天然抗氧化劑的研究現(xiàn)狀與展望

天然抗氧化劑的研究現(xiàn)狀與展望

一、抗氧劑和天然抗氧化的研究。對(duì)于一般意義上的是，是檢測(cè)食品中微量元素和總長(zhǎng)期以來(lái)，為了避免氧化，人們使用了合成試劑（如bht、bha、thq和pg）等。近年來(lái),人們對(duì)于這些人工合成抗氧化劑的安全性問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究。世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）、歐共體兒童保護(hù)組織（HACSG）、英國(guó)生物工業(yè)協(xié)會(huì)（BIBRA）、日本、美國(guó)的政府和組織的研究表明，合成抗氧化劑具有諸多副作用，如對(duì)人體的肝、脾、肺均有不利影響，會(huì)誘發(fā)惡性腫瘤等。所以美國(guó)食品藥品管理局（FDA）建議在一般認(rèn)為安全的物質(zhì)中刪去BHT；日本有關(guān)衛(wèi)生部門經(jīng)研究曾做出禁止使用BHA的結(jié)論；對(duì)于TBHQ,雖然美國(guó)等少數(shù)國(guó)家批準(zhǔn)了它在某些油脂中的使用,但歐盟、日本等國(guó)家認(rèn)為它的毒理試驗(yàn)資料不完善,尚未批準(zhǔn)使用?？傊藗儗?duì)人工合成抗氧化劑存在不安心理。事實(shí)也證明，在人們長(zhǎng)期食用的食品中，天然抗氧化劑成分的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人工合成的抗氧化劑毒性。因此，近年來(lái)從自然界尋求天然抗氧化劑的研究已引起各國(guó)科學(xué)家的高度重視。目前,世界各國(guó)開(kāi)發(fā)了大量天然抗氧化劑產(chǎn)品受到人們的普遍歡迎。其天然抗氧化成分的來(lái)源包括:某些草本植物、香辛料、茶葉、油料種子、果蔬、酶及蛋白質(zhì)水解物等。大部分的天然抗氧劑的化學(xué)成分與化學(xué)合成的抗氧化劑結(jié)構(gòu)有相似之處,如含有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)且至少含有1個(gè)羥基；有些則表現(xiàn)有還原性或螯合金屬離子的能力?？寡鮿┮榔渥饔迷砜煞譃?1自由基終止劑,大多數(shù)為分子中含有酚類結(jié)構(gòu)的化合物,如BHA、BHT、TBHQ和天然存在的生育酚等;2還原劑,如抗壞血酸及其鹽類、亞硫酸及其鹽類、核黃素等;3螯合劑,如EDTA、檸檬酸、植酸等;4單旋態(tài)氧抑制劑,如胡蘿卜素等。二、一些重要的天然活性劑目前,已開(kāi)發(fā)利用或正在研究的天然抗氧化劑主要有以下幾類物質(zhì)。(一)乙醇萃取物香辛料是指一類具有芳香和辛香等典型風(fēng)味的天然植物性制品,或從植物(花、葉、莖、根、果實(shí)或全草等)所提取的某些香精油。香辛料除了賦予食品在感官上特殊的風(fēng)味及生理保健功能外,它還有抑菌防腐、抗氧矯臭的作用。這類香辛料包括八角、小豆蔻、生姜、姬茴香、芹菜、肉桂、丁香、月桂葉、肉豆蔻、馬郁蘭、紫蘇、迷迭香、風(fēng)輪菜、鼠尾草、百里香、牛至草等以及它們的乙醇萃取物,其中抗氧化機(jī)能最好的是從迷迭香和鼠尾草中提取的迷迭香酚和鼠尾草酚,它們的抗氧化能力高于BHT,BHA等合成抗氧化劑。研究者發(fā)現(xiàn)迷迭香提取物在300ppm濃度時(shí),其抗氧活性相當(dāng)于200ppmBHA,大于100ppm生育酚。以迷迭香和鼠尾草的石油醚萃取物添加1000ppm于魚油時(shí)可顯示抗氧化效果。迷迭香中提取的抗氧化成分主要是鼠尾草酚和鼠尾草酚酸及迷迭香酚,它們都具有二酚雙萜的活性部位。迷迭香提取物中還含有迷迭香二酚、迷迭香醌等多種不同的酚類,這些酚類物質(zhì)之間以加合作用來(lái)表現(xiàn)整體的抗氧化性,可應(yīng)用于餅干、蛋糕、香腸、奶油、蕃茄醬、休閑食品等,使用量一般在200～1000ppm(以其中脂質(zhì)含量為基準(zhǔn))。迷迭香的提取物可以液態(tài)或制成微膠囊,也可以通過(guò)各種混合技術(shù)添加在產(chǎn)品中。鑒于迷迭香和橄欖中萃取物具有耐高溫特異性,可選用添加于燒烤油中,與0.02%檸檬酸配合,有時(shí)采用生育酚作為抗氧增效劑。百里香油或枯茗油以200ppm添加于奶油中,可以阻止室溫下貯藏奶油發(fā)生酸敗,比相同濃度的BHT有更好的防腐效果。生姜的主要抗氧化成分為類姜黃素,辣椒的抗氧化成分為辣椒素,它們均具有良好抗不飽和脂肪酸氧化的作用。(二)抗氧化能力及抗氧能力強(qiáng)茶葉中富含一類多羥基的酚類物質(zhì),稱為茶多酚(TP),TP是一類以兒茶素類為主體的多酚類,此外,還含有黃烷醇類、黃烷酮、酚酸和花色甙等成分。茶多酚的抗氧化能力高于維生素E10-20倍。研究者發(fā)現(xiàn)兒茶素類對(duì)含有27%DHA(二十二碳六烯酸)的魚油氧化有明顯抑制作用；將茶多酚的酒精溶液噴灑在火腿、腌制品肉類表面,可延長(zhǎng)其保存期限；在速食面中添加50ppm茶多酚即可達(dá)到抗氧效果；在沙拉油中,茶多酚的抗氧能力也高于dl-α-生育酚及BHA。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)兒茶素和生育酚、抗壞血酸和其它有機(jī)酸(如檸檬酸等)一起添加有加合作用。（三）黃酮類化合物黃酮類化合物主要指以2-苯基色原酮為基核的化合物,三個(gè)環(huán)上可連有1個(gè)或多個(gè)羥基。這類化合物在自然界中分布極其廣泛,以游離的甙原或與糖等結(jié)合的甙的形式存在，如木犀草素、蘆丁、槲皮素、桑色素、橙皮甙、大豆異黃酮等。60年代以來(lái),對(duì)黃酮類化合物的抗氧化性質(zhì),特別是在食用油脂中的抗氧化性作了大量研究。早期研究曾報(bào)告黃酮的B環(huán)3’,4’位置相鄰的羥基,能提供抗氧化活性,而在5’位置的額外羥基則能加強(qiáng)其抗氧化效果。后來(lái)表明3-OH、5-OH、4-羰基,及B環(huán)3’,4’位置羥基存在,抑制油脂自動(dòng)氧化最有效。木犀草素為5,7,3’,4’-四羥基黃酮,具有良好的抗氧活性,可以花生殼為原料,經(jīng)70%乙醇浸提,再經(jīng)柱層析可得純木犀草素。這是一種理想的油脂類食品抗氧劑。蘆丁可以槐米為原料制得，將蘆丁以2%稀H2SO4水解1h,冷卻后濾集沉淀,水洗干燥,粗品經(jīng)乙醇重結(jié)晶可得精品槲皮素。若將槲皮素等其它黃酮類化合物和α-生育酚,或兒茶素混合,可顯示出加合效果。從大豆中提取的異黃酮也是理想的天然抗氧化劑。（四）微膠囊的制備維生素A、C、E及其衍生物,既是食品營(yíng)養(yǎng)素,又可作為抗氧化劑。生育酚有α、β、γ、δ-4種異物體,其抗氧活性為α->β->γ->δ-體。生育酚由于有較長(zhǎng)的側(cè)鏈,所以是油溶性的。天然生育酚可由油脂加工的不皂化物中,利用分子蒸餾法分離得到。α-和γ-生育酚在濃度250ppm,δ-生育酚在500ppm時(shí)有抗氧能力,而超過(guò)此濃度時(shí)反而會(huì)產(chǎn)生助氧化效果。維生素C是一種水溶性的維生素,為了使它成為油溶性的,可制成維生素C棕櫚酸酯。將維生素C制成微膠囊,可增加其安定性及應(yīng)用范圍。25%Vc棕櫚酸酯、5%α-生育酚和7%卵磷脂混合使用,可大大提高其抗氧效果。此抗氧劑組合應(yīng)用在奶油、沙拉醬、巧克力和脆餅中效果很好。VC和VE具有明顯的協(xié)同抗氧化作用,添加螯合劑也可加強(qiáng)生育酚的抗氧化能力。（五）谷膠蛋白的抗氧化作用超氧化物歧化酶(SOD)可通過(guò)清除超氧化物自由基而達(dá)到抗氧化效果,SOD可防止超氧化物自由基參與金屬催化的氧化連鎖反應(yīng)。谷膠蛋白也具有抗氧效果。谷膠蛋白是以70%乙醇溶液抽提面筋分離出來(lái),再經(jīng)冷凍干燥而制得。卵白蛋白及其與多糖的復(fù)合物,也具有抗氧活性。肌肽是由丙氨酸和組氨酸兩種氨基酸形成的二肽,它來(lái)自骨骼肌,可防止肌肉受到鐵離子催化而氧化,對(duì)于含有2%的鹽并且于-15℃貯存的生牛肉,添加1.5%的肌肽,其效果比添加05%三聚磷酸鈉、α-生育酚和200ppmBHT的效果還要好。（六）天然抗氧劑植酸即肌醇六磷酸酯,是從米糠、麥麩等谷類和油料種子的餅粕中分離出來(lái)的含磷有機(jī)酸,它是一種安全性高的天然抗氧劑。添加0.01%的植酸到植物油中,可使大豆油的抗氧化能力提高4倍,棉籽油提高2倍,花生油提高40倍。經(jīng)植酸處理的碎雞肉經(jīng)過(guò)28天以后,其氣味仍可接受。在日本,目前植酸廣泛應(yīng)用于大豆油、肉制品、魚肉漿等方面。（七）抗氧化活性化合物近幾年來(lái)，我國(guó)的一些研究報(bào)告指出，紅參、當(dāng)歸、生地、酸棗仁、阿魏等中草藥極其成分均有抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用，抑制丙二醛的生成。阿魏、川芎、根葒等植物中所含有的阿魏酸是一種抗氧化劑，其苯環(huán)上的羥基是抗氧化的活性基團(tuán)，可消除自由基，抑制氧化反應(yīng)和自由基反應(yīng)。阿魏酸還能抑制OH·誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)和功能。人參莖根、三七根等植物中提取的天然化合物人參皂甙具有顯著的抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用，它不但可以抑制自由基反應(yīng)，還可以通過(guò)間接過(guò)程消除自由基。另外，我國(guó)臺(tái)灣、日本、韓國(guó)等學(xué)者對(duì)中草藥的提取物的抗氧化作用也進(jìn)行了很多研究，并取得了大量成果。我國(guó)臺(tái)灣學(xué)者Su等人用乙醇提取195種中草藥，研究表明其中22種強(qiáng)于等重量的生育酚的抗氧化能力。其中金錦香、石榴皮、馬鞭草的甲醇提取物和金錦香、芡實(shí)、鉤藤的乙酸乙脂提取物的抗氧化能力均強(qiáng)于BHA。三、天然抗氧化的作用目前，天然抗氧化劑已廣泛應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：（一）用作食品添加劑，主要的功能是防止或減慢食品發(fā)生氧化作用，提高食品的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)貨架期。（二）用于保健食品，主要功能是消除自由基或阻抑自由基的活動(dòng)，從而起到防老抗衰、抑制腫瘤的發(fā)生、防止心腦血管疾病、增強(qiáng)免疫功能的作用。（三）用于化妝品，有防止皮膚衰老，美容養(yǎng)顏的作用。（四）用于新藥品，治療心腦血管病、抗癌等。過(guò)去由于天然抗氧化劑生產(chǎn)成本高，受價(jià)格低廉的合成抗氧化劑沖擊，一直沒(méi)有商品化。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們感覺(jué)到化學(xué)合成物對(duì)食品的污染，因而對(duì)天然產(chǎn)物的渴望越來(lái)越強(qiáng)烈。近十