天然抗氧化劑

天然抗氧化劑（**學(xué)院，郵編）前言:在社會(huì)高速發(fā)展的現(xiàn)在,人們對(duì)人工合成抗氧化劑存在不安心里而轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)研究高效、無(wú)毒、安全的天然抗氧化劑。本文概述了用于天然抗氧化劑開(kāi)發(fā)的天然資源以及目前以已開(kāi)發(fā)利用或正在研究的氧化劑，主要有香辛料提取物、茶多酚類、天然黃酮類、中草藥提取物等幾類物質(zhì)。綜述了天然抗氧化劑的抗氧化作用原理，討論了天然抗氧化劑研究中存在的問(wèn)題及發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：天然抗氧化劑、種類、抗氧化作用機(jī)理、研究發(fā)展長(zhǎng)久以來(lái)，人們?yōu)榱吮ｕr盒防止氧化，一直使用合成抗氧化劑如BHT、BHA、TBHQ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）、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，但各國(guó)之間在執(zhí)行程度上各不相同。宗旨，人們對(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，我國(guó)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)。香辛料。香辛料是指一類具有芳香和辛香等典型風(fēng)味天然植物性制品，或從植物（花、葉、莖、根、果實(shí)或全草等）所提取某些香精油，包括八角、小豆落、生姜、姬茵香、芹菜、肉桂、丁香迷迭香、風(fēng)輪菜、鼠尾草、百里香、牛至草等它們的抗氧化能力高于BHT，BHA等合成抗氧化劑。。幾百年前，香辛料就被用于增強(qiáng)食品香味，延長(zhǎng)食品保存時(shí)間，近幾十年，香辛料抗氧化性得到廣泛關(guān)注和研究，香辛料主要抗氧化成分為酚類及其衍生物。1951年，Chipult等經(jīng)對(duì)犯種香辛料進(jìn)行抗氧化試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)迷迭香和鼠尾草具有優(yōu)異抗氧化能力;后來(lái)從中分離出迷迭香酚、鼠尾草酚等幾種強(qiáng)抗氧化成分。從部分唇形科香辛料如牛至草中分離出5種具有抗氧化活性的酚類化合物，如原兒茶酸、香芹酚、康香草酚、咖啡酸等，這5種化合物均比獷生育酚抗氧化活性高，其抗氧化效果與BHA相類似閉。Lee等閉指出，胡椒類黃酮、親脂酚類和其它非極性化合物具有抗氧化活性，其中毛地黃黃酮（3,4,5,7一四輕基黃酮）抗氧化能力最強(qiáng)，這種強(qiáng)抗氧化活性歸因于其芳香環(huán)上鄰苯經(jīng)基。Kikuzaki和Nakatani〔5〕從生姜中分離出14種酚類化合物，包括姜酮和姜醇，其中12種化合物有比獷生育酚強(qiáng)的抗氧化能力。Yanishiieva等鬧報(bào)道用夏日薄荷乙醇提取物作為天然抗氧化劑，研究其對(duì)葵花籽油在煎炸溫度下穩(wěn)定性影響。此外，百里香精油含有百里香酚和香芹酚，荔枝精油中富含環(huán)丙烷基脂肪酸，大蒜含有多種烯丙基硫化物，丁香中丁子香酚和沒(méi)食子酸，肉豆范中辛基苯酮等物質(zhì)都有不同程度抗氧化性。茶葉。茶葉中富含一類多羥基的酚類物質(zhì)，稱為茶多酚（TP）,TP是一類以幾茶素類為主體的多酚類，茶多酚（TeaPolyphenols，TP）是從茶葉中提取的純天然多酚類物質(zhì)，又叫茶單寧,茶鞣質(zhì)，是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱。具有抗氧化、抗癌、抗衰老、防輻射、防腐保鮮、抑菌除臭等多種生理活性⑴。2.1茶多酚的制備其生產(chǎn)工藝一般為：水有機(jī)溶劑浸取茶葉、過(guò)濾得到濾液，濾液中除了茶多酚外，還有咖啡因、色素、有機(jī)酸、脂質(zhì)、膠質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)等，茶多酚的含量也不高。因此，多數(shù)工藝還需要用有機(jī)溶劑（如乙酸乙酯、氯仿）反復(fù)萃取，進(jìn)一步去除雜物，提高茶多酚的純度，最后經(jīng)濃縮、干燥得到茶多酚產(chǎn)品⑵。該方法的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定、可靠；缺點(diǎn)是有效成分含量和浸取率較低，獲得的茶多酚含量通常只能達(dá)到50%-70%。而且在生產(chǎn)過(guò)程中使用大量的有機(jī)溶劑，如氯仿等，操作不夠安全，產(chǎn)品有有毒溶劑殘留、提取率低，對(duì)環(huán)境污染較大⑶。2.2結(jié)合氧化酶及促進(jìn)抗氧化酶在反應(yīng)體系中，茶多酚能與氧化酶蛋白結(jié)合，形成一種復(fù)合物而降低該酶對(duì)氧化作用的催化活性。如綠茶茶多酚能抑制由黃嘌吟氧化酶引起的氧化應(yīng)激，維持細(xì)胞的活力和形態(tài)。茶多酚也能促進(jìn)和調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)抗氧化酶的活性⑷。2.3茶多酚在鮮魚(yú)保鮮中的應(yīng)用國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者研究了茶多酚對(duì)鮮魚(yú)的保鮮作用，包括鯽魚(yú)、草魚(yú)、鯉魚(yú)、帶魚(yú)等，表明茶多酚能夠明顯地延緩鮮魚(yú)腐敗變質(zhì)的速度。在-30C條件下碎冰貯藏時(shí)噴淋0.2%茶多酚對(duì)魚(yú)肉的保鮮作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，茶多酚能有效地抑制魚(yú)肉組織內(nèi)源酶的活性和腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖，明顯降低魚(yú)肉的PH和TVB-N值⑸。2.4茶多酚在飼料行業(yè)的應(yīng)用飼料中添加茶多酚并與其它抗氧化劑配合使用，不但能提高動(dòng)物的抗氧化功能，而且可提高飼料中營(yíng)養(yǎng)萬(wàn)分的可利用性和貯存期⑹。茶多酚作為飲料添加劑不但安全，而且抗氧化作用顯著。2.5茶多酚在醫(yī)藥保健品中的應(yīng)用大量的研究表明，茶多酚在活體外具有抗突變作用，能抑制動(dòng)物多種腫瘤的發(fā)生。經(jīng)多家醫(yī)院進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，茶多酚在高血脂，腦血栓，動(dòng)脈粥樣硬化病癥的治療上有明顯療效［7-8］。黃酮類化合物黃酮類化合物是植物光合作用產(chǎn)生的一大類化合物，黃酮類物質(zhì)又稱類黃酮物質(zhì) ，是植物光合作用產(chǎn)生的一大類化合物是色原烷或色原酮的衍生物［9］,是以a0苯基苯并吡喃酮為主體的一系列物質(zhì)的總稱，其主要類型有黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、雙黃酮和異黃酮［10］其抗氧化機(jī)理主要有兩點(diǎn)：一是消除鐵、銅等金屬離子催化作用，黃烷酮醇可鰲合金屬離子。B環(huán)上鄰醒結(jié)構(gòu)也有絡(luò)合金屬離子性能。二是供給過(guò)氧化物自由基一個(gè)氫原子使其轉(zhuǎn)變?yōu)闅溥^(guò)氧化物，黃酮醇和香豆酸就是這種能提供氫原子的物質(zhì)。影響黃酮類化合物抗氧化活性因素，最主要的是經(jīng)基化程度和羚基位置，一般認(rèn)為， B環(huán)中鄰二經(jīng)基對(duì)黃酮類化合物抗氧化活性起主要作用， B環(huán)中對(duì)位和間位二輕基化合物在自然界一般不存在。B環(huán)的對(duì)位醒醇結(jié)構(gòu)比鄰位醒醇結(jié)構(gòu)活性大，間位體沒(méi)有抗氧化活性。3.1黃酮類化合物體外抗氧化作用的研究3.1.1直接清除活性氧自由基楊建雄等研究了連翹葉黃酮的體外抗氧化作用，結(jié)果表明連翹葉黃酮可以清除?0H,抑制鄰苯三酚自氧化,并抑制?OH所致丙二醛的產(chǎn)生，說(shuō)明連翹葉黃酮具有明顯的抗氧化活性。張海生等［11］研究了蜂蛹黃酮的體外抗氧化作用，表明蜂蛹黃酮對(duì)以上方法產(chǎn)生的活性氧自由基有明顯的抑制作用，且均呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系;張海生等還采用了Fe2+誘發(fā)卵黃低密度脂蛋白（LDL）多不飽和脂肪酸（PUFA）過(guò)氧化產(chǎn)生的烷氧基（LO.）和烷過(guò)氧基(LOO.)的方法進(jìn)行研究，結(jié)果同上。王晶等A】利用清除DPPH自由基的能力和還原力作為指標(biāo)測(cè)定了桑樹(shù)皮黃酮的抗氧化活性。結(jié)果表明，桑樹(shù)皮黃酮有較強(qiáng)的抗氧化能力，能直接清除DPPH法產(chǎn)生的自由基。3.1.2抑制油脂過(guò)氧化反應(yīng)崔永明等［13】以過(guò)氧化值(POV)為指標(biāo)，采用Schaal烘箱法研究了甘草總黃酮對(duì)油脂的抗氧化性能。結(jié)果表明:甘草總黃酮對(duì)四種食用油脂(菜籽油、大豆油、花生油、豬油)均有良好的抗氧化效果，且對(duì)豬油具有較強(qiáng)的抗氧化作用，其作用具有劑量效應(yīng)關(guān)系；VC、檸檬酸、酒石酸對(duì)甘草總黃酮的抗氧化作用均有協(xié)同增效作用;甘草總黃酮與合成抗氧化劑混合使用時(shí)，其抗氧化能力均好于只添加單一抗氧化劑的效果。通過(guò)定期測(cè)定豬油樣品過(guò)氧化值(POV)的變化，張欣等［14］研究了湖北海棠葉中黃酮類化合物的抗氧化性能，結(jié)果顯示湖北海棠葉中黃酮類化合物對(duì)豬油具有較強(qiáng)的抗氧化作用，且隨著其添加量的增加而增大。3.2黃酮類化合物抗氧化作用機(jī)制的研究關(guān)于黃酮類化合物抗氧化的機(jī)制，目前尚不能明確。上述體內(nèi)外的研究表明黃酮類化合物有直接清除活性氧自由基的作用，體外就有抗油脂的氧化作用,體內(nèi)能提高抗氧化酶的活性,降低過(guò)氧化物質(zhì)生成。研究表明,黃酮類化合物在抗氧化反應(yīng)中不僅能清除鏈引發(fā)階段的自由基，而且可以直接捕獲自由基反應(yīng)鏈中的自由基，阻斷自由基鏈反應(yīng)，起到預(yù)防和斷鏈的雙層作用。因此，黃酮類化合物具有其自身的抗氧化特點(diǎn)。黃酮類化合物通過(guò)酚羥基與自由基反應(yīng)生成較穩(wěn)定的半醌式自由基，從而終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),這是黃酮類化合物清除自由基的最主要機(jī)制。酚羥基是黃酮類化合物抗氧化作用的主要活性基團(tuán)在一定程度上增加酚羥基，抗氧化活性增加;B環(huán)是黃酮類化合物抗氧化清除自由基的主要活性部位,當(dāng)該環(huán)存在鄰羥基時(shí)，抗氧化活性被大大地提高；2,3位雙鍵有利于0環(huán)失電子后自旋形成更穩(wěn)定的自由基；4位羰基可以與鄰羥基形成氫鍵，使自由基中間體更穩(wěn)定；3,5位羥基屬增效酚羥基a】。近來(lái)有研究認(rèn)為，部分黃酮類化合物以氫鍵形式與細(xì)胞膜結(jié)合,保護(hù)細(xì)胞膜上的不飽和鍵不與自由基接觸，抗脂質(zhì)過(guò)氧化［⑹；正常生理狀態(tài)下，NO在舒張血管內(nèi)皮、維持機(jī)體血壓平衡方面起重要作用。但高濃度卻能和活性氧反應(yīng)后產(chǎn)生氧化能力更高的亞硝基自由基，同時(shí)NO也可看作是一種自由基，導(dǎo)致細(xì)胞氧化損傷。在缺血再灌注損傷時(shí)，NO主要合成酶-誘導(dǎo)型的一氧化氮合(iNOS)活性增加，產(chǎn)生大量的NO而導(dǎo)致氧化損傷形成［17］。研究發(fā)現(xiàn)許多黃酮類化合物包括槲皮素、姜黃素在缺血再灌注損傷時(shí)可抑制iNOS的活性,從而起到抗氧化作用［18】。朝立明等總結(jié)了大豆異黃酮對(duì)畜禽抗氧化作用機(jī)制，主要包括以下幾個(gè)方面:抑制和淬滅自由基；減輕DNA的損傷；抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng);誘導(dǎo)抗氧化酶基因表達(dá)，增強(qiáng)抗氧化酶活性;增加抗氧化蛋白表達(dá);螯合金屬離子。黃酮類化合物是從天然產(chǎn)物中獲得的具有較強(qiáng)抗氧化活性的物質(zhì)，但是黃酮類化合物的種類繁多，不同黃酮類化合物對(duì)不同體系的抗氧化作用可能不同，作用機(jī)制也并不明確,所以有必要對(duì)黃酮類化合物進(jìn)行進(jìn)一步研究，以期開(kāi)發(fā)出有明確療效和作用機(jī)制的天然黃酮類藥物。研究中存在的問(wèn)題：雖然有多種生物的、化學(xué)的鑒別天然抗氧化物的抗氧化活性強(qiáng)弱的方法，但尚未形成一種標(biāo)準(zhǔn)方法。問(wèn)題在于這些方法都是從一個(gè)角度來(lái)評(píng)價(jià)天然抗氧化物在食品(包括油脂)和生物體系中的多功能作用，它涉及到一系列問(wèn)題，如抗氧化劑真正的抗氧化特性是什么,抗氧化作用對(duì)象是什么，在系統(tǒng)中抗氧化的位置，與其他組分相互作用的效果或協(xié)同效果,什么條件與所用食品體系相一致等等。抗氧化作用可能涉及多種作用機(jī)制，不同的抗氧化物在不同的機(jī)制中顯效程度不一，甚至處于極端，顯強(qiáng)效或無(wú)效，這或許是不同體系下研究結(jié)果矛盾的原因所在。展望：但是在今后的食品發(fā)展中，以天然食用抗氧化劑取代合成抗氧化劑是今后食品工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)從天然植物中尋找清除體內(nèi)自由基的物質(zhì)也將是現(xiàn)代醫(yī)藥、保健行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[19-20]。開(kāi)發(fā)實(shí)用、高效，成本低廉的天然抗氧化劑仍是天然抗氧化劑研究的重點(diǎn)。近年來(lái)的研究表明我國(guó)的中草藥和茶葉是非常有潛力的天然抗氧化劑資源，對(duì)中草藥的抗氧化性研究不僅對(duì)于食品行業(yè)，而且對(duì)于醫(yī)療，保健均有重要意義。有“崇尚綠色、回歸自然”的二十一世紀(jì)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，天然抗氧化劑的使用會(huì)日趨普遍。隨著天然抗氧化劑的品種增多以及生產(chǎn)成本的進(jìn)一步降低，天然抗氧化劑將進(jìn)逐步取代合成抗氧化劑。參考文獻(xiàn)：王佩華，趙大偉，孫麗梅，等.天然抗氧化劑茶多酚在食品貯藏保鮮中的應(yīng)用】J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(3)：210?213.楊婷.茶葉茶多酚的浸取方法概述[N].安徽農(nóng)業(yè)通報(bào)，2009：15?17.陳榮義.茶多酚的提取純化及其改性的研究[D].四川大學(xué)，2005：1?3.官興麗，羅理勇，曾亮，等.茶多酚在食品貯藏保鮮中應(yīng)用現(xiàn)狀[J].食品工科學(xué)，2010，7：410?413.王玉婷，邵秀芝，冀國(guó)強(qiáng)，等.茶多酚在水產(chǎn)品保鮮中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]?保鮮與加工，2010，10(6)：42?45.高義霞，謝天柱，張繼，等.天然抗氧化劑茶多酚的研究進(jìn)展[J].資源與環(huán)境，2010，26(17)：1034?1036.畢彩虹，楊堅(jiān).茶多酚的保健作用研究進(jìn)展[J].西南園藝，2006，34(2)：37?39.劉學(xué)銘，丁克祥，梁世中，等.茶多酚的藥理作用研究進(jìn)展[N].廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，14(4)：305?310.唐傳核，彭志英.大豆異黃酮的生理功能概述[J].糧油食品科技,2000,8⑷：15.馬曉麗.生物類黃酮的研究進(jìn)展[J].山西職工醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,5(15):70.張海生，陳錦屏.蜂蛹黃酮的提取及體外抗氧化作用的研究J]?食品科學(xué)，2008,2(29):158.王晶，任發(fā)政?桑樹(shù)皮黃酮的超聲波提取及體外抗氧化作用的研究[J]?食品科學(xué)，2008,4(29):206.崔永明，余龍江.甘草總黃酮對(duì)油脂抗氧化作用研究[J]?食品科學(xué)，2007,11(28):119.張欣，費(fèi)永俊.湖北海棠葉中黃酮類化合物抗氧化作用的研究[J]?農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)刊，2008,4:38.魏朝良.黃酮類化合物及清除自由基機(jī)制的探討[J].中成藥,2005,2(27):239.Reitman,SandFrankelS.Acolorimetricmethodforthede2terminationofserumglutamicoxalaceticandglutamicpyruvictransaminases[J].AmJClinPathol,1957,38(5):23.BerryM.N,GrivellA.R,GrivellM.B,etal.Isolatedhepatocytespast,presentandfuture[J].CellBoilToxicol,1997,13:223.GronebergD.A,GrosseOSiestrupC,andFischerA.Invitro李文林，黃鳳洪.天然抗氧化劑研究現(xiàn)狀[J]?糧食與油脂，2003，10：10?13.趙愛(ài).新型天然抗氧化劑茶多酚的研究進(jìn)展[J].中國(guó)食品添加劑，2005,5：78?附英文題目、摘要Naturalantioxidantname(University,,030)Foreword:inthedevelopmentofoursocietynow,peopleonartificialsynthetican