食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂讲课教案

1、食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂食品抗氧化剂的作用机理由于抗氧化剂种类较多，抗氧化的作用机理也不尽相由于抗氧化剂种类较多，抗氧化的作用机理也不尽相同，归纳起来，主要有以下几种：同，归纳起来，主要有以下几种：一是通过抗氧化剂的还原作用，降低食品体系中的氧一是通过抗氧化剂的还原作用，降低食品体系中的氧含量；含量；二是中断氧化过程中的链式反应，阻止氧化过程进一二是中断氧化过程中的链式反应，阻止氧化过程进一步进行；步进行；三是破坏、减弱氧化酶的活性，使其不能催化氧化反三是破坏、减弱氧化酶的活性，使其不能催化氧化反应的进行；应的进行；四是将能催化及引起氧化反应的物质封闭，如络合能四是将能催化及引起氧化

2、反应的物质封闭，如络合能催化氧化反应的金属离子等。催化氧化反应的金属离子等。以油脂自动氧化酸败和食品酶促氧化褐变为例抗氧化剂对油脂氧化的抑制 油脂的自动氧化遵循自由基（也称游离基）反应机制，首先脂肪分子（以R H表示）被热、光或金属离子等自由基引发剂活化后，分解成不稳定的自由基R和H。当有分子氧存在时，自由基与O2反应生成过氧化物自由基，此过氧化物自由基又和脂肪分子反应，生成氢过氧化物和自由基R，通过自由基R的链式反应又再传递下去，直到自由基和自由基或自由基和自由基失活剂（以X表示）相结合，产生稳定化合物时，反应才结束。此过程中产生许多短链羰基化合物，如醛、酮、羧酸等，是产生酸败和劣味的主要物

3、质，而大量过氧化物的存在，对人体也会产生不良结果。 抗氧化剂的作用机理最主要是终止链式反应的传递，模式如下（以AH表示抗氧化剂）：AH+ROO ROOH+A+AH+R RH+AMszHq 抗氧化剂的自由基A没有活性，它不能引起链式反应，却能参与一些终止反应。如：A+A AA A+ROO ROOA油脂类抗氧化剂主要有丁基羟基茴香醚（B H A）、二丁基羟基甲苯（B H T）、没食子酸丙酯（P G）、叔丁基对苯二酚（T B H Q）、生育酚（维生素E）等，它们皆属于酚类抗氧化剂，在形成自由基后比较稳定，其原因可解释为：氧原子上不成对单电子能与苯环上的电子云作用，发生共轭效应。这种共轭的结果使成对电

4、子并不固定在氧原子上，而是部分分布到苯环上。这样，自由基的能量就有所降低，不再引发链式反应，起到了抗氧化作用。食品酶促氧化褐变的抑制 酶促氧化褐变是食品中酚氧化酶催化酚类物质发生氧化形成醌及其聚合物的一类反应。由于反应生成了黑色素类物质，使食品的颜色加深，从而影响了食品的外观质量。 发生酶促氧化褐变需要3个条件：酚氧化酶、氧、适当的酚类物质，这3个条件缺一不可。因此抑制食品酶促氧化褐变便可从这3个条件考虑。由于从食品中除去酚类物质的可能性较小，可以采用的主要措施就是破坏和抑制酚氧化酶的活性及消除氧。在食品中添加适量的抗氧化剂，通过还原作用，消耗掉食品体系中的氧，就可起到防止食品的酶促氧化褐变。

5、食品抗氧化剂的分类及其特点已知的食品抗氧化剂种类很多，按来源分为天然抗氧化剂和化学合成抗氧化剂两类。食品工业中常用的化学合成抗氧化剂主要包括：用于食用油脂、干鱼制品的BHT，用于食用油脂的BHA，用于油炸食品、方便面和罐头的PG，TBHQ 和用于婴儿食品、奶粉的维生素E（生育酚，VE）等。不同的物质其抗氧化性能不同，而实际应用时经常是两种或两种以上的抗氧化剂复配，以提高其抗氧化效果。天然抗氧化剂相对比较安全，主要有茶多酚、VE、迷迭香、甘草抗氧化物、竹叶抗氧化剂、植酸等。食品抗氧化剂按溶解性可分为两类：油溶性抗氧化剂，多用于含油脂食品类，常用的有BHT，BHA，PG，TBHQ 等人工合成的抗氧

6、化剂，以及混合生育酚浓缩物及愈创树脂等天然抗氧化剂；水溶性抗氧化剂，大多用于食品护色，包括用于鱼肉制品和冷冻食品的抗坏血酸及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐等人工合成品，以及茶多酚、植酸等天然抗氧化剂。抗氧化剂按其作用机理还可分为4 种： 自由基终止剂。为了抑制油脂氧化的进行，除了利用包装隔绝空气和光线以外，最有效的方法就是添加自由基终止剂以干扰或延滞连锁反应中的增殖步骤，主要包括大多数酚类化合物如BHT，BHA，PG，TBHQ 以及天然存在的VE 等； 还原剂或耗氧剂。主要是由试剂本身氧化还原反应来抑制氧化，包括抗坏血酸及其盐类、亚硫酸及其盐类等； 金属离子螯合剂。如茶多酚、植酸、柠檬酸等可与金属

7、离子螯合，减少金属离子对油脂氧化作用的催化活性，起到抗氧化作用； 单旋态氧抑制剂。这类物质能破坏单旋态氧（O2）而抑制光氧化的进行，常见的有胡萝卜素、三乙基胺等。天然抗氧化剂的开发香辛料香辛料植物主要有迷迭香、鼠尾草、百里香、牛至草、丁香、薄荷、胡椒、生姜、芝麻、大蒜等1951年Chipult等报道迷迭香和鼠尾草具有优异的抗氧化能力1982 年至1984 年Inatani和N akatani等从迷迭香干叶的正已烷提取物中分离得到三种酚系二萜化合物迷迭香酚表迷迭香酚和异迷迭香酚。从迷迭香中得到的迷迭香酚和鼠尾草酚等物质同样可以从鼠尾草中分离得到鼠尾草中有比B H A、B H T 和V都强的抗氧化

8、成分Y ayo N akatani等人从百里香的丙酮提取物中分离得到六种黄酮类物质及五种联苯化合物发现3 种黄酮类化合物和2种联苯化合物的抗氧化能力与BH T 相当唇形科牛至的正已烷或乙醚提取物的抗氧化能力相当于BHA大蒜中含有多种烯丙基化合物有一定的抗氧化活性。果蔬类植物许申鸿等研究表明，葡萄籽和葡萄皮水提取物对O -2、 OH及DDPH自由基均有较强的清除作用。且抗自由基活性好于鲜葡萄籽、葡萄皮，更好于干葡萄籽。国外对葡萄提取物的抗氧化性研究及应用亦十分活跃，法国等不少国家已将葡萄籽作为原料制备葡萄籽提取物，并将其加入红葡萄酒中，以提高其抗氧化活性物质含量。张立新等对21 种蔬菜抗氧化能力

9、的比较研究中发现：苔菜、尖椒、西红柿等对D D PH 的抑制率较高，具有较高的抗氧化活性。钱明赛在测试的11 种水果中，发现草莓的抗氧化性最高，其次是李果、柳橙等。郭长江对坚果类食物清除ROO的作用的研究发现，葵花子具有较强的清除ROO的作用，花生、核桃次之。程霜等研究表明绿豆皮乙酸乙酯萃取物具有较强的抗氧化性能，质量分数0.03%的乙酸乙酯萃取物抗氧化性优于相同质量分数的VE,略低于化学合成的抗氧化剂TBHQ。中草药我国台湾学者发现，金锦香、 三七草、芡实、钩藤的乙酸乙酯提取物的抗氧化能力均强于B H A 。 H atam o 等的研究发现，甘草乙醇提取物抗氧化能力强于B H A，对生育酚和

10、多种有机酸有协同作用。1995 年，安静等研究发现甘草提取物的抗氧化性强于生育酚，而单一黄酮化合物的抗氧化性远小于生育酚，他的抗氧化性是多种抗氧化物质协同作用的结果。1992年，苏正德对100多种果实种子类中药溶剂提取物进行抗氧化性试验后，指出补骨脂等14 种中药的溶剂提取物抗氧化性能与BH A 相当。茶叶我国农科院茶叶研究所于1984 年开始研究茶叶天然氧化剂，分离出了茶叶抗氧化成分；在猪油、大豆油、菜油、花生油等食用油脂中添加质量分数0.02 %-0.08 % 的茶叶天然抗氧化剂，证明具有优异的抗氧化活性，过氧化值和酸价的抑制率在90 % 以上，抗氧化的效价比V E 高5 倍，与V C 和

11、V E并用具有协同增效作用。1988 年7 月被批准作为我国食品添加剂之一。美拉德反应物具有抗氧化性。氨基酸和单糖的美拉德反应挥发性产物具有和复杂美拉德反应产物一样的抗氧化能力。石轶松曾对永川豆豉中通过美拉德反应得到的类黑精的抗氧化性进行研究，发现在不同的添加量水平、豆豉类黑精均有抗氧化作用，其中质量分数0.5%和质量分数1.0 % 添加量抗氧化效果较明显，质量分数1 %的添加量与0.02 %的BHT作用相当。食品抗氧化剂的发展趋势以天然抗氧化剂取代合成抗氧化剂是今后食品工业的发展趋势，开发实用、高效、成本低廉的天然抗氧化剂将是抗氧化剂研究的重点。对于抗氧化活性成分及其效果的研究仍有许多问题，单一活性成分的抗氧化效果往往弱于混合物，且某一成分的抗氧化效果的评价因实验方法的不同差异较大，应重视对抗氧化活性成分之间抗氧化协同作用的研究，注意到天然抗氧化成分在生物体中和食品抗氧化作用的差异。各种抗氧化剂的活性除与他本身的结构性质有关外，还决定于他使用的底物、温度、溶解分散能力以及协同效应、增效效应等因素。因此生产具有