.). Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nutrition Journal στις 22/01/2010. Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα φυτικά τρόφιμα, έχουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών συγκρινόμενα με τα τρόφιμα ζωικής προέλευσης. Αναλυτικότερα, υψηλές συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών  εντοπίστηκαν στον καφέ, τα καρύδια, τη μαύρη σοκολάτα, τα αποξηραμένα φρούτα, το πράσινο τσάι, τον χυμό ροδιού, το κόκκινο κρασί, τα φιστίκια Αιγίνης, τις φράουλες, τα βατόμουρα, τους ηλιόσπορους, το αλεύρι από φαγόπυρο, την αγκινάρα, τα αποξηραμένα φρούτα, λιαστές ντομάτες και πάστα ντομάτας. Ιδιαίτερα υψηλές συγκεντρώσεις εντοπίστηκαν σε αποξηραμένα βότανα και μπαχαρικά όπως

  1. Μπαχάρι, αποξηραμένο αλεσμένο.
  2. Βασιλικός, αποξηραμένος.
  3. Φύλλα δάφνης, αποξηραμένα.
  4. Ξυλάκια κανέλας.
  5. Κανέλα, αποξηραμένη αλεσμένη.
  6. Γαρύφαλλο, αποξηραμένο, ολόκληρο και αλεσμένο.
  7. Άνηθος, αποξηραμένος.
  8. Estragon, αποξηραμένο.
  9. Τζίντζερ, αποξηραμένο.
  10. Φύλλα μέντας, αποξηραμένα.
  11. Μοσχοκάρυδο, αποξηραμένο αλεσμένο.
  12. Ρίγανη, ξεραμένη.
  13. Δεντρολίβανο, αποξηραμένο αλεσμένο.
  14. Κρόκος, αποξηραμένοs αλεσμένοs.
  15. Κρόκος, αποξηραμένοs ολόκληροs στίγμα.
  16. Φασκόμηλο, αποξηραμένο.
  17. Θυμάρι, αποξηραμένο.

Σύμφωνα με έρευνα που ακολούθησε, τον Αύγουστο του 2006 στο επιστημονικό περιοδικό American Journal of Clinical Nutrition ( Bente L Halvorsen και συν.) και στην οποία οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από το Υπουργείο Γεωργίας των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής, τα πρώτα πενήντα τρόφιμα σε συγκέντρωση αντιοξειδωτικών που εντοπίστηκαν, είναι (mmol ανά 100g):

  • Aλεσμένο γαρίφαλλο 125.549.
  • Aποξηραμένη ρίγανη 40.299.
  • Αλεσμένο τζίντζερ 21.571.
  • Αλεσμένη κανέλα 17.647.
  • Αλεσμένος κουρκουμά15.679.
  • Καρύδι13.126.
  • Αποξηραμένα φύλλα βασιλικο12.307.
  • Σπόροι κίτρινης μουστάρδας αλεσμένοι 10.527.
  • Κάρυ 9.980.
  • Καρύδια pekan 9.668.
  • Σοκολάτα κουβερτούρα 100% κακάο 8.876.
  • Πάπρικα 8.601.
  • Σκόνη τσίλι 8.372.
  • Αποξηραμένος μαϊντανός 7.430.
  • Σκούρα μελάσα 4.900.
  • Μαύρο πιπέρι 4.444.
  • Καθαρισμένες αγκινάρες έτοιμες προς βρώση 4.237.
  • Μαύρη σοκολάτα 4.188.
  • Βατόμουρα blackberries 3.990.
  • Δημητριακά ολικής άλεσης 3.412.
  • Κράνα 3.289.
  • Μίγμα σοκολάτας για πουτίγκα 3.026.
  • Δημητριακά με πίτουρο 2.925.
  • Power bar, chocolate flavor POWERBAR Co, Berkeley, CA  2.757.
  • Σοκολάτες χωρίς ζάχαρη 2.567.
  • Σμέουρα 2.334.
  • Φράουλες 2.159.
  • Μπλε μύρτιλλα 2.154.
  • Κόκκινο λάχανο μαγειρεμένο 2.153.
  • Κόκκινο κρασί 2.135.
  • Βιολογικό σιρόπι βύνης κριθαριού 2.121.
  • Aποξηραμένα δαμάσκηνα 2.018.
  • Βύσσινα 1.814.
  • Μαγειρεμένες κόκκινες πιπεριές 1.640.
  • Mπισκότα σοκολάτας με γέμιση βανίλια 1.604.
  • Δημητριακά Cocoa Krispies Kellogg Co, Battle Creek, MI 1.558.
  • Μπισκότα με κομμάτια σοκολάτας 1.524.
  • Έτοιμη κίτρινη μουστάρδα 1.501.
  • Καραμέλα γάλακτος σοκολάτας 1.483.
  • Φιστίκια Αιγίνης 1.426.
  • Δαμάσκηνα 1.330.
  • Φρούτο Kiwi 1.325.
  • Νιφάδες καλαμποκιού 1.255Καφές 1.249.
  • Kατεψυγμένο σπανάκι 1.226.
  • Αλεσμένος λιναρόσπορος 1.125.
  • Δημητριακά από ρύζι και καλαμπόκι 1.1.
  • Φρυγανισμένα κράκερ με φιστίκι 1.101.
  • Κέικ σοκολάτα 1.059.
  • Χυμός από σταφύλι 1.011.

Μελέτες που έγιναν έκτοτε επιβεβαίωσαν τα αρχικά συμπεράσματα:

  • Σε άριστη μορφή τα φυσικά αντιοξειδωτικά ανευρίσκονται σε φρούτα, λαχανικά και τους χυμούς τους, σε προϊόντα ολικής άλεσης, ξηρούς καρπούς, σπόρους,  βότανα, μπαχαρικά, κακάο, σοκολάτα. Οι άνθρωποι που έχουν εντάξει στην καθημερινή διατροφή τους τα τρόφιμα αυτά έχουν καλύτερους δείκτες υγείας συγκριτικά με ανθρώπους σε κρεοφαγική δίαιτα.
  • Τα αποξηραμένα βότανα έχουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών συγκριτικά με τα φρέσκα βότανα.
  • Από τα ροφήματα, ο καφές η μαύρη σοκολάτα  και τα τσάγια βοτάνων βοτάνων είναι ιδιαίτερα πλούσια σε αντιοξειδωτικά.

Αντιοξειδωτικά και συμπληρώματα διατροφής

Τα αντιοξειδωτικά έγιναν ευρέως γνωστά κατά την δεκαετία του 1990, όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι ελεύθερες ρίζες εμπλέκονται στη διαδικασία της αρτηριοσκλήρωσης απόφραξης, στην καρκινογένεση και σε άλλες  χρόνιες παθήσεις. Έκτοτε άρχισε να ανθεί και η βιομηχανία των συμπληρωμάτων των αντιοξειδωτικών. Ωστόσο, παρά την ευεργετική δράση των πλούσιων σε αντιοξειδωτικά τροφών, τα συμπληρώματα αντιοξειδωτικών απέτυχαν να αποδείξουν τα αναμενόμενα οφέλη σε μεγάλες μελέτες που ακολούθησαν. Αιτίες που έχουν προταθεί για αυτό το οξύμωρο φαινόμενο:

  1. Τα αντιοξειδωτικά τείνουν να λειτουργούν καλύτερα σε συνδυασμό με άλλα θρεπτικά συστατικά, φυτικές χημικές ουσίες και ακόμη και άλλα αντιοξειδωτικά που υπάρχουν στις φυσικές πηγές τους.
  2. Οι τυπικές συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών που χρησιμοποιήθηκαν στις μελέτες συμπληρωμάτων ήταν σημαντικά υψηλότερες από τις ποσότητες που υπάρχουν στα τρόφιμα.
  3. Υπάρχουν διαφορές  στη χημική σύνθεση των αντιοξειδωτικών στα τρόφιμα σε σχέση με τα αντιοξειδωτικά των συμπληρωμάτων. Για παράδειγμα, οκτώ χημικές μορφές βιταμίνης Ε υπάρχουν στα τρόφιμα. Τα συμπληρώματα βιταμίνης Ε, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνουν συνήθως μόνο μία από αυτές τις μορφές - την άλφα-τοκοφερόλη, η οποία σημειωτέον είναι η μορφή που χρησιμοποιήθηκε σχεδόν σε όλες τις ερευνητικές μελέτες για την αντιοξειδωτική δράση της βιταμίνης Ε.