天然抗氧化劑的特點(diǎn)及作用機(jī)理

1、食用油脂抗氧化劑應(yīng)具備本身及其產(chǎn)物安全無(wú)毒、低濃度高效、不影響食品的色、香、味及食品的其他特征、與食品相溶能力好、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。隨著健康理念的增強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)食品添加劑的要求越來(lái)越高，追求天然、高效、無(wú)毒，抗氧化劑也應(yīng)逐漸從合成轉(zhuǎn)向天然。由于對(duì)合成抗氧化劑產(chǎn)生了懷疑，所以開(kāi)發(fā)出符合消費(fèi)者要求和安全健康的天然抗氧化劑很有必要天然抗氧化劑包括多酚類物質(zhì)、植酸、多糖等。很早以前草藥提取物用于牛奶、牛肉、魚肉以確保其質(zhì)量穩(wěn)定，后來(lái)一些植物提取物如大蒜精油、柑橘精油、阿魏酸、番茄紅素等被證明可作為食用油脂的抗氧化劑，但僅限于研究階段，尚未生產(chǎn)應(yīng)用。植物多酚物質(zhì)能夠作為還原劑、自由基清除劑、金屬螯合劑和單

2、線態(tài)氧抑制劑，這些些天然酚類化合物能夠用來(lái)阻止油脂酸敗。蔬菜、水果、中草藥、香味料等很多植物中都能夠提取出多酚物質(zhì)，抗氧化能力與BHT、TBHQ相當(dāng)，并且研究證實(shí)這些物質(zhì)安全、無(wú)毒。葡萄多酚物質(zhì)是近幾年被關(guān)注較多的食用油脂抗氧化劑。在眾多水果當(dāng)中，葡萄是多酚物質(zhì)的主要來(lái)源，并且葡萄皮渣中富含多酚物質(zhì)，其中含量最多的是類黃酮，這一物質(zhì)對(duì)脂類代謝具有很好的作用，在食品中能夠有效地清除自由基。目前常用的天然抗氧化劑有茶多酚、生育酚、抗壞血酸、迷失香等。(1)茶多酚茶葉在中國(guó)歷史悠久，其保健功能也早有記載。茶葉中多酚類物質(zhì)占茶嫩梢干物質(zhì)的20-35%，由約30種以上的酚類物質(zhì)所組成，通稱茶多酚。茶多酚

3、類化合物包括黃烷醇、黃烷雙醇、類黃酮和酚酸4類物質(zhì)。黃烷醇即通常所稱的兒茶素，約占茶多酚的70%。兒茶素主要包括表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)、表沒(méi)食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECG)、表兒茶素(EC)，這也是茶多酚主要的四種單體成分。其中EGCG含量最高，約占兒茶素的80%。氧氣在還原生成水過(guò)程產(chǎn)生超氧陰離子一一過(guò)氧化氫羥基自由基及單線態(tài)氧。這些活性氧在脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程中起著重要作用。一種抗氧化劑能否抗氧化和抗氧化效率如何，很重要的性質(zhì)就是看它在不同體系對(duì)氧自由基的清除作用。茶多酚的抗氧化能力已經(jīng)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，其兒茶素單體02、OH的清除率可達(dá)98%(楊賢強(qiáng)等1994)

4、，在食用油脂中作用明顯。OHHOHHOEC:(-)-EpicatichinR1=H,R2=H;EGC:(-)-EpigaLLocatichillR1=H,R2=OH;ECG:(-)-EpicatichingaLLateRl=X,R2=H;EGCG:(-)-EpigaLLocatichingaLLateR1=X;R2=OH圖4兒茶素的四種單體成分(2)生育酚天然生育酚的化合物是天然維生素E,是生育酚、三烯生育酚以及能夠顯示d-a-生育酚活性的衍生物的總稱。天然維生素E的同分異構(gòu)體有7種，其結(jié)構(gòu)具體如下：a-TH:R1,R2,R3=CH3；p-TH:Rl,R3=CH3,R2=H；y-TH:R2,R

5、3=CH3,R1=H;8-TH:R3=CH3,R1,R2=H圖5天然維生素E的7種同分異構(gòu)體生育酚有一條很大的側(cè)鏈-ch2ch2ch2ch(ch3)cH3H，生育三烯酚具有相似的側(cè)鏈，這樣的側(cè)鏈的體積很大，因而可以降低酚的活力，與R00反應(yīng)生成穩(wěn)定的生育酚醌自由基，并且不會(huì)氧化RH，在脂肪及脂肪酸自動(dòng)氧化過(guò)程中起著游離基反應(yīng)鍵斷型劑的作用，這是生育酚抗油脂自動(dòng)氧化的機(jī)理。維生素E對(duì)熱和酸反應(yīng)比較穩(wěn)定，在酸性介質(zhì)中其抗氧化效能增加。(3)維生素C維生素C又名抗壞血酸，是一種水溶性強(qiáng)抗氧化劑，它的最大特性是還原性，通過(guò)還原作用消除有害氧自由基的毒性。其抗氧化作用表現(xiàn)在可以與02-、H00-、OH-

6、迅速反應(yīng)，生成半脫氫抗壞血酸，清除單線態(tài)氧，還原硫自由基，其抗氧化作用依靠可逆的脫氫反應(yīng)來(lái)完成。由于它是供氫體，也可使被氧化的維生素E和巰基恢復(fù)成還原型，這是其間接抗氧化作用。維生素C不僅有抗氧化作用，在一定條件下也有促氧化作用。還原型維生素C是氫原子供體，給出一個(gè)氫原子，它可成為半脫氫維生素C；如再給出一個(gè)氫原子，則成為雙脫氫維生素C(即氧化型維生素C)。一般認(rèn)為，當(dāng)維生素C濃度較低時(shí)，維生素C給出一個(gè)電子，形成維生素C自由基，可增加機(jī)體自由基的生成量；當(dāng)維生素C濃度較高時(shí)，則可作為自由基清除劑發(fā)揮作用。維生素C可直接消除02-、R、OH等自由基。(4)迷迭香迷迭香是一種有悠久歷史的香料植物，原產(chǎn)地中海，1981年由中國(guó)科學(xué)院植物研究所北京植物園引人中國(guó)。它包含有多種不同特征香氣物質(zhì)，其中包含多種具有抗氧化作用的酚類物質(zhì)。經(jīng)柱層析迷迭香提取物分離得到三種成分：迷迭香雙醛(Rosemadial)、鼠尾草(Camosol)、迷迭香酚(Rosmosol)，其結(jié)構(gòu)通過(guò)熔點(diǎn)測(cè)定(mp)、一核磁共振(H-NMR)和質(zhì)譜(MS)波譜測(cè)定，得到以下數(shù)據(jù)血：圖6迷迭香雙醛圖7迷迭香酚圖8鼠尾草迷迭香精油和迷迭香中的鼠尾草作為天然抗氧化劑已經(jīng)應(yīng)用到很多食品中，如冷凍牛肉、豬肉餡并、油脂以及油炸薯片等鼠尾草酸(CA)的抗氧化能力約為BHT和BHA的7倍