抗氧化劑可作為氫供體,用來清除鏈引發階段產生的游離自由基,從而抑制或減輕油脂的氧化。因此,為延緩油脂氧化、延長油脂貨架期,最常用且有效的方式就是在油脂中添加抗氧化劑。
人工合成的抗氧化劑存在諸多安全隱患,如過量使用會致畸、癌變以及一些慢性疾病等,因此人工合成抗油脂氧化劑的安全性受到質疑。
天然抗氧化劑是從動植物中提取出來的,具有安全性高、抗氧化能力強、無副作用、防腐保鮮等特點。
天然抗氧化劑根據機理可以分為:自由基吸收劑、金屬離子螯合劑、氧清除劑、單線態氧淬滅劑、氫過氧化物分解劑、紫外線吸收劑以及酶抗氧化劑等。常見的天然抗氧化劑主要分為以下幾個大類:
一、黃酮類
黃酮類化合物是一類存在于自然界的、具有2-苯基色原酮結構的低分子天然植物成分,人體不能合成, 需從外界攝入。它們分子中有一個酮式羰基,第一位上的氧原子具堿性,能與強酸成鹽,其羥基衍生物多具黃色,故又稱黃堿素或黃酮。
黃酮類化合物的抗氧化機制有兩類:
1、螯合金屬離子,可以與金屬離子形成螯合物, 降低金屬離子的催化活性, 阻礙了氧化反應的發生, 并且能夠良好地清除活性氧(ROS)和活性氮物質。
2、清除自由基,提供氫原子給過氧化氫自由基,生成穩定的氫過氧化物,而且分子中的酚羥基與氧自由基反應,形成共軛穩定的半醌式自由基,中斷游離自由基鏈式反應。
黃酮類天然抗氧化劑舉例:
1、花生殼萃取物,具有抗氧化活性組分3,4,5,7-四羥基黃酮,是一種自動氧化的自由基抑制劑,其抗氧化活性相當于丁羥甲苯(BHT),高于生育酚。
2、甘草提取物,含有甘草查爾酮A、甘草查爾酮B和甘草異黃酮,具有較強的清除自由基和抑制酶促氧化的作用。
3、原花青素,對油脂氧化抑制效果顯著,卵磷脂和維生素E對原花青素有很好的增效作用。在抑制脂肪氧化酶活性方面,原花青素與茶多酚有著相同的效果。
4、其他,高良姜中的高良姜精、槐米中的蘆丁、牛至草中的芹菜素、以及錦地羅中的槲皮素等都屬于黃酮類化合物,它們對油脂的抗氧化能力都相當于丁羥甲苯(BHT)或高于丁羥甲苯(BHT)。
二、多酚類
多酚類化合物是一組植物中化學物質的統稱,因具有酚基團而得名??煞譃?大類,一類是多酚單體,包括綠原酸、鞣花酸以及一些含有糖苷的復合類多酚化合物;另一類是多酚單體聚合而成的低聚體或多聚體,統稱為單寧類物質。
多酚類天然抗氧化劑舉例:
1、茶多酚,其抗氧化活性是丁羥茴醚(BHA)的2.6倍,是維生素E的3.6倍。由于茶多酚是水溶性的,所以需要將其改性為油溶型才能更好的在油脂中發揮作用。
2、白藜蘆醇,主要來源于花生 、葡萄(紅葡萄酒)、虎杖、桑椹等植物,白藜蘆醇是一種多酚化合物,以其對長壽蛋白-去乙?;福╯irtuins)的有效激活而聞名。Sirtuin是延緩細胞衰老并通過調節多種細胞過程延長生命的重要因素。Sirtuin對細胞衰老的抑制主要通過延遲與年齡相關的端粒損耗,維持基因組完整性和促進DNA 損傷修復來介導。
三、天然色素類
天然色素含大量的酚羥基,因此具有高效的羥基自由基和過氧自由基清除能力,并且還具有強還原性,可以猝滅單線態氧,是極具潛力的天然油脂抗氧化劑,其抗氧化能力是維生素類(如維生素C、維生素E)的數倍。常見的天然色素有β-胡蘿卜素、番茄紅素、蝦青素等。天然色素類抗氧化劑的缺點是水溶性差,不易調色,且易變色。
河北工程大學的劉曉星對比研究了蝦青素與其他5種天然抗氧化劑在兩種食用油體系中的抗氧化性,發現在菜籽油中的抗氧化效果為蝦青素>番茄紅素>維生素C>維生素E>β-胡蘿卜素>葉黃素,在大豆油中的抗氧化效果為蝦青素>葉黃素>維生素C≈維生素E≈β-胡蘿卜素>番茄紅素。
四、維生素及其衍生物
維生素是人體生命活動不可或缺的一種營養素,大部分不能在體內合成,或者合成量很少,需從食物中攝取,其中維生素C、維生素E、輔酶Q具有較強的抗氧化功能。
1、維生素E,又稱生育酚,是一類重要的生理活性物質,有研究人員認為,其抗氧化功能不僅體現在清除自由基,還可以去除形成脂過氧化物的潛在來源,抑制組織膜內圍繞著細胞顆粒及紅細胞的膜內多不飽和脂肪酸的氧化,能與過氧化物反應將其轉變為對細胞無害的物質維持細胞膜中長鏈多不飽和脂肪酸的完整性,從而維持其生物活性。
2、維生素C,又稱抗壞血酸,易溶于水,微溶于丙酮,其抗氧化活性主要是通過清除自由基實現的,通過逐級供給電子而轉變成半脫氫維生素C,以達到清除OH·、ROO·等自由基的目的。
3、輔酶Q10,是一種醌類化合物,廣泛存在于動物、植物、微生物等細胞內,通常含量極低,在機體中有氧化型和還原型2種存在形式,并且可以相互轉化,但是只有還原型才能發揮抗氧化作用, 主要體現在清除自由基、穩定細胞膜和抗細胞凋亡。
五、抗氧化肽
抗氧化肽主要來自動植物蛋白和其水解產物。
1、大豆肽,大豆蛋白經酶促水解形成的一定分子量的多肽,有較強的抑制自由基的能力,還能抑制脂肪氧合酶的活性,抑制途徑為:①絡合酶的活性部位Fe3+;②與底物競爭酶的活性部位;③與酶分子之間的相互作用而影響或改變酶的空間結構,從而降低酶的活性。
2、谷胱甘肽,由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸構成,簡稱GSH,分子中有還原態的巰基-SH,因此具有抗氧化性能??寡趸緩綖椋?strong>①阻斷自由基;②結合H?O?;③清除酯類過氧化物。
六、活性多糖
多糖是一種天然高分子聚合物,通常由超過10個的單糖通過直鏈或支鏈糖苷鍵連接起來,分子量達幾萬至幾百萬(透明質酸鈉也算多糖的一種)。
研究表明人參多糖、青竹梅多糖對·OH的有較好的清除作用,藍莓多糖對·OH 和DPPH自由基的清除作用較強,生姜多糖對DPPH·的清除效果好于·OH。