抗氧化剂的抗氧化活性的测定方法及其评价

翁新楚
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吴
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（ 上海大学生命科 学学院， ２ ０ １ ８ ０ ０上海嘉定城 中路 ２ ０ 号； 第一作 者 ： 男， ４ ０岁 ， 教授）
Ｔ ２ 吐 、 弓
摘要 ： 把 影 响抗氧化 剂抗 氧化 活性测 定的 主要 因素分 为三 个大 的方面 ： Ａ． 底物或 基质 体 系； Ｂ ． 加 速 方 法； Ｃ氧化 诱 导期终点 ＿ 刹定 方 法， 系统研 究和论 述 了抗 氧 化 剂 的抗氧 化 活性 的测 定厦 评 价
相适应 的测 定方法 。在对抗 氧化 剂 的抗氧化 活性 下
结论时 ， 要特别小心， 要限定其应用范围。下面就影 响抗氧化活性测定结果的三要素分别加以讨论。 ｌ 底物 或基 质体 系 底物的选定对抗氧化剂抗氧化活性的测定是很 关键的因素。首先要搞清楚所测抗 氧化剂是用于什 么目的。例如作为油脂抗氧化剂的底物 ， 用的是哪
定。 测 定方 法在抗 氧化 剂的抗 氧化 活性 研 究 中有 三
重意义或三要素： 一是以什么作为基质体系来测定 ； 二是以什么方式来加速； 最后是用什么办法来指示 氧化诱导期的终点。这三要素 中的任何一要素改变 都会使结果有所变化 ， 甚 至使得所测定各抗氧化剂 的抗氧化活性顺序都会改变。这些方法各有利弊 ， 重要的是 ， 要针对不同用途和 目的的抗氧化剂 ， 选择
一 一
抗氧化剂的抗氧化活性测定的根本标准和 目的 就是最高限度地 、 客观地反映所测 的抗氧化剂的抗 氧化活性。这是一个非常大的课题 ， 也是一个非常 重要但是有很大难度的课题。 作者认为要用一种测定方法准确地反映某一种 物质作为不 同用途抗氧化剂的抗氧化活性是不可能 的。例如 ｎ 一生育酚 、 Ｂ Ｈ Ｔ 、 耶 Ｏ这三种 抗氧化剂 在油脂中是 耶Ｉ Ｈ Ｏ的抗氧化活性最强 ； 在乳浊液中， ＿ ｒ Ｂ Ｈ Ｏ的抗氧化 活性则 变得最 弱了， Ｂ Ｈ Ｔ的抗 氧化 活性最强 ； 而在高温煎炸条件下或在人体中 ａ ～生 育酚的抗氧化活性最强 。所 以， 要全面评价一个抗 氧化剂的抗氧化活性 ， 必须 同时作各种不同条件下 抗氧化活性的研究 。这在国内的实验室是很难做到 的。所 以对其抗氧化活性 只能有针 对性 的进行测
硫酸亚铁法是利用过氧化物把二价的铁离子氧 化成三价的铁离子， 三价 的铁离子和硫氰酸根形 成 的络合物在 ５ ４ ０ ｎ ｍ处有强吸收 ：
Ｆ ｌ ｅ ２ ＋ Ｒ Ｏ Ｏ Ｈ— Ｆ ＋Ｒ Ｏ Ｈ （ ３ ）
Ｆ ｅ ３ ＋ ６ Ｓ Ｃ Ｈ —一 ［ Ｆ ｅ （ ｓ ｃ Ｈ ） ６ （ ４ ） 目前也有用共轭双键的测定来指示氧化诱导期 的终点 。一般油脂中， 特别是植物油 中， 或多或少地 存在一些多不饱和脂 肪酸。在 自动氧化过程 中， 有 大量共轭二烯 酸形成 。共轭二烯酸在 ２ ３ ４ ｎ ｍ有最 大吸收 。该法比碘量法操作 简单 ， 有一简单 的紫外 分光光度计即可。但底物 中含太少的多烯酸， 灵敏 度低 ， 最好不用此法。 另一方法叫化学荧光法 ， 它是通过过氧化物反 应过程中发出的荧光来测定 的， 此法最 大的特点是 灵 敏度 高 。 增重法是利用底物吸氧后 形成过氧化物增重的 原理 ， 该法简单易行 ， 费用低 。该法只适应于常温下 的反应 ， 且底物体系中无易挥发的物质 ， 如有机溶剂 或水 ， 否则， 结果不准确。 氧压法 的原理是在一个密闭 的反应体系中， 脂 类和氧化反应生成过氧化物 ， 则氧气 的压力就见减 小， 根据氧 压 Ｐ ｏ ２ 对 时 问 的变 化 曲线 （ Ｂ ０ ２ 一Ｔ曲线 ） 的变化来指示氧化诱导期的终点。该法也只适用于 常温 条件下 的反应 。高温 下 ， 部 分 分解 产物 形 成 的 气体会干扰结果。 电导法是 ７ Ｏ年代开始推广 的用来测定油脂 以 氧化定性和抗 氧化剂的抗氧化活性 。其原理是油脂 形成过 氧化 物后会 分 解 为低 分 子 的 酸 ， 这些 挥 发性
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收稿 日期 ； ２ ０ ０
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２ ０ Ｏ ０年第 ２ ５ 卷第 ６ 期
法就产生出来 了。烘箱加温法是最经典也是最简单 的加速方法 烘箱法的最大 优点是设备 简单 ， 和实 际情况 比较接近。但是它的缺点也很突出 ： 一是耗 时长 ， 二是操作复杂 ， 劳累 ， 三是要消耗大量的溶剂 和试剂， 并且有的溶剂和试剂有一定 的毒性 ， 最大缺 点是一般烘箱 的温度不好控制 ， 波动范围大， 故结果 的精确 度不高 活性 氧加 速 法 （ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ Ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， 或Ａ Ｏ Ｍ） ， 是在加温的基础 上向试样里鼓热空气 ， 以达到加速 的目的。它的优点是测定 时问比烘箱法短 ， 它的缺 点是由于需每小 时取样测其过氧化值 ， 研究者一直 要守在旁边 ， 直到试样的氧化诱导期结束。并且温 度高 ， 鼓人热空气 ， 反应复杂 ， 小分子抗氧化剂随热 空 气逸 出试 样 ， 起不 到相应 的抗 氧化作用 由活性氧化 法 派生 出来的方 法有 Ｒ ａ ｎ ｃ ｉ ｍ ａ ｔ 法 和 （ Ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｈ 咖Ⅱ ） 法， 加速方 法 与活性 氧化法一 样 ， 只是 指示 方 法 由测 过 氧化 值 改 成 了测 电导 ， 因而不但快速 ， 而且全 自动。不过在高温下， 会使 反应 复杂化 ， 一 些 本无 抗 氧 化 活性 的 物 质 具有 了抗氧化活性 ， 如脑磷脂和生育醌各 自并无抗 氧化 活性 ， 但是在 ８ ０ ℃ 一１ ４ ０ ℃的条件下 ， 却表现 出抗氧 化活性 ， 并且随着温度的升高 ， 其抗氧化活性也随之 提高。而且在高温 和鼓气的条件 下， 一些分 子量小 的抗氧化剂挥发掉 了， 起不到抗氧化作用 ， 使之所测 到的抗氧化活性偏低或甚至没有。 用紫外光来加速是近来研究的一个课题 ， 目前 还未得到推广 。作者认为， 它对抗氧化剂 的抗氧化 活性 的客 观 反 映 是 很有 限的 。在 有 光 敏 剂 的 存在 下， 脂类所在的氧化反应是光氧化反应 ， 与 自动氧化 反应的机理不一样。一般的抗氧化剂对光氧化无抗 氧化活性。而在通 常情况下 ， 油脂和食品氧化主要 是 自动 氧化 。 利 用 自由基诱发 剂来 加速 脂类 的氧化反 应速 度 也 是近 年来 常用 的 手段 。通 常 使 用 的是 有机 分 子 。 有 水溶性 的和 脂溶 性 的。也 有 用 变价 金 属离 子 的 ， 如铁 、 铜、 镍和钴 等 。 用有机 自由基诱发剂来加速反应时， 诱发剂较 快地分出大量 自由基 。这样 ， 抗氧化荆 的抗氧化能 力主要体现在提供氢原子的速度， 而抗氧化剂 自身 生成的自由基的稳定性则处于次要地位。这和体内 体外 的自动氧化反应是完全不同的。 当用 变价金属 来加 速 时 ， 金属离 子是催 化 剂 ， 它 们能周而复始的作用。所以无强的螫合金属能力的 主抗 氧化 剂 在这 种 情况 下 几 乎 表现 不 出 抗 氧 化 能 力， 并且与这类 主抗氧化剂的添加量关系不大。而 强的螫台剂可完全将这类变价金属钝化。 ３ 氧化诱 导期 自 指 示方 法
氧化诱导期的指示方法能否客观正确地反映底 物的氧化 诱导期 的 结 束 ， 对评 价 抗 氧 化 剂 的抗 氧化 活性也 是非常关 键 的 。 最经典的方法是用碘量法测定过氧化物含量的 变化 。其 原理 是通过反 应 式 １ 和２ 来 实现 。它是 通 过过氧化值对时间的变化曲线（ Ｐ ｖ— Ｔ 曲线 ） 来确定 氧化诱导期。在氧化诱导期 ． 过氧化物增长非常缓 慢， Ｐ ｖ—Ｔ曲线 很 平 。 当氧 化 诱 导 期 快 结 束 时 ， Ｐ ｖ Ｔ曲线出现一个拐弯， 然后近似直线上升 其拐 点即定义为氧化诱导期的终点 。
方法， 并 对 不 同 方 法 进 行 了 综 合 比较 与 评 价
关键 词： 垫 塾些 ； 垫墼 些堡 些； 测 定； ｉ ￡
中圈分 类号 ： Ｔ Ｑ ６ ４ １ 文献标识 码 ： Ａ
； ，动物油脂 。我们知道一般 植物油所含不饱 和脂肪酸较多 ， 而动物油脂含有较 高 的饱和脂 肪酸 。不 同的抗 氧化剂 对饱 和程度 不 同 的油脂的抗氧化效果是不大一样 的。例如， Ｂ Ｈ Ａ和 Ｂ Ｈ Ｔ对含高浓度的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸 的鱼油几乎无抗氧化活性。但是 则对这样的 鱼油 表现 出很 强 的抗 氧化活性 。 底物中是否含有变价金属离子和光敏剂对抗氧 化剂抗氧化活性的测定也有很大的影响。一般的单 主抗氧化剂对含有高含量过度金属的油脂的抗氧 化作用不大 ， 但是如果同时加人 一定量的金属螫合 剂， 如柠檬酸和 Ｅ Ｉ ） Ｔ Ａ， 则 主抗氧化剂的抗氧化活性 大大地增强。在有光敏剂存在 的油脂 中， 在有光 照 的环境下 ， 生育酚和胡萝 ｈ 紊则 比 Ｂ Ｈ Ａ和 Ｂ Ｈ Ｔ表 现出更强的抗氧化活性 ， 因为它们是较强 的光抗氧 化剂 。 当底 物 是乳 浊 液 时 ， 抗 氧 化剂 的抗 氧化 活性 表 现和 在油脂 中大不 一 样。 因为在乳 浊 渡 中涉及 到抗 氧化剂在油和水中的分配比间题。例如在油中， Ｔ Ｂ ． Ｈ Ｏ的抗氧化活性远 比 Ｂ Ｈ Ａ和 Ｄ Ｉ Ｂ Ｔ的高 ， 而在乳浊 液中则刚好反过来 。这是因为前者大部分分配在水 相中， 不能对油脂起到有效的抗氧化作用； 而后者大 部分分配在油相中， 对油脂更能起到抗 氧化作用。 在低密度脂蛋白和一般的食品中， 和在乳浊液 中情况相似， 只是更复杂些 ， 因为里面的成分非常复 杂， 有蛋白质 、 纤维 ， 变价金属离子。 ２ 加 速方法 油脂中抗氧 化剂 的添加量通 常为 ０ ． ０ ２ ％。即 使在这个浓度 下， Ｔ Ｂ Ｈ Ｏ也表现 出很强的抗氧化活 性， 如 果 在 常 温下 ， 以猪 油 为底 物 ， 则 最 少 也要 １ ． ５ ２ 年才能得到最后 的结果 ， 这在 大多数研究工作 中是不现实的。在这种情况下使用各种加速氧化方
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