（生物物理学专业论文）中草药对食用油脂的抗氧化作用.pdf

中草药对食用油脂的抗氧化作用摘要油脂在贮存过程中容易发生氧化，添加抗氧化剂可以减缓油脂氧化。人工合成的抗氧化剂如二叔丁基羟基甲苯( b u t y l a t e dh y d r o x y t o l u e n e ，b h t ) 和叔丁基羟基茴香醚( b u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l e ，b h a ) 等抗氧化活性较好，但其安全性受到怀疑。研究开发高效安全的天然抗氧化剂，成为当今食品抗氧化剂研究领域中的热点之一。我国中草药资源丰富，很多中草药中含有抗氧化物质。本文对3 3 种中草药的抗氧化活性进行了评价，选择抗氧化活性较高的中草药，将其粗粉添加到食用油脂中，研究了中草药对食用油脂的抗氧化作用，为进一步研发保健型功能食用油提供了实验基础。实验结果如下：1 用2 ，2 - 二苯基一1 一三硝基苯肼( 2 ，2 - d i p h e n y l 一1 一p i c r y l h y d r a z y l ，d p p h ) 分光光度法评价了3 3 种中草药提取物的抗氧化活性。发现所有中草药的乙醇提取物均有一定的抗氧化活性。不同中草药提取物的抗氧化活性不同，槐米、赤芍、黄芩、金银花、丁香和银杏叶提取物有较强的抗氧化活性，与维生素e 相比没有显著性差异( p 0 0 5 ) ，且槐米提取物的抗氧化活性略强于维生素e 。甘草、黄连、山楂和黄柏提取物的抗氧化活性达到维生素e 抗氧化活性的9 0 以上。半夏、麦冬、郁李仁和山药提取物的抗氧化活性较低。本研究也表明d p p h 分光光度法用于评价中草药抗氧化活性有许多优点：操作简单、重复性较好、灵敏度高、反应时间短。2 将抗氧化活性较高的黄芩、槐米和银杏叶的粗粉单独或组合添加到花生油和芝麻油中，以s c h a n 烘箱实验和自由基清除实验研究了黄芩、槐米、银杏叶、黄芩+ 槐米和银杏叶+ 槐米对花生油和芝麻油的抗氧化作用。中草药添加的质量比为6 ，对照b h t 的质量比为o 0 3 ，中草药组合的质量比为1 ：l 。研究结果表明：1 ) 不同的中草药对花生油和芝麻油都有一定的抗氧化作用。黄芩和黄芩+ 槐米对花生油的抗氧化作用较强，槐米、银杏叶和银杏叶+ 槐米对芝麻油的抗氧化作用较强。2 ) 不同的中草药对花生油的抗氧化作用不同。黄芩和黄芩+ 槐米的抗氧化作用强于b h t ，槐米、银杏叶、银杏叶+ 槐米的抗氧化作用与b h t 相当。3 ) 不同的中草药对芝麻油的抗氧化作用不同。黄芩和黄芩+ 槐米的抗氧化作用强于b h t ，槐米、银杏叶、银杏叶+ 槐米的抗氧化作用略强于或相当于b h t 。4 ) 根据a r r h e n i u s 方程和反应速度常数与货架寿命的关系，预测了添加中草药粗粉的花生油和芝麻油的货架寿命。预测结果表明添加中草药粗粉的花生油和芝麻油的货架寿命得到了不同程度的延长。添加黄芩可使得花生油在2 0 下的货架寿命由3 4 7 个月延长至9 3 2 个月，使芝麻油的货架寿命由4 8 4 个月延长至1 0 1 8 个月；添加黄芩+ 槐米可使得花生油在2 0 。c 下的货架寿命由3 4 7 个月延长至8 3 5 个月，使芝麻油的货架寿命由4 8 4 个月延长至l o 8 7 个月。关键词：中草药；花生油：芝麻油：抗氧化作用：d p p h 分光光度法a n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fc h i n e s em e d i c i n a lh e r b si ne d i b l eo i l sa b s t r a c te d i b l eo i l sa r ep r o n et ob eo x i d a t e dd u r i n gt h ep r e s e r v a t i o na n ds u p p l e m e n t a r y ,a n t i o x i d a n t sc a ns l o wd o w nt h eo x i d a t i o np r o c e s s t h es y n t h e t i ca n t i o x i d a n t ss u c ha sb u t y l a t e dh y d r o x y t o l u e n e ( b h da n db u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l e ( b h a ) h a v ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e s h o w e v e r , t h es y n t h e t i ca n t i o x i d a n t sh a v et h ep r o b l e mw i t ht h e i rb i o s a f e t y t h e r e f o r e ，t h ed e v e l o p m e n to fe f f e c t i v ea n ds a f en a t u r a la n t i o x i d a n t sb e c o m e so n eo f t h em a i nt o p i c si nt h ef i e l do ff o o dc h e m i s t r y t h e r ea r em a n yc h i n e s em e d i c i n a lh e r b sa v a i l a b l ei nc h i n aa n di th a sb e e nv e r i f i e dt h a tm a n yh e r b sa r ef u l lo fa n t i o x i d a t i v ec o m p o n e n t s i nt h ep r e s e n ts t u d y ，t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so f3 3c h i n e s em e d i c i n a lh e r b sw e r ee v a l u a t e d ，t h eh e r bp o w d e r sw i t hh i g h e ra n t i o x i d a n ta c t i v i t i e sw e r ea d d e di n t ot h ee d i b l eo i l sf o rd e t e r m i n a t i o no ft h e i ra n t i o x i d a n ta c t i v i t i e s t h es t u d i e so n 1 ea n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fc h i n e s em e d i c i n a lh e r b si ne d i b l eo i l s w i l lp r o v i d er e l a t i n gk n o w l e d g ef o rt h ef u t u r ed e v e l o p m e n to ft h ef u n c t i o n a le d i b l eo i l s t l l er e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ：1 d p p h 。s p e c t r o p h o t o m e t r i ca n a l y s i sw a su s e dt oe v a l u a t et h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so f3 3c h i n e s em e d i c i n a lh e r be x t r a c t s n l er e s u l t si n d t e a t e dt h a ta 1 1h e r b se x t r a c t e db ye t h a n o ls h o w e dc e r t a i na n t i o x i d a n ta c t i v i t i e sa n dt h e i ra c t i v i t i e sv a r i e df r o me a c ho t h e r f l o ss o p h o r a e ，r a d i xp a e o n i a er u b r a ，r a d i xs c u t e l l a r i a e ，f l o sl o n i c e r a e ，f l o sc a r y o p h y l l ia n df o l i u mg i n k g oe x t r a c t sh a v eh i g h e ra n t i o x i d a n ta c t i v i t i e st h a nt h eo t h e r s ，a n dt h es i xh e r b ss h o w e dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ei na n t i o x i d a n ta c t i v i t i e sw i t hv i t a m i ne ( p o 0 5 ) h o w e v e r ，t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t yo f 胁ss o p h o r a ee x t r a c tw a sn u m e r i c a l l yh i g h e rt h a nv i t a m i ne t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fr a d i xg l y c y r r h i z a e ，r h i z o m ac o p t i d i s ，f r u c t u sc r a t a e g ia n dc o r t e xp h e l l o d e n d r ie x t r a c t sw e r em o r et h a n9 0 o ft h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fv i t a m i ne r h i z o m ap i n e l l i a e ，r a d i xo p h i o p o g o n i s ，s e m e np r u n ia n dr h i z o m ad i o s c o r e a ee x t r a c t sh a dl o w e ra n t i o x i d a n ta c t i v i t i e s d p p h 。s p e c t r o p h o t o m e t r i ca n a l y s i sh a sm a n ya d v a n t a g e si ne v a l u a t i n gt h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fc h i n e s em e d i c i n a lh e r b s ，i n c l u d i n g e a s yh a n d l i n g ，h i g ha c c u r a c y , h i g hr e p r o d u c i b i l i t ya n ds h o r tr e a c t i o nt i m e 32 r a d i xs c u t e l l a r i a e ，f l o ss o p h o r a e ，f o l i u mg i n k g op o w d e r sa n d o rt h e i rc o m b i n a t i o nw e r ea d d e dt ot h ep e a n u to i la n ds e s a m eo i l t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fr a d i xs c u t e l l a r i a e ，f l o ss o p h o r a e ，f o l i u mg i n k g o ，r a d i xs c u t e l l a r i a e + f l o ss o p h o r a ea n df o l i u mg i n 堍o + f l o ss o p h o r a ei np e a n u to i la n ds e s a m eo i lw e r ed e t e r m i n e db ys c h a a lo v e n - s t o r a g ea n df r e er a d i c a ls c a v e n g i n gt e s t m e a n w h i l e ，c h i n e s em e d i c i n a lh e r b sw e r ea d d e db yt h ew e i g h tr a t i oo f6 a n dt h a to fb h ti s0 0 3 t h ec o m b i n a t i o no fh e r b sw a si nt h ep r o p o r t i o no fi ：1 t h ef o l l o w i n gr e s u l t sw e r eo b t a i n e d ：1 ) a l lc h i n e s em e d i c i n a lh e r b sh a dc e r t a i na n t i o x i d a n ta c t i v i t i e si no i l s a m o n gt h e m ，r a d i xs c u t e l l a r i a ea n dr a d i xs c u t e l l a r i a e + f l o ss o p h o r a ei np e a n u to i lf l o ss o p h o r a e ，f o l i u mg i n k g oa n df o l i u mg i n k g o + f l o ss o p h o r a ei ns e s a m eo i lh a dh i g h e ra n t i o x i d a n ta c t i v i t i e s ，r e s p e c t i v e l y 2 ) d i f f e r e n tc h i n e s em e d i c i n a lh e r b sh a dd i f f e r e n ta n t i o x i d a n ta c t i v i t i e si np e a n u to i l t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fr a d i xs e u t e l l a r i a ea n dr a d i xs c u t e i l a r i a e + f l o ss o p h o r a ew e r eh i g h e rt h a nb h t , b u tt h o s eo ff l o ss o p h o r a e ，f o l i u mg i n k g oa n df o l i u mg i n k g o + f l o ss o p h o r a ew e r es i m i l a rt ob h t 3 ) d i f f e r e n tc h i n e s em e d i c i n a lh e r b sh a dd i f f e r e n ta n t i o x i d a n ta c t i v i t i e si ns e s a m eo i l a m o n gt h e m ，r a d i xs c u t e l l a r i a ea n dr a d i xs c u t e l l a r i a e + f l o ss o p h o r a eh a dh i g h e ra n t i o x i d a n ta c t i v i t i e st h a nb h t , b u tt h o s eo ff l o ss o p h o r a e ，f o l i u mg i n k g oa n df o l i u mg i n k g o + f l o ss o p h o r a ew e r es i m i l a rt ob h t 4 ) a c c o r d i n gt oa r r h e n i u se q u a t i o na n dt h ec o n n e c t i o no f r e a c t i o nv e l o c i t yc o n s t a n ta n ds h e l fl i v e s ，t h es h e l fl i v e so fp e a n u to i la n ds e s a m eo i lc o n t a i n i n gc h i n e s em e d i c i n a lh e r bp o w d e r sw e r ef o r e c a s t e d t h es h e l fl i v e so fo i l sa d d e dw i t hh e r bp o w d e r sc o u l db ep r o l o n g a t e dt oc e r t a i ne x t e n t t h es h e l fl i f ec o u l db ei n c r e a s e df r o m3 4 7m o n t h sf o rp e a n u to i lt o9 3 2m o n t h sa n df r o m4 8 4m o n t h sf o rs e s a m eo i lt o1 0 1 8m o n t h sa t2 0 w h e nr a d i xs c u t e l l a r i a ew a su s e d w h e nr a d i xs c u t e l l a r i a e + f l o ss o p h o r a ew e r ea d d e d ，t h es h e l fl i v e sc o u l db ep r o l o n g e df r o m3 4 7m o n t h sf o rp e a n u to i l t o 8 3 5m o n t h sa n d行o m4 8 4m o n t h st o1o 8 7m o n t h sf o rs e s a m eo i la t2 0 * c r e s p e c t i v e l y k e yw o r d s ：c h i n e s em e d i c i n a lh e r b s ；p e a n u to i l ；s e s a m eo i l ；a n t i o x i d a n ta c t i v i t yd p p h s p e c t r o p h o t o m e t r i ca n a l y s i s4四川农业大学硕士学位论文引言上世纪以来，由于生物技术的迅速发展，粮食和其它作物的产量逐步提高。从全球范围来看，温饱问题已经解决，随着人民生活水平的提高，对膳食品质的要求也随之提高。食用油脂是人们日常膳食的必需品，我国是食用油脂生产和消费大国，人均食用油脂消费量正在迅速增长，但我国半数以上人口食用的是散装油和二级油。因此，一些高档的和多功能的保健食用油脂将有很大的发展潜力。食用油脂添加剂一直是食品科学和营养学的研究重点之一，抗氧化剂是在食品生产中广泛使用的添加剂。油脂在贮存当中容易发生氧化，往往引起油脂变质、营养价值下降。添加抗氧化剂可以减缓油脂本身的氧化过程，增强稳定性，延长油脂的货架寿命。目前，在油脂生产中使用的抗氧化剂多为人工合成的化合物，如二叔丁基羟基甲苯( b m y l a t e dh y d r o x y t o l u e n e ，b h t ) 、叔丁基羟基茴香醚( b u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l e ，b h a ) 等。但有研究表明这类化合物有一定的危害性【1 1 ，甚至可以致癌p j ，许多国家已禁止使用或限量使用这些抗氧化剂。因此，研究开发广谱、高效、安全的天然抗氧化剂，成为当今食品添加剂研究领域中的热点之一。油脂在氧化过程中要产生多种自由基、氢过氧化物和有毒聚合物，不利于人类健康。自由基在生物体内起着相当重要的作用，它参与了生物体内的许多生物学过程，氧化损伤分子的脂质、蛋白和核酸，与衰老【4 1 和许多疾病阎的发生、发展密切相关。因此在生物体内必须有一定量的抗氧化剂，用来清除自由基减少对生物体的危害。抗氧化剂在清除自由基和调节体内氧化还原代谢方面的作用得到了研究人员越来越多的关注。按照中医“药食同源”的原则，从膳食中摄取抗氧化剂，是预防疾病的最佳的方法，而通过食用油脂补充抗氧化剂就是一条理想途径。我国中草药资源丰富，许多中草药富含抗氧化成分。在食用油脂中添加天然的中草药抗氧化剂，不仅可以减缓油脂本身的氧化过程，提高油脂营养价值，而且使食用油脂具有保健功能。因此，从中草药中筛选抗氧化剂，添加到食用油脂中研究和分析其对油脂的抗氧化作用，成为个有重要意义的研究课题，将对保健型功能食用油脂的研发具有一定的参考价值。四川农业大学硕士学位论文第一章文献综述食品添加剂一直是食品科学和营养学的研究重点之一，其中抗氧化剂是食品添加剂的一个重要组成部分。抗氧化剂是指能够阻止食品成分由于氧化作用而导致氧化腐败的物质，它可以防止氧化所致的变质、退色、褐变及维生素的破坏等。抗氧化剂的使用已经成为延缓食品氧化变质的一种有效的、经济的方法，它既可延长食品的货架寿命，又不破坏其营养价值，保持了食品的感观特征。抗氧化剂已经成为食品工业必不可少的添加剂。食用油脂是人类膳食的重要组成部分，但食用油脂长期贮存会发生自动氧化，引起风味变化、营养价值下降，并产生有害物质。添加抗氧化剂可以防止和减缓油脂的自动氧化，增强稳定性，保持油脂原有的色、香、味，避免营养成分损失，延长货架寿命。我国是食用油脂的生产与消费大国，随着人民生活质量的提高，对食用油脂的营养和质量提出了更高的要求，因而食用油脂抗氧化剂的研究越来越受到重视。1 1 油脂氧化的基本过程油腊是油和脂肪的合称。在常温下呈液态的成为油，呈固态的称为脂。食用油脂的主要来源有植物脂肪和动物脂肪，主要成分为甘油三酯，结构式如下：o l io0h 2 c o c r ”r 、r 、r ”分别表示相同或不同的脂肪烃基，它们的脂肪酸分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。常见的饱和脂肪酸有：软脂酸( c 1 6 0 ) ，硬脂酸( c 1 8 ：o ) ，花生酸( c 2 0 ：o ) 等；单不饱和脂肪酸有：油酸( c 1 8 1 ) ，菜子油酸( c 2 2 1 )等；多不饱和脂肪酸有：亚油酸( c 1 8 = 2 ) ，亚麻酸( c 1 8 3 ) 和花生四烯酸( c 2 0 ：4 ) 。植物油脂以不饱和脂肪酸烃基为主，动物油脂以饱和脂肪酸烃基为主。油脂长期贮存会发生氧化反应，导致油脂品质改变，产生对机体有害的物质。6四川农业大学硕士学位论文一般来说饱和脂肪酸是最稳定的，油脂的氧化变质是从不饱和脂肪酸的氧化开始的，这种氧化主要是酯类化合物和氧分子问的自动氧化反应，还有光敏氧化和酶氧化。自动氧化反应是一个复杂的过程，基本过程如图1 1e 6 i ：不饱和脂肪酸或脂肪酸甘油酯分解产物聚合物( 酸败臭味氧化物)( 深色，有毒)不溶性物色素、芳香物、维生素等氧化图1 - 1 油脂类自动氧化的过程f i g u r e l - lt h ep l o c e s so f a u t o m a t i co x i d a t i o no f o i l s油脂和氧分子问的自动氧化反应是自由基连锁反应。和所有连锁反应一样，其历程可以分为三个阶段来讨论【6 ，7 1 。r h 代表脂肪酸分子，r 、h 、r o 、r o o 代表白由基，r o o h 代表氢过氧化物。第一阶段：引发反应，即自由基的生成，如：r 【) 【) hf ! r o o + h r o o h 芦= 昔r o + o h2 r o o hi 。r o + r 0 0 + h 2 0油脂的氧化反应首先是在易氧化的不饱和双键上取走氢原子，被激发态的氧氧化成氢过氧化物后形成脂肪自由基。脂肪自由基的生成有两种可能的过程：一种是通过金属催化剂和脂类化合物直接反应引发；另一种是氢过氧化物分解产生自由基的过程，氢过氧化物是在自由基传递反应的过程中生成的。当有金属离子存在时，金属催化氢过氧化物分解是自由基的主要来源。铁或铜等金属离子，无论是处在低四川农业大学硕士学位论文氧化态还是高氧化态，都可以催化氢过氧化物分解。生成的自由基易使蛋白质变成蛋白质不溶性物质，也会促使色素、香味物质和维生素等氧化。第二阶段：自由基传递，即一种自由基转变成另一种自由基，如：r + 0 2i 5 ! r o o r 0 0 + r h # = 2r o o h + r f 脂类化合物的自由基是高活性的粒子。在不停的分子运动中，自由基可与基态的氧分子发生有效碰撞而产生r 0 0 ，也可以与未发生氧化的脂肪分子发生有效碰撞而产生新的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物作为脂类自动氧化的主要初期产物是不稳定态的，后经许多复杂的分裂和相互作用，最终形成有油脂酸败特征的醛、酮、酸、醇、环氧化物和碳氢化合物等低分子物质，同时也会促使色素、香味物质和维生素等氧化。第三阶段：终止反应，即两种自由基结合生成一种稳定的产物，如：r 0 0 + r7 0 0 掣r o o r + 0 2r o + r r 亍= 主r o r 在不停的分子运动中自由基之间也可能互相碰撞，且两种自由基结合的活化焓很低。但是由于初始阶段自由基的浓度很低，两种自由基间的碰撞不是很容易的。另外有的自由基之间的碰撞有一定的方向选择性，往往受到空间位阻的影响而减少碰撞机会，所以反应开始时，自由基之间的碰撞结合时很少的。随着反应的进行，自由基的数量增加，碰撞机会也增多，自由基的碰撞结合反应发生，最终导致反应终止，聚合生成深色有毒的聚合物。1 2 影响油脂稳定性的因素油脂氧化的基本过程相同，但其稳定性在不同条件下有所不同。影响油脂稳定性的因素有内部因素和外部因素。内部因素主要指油脂的脂肪酸组成和品种，外部因素主要指油脂的贮存环境。1 2 1 脂肪酸组成和品种油脂稳定性与脂肪酸的不饱和程度直接有关【6 ，8 1 ，如表1 1 。一般是饱和脂肪酸朋川农业大学硕士学位论文是最稳定的，不饱和脂肪酸容易氧化，单不饱和脂肪酸的稳定性大于多不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸中的双键数量和位置对油脂稳定性影响较大。各种油脂由于原料的品种、栽培条件等不同，所含各种脂肪酸相差很大，对油脂稳定性也有一定的影响。表1 - i1 3 种食用油脂的不饱和脂肪酸平均含量和相对氧化速度t a b l e1 1a v e r a g eu n s a t u r a t e df a t t ya c i dc o n t e n ta n dr e l a t i v eo x i d a t i o nr a t eo f1 3e d i b l eo i l s1 2 2 内源性抗氧化剂油脂中本身含有一定量的抗氧化剂，称为内源性抗氧化剂。内源性抗氧化剂的种类主要有维生素e 、磷脂、不皂化物等，其含量随植物油脂的不同而不同。它们对油脂本身起到定的抗氧化作用 8 】o四川农业大学硕士学位论文1 2 3 温度温度是影响油脂稳定性的重要因素。高级食用油在2 0 - - 6 0 * ( 2 范围内，温度增加1 0 c ，氧化速度就提高1 倍【6 】d1 2 4 光照光氧化是油脂氧化作用的组成部分，任何一种光线都可能触发光敏氧化，油脂中的色素会强烈吸收临近的可见光或紫外光，发生光敏氧化。光敏氧化有两种途径：一是核黄素光敏化产生二烯类基团，然后产生与自动氧化类似的氢过氧化物：二是由赤藓红光敏化，氧分子与这种吸光的光敏化剂作用，产生氢过氧化物。故油脂一般采取避光保存 6 ，引。1 2 5 气体成分空气中的氧和油脂中溶解的氧都会促进油脂氧化。油脂中含氧量的闽值因油脂品质和等级的不同而不同，低档油脂的阈值较高，高档油脂如高级食用油，含微量的氧也会出现明显的氧化变质，故阈值很低。若将油脂充氮包装，则会提高油脂稳定性 8 】。1 3 天然抗氧化剂的研究进展由于食品添加剂工业的技术进步，带动了食品抗氧化剂的研制、开发和应用的长足发展。抗氧化剂一般分为人工合成的抗氧化剂和天然抗氧化剂，其中人工合成的抗氧化剂包括二叔丁基羟基甲苯( b u t y l a t e dh y d r o x y t o l u e n e ，b h t ) 、叔丁基羟基茴香醚( b u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l e ，b h a ) 和没食子酸丙酯( p r o p y l g a l l a t e ，p g ) 等。传统上使用的抗氧化剂基本上都是人工合成的。作为食品抗氧化剂应该具备以下基本条件：低浓度有效：与食品可以共存：对食品的感观性质没有影响：安全性高，对消费者无毒无害【”。但是，自2 0 世纪7 0年代以来，某些人工合成的抗氧化剂的安全性受到了怀疑。目前食品工业使用的人工合成抗氧化剂b h a 、b h t 和p g 等虽然具有较好的抗氧化活性，但有资料表明这些抗氧化剂有一定的危害性。b h a 能引起小鼠肺泡损伤，对小鼠肺组织和结肠、大鼠肝组织和膀胱有促癌作用口i ，在日本b h a 只能用于棕榈油和棕榈仁油；b h t可以抑制人体呼吸酶活性，故被希腊、土耳其、印尼、奥地利、摩洛哥等国家禁止四t t g e 业大学硕士学位论文使用i l 】；与高浓度p g 接触的人易患有接触性皮炎，在西班牙、葡萄牙、奥地利、阿根廷等部分国家被禁止使用。( ( f a o w h 0 食品标准法典明确规定各种抗氧化剂的允许摄入量( a c c e p t a b l ed a i l yi n t a k e ，a d i ) 。目前中国规定可允许使用的各种抗氧化剂及其基本情况见表l 一2 。现在国际上流行的食品是天然的、不含任何人工合成添加剂的食品。为了满足各种食品生产的需要，研究开发广谱、高效、安全的天然抗氧化剂，成为当今食品添加剂研究领域中的热点之一。国内外科研工作者已经对香辛料、食用植物、中草药等数百种天然物质的抗氧化性进行了研究，取得了很多研究成果。现就国内外近年来对天然抗氧化剂的研究介绍如下：1 3 1 香辛料香辛料是天然植物抗氧化剂的重要来源。这类植物主要有迷迭香、鼠尾草、百里香、牛至草、丁香、薄荷、胡椒、生姜、芝麻、大蒜等。国内外科研工作者研究结果表明，香辛料具有较强的抗氧化活性，主要的抗氧化成分为酚类及其衍生物。日本对香辛料中的有效成分进行了分析【9 j ，从中分离出四种抗氧化成分，这些酚萜类化合物的抗氧化能力为b h t 和b h a 的4 倍。k i k u z a k i 等 【0 对生姜进行分离，得到1 4 种酚类化合物，包括姜酮和姜醇的1 2 种化合物具有强于生育酚的抗氧化活性。y a n i s h l i e v a 等 1 1 1 用夏日薄荷的乙醇提取物作为抗氧化剂，研究其对葵花油稳定性的影响，结果表明这种提取物对葵花油有较强的抗氧化活性。l e e 等【心1 发现胡椒的类黄酮、亲脂酚类和其他非极性化合物具有抗氧化活性。我国从1 9 9 7 年起允许在动物油脂、肉类食品、油炸食品( o 3 9 k g ) 及植物油脂( o 7 9 k g ) 中使用迷迭香提取物作为抗氧化剂1 3 】。用不同溶剂抽提生姜中的抗氧化物质，按一定比例添加到食用油脂中，在一定条件下强化保存，定期测定油腊的氧化程度，结果表明：8 0 乙酸提取物抗氧化效果非常显著，柠檬酸、抗坏血酸和生育酚对它有一定的增效作用【l 。对山苍子精油及提油后的余渣的抗氧化作用进行研究，结果表明山苍子精油具有很强的抗氧化活性，相当于b h a 的2 倍以上，山苍子余渣的几种溶剂的萃取物均有一定的抗氧化作用，以氯仿组分的抗氧化效果最好，强度约为b h a 的7 5 i 】。对黄荆籽进行研究发现，不同产地的黄荆籽提取物均有显著的抗氧化效果，以石油醚脱脂后甲醇提取物的抗氧化效果最好，与b h t 相当“。大蒜提取物对花生油和猪川川农业大学硕士学位论文表1 - 2 中国允许使_ | _ f 的食品抗氧化剂的相关规定t a b l e1 - 2t h ec o r r e l a t i v es t i p u l a t eo f a l l o w a b l ef o o da n t i o x i d a n t si nc h i n a1 2凹j i 【农业大学硕士学位论文油都有一定抗氧化作用，大蒜精油添加量达o 2 时，其抗氧化能力大于o0 1 p g ，添加量达o 0 8 时，其抗氧化能力大于o 0 2 b h t ，添加量达o 0 4 时，其抗氧化能力已优于0 0 2 b h a ” ，这是由于大蒜中含有多种烯丙基化合物。1 3 2 中草药类中草大辞典u s 共收录了4 7 7 3 种中草药，它们的功效和安全性比较明确。有些中草药的疗效与抗氧化作用密切相关，是除香辛料外又一类有潜力的天然抗氧化剂资源。我国中草药资源极其丰富，对中草药的认识和利用出来已久。近年来，我国以及美国、日本、韩国等国家的科研工作者做了大量的工作来研究中草药的抗氧化作用。马希汉等【1 9 】的研究表明，银杏叶的石油醚、乙醇提取物具有抗氧化活性，特别是对猪油的抗氧化效果可以与b h t 媲美。郭新竹等2 0 1 用不同溶剂抽提丁香、桂皮中的抗氧化物质进行研究，结果表明丁香、桂皮均含有抗氧化性物质，其中丁香乙醇提取物的抗氧化效果最好，柠檬酸、酒石酸及磷酸均对它有增效作用。罗伟强口”用两种溶剂提取山楂叶中的抗氧化物质进行抗氧化性能研究，结果表明山楂叶的乙酸乙酯提取物抗氧化效果最好，柠檬酞对它有较好的增效作用。o 3 乙酸乙酯提耿物的抗氧化活性强于o 0 1 o b h t 。韩国科研工作者 9 】对1 8 0 种中药的甲醇提耿物进行实验，发现4 4 种中草药对油酸有较强的抗氧化作用，进步以油酸甲酯为底物实验，发现其中1 1 种中药如乌附子、细辛、甘草、黄苓和丁香等有显著的抗氧化作用。又发现不同极性提取物的抗氧化作用不同，黄苓、甘草的甲醇提取物的抗氧化性强，而石油醚、乙酸乙酯提取物的抗氧化性较弱。g o r d o n 等1 22 】比较了丹参的己烷、氯仿和甲醇提取物的抗氧化效果时发现：月。参的氯仿和甲醇提取物比已烷提取物的抗氧化效果低，丹参的己烷提取物抗氧化活性最大。将丹参己烷提取物的抗氧化效果与0 【生育酚进行了对比，结果显示，大约0 0 1 5 的丹参己烷提取物与o0 2 1的0 【生育酚的效果相似，在加热到1 8 0 。c 的猪油中加入o 2 的丹参已烷提取物时，可达到稳定的效果。许多科研工作者不仅对中草药提取物的抗氧化作用进行了实验，而且还对提取物中的抗氧化成分进行了研究。王洪新等2 3 1 提取了忍冬叶中的抗氧化成分，不同溶剂的提取物具有不同的抗氧化效果，其中以乙酸乙酯提取物的抗氧化效果最强。在叫川i 农业大学硕士学位论文忍冬叶的乙酸乙酯提取物中，起抗氧化作用的主要成分为咖吲 酸和异绿原酸等。余世望等【2 4 】研究了6 0 种药食两用植物的抗氧化作用，发现大部分植物的乙醇提取物都有不同程度的抗氧化活性，其中昆布、丁香、白果、小茴香等的抗氧化活性较强，这些植物的抗氧化成分主要有黄酮类、苯酚类、皂苷类、鞣质类、生物碱类和多糖类物质。张红雨等通过对知母宁结构的量化计算得出，四个酚羟基是其抗氧化作用的活性位点。c a o 和z h u 【2 6 】研究得出千金子中的生物碱粉防己碱的抗氧化性能较强，主要是其具有双酯结构。z a n g 等鲫研究报道了丹参中的抗氧化活性成分，这些成分是二氢丹参酮i 、丹参酮i 、甲烷丹参酮、隐丹参酮和丹参酮i i 。其中，_氢丹参酮i 抗氧化活性比b h a 和b h t 强，其余的也与b h a 和b h t 相当。桂皮。p存在的抗氧化物质，确定为萜烯类物质【2 。1 3 3 其他天然产物众多水果蔬类植物中也有表现出较高的抗氧化活性。葡萄籽和葡萄皮水提取物对超氧阴离子和羟自由基均有较强的清除作用，抗氧化活性好于鲜葡萄籽、葡萄皮，更好于干葡萄籽【2 9 】。法国等不少国家已将葡萄籽作为原料制备葡萄籽提取物，将其加入红葡萄酒中，以提高其抗氧化成分的含量。比较2 1 种蔬菜抗氧化能力发现：茄子( 尤其茄子皮) 、苔菜、尖椒、西红柿等具有较高的抗氧化活性【3 0 】。检测1 1 种水果的抗氧化活性发现草莓的抗氧化活性最高，其次是李果、柳橙等p l l 。k r o y e r 3 2 】比较研究了冻干的柑橘类( i a 括橘、柑、橙、柠檬和柚) 果皮甲醇提取物的抗氧化活性，结果指出橘、柑、橙的抗氧化活性较高，柠檬的稍低，柚的最低。许讽等3 3 】对类胡萝b 素抑制油脂的抗光敏氧化研究也表明，类胡萝b 素对大豆油和菜籽油的光敏氧化有抑制作用，抗氧化效果随类胡萝b 素浓度升高而增强，类胡萝b 素抗光敏氧化作用主要来自于结构中多烯链，特别是共扼双键的数目。中国农科院茶叶研究所于1 9 8 4 年开始研究茶叶天然氧化剂，分离出了茶1 1 t 抗氧化成分，在猪油、大豆油、菜油、花生油等食用油脂中添加o 0 2 一o 0 8 的茶叶天然抗氧化剂，证明具有较高的抗氧化活性，过氧化值和酸价的抑制率在9 0 以上，抗氧化效果比维生素e 高5 倍。1 9 8 8 年7 月茶多酚被批准作为我国食品抗氧化剂之一口。目前，我国规定可以使用的天然抗氧化剂除茶多酚和迷迭香提取物外还有甘草抗氧物和植酸类等。以天然食用抗氧化剂取代人工合成抗氧化剂是今后食品工业的叫川农业人学硕i 学位论文发展趋势，研发实用高效、成本低廉的天然抗氧化剂仍是研究的重点。1 4 评价抗氧化活性的方法随着抗氧化剂研究的深入，评价抗氧化活性的方法也得到了发展。现将常用方法简单介绍如下：1 4 1 量子化学计算方法在化学工作者用实验方法检测某一类抗氧化剂抗氧化能力的基础上，根据所得的数据，以计算机软件为工具用量子化学模拟计算，确定抗氧化剂的构效关系，丌创了用量子化学理论研究抗氧化剂抗氧化活性的新路 3 5 - 3 9 。大体思路是首先用量子化学计算出抗氧化剂的各种参数，然后结合具体实验结果并借助回归分析确定哪一个理论参数与清除自由基速率常数的对数相关性最好。目前所选取的理论指标大体上可分为两类，一类表征o h 键的强度，键的强度越低，则抗氧化剂活性越高。这一类指标包括 3 6 , 3 7 ：o h 键长、键级、电荷差值、o h 解离能等。其中o i ， 解离能本质上是计算抗氧化剂与其抽氢反应产生的自由基的生成热之差，该值越低说明产生的自由基越稳定，o h 键也越弱，因此抗氧化活性也越高。另一类则表征抗氧化剂分子的给电子能力。这一类参数包括最高占据分子轨道能级和相对绝热电离势能。1 4 2 脂质过氧化检测方法1 4 2 1 硫代巴比妥酸( t h i o b a r b i t u r i ca c i d ，t b a ) 法脂质过氧化反应的最终产物有丙二醛( m a l o n d i a l d e h y d c ，m d a ) 。m d a 可破坏蛋白质等生物大分子，造成机体老化和多种疾病的发生，其含量与多种疾病的发生及年龄的增长呈f 相关，性质比较稳定，便于检测。因此，测定m d a 的含量，在一定程度上可以反映脂质过氧化损伤的程度，是目前公认的反映脂质过氧化的指标 4 0 - 4 2 1 。丙二醛在酸性条件下可以与硫代巴比妥酸( t b a ) 反应( 室温反应5 h ，不时摇动) 生成红棕色的三甲川，在5 3 2 n m 处有吸收峰，可以计算出m d a 的量，从而得知脂质过氧化的情况。t b a 法常用于检测被测样品是否对生物体系( 如红细胞、脂蛋白、组织匀浆、肝微粒体、肝线粒体、肝细胞等) 具有抗脂质过氧化作用。1 4 2 2 油脂稳定性实验心川农业大学硕士学位论文油脂中含有很多不饱和脂肪酸，在加热过程中会发生氧化反应等一系列化学变化，使油脂变质。因此测定氧化反应过氧化产物的量可以间接反应抗氧化剂的活性。常用的方法就是检测油脂氧化过程中的过氧化值，过氧化值的检测可以用经典的化学分析法：以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠滴定被氧化的碘化钾【l ”。1 4 2 3 二烯共轭法不饱和脂肪酸在氧化过程中会形成共轭双键，这种结构可以吸收波长为2 3 0 一2 3 5 n m 的紫外光，抗氧化剂可以延长形成共轭双键的诱导时间，利用这个性质可以测定抗氧化剂活性。该法适用于对纯脂的过氧化研究，非脂质过氧化会干扰检测【43 1 。1 4 。3自由基清除能力的检测方法1 4 3 12 ，2 一连氮一双( 3 一乙基苯并噻唑啉一6 磺酸) 2 ，2 - a z i n o b i s ( 3 一e t h y l b e n z o t h i a z o l i n e 6 一s u l f o n i ca c i d ) ，a b t s 法a b t s 与过氧化物酶( 例如高铁肌红蛋白) 和氢过氧化物在一起时形成a b t s 阳离子自由基。把被测样品与a b t s 液混合，在7 3 2 n m 处测吸光度，当同时有抗氧化剂和氢供体存在时，这种自由基混合物的光吸收值下降，下降程度与该抗氧化剂的抗氧化能力相关。从而通过光吸收值的下降程度反映抗氧化能力 4 4 , 4 5 。1 4 3 22 ，2 一二苯基一1 一三硝基苯肼( 2 ，2 - d i p h e n y l 一1 一p i c r y l h y d r a z y l ，d p p h 。) 法d p p h 是一种很稳定的以氮为中心的自由基，它又有一个单电