食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂

中国食物与营养２０１１，１７（２）：２４—２６

ＦｏｏｄａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ

食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂

李银聪，阚建全，柳

中

（西南大学食品科学学院，重庆４００７１６）

摘要：本文阐述了食品抗氧化剂的定义、分类和抗氧化机理，重点介绍了主要的天然抗氧化剂及其应用。关键词：抗氧化剂；自由基；作用机理；天然抗氧化剂

食品的变质，除了受微生物的作用而发生腐败变质外，还会和空气中的氧气发生氧化反应，导致食品中的油脂酸败、褪色、褐变、风味变劣及维生素破坏等，甚

一是通过抗氧化剂的还原作用，降低食品体系中的氧含量；

二是中断氧化过程中的链式反应，阻止氧化过程进一步进行；

至产生有害物质，从而降低食品质量和营养价值。误食

这类食品有时甚至会引起食物中毒，危及人体健康。在食品中添加抗氧化剂可以防止食品发生氧化变质。

三是破坏、减弱氧化酶的涪陛，使其不能催化氧化

反应的进行；

四是将能催化及引起氧化反应的物质封闭，如络合

１概述

１．１食品抗氧化剂的定义［１・习

抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化性和延长贮存期的食品添加剂。具有抗氧化作用的物质有很多，但可用于食品的抗氧化剂应具备以下条件：①具有优良的抗氧化效果；②本身及分解产物都无毒无害；③稳定性好，与食品可以共存，对食品的感官性质（包括色、香、味等）没有影响；④使用方便，价格便宜。１．２食品抗氧化剂的分类

目前，对食品抗氧化剂的分类尚没有一个统一的标准。由于分类依据不同，就会产生不同的分类结果。

按来源可分为人工合成抗氧化剂（如ＢＨＡ、ＢＨＴ，ＰＣ；等）和天然抗氧化剂（如茶多酚、植酸等）。

能催化氧化反应的金属离子等。

下面以油脂自动氧化酸败和食品酶促氧化褐变为例，对抗氧化剂的作用机理加以简单介绍。

１．３．１

抗氧化剂对油脂氧化的抑制ｐ’叫

天然油脂暴露在空气中会自发地发生氧化反应，生成低级脂肪酸、醛、酮等，产生恶劣的酸臭和口味变坏等，是油脂及含油食品败坏变质的主要原因。油脂的自动氧化遵循自由基（也称游离基）反应机制，首先脂肪分子（以ＲＨ表示）被热、光或金属离子等自由基引发剂活化后，分解成不稳定的自由基Ｒ・和Ｈ・。当有分子氧存在时，自由基与０２反应生成过氧化物自由基，此过氧化物自由基又和脂肪分子反应，生成氢过氧化物和自由基Ｒ‘，通过自由基Ｒ・的链式反应又再传递下去，直到自由基和自由基或自由基和自由基失活剂（以ｘ表示）相结合，产生稳定化合物时，反应才结束。此过程中产生许多短链羰基化合物，如醛、酮、羧酸等，是产生酸败和劣昧的主要物质，而大量过氧化物的存在，对人体也会产生不良结果。

抗氧化剂的作用机理最主要是终止链式反应的传递，模式如下（以Ａｌｌ表示抗氧化剂）：

ＡＨ＋ＲＯＯ・—・Ｒ００Ｈ＋Ａ・＋

按溶解性可分为油溶性、水涪陛和兼溶性３类。油

溶性抗氧化剂有ＢＨＡ、ＢＨＴ等；水溶性抗氧化剂有维生素Ｃ、茶多酚等，兼溶性抗氧化剂有抗坏血酸棕榈酸酯等。

按作用方式可分为自由基吸收剂，金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂或单线态氧淬灭剂等。１．３食品抗氧化剂的作用机理

由于抗氧化剂种类较多，抗氧化的作用机理也不尽相同，归纳起来，主要有以下几种：

ＡＨ＋Ｒ‘一ＲＨ＋Ａ‘ＭｓｚＨｑ

抗氧化剂的自由基Ａ・没有活性，它不能引起链式

作者简介ｔ李银聪（１９８６一），女，四川自贡人，硕士研究生，研究方向：食品化学与营养学。

通讯作者；阚建全

万方数据

第２期李银聪等：食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂

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反应，却能参与一些终止反应。如：

Ａ・＋Ａ－一ＡＡ

Ａ・＋ＲＯＯ・—，ＲＯＯＡ＿

油脂类抗氧化剂主要有丁基羟基茴香醚（ＢＨＡ）、二丁基羟基甲苯（ＢＨＴ）、没食子酸丙酯（１ａＧ）、叔丁基对苯二酚（ＴＢＨＱ）、生育酚（维生素Ｅ）等，它们皆属于酚类抗氧化剂，在形成自由基后比较稳定，其原因可解释为：氧原子上不成对单电子能与苯环上的７ｒ电子云作用，发生共轭效应。这种共轭的结果使成对电子并不固定在氧原子上，而是部分分布到苯环上。这样，自由基的能量就有所降低，不再引发链式反应，起到了抗氧化作用。

１．３．２食品酶促氧化褐变的抑制归１

酶促氧化褐变是食品中酚氧化酶催化酚类物质发生氧化形成醌及其聚合物的一类反应。由于反应生成了黑色素类物质，使食品的颜色加深，从而影响了食品的外观质量。

发生酶促氧化褐变需要３个条件：酚氧化酶，氧、适当的酚类物质，这３个条件缺一不可。因此抑制食品酶促氧化褐变便可从这３个条件考虑。由于从食品中除去酚类物质的可能性较小，可以采用的主要措施就是破坏和抑制酚氧化酶的活性及消除氧。在食品中添加适量的抗氧化剂，通过还原作用，消耗掉食品体系中的氧，就可起到防止食品的酶促氧化褐变。

２天然抗氧化剂

随着人们对食品安全性要求的提高和对化学合成品的安全事件疑虑增加，人们期待着开发出安全且高效的天然抗氧化剂。

我国允许使用的天然抗氧化剂品种正在不断增加，除列入食品营养强化剂的维生素Ｅ（生育酚）外，目前有抗坏血酸系列、茶多酚、植酸、甘草抗氧化物、脑磷脂、迷迭香提取物等，特别是异抗坏血酸钠用量逐年迅又名Ｌ．抗坏血酸，简称ＶＣ，为白色或略带淡黄色的结晶或粉末，无臭，味酸，熔点１９０—１９２℃（分解）。易溶于水，干燥状态较稳定，但水溶液很容易被氧化分解，在中性或碱性溶液中尤甚；重金属离子可促进其氧化分解，遇光照颜色逐渐变深，因此，应避光密闭保存。本品能和氧结合成为除氧剂，抑制对氧敏感的食物成分的氧化；能还原高价金属离子，对鳌合剂起增效作

用；具有治疗坏血病、解毒及维护毛细血管通透陛等作

用。目前主要的生产工艺有天然物提取法、莱氏法和两次发酵法。

万方数据

我国《ｃ食品添加剂使用卫生标准》（ＧＢ２７０－１９９６）规定：维生素ｃ作为抗氧化剂可用于啤酒，最大使用量为０．０４９／ｋｇ；用于发酵面制品，为０．２９／ｋｇ。实际使用中，本品可应用于许多食品中，包括水果、蔬菜、肉、鱼、饮料及果汁等。应用于腌制肉制品，抗坏血酸作为发色助剂，０．０２％－－０．０５％的添加量，可有效地促进肉红色的亚硝基肌红蛋白的产生，防止肉制品的褪色，同时抑制致癌物质亚硝胺的生成。应用于果汁和碳酸饮料，０．００５％—０．００２％的添加量可有效防止饮料变色和变味。应用于水果和蔬菜加工，主要用来抑制褐变，保持风味和颜色。

２．２茶多酚Ｆ－１”

茶多酚是茶叶中所含的一类多羟基酚类化合物，简称为ＴＰ。主要化学成分为儿茶素类（黄烷醇类）、黄酮及黄酮醇类、花青素类、酚酸及缩酚酸类、聚合酚类等化合物的复合体。其中儿茶素类化合物为茶多酚的主体

成分，约占茶多酚总量的６５％一８０％。儿茶素类化合

物主要包括儿茶素（ＥＣ）、没食子儿茶素（ＥＧＣ）、儿茶素没食子酸酯（ＥＣＧ）和没食子儿茶素没食子酸酯（ＥＧＣＧ）４种物质。

茶多酚具有较强的抗氧化作用，尤其酯型儿茶素ＥＧＣＧ，其还原性甚至可达ＶＣ的１００倍。４种主要儿茶素化合物中，抗氧化能力为ＥＧＣＧ＞ＥＧＣ＞ＥＣＧ＞ＥＣ＞ＢＨＡ，且抗氧化性能随温度的升高而增强，对动物油

脂的抗氧化效果优于对植物油脂的效果，与ＶＥ、ＶＣ、卵磷脂、柠檬酸等配合使用，具有明显的增效作用，也可与其他抗氧化剂联合使用。我国（（食品添加剂使用卫生标准》（ＧＢ２７６０－－１９９６）规定：可用于含油脂酱料，最大使用量０．１９／ｋｇ；油炸食品、方便面，０．２９／ｋｇ；肉制品、鱼制品，０．３９／ｋｇ；油脂、火腿、糕点及其馅料，０．４９／ｋｇ。以上茶多酚含量为４０％－－６０％制剂（以油脂中几茶素计）。２．３植酸‘１２－１．】

又名环已六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸，简称ＰＡ，黄色至黄褐色粘碉状液，水溶液强酸性，遇高温易分解。植酸有很强的抗氧化能力，与ＶＥ混合使用，具有相乘的抗氧化作用。植酸分子中的１２个酸羟基都能对金

属离子起鳌合作用，在低ｐＨ值下可定量沉淀Ｆ矿，中等

ｐＨ值或高ｐＨ值下可与所有的其他多价金属离子形成不溶性鳌合物。

我国《食品添加剂使用卫生标准》（ＧＢ２７６０－１９９６）规定：用于对虾保鲜，可按生产需要适量使用，允许残留量为２０ｍｇ／ｋｇ；用于食用油脂、果蔬制品、饮料和肉制品，最大使用量为０．２９／ｋｇ。实际应用中，植酸常作为

速增加。２．１维生素Ｃ巾’

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中国食物与营养

２００２：１１３．

第１７卷

抗氧化剂及金属离子鳌合剂，用于防止食品的氧化、褐变或褪色。在植物油中添加０．０１％即可明显地防止植物油的酸败；用于水产品罐头，植酸可以防止鸟粪石结

【５】李朝林．肉类罐头色泽褐变成因．食品科学，１９９１，４：

１５１７．

晶的形成和变色的产生，添加０．１％卅．５％的植酸可防

止贝类罐头变黑；添Ｊ３【ｌＯ．１％的植酸和１％的柠檬酸钠可

［６】黄晓东．卜抗坏血酸的性质及其在食品加工中的应用．

食品研究与开发，１９９６，１７：４ｌ＿４３．

【７】盛丽，任爱梅．天然抗氧化剂茶多酚．化学教育，

２００４，２５：８－９，２９．

防止蟹肉罐头出现蓝斑；添加０．０１％ｑ．０５％的植酸与

０．３％的亚硫酸钠，防止鲜虾变黑效果甚好，且可避免二氧化硫残留量过高，植酸也可用于水果及蔬菜的保鲜，经对黄瓜、西红柿、香蕉等的试验均有明显效果；对于肉类制品，植酸可以鳌合其肌红蛋白中的铁，防止由铁催化引起的脂肪氧化；植酸也可用于制酒工业的除金属剂、水的软化剂及保健饮料的快速止渴剂。◇

［８】杜荣茂，刘梅森，何唯平．天然功能性食品添加剂茶多

酚．中国食品添加剂，２００４，２：５６．６０．

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ＦｏｏｄＡｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＮａｔｕｒａｌＡｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ

ＬＩＹｉｎ—ｃｏｎｇ，ＧＡＮＪｉａｎ－ｑｕａｎ，ＬＩＵＺｈｏｎｇ

（ＦｏｏｄＳｉｅｎｃｅＣｏｌｌｅｇｅｏｉ。ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｓｏｒｔａｎｄａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｆｏｏｄａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓｗｅｒｅｅｘｐａｔｉａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｎａｔｕｒａｌａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓ

ａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ；ｆｒｅｅｒａｄｉｃａｌ；ａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｎａｔｕｒａｌａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ

万方数据

食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

李银聪， 阚建全， 柳中， LI Yin-cong， GAN Jian-quan， LIU Zhong西南大学食品科学学院,重庆,400716中国食物与营养

FOOD AND NUTRITION IN CHINA2011,17(2)

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