超氧化歧化酶在食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展

化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)綜述論文PAGEPAGE1專業(yè)綜述論文題目：超氧化歧化酶在食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展學(xué)院：專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：導(dǎo)師姓名：完成日期：超氧化歧化酶在食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展摘要:超氧化物歧化酶(SOD)是一種廣泛存在于生物體內(nèi)的金屬酶,通過催化超氧陰離子自由基發(fā)生歧化反應(yīng),將其轉(zhuǎn)變?yōu)檫^氧化氫和氧氣,清除機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生的過多的自由基,減輕或消除超氧陰離子自由基對(duì)機(jī)體的損害。SOD在防輻射、抗衰老、防治腫瘤等方面具有獨(dú)特的功能,也是一種重要的功能性食品原料。近幾年SOD在食品工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的角色,特別是在功能性食品加工中。本文主要對(duì)SOD的基本理化性質(zhì)、抗氧化作用、在食品工業(yè)中各領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行了概述。關(guān)鍵詞:超氧化物歧化酶;抗氧化;食品;應(yīng)用ResearchadvancedinSuperoxideDismutase,sapplicationinFoodAbstract:SuperoxideDismutase(SOD)isoneofmetalenzymeswidelyexistedinorganisms.SODcatalyzesthedismutationreactionofO2-inordertoeliminatetheeffectofO2-,whichistransformedintohydrogenperoxideandoxygenSODhasaparticulareffectonresistingtoradiation,agingandantitumor.Itplaysanimportantroleonfoodindustry,especiallyonfunctionalfood.Inthispaper,theSOD,sphysicochemicalproperties,antioxidationandtheapplicationinfoodindustryarereviewed.Keywords:Superoxidedismutase；antioxidation；food;application前言超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,簡稱SOD),是廣泛存在于生物體的一種十分重要的金屬酶,能消除超氧陰離子自由基而起保護(hù)細(xì)胞作用的重要抗氧化酶。它可以催化超氧陰離子的歧化反應(yīng)產(chǎn)生分子氧和過氧化氫。超氧陰離子與人類及動(dòng)植物的許多疾病的發(fā)生和形成有,因此,SOD作為一種專一性的氧自由基清除劑,可以防御超氧陰離子的毒性,維持細(xì)胞正常的生理代謝,對(duì)機(jī)體具有保護(hù)作用1SOD的理化性質(zhì)及其生物特性1.1SOD的基本理化性質(zhì)有機(jī)溶劑分級(jí)沉淀法獲得Cu、Zn-SOD在某些有機(jī)溶劑中可以保持相對(duì)穩(wěn)定,但是必須嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件,即反應(yīng)必須在低溫條件下進(jìn)行,能最大程度的保持酶活性。此時(shí)所需的有機(jī)溶劑的量相對(duì)來說也較少,從而減輕了有機(jī)溶劑對(duì)酶蛋白的變性作用。纖維素離子交換層析法及葡聚糖凝膠過濾法是純化Cu、Zn-SOD的傳統(tǒng)分離方法。這種方法具備效率高、快速、設(shè)備簡單、操作方便、條件溫和等優(yōu)點(diǎn),但流速過高或過低都會(huì)降低層析柱的分辨率。SOD是一種含金屬的酶,按金屬輔基的不同可分成三種。最常見的一種含有銅鋅金屬輔基(Cu、Zn-SOD),主要存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,也存在于高等植物的葉綠體基質(zhì)、類囊體內(nèi)以及線粒體膜間隙中。該酶純品呈藍(lán)綠色,由2條肽鏈組成,每條肽鏈含有銅、鋅原子各一個(gè),活性中心的核心是銅;第二種含有錳原子(Mn-SOD),主要存在真核細(xì)胞的線粒體及原核細(xì)胞中,也存在于植物的葉綠體基質(zhì)和類囊體膜上;第三種是Fe-SOD,主要存在于原核細(xì)胞中,Fe-SOD在高等植物中一般僅存在綠體中,多數(shù)情況下一個(gè)二聚體中含有一個(gè)Fe原子。1.2SOD的抗氧化作用自由基是具有不配對(duì)價(jià)電子的原子或原子團(tuán),分子或離子構(gòu)成。在正常生理狀況下,生物體內(nèi)不斷地產(chǎn)生自由基,自由基的產(chǎn)生與清除處于平衡狀態(tài)。但在某些病理情況下,自由基產(chǎn)生量多時(shí),就會(huì)對(duì)DNA、蛋白質(zhì)和脂類等生物大分子造成損傷,導(dǎo)致機(jī)體疾病的產(chǎn)生。而SOD在防御生物體免受超氧陰離子自由基損傷,抗輻射,抗腫瘤及延緩機(jī)體衰老等方面具有重要的作用。1.2延緩由于自由基侵害而出現(xiàn)的衰老現(xiàn)象,即延緩皮膚衰老和脂褐素沉淀的出現(xiàn)。衰老自由基學(xué)說認(rèn)為衰老是來自機(jī)體正常代謝過程中所產(chǎn)生的自由基隨機(jī)附帶破壞性的作用結(jié)果,SOD作為自由基清除劑,在清除自由基時(shí)就會(huì)對(duì)延緩衰老起到顯著效果。1.2自由基損傷而誘發(fā)疾病的抵抗力主要包括腫瘤、炎癥、肺氣腫、白內(nèi)障和自身免疫疾病等。當(dāng)SOD作為功能性食品基料加入食品中時(shí),可有效抑制許多疾病的發(fā)生、發(fā)展,對(duì)人體健康有極大作用。1.2SOD能有效抵抗如煙霧、輻射、有毒化學(xué)品和有毒藥品等的自由基誘發(fā)作用，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力。1.2.4機(jī)體經(jīng)劇烈運(yùn)動(dòng)后,ATP含量有所降低、肌酸激酶活力暫時(shí)下降,AMP含量升高,在腺嘌呤轉(zhuǎn)氨酶的作用下促使IMP增高,運(yùn)動(dòng)后過量的次黃嘌呤在次黃嘌呤氧化酶的作用下,形成過量的O2-,機(jī)體中部分組織細(xì)胞會(huì)交替出現(xiàn)暫時(shí)性缺血及重灌流現(xiàn)象,引起缺血后重灌流損傷,加之乳酸量的增加,導(dǎo)致肌肉的疲勞與損傷。因此補(bǔ)充外源SOD能夠有效抑制運(yùn)動(dòng)引起的細(xì)胞損傷。2SOD在食品工業(yè)中的應(yīng)用及存在的問題SOD作為特殊營養(yǎng)食品添加劑的研究和開發(fā)亦得到重視。近幾年國內(nèi)外在微生物SOD的菌種選育、發(fā)酵工藝、生理學(xué)機(jī)理等的研究以及SOD的應(yīng)用方面都取得了一定的進(jìn)展。由于純化SOD的工藝十分復(fù)雜,成本較高,而用有益微生物發(fā)酵生產(chǎn)的SOD有可能不經(jīng)過傳統(tǒng)的純化工藝直接用于食品及化妝品,還可直接用于乳品發(fā)酵,生產(chǎn)功能性食品及微生態(tài)制劑。2.1SOD在食品領(lǐng)域應(yīng)用研究現(xiàn)狀SOD具有的抗氧化性及獨(dú)特的生理功能使其作為食品添加劑和重要的功能性基料而用于食品工業(yè)。2.1有關(guān)植物性食品原料中SOD含量及性質(zhì)的報(bào)道很多,絕大部分蔬菜、水果都含SOD,其中含量較高的有:刺梨、香蕉、獼猴桃、菠蘿、山楂、大蒜等,水果果皮中SOD活性明顯高于果肉,且水果SOD活性在儲(chǔ)藏期內(nèi)均呈下降趨勢。其它食品有食用菌、扇貝、雞肉、調(diào)味品等。常見食用菌中猴頭菇SOD活性較強(qiáng),達(dá)3120U/g。靈芝菌活性也很高,己被制成靈芝酒投放市場。2.1該保健品具有良好的抗衰老、抗炎、抗輻射、抗疲勞等保健強(qiáng)身的效果。目前已有添加有SOD的蛋黃醬、牛奶、可溶性咖啡、啤酒、白酒、果汁飲料、礦泉水、奶糖、酸牛乳、冷飲等類型的保健食品面世。2.1與其他抗氧化劑一樣,SOD可作為罐頭食品、果汁、啤酒等的抗氧化劑,防止過氧化酶引起的食品變質(zhì)及腐敗現(xiàn)象。此外,還可作為水果、蔬菜良好的保鮮劑。而且在安全性方面，用SOD做食品抗氧化劑更有優(yōu)勢。2.1現(xiàn)在已經(jīng)有SOD膠囊劑、片劑、口服液、顆粒劑等形式的SOD保健食品，并且表現(xiàn)出了較好的市場前景。2.以富含SOD的原料加工制成保健食品,這方面應(yīng)用比較典型的有大蒜飲料等。大蒜是SOD含量較高的天然植物之一,利用大蒜愈傷組織培養(yǎng)生產(chǎn)富含SOD的功能性食品,具有成本低,實(shí)用性強(qiáng),易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。2.2應(yīng)用于食品工業(yè)中存在的問題2.2外源SOD經(jīng)口服和經(jīng)皮膚吸收機(jī)理還未完全弄清,其吸收率末見報(bào)道。有報(bào)道稱外源SOD進(jìn)入生物體后會(huì)刺激生物體產(chǎn)生自身SOD,但其機(jī)理尚未搞清。另外還存在著吸收的外源SOD與自身SOD的作用是否協(xié)調(diào)一致;對(duì)于特殊人群,攝入多少SOD具明顯生理作用等問題。這些有關(guān)吸收機(jī)理、吸收率、有效劑量的問題直接影響SOD功能性食品的研制和開發(fā)。2.2無統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)。目前己建立多種測定SOD酶活性的方法,但各方法間測定結(jié)果的差異很大,不具有可比性。另外,對(duì)SOD酶活性的表示方法也不統(tǒng)一,這給SOD的基礎(chǔ)研究及實(shí)際應(yīng)用都帶來很大的不便。在1991年5月召開的“全國SOD活性檢測與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)研討會(huì)”上,雖然制定了作為化妝品和食品原料的SOD標(biāo)準(zhǔn),但尚未制定含SOD的保健食品標(biāo)準(zhǔn),這就給規(guī)范和監(jiān)督這類功能性食品的質(zhì)量造成了一定的困難。2.2自然界中很多食物含有較高的SOD酶,例如刺梨,其可食部分SOD比活是一般水果的2～3倍,市場上末見其相應(yīng)的保健產(chǎn)品。10年前,就有人報(bào)道大蒜頭中SOD含量較高。但由于大蒜食用后會(huì)產(chǎn)生令人不適的蒜臭味對(duì)這類食品進(jìn)行加工,不僅存在著開發(fā)合適的產(chǎn)品形式問題,即要求口感好、符合多數(shù)人的飲食習(xí)慣、食用方便,而且還存在著技術(shù)問題,即要使食品原料中的SOD最大程度地保留,同時(shí)具有一定穩(wěn)定性。目前這方面的研究較少,有待進(jìn)一步的深入探討。3SOD在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景目前,SOD作為藥物在臨床應(yīng)用上有深入的研究,并已有相應(yīng)的商品藥物問世。在某些發(fā)達(dá)國家和地區(qū),如日本有SOD糖出售,我國也有SOD泡泡糖、SOD功能飲料、SOD強(qiáng)化牛奶等產(chǎn)品的研制,SOD保健品(制劑或強(qiáng)化食品)已被消費(fèi)者廣泛接受。但SOD的制備提純工藝復(fù)雜,成本高,其在食品中的大量應(yīng)用仍有一定限制。隨著新的SOD來源的開發(fā)和制備技術(shù)的改良,SOD作為一種高效、安全的功能因子,在食品工業(yè)中擁有廣泛的實(shí)用前景。參考文獻(xiàn):[1]杜秀敏，殷問璇，張慧.超氧化歧化酶研究進(jìn)展[J]中國生物工程雜志2002，23，（1）：77-79[2]韓文清.鄂爾多斯高原堿湖鈍頂螺旋SOD的分離純化與性質(zhì)研究[J]內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2008，37，6）：780-784[3]池玉杰,