食品添加剂第五章抗氧化剂.ppt

1 第五章抗氧化剂 2 食品氧化变质 3 4 食品氧化变质危害 降低外观质量 颜色 形态影响风味品质 异味破坏营养成分 不饱和脂肪酸 维生素产生有害物质 过氧化物 5 机体氧化损伤 对核酸的损害 主要可使DNA主链断裂 碱基变性 缺失 对蛋白质的损害 使多肽断裂 蛋白质发生交联 聚合 变性 对糖类的损害 使透明质酸 粘多糖 介聚 可加重炎症 对脂类的损害 主要引起细胞膜上不饱和核脂肪酸 产生过氧化反应 导致膜功能改变 6 自由基衰致学说 美国DenhamHarman在1956年提出 衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的 生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果 自由基可以引起DNA损伤从而导致突变 诱发肿瘤形成 自由基是正常代谢的中间产物 其反应能力很强 可使细胞中的多种物质发生氧化 损害生物膜 还能够使蛋白质 核酸等大分子交联 影响其正常功能 7 自由基衰致 脂褐素的形成线粒体DNA突变诱导细胞凋亡蛋白质合成减少 8 氧化机理 9 活性氧自由基的产生 自然界中氧为三线态氧相当稳定 不能直接引发脂肪酸的氧化反应 只有通过活化 光 热 金属离子 辐射 成为活性氧 金属络合物 单线态氧 才具有足够的活性 三线态氧还能通过酶的活化参与氧化 10 11 12 抗氧化方法 自由基清除三类自由基 ROO RO R2N 氧化物分解金属离子螯合抑制金属离子的催化作用 13 抗氧化能力检测 自由基标准物O2 超氧阴离子自由基 生物体内所有活性氧自由基的第一个自由基 本身不太活泼 但可产生H2O2和HO 可通过邻苯三酚碱性条件下自氧化释放出O2 HO 羟自由基 可通过亚铁离子催化H2O2均裂产生HO DPPH 稳定的自由基 14 金属离子螯合能力对能催化氧化还原反应的金属离子的捕捉能力 典型的金属离子有Fe3 Cu2 Cr3 15 抗氧化剂分类 来源 合成 天然 应用食品体系 油溶 脂溶 水溶 作用方式 自由基吸收剂 氧清除剂 过氧化物分解剂 金属离子螯合剂 紫外线吸收剂 单线态氧猝灭剂 酶抗氧化剂 16 合成抗氧剂 主要为酚类化合物 优点 性质稳定 价格便宜 抗氧化效果好 缺点 安全性受到质疑 BHA怀疑有前胃致癌作用BHT抑制呼吸酶活性PG引发皮肤炎 17 抗氧化机理 18 没食子酸丙酯 Propylgallate PG 无臭 稍有苦味 难溶于水 微溶于油脂 易与铜 铁离子反应 可生成有色 呈紫色或暗绿色 的复合物 有吸湿性 光照可促进其分解 对热较敏感 在熔点时即分解 因此应用于食品中其稳定性较差 能阻止脂肪氧合酶的促氧化 对动物油脂的抗氧化能力强 柠檬酸能增效 GRAS LD50 2 6g kg 大鼠 经口 19 应用 PG与铜 铁等金属离子反应变色 所以使用时应避免使用铁 铜容器 PG遇光分解 且有吸湿性 因此应避光密闭保存 20 丁基羟基茴香醚 Butylhydroxyanisol BHA 特异的酚类气味 有刺激性气味3 BHA和2 BHA的混合物 一般3 BHA的含量为90 以上 以块状或薄片状出售 不溶于水 易溶于油脂 溶解度 25 为 丙二醇50 丙酮60 乙醇25 花生油40 棉籽油42 猪脂30 有抑菌作用 对热 弱碱较稳定 在焙烤食品中有效 ADI 0 0 5mg kg LD50 2 2 5g kg 21 应用 用于奶制品 0 01 的BHA可延长奶粉和奶酪的保质期 能稳定辣椒粉的颜色 防止核桃 花生等氧化 加入焙烤用油和盐中 可以保持焙烤食品和咸味花生的香味 BHA可以在油煎或烘烤的温度下使用 并在此过程中随油进入食品中 从而对食品起到抗氧化作用 BHA具有一定的熏蒸性 因此可在食品包装材料中应用而对食品起抗氧化作用 22 生产工艺 将蒸馏的釜液进行水蒸汽蒸馏 析出粗产品 再将其用乙醇或乙醇水溶液溶解 过滤 重结晶得产品 23 二丁基羟基甲苯 Butylhydroxytoluene BHT 不溶于水 易溶于油脂 其溶解度为 乙醇25 20 豆油30 25 棉籽油20 25 猪油40 40 热稳定性高 加热时与水蒸气一起挥发 遇金属离子特别是铁离子 不变色 ADI 0 0 3mg kg LD50 0 89g kg 大鼠经口 比BHA毒性稍高一些 24 生产工艺 两步进行分别用氧化铝 浓硫酸催化 25 叔丁基对苯二酚 Tertiarybutylhydroquinone TBHQ 微溶于水 油脂 热稳定性高 遇金属离子不变色 耐碱性差 变色 活性较其它抗氧化剂高 ADI 0 0 2mg kg LD50 0 7 1g kg 大鼠经口 日本 欧盟的大部分国家 香港都不允许在食品中添加TBHQ 26 应用 对动物油脂而言 抗氧化能力顺序为 TBHQ PG BHA BHT TBHQ对植物油也有效 棉籽油 豆油 花生油等精炼油也常使用 抗氧化能力顺序为 TBHQ PG BHT BHA 不能经受饼干的加工条件 对油炸食品的制作条件有足够的耐受力 就提高油煎土豆片的氧化稳定性而言 TBHQ比PG有效得多 而BHA和BHT实际上无效 但对含油的面制品如奶油饼干等的抗氧化作用 不如BHA或BHT 27 硫代二丙酸二月桂酯 Dilaurylthiodipropionate 有特殊甜味 不溶于水 易溶于油脂 能有效分解过氧化物 抗氧化效果与TBHQ接近 ADI 0 3mg kg LD50 15g kg 小鼠经口 28 4 己基间苯二酚 4 Hexylresorcinol 有苦涩味 对舌头产生麻木感 微溶于水 油脂 对光热不稳定 ADI 0 0 11mg kg LD50 0 55g kg 大鼠经口 29 天然抗氧化剂 主要为 植物提取物 混合物 缺点 抗氧化效果普遍不理想 价格贵 优点 具有多种生理活性 多酚类对心血管疾病的防治 天然VE对癌症 衰老的预防 30 L 抗坏血酸类 L 抗坏血酸异抗坏血酸L 抗坏血酸棕榈酸酯对光 热 金属离子不稳定 31 L 抗坏血酸 Ascorbicacid VC 易溶于水 不溶于油脂 碱性条件下更易分解 ADI 0 15mg kg LD50 5g kg 大鼠经口 可作为肉制品护色剂 在新鲜的肉中使用VC在许多国家是被禁止的 32 应用 它可保护饮料中的胡萝卜素在暴露于阳光下时不退色 它可防止啤酒氧化变浑 变味 颜色变暗和退色 它也可以提高酒香和透明度 维生素C对于抑制加工过程的水果和蔬菜的褐变非常有效 33 VC为水溶性物质 一般只能在亲水环境中才能捕捉自由基 在膜脂质等疏水环境下 需VE协同抗氧化 34 高剂量VC有原氧化作用 pro oxidant 促进蛋白质 多糖 核酸等分解 摄入抗氧化物质 以补充天然食品为宜 DuarteTL LunecJ 2005 Review Whenisanantioxidantnotanantioxidant AreviewofnovelactionsandreactionsofvitaminC FreeRadic Res 39 7 671 86 Fentonreaction 2Fe3 Ascorbate 2Fe2 Dehydroascorbate2Fe2 2H2O2 2Fe3 2OH 2OH 35 异抗坏血酸 Erythorbicacid 自然界不存在 以葡萄糖为原料合成 易溶于水 不溶于油脂 溶液状态下在空气中迅速分解 可防腐 发色 ADI不作限定 LD50 15g kg 大鼠经口 异抗坏血酸抗氧化能力远远超过L 抗坏血酸 且价格便宜 没有VC的生物活性 36 L 抗坏血酸棕榈酸酯 Ascorbylpalmitate 略有柑橘气味 难溶于水 溶于植物油 对光热稳定性增强 ADI 0 1 25mg kg GRAS 对油脂抗氧化效果明显 37 生育酚 Tocopherol VE 不溶于水 易溶于油脂 对光 热稳定 在高温下能保持好的抗氧化效果 ADI无限制 LD50 10g kg 小鼠 经口 能用于防止肉类中产生亚硝胺 价格较贵 主要用于高附加值食品 38 39 茶多酚 Teapolyphenol 茶叶酚类提取物 主要成分为儿茶素 有涩味 带茶香 易溶于水 乙酸乙酯 微溶于油脂 对热 酸稳定 有较强的油脂抗氧化能力 比TBHQ稍弱 LD50 2 5g kg 大鼠经口 40 黄酮类 广泛分布在植物中大部分以糖苷形式存在包括黄酮 异黄酮 黄烷酮等 41 甘草抗氧化物 Licoricerootantioxidant 甘草黄酮类物质提取物 不溶于水 可溶于油脂 耐热性好 至250 仍有效 能有效捕捉氧自由基 可抑制油脂的光氧化作用 ADI 0 1mg kg LD50 10g kg 大鼠经口 42 抗氧化肽 新型多生理活性的抗氧化剂 抗氧化机理 螯合金属离子 清除自由基 分解过氧化物 抗氧化活性与多肽结构密切相关 43 肌肽 L Carnosine 动物肌肉中的天然抗氧化剂 由 一丙氨酸和组氨酸组成的二肽 对自由基和金属离子引起的脂质氧化具有显著的抑制作用 能防止肌肤的衰老 44 大豆肽 Soybeanpeptide 大豆蛋白经酶法或酸法水解 分离 精制而得到的多肽混合物 以小分子肽为主 通常由516个氨基酸残基组成 相对分子量在600 3000 易溶于水 酸性不沉淀 氨基酸组成与大豆蛋白质相同 有抗氧化作用和调节胰岛素功能 45 植酸 Phyticacid 植物中贮存磷酸盐的重要形式 易溶于水 乙醇 不溶于油脂 具有很强的金属离子螯合能力 LD50 4 3g kg 小鼠经口 食盐的LD50为4 0g kg 降低矿物元素的吸收利用 可用于果蔬及水产的保鲜 护色 46 磷脂 Phospholipid 主要由磷脂酰胆碱 卵磷脂 磷脂酰乙醇胺 脑磷脂 磷脂酰肌醇 肌醇磷脂 组成 部分溶于水 可溶于油脂 具有乳化作用 ADI不作限定 GRAS 47 迷迭香提取物 Rosemaryextract 含有鼠尾草酚 迷迭香酸 鼠尾藻酸等成分 有轻微香味 热稳定性极