抗氧化剂的研究和应用

抗氧化剂的研究和应用
(Study and applied of the Antioxidants) （贵州大学生命科学学院食品科学与工程 09级学生）摘要：探讨抗氧化剂的各方面性能及在各领域中的应用。

主要就抗氧化剂的概述、分类、原理、使用注意事项、使用现状、发
展动向及其在各领域中的应用和发挥的作用等几方面作介绍，并结合添加剂的使用特别是抗氧化剂的使用出现的问题和潜在危险作进一步分析和探讨。

抗氧化剂的概述
抗氧化剂（Antioxidants）是防止或延缓食品氧化，提高食品的稳定性和延长贮存期的物质。

能阻止或延迟空气中的氧气对食品中油脂和脂溶性成分（如维生素、类胡萝卜素等）的氧化作用，从而提高食品的稳定性和延长食品保质期。

如何防止食品氧化变质已经成为现代食品工业中的一个重要课题。

实际上，防止食品氧化是一个多方位的工作，要从食品加工的原料、加工过程和保质等环节上着手，采取相应严格而有效的措施，适当使用一些安全性高、抗氧化效果好的抗氧化剂，将对食品的品质保障方面起到重要作用。

抗氧化剂的分类
按照抗氧化剂的溶解性可分为：油溶性抗氧化剂水溶性抗氧化剂按照抗氧化剂的作用机理可分为：自由基吸收剂金属离子螯合剂氧清除剂氢过氧化物分解剂酶抗氧化剂紫外线吸收剂等（而自由基吸收剂也称为第一类抗氧化剂，除酶抗氧化剂外的其他类抗氧化剂称为第二类抗氧化剂）按照抗氧化剂来源可分为：人工合成抗氧化剂天然抗氧化剂按照抗氧化剂开发时间先后可分：传统抗氧化剂新型抗氧化剂按照看氧化剂的组成可分：单个抗氧化剂复配抗氧化剂油溶性抗氧化剂能溶于油脂，对油脂和含油脂食品能很好的发挥抗氧化作用，防止其氧化酸败。

常用的有：没食子酸丙脂（Propyl gallate）、丁基羟基茴香醚(Butyl hydroxyanisol)、二丁基羟基甲苯(Bibutyl hydroxytoluene)等。

其它的如：特丁基对苯二酚、4-己基间苯二酚、正二氢愈创酸、栎精、硫代二丙酸二月桂酯等水溶性抗氧化剂能溶于水，主要用于食品氧化变色。

常用的有：抗坏血酸类（Ascorbic acid）、异抗坏血酸(Erythorbic acid)及其盐、植酸(Phytic acid)、乙二胺四乙酸二钠、氨基酸类、肽类、香辛料和糖醇等。

其它如：L-抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸钙亚硫酸盐等
天然抗氧化剂用于油脂的抗氧化以增加其稳定性，也用于食品贮藏和加工。

普遍取自天然的可食用的物质，如水果、蔬菜、调味料、中药材、海草等，农业和食品工业的下脚料，某些微生物发酵产品等。

有如：茶多酚、生育酚混合浓缩物、愈创树脂、甘草抗氧化物、磷脂、番茄红素、桃核仁乙醇提取物、茄子提取物、银杏叶提取物、枸杞多糖、木耳多糖、萝卜红色素、芦荟提取物等新型抗氧化剂是目前正在开发的一些天然抗氧化产品，有如：紫苏提取物、迷迭香提取物、鼠尾草提取物、干甘草提取物、大豆异黄酮、葡萄籽提取物、蜂胶提取物、生姜提取物、鞣花酸、月季花提取物等复配抗氧化剂即是将两种或以上的抗氧化剂混合使用，增强其抗氧化效果和其他的增值作用。

有如：叔丁基羟基茴香醚（BHA与BHT 的混合）、二叔丁基羟基甲苯（BHT与Vc混合）、特丁基对苯二酚（TBHQ可与BHT/BHA/Vc混合）、没食子酸丙脂（PG可与BHT/BHA 混合）等均能有效增强抗氧化性，但在混合使用中有量的严格要求。

抗氧化剂的原理
油脂和油脂食品在长期的保存过程中会产生各种气味，而且还会产生一些有毒物质。

食品中的油脂劣化现象，从本质上讲是油脂的自动氧化所引起的。

油脂的自动氧化是油脂在常温条件下与空气接触而产生的自然现象。

自动氧化是链式反应：引发——>传递——>终止引发：自由基（氢）生成的过程，引发剂（热、光、金属、氢过氧化物）传递：空气中的氧与自由基结合——>（过氧化自由基+其他脂肪酸中分离出的氢结合——>氢过氧化物）（该过程重复发生）使不饱和脂肪酸不断变成氧化物
终止：氢过氧化物蓄积增多，原始不饱和酸逐渐减少，原子团之间相结合——>非自由基化合物——>链式反应停止各类抗氧化剂的作用机理基于上述链式反应有以下几种：1.抑制自动氧化的链式反应的自由基抑制剂；2.使铜铁等具有促氧化作用的金属失去活性的金属螯合剂；3.将非自由基过氧化物分解，使之失去活性的过氧化物分解剂；4.本身不具有抗氧化作用，可是能够增加自由基抑制剂的增效剂。

常见的主要有：自由基抑制剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、单重态氧淬灭剂、甲基硅酮和甾醇抗氧化剂、多功能抗氧化剂、酶抗氧化剂等
抗氧化剂的使用注意事项
正确的使用抗氧化剂
食品抗氧化剂加于脂肪和油中是最方便和有效的方法。

喷雾法是添加抗氧化剂的方便方法，将抗氧化剂溶解于食品级的丙二醇、乙醇或植物油中喷于食品上。

抗氧化剂也可加于食品包装材料中如蜡纸、聚乙烯及纸板上，抗氧化剂通过挥发渗透于食品中起到抗氧化作用。

合适的抗氧化剂需要符合几点要求：抗氧化剂一定要能完全溶解并均匀分布于最终食品中；要在合适的时间加入抗氧化剂；注意加工工艺可能破坏抗氧化剂的功能；必须按照《食品添加剂使用卫生标准》规定的品种、适用范围及使用量使用。

抗氧化剂只能起到阻碍氧化作用，延缓食品氧化酸败的时间。

一般应当在食品保持新鲜状态和未发生氧化变质之前使用，才能有效防止食品酸败，提高食品保质期。

正确的使用增效剂
在食品抗氧化剂的添加过程中，将抗氧化剂与增效剂混合使用可提高作用效果。

增效剂能改进抗氧化剂功能的主要原因：提供一个酸性介质以增进抗氧化剂及油和脂肪的稳定性；能使抗氧化剂再生；能螯合促进氧化的铜铁等金属杂质，使这些金属杂质失活；消除氧气。

氧的问题
研究食品中油脂的氧化，有必要从氧的角度来考虑包装系列内的氧与被氧化物的量及外部气体中氧的浓度与氧化速度问题。

如果对贮藏食品进行无氧包装就不会产生氧化现象，从而显著提高贮藏期。

基于这一角度，可以采取以下措施解决这一问题：减少包装内的氧量，采用充氮气或真空包装除掉氧气；降低包装材料的透氧性；用惰性气体充填包装。

减少促氧剂的存在
油脂及其食品中最容易混入的促氧剂是金属或金属碱，尤其是铁铜对油脂的促氧化影响大。

带2价以上的化合价过渡金属中多含促氧化效果明显的金属，要尽量避免接触。

控制光、温度的影响
油脂对光和热敏感。

一般随着温度的上升油脂的氧化明显加快，温度没升高10度，氧化速度加快10倍。

光，特别是紫外线能促进食品中脂质的氧化，而且作用很强烈。

抗氧化剂的使用现状
目前，国内外食品抗氧化剂的种类及品种较多，在食品的应用范围也越来越广泛，但对一些毒性较大的产品正在限制使用或逐步淘汰。

人工合成抗氧化剂目前使用最广泛的为：BHA、BHT、TBHQ、PG等，1993年增加的硫代二丙脂二月桂酯使用也较多，硫醚类化合物也有较好的抗氧化作用，维生素衍生物也得到了很好的应用，特别是抗坏血酸（Vc）。

天然食品抗氧化剂生育酚（Ve）的应用最为广泛，有合成的和天然提取物两种，天然的生育酚从天然植物油的副产物中提取制。

目前许多国家已批准在食品中使用生育酚抗氧化剂，并且消耗日趋增多。

另外，从茶叶中提取的茶多酚也是很好的食品抗氧化剂，它是一种复合体，含有多种醇、酮、多酚类物质，有比人工合成的抗氧化剂更强的抗氧化性，并且具有抑菌（主要是大肠杆菌、葡萄球菌等）、抗衰老、护色、抗肿瘤等作用。

抗氧化剂的发展动向
现在，食品抗氧化剂正朝着无毒或低毒、高效的方向发展，尤其是从天然植物资源中提取低毒或无毒的抗氧化剂，以满足生产纯天然的健康食品要求。

从原料来源探索人工合成的高效、低毒物质：具有极高的安全性，价格便宜，良好的脂溶性和高温稳定性，不着色，能有广泛的应用领域；从中草药中提取抗氧化物的探索：可从卫生部公布的药食通用的原料如姜、黑芝麻、甘草、紫苏等中提取抗氧化成分，制成天然抗氧化剂，能防止风味劣化和色素褪色，添加量小，抗氧化效果明显，耐热；对香薰料提取物的探索：唇形科是研究重点，如迷迭香、百里香、鼠尾草等；水解蛋白方面的探索：动植物蛋白的水解液具有抗氧化活性，如毛鳞鱼蛋白水解液作为抗氧化剂广泛应用于酒类、蛋白填充乳化产品、谷类食品中。

从安全性、高效性方面随着人们生活水平的提高，对食品添加剂的毒理学评价和食用安全性提出了更高的要求。

新型的食品抗氧化剂应满足高效、安全、营养，而且还要求具有多种生理功能，如抗氧化、防肿瘤、防冠心病等多种慢性疾病。

从工艺和配比中探索随着分离技术的日新月异和跨步前进，膜分离技术、超临界流体萃取技术、色层分离技术等应用于天然抗氧化剂的提取工艺中，技术的跟进保障了产品的纯度、活性的保护和品质，提高了抗氧化产品的档次和附加值。

抗氧化剂的复合使用使用多种抗氧化剂复合增效作用，应注意抗氧化剂之间及抗氧化剂与抗氧化助剂之间的配比，保证食品使用抗氧化剂的合理性、安全性和高效性。

抗氧化剂在各领域中的应用和发挥的作用
抗氧化剂的使用出现的问题和潜在危险
有关抗氧化剂提出的意见和建议
1.天然抗氧化物的条件及影响因素，如何建立衡量抗氧化活性的多维方法
2.天然抗氧化物的作用，进入生物体本身及其代谢产物的生理功能
3.天然抗氧化物在生物体内的毒性或病理活性
4.无毒，廉价，显效的天然抗氧化物的资源筛选，有效成分提取，分离技术，结构鉴定及构效关系研究
5.如何运用生物技术等高新技术，从不同层次、不同途径调控实现已知天然抗氧化物的工业生产天然抗氧化剂发展展望
有待深入研究的几个方面：
天然抗氧化剂的研究方法
虽然有多种生物的、化学的鉴别天然抗氧化物的抗氧化活性强弱的方法，但尚未形成一种标准方法，而且这些方法只从一个角度来评价天然抗氧化物在食品和生物体系中的多功能作用。

实际上，这涉及一系列问题，如，抗氧化剂真正的抗氧化特性是什么，抗氧化作用对象是什么，什么物质被氧化，什么物质被抑制，在系统中抗氧化的位置，与其他组分相互作用的效果或协同效果，什么套件与所用的食品体系相一致等。