抗氧化劑在食品中的應(yīng)用

1、抗氧化劑在食品中的應(yīng)用摘要：氧化是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的主要原因，對(duì)其了解具有重要意義。食品在貯藏、運(yùn)輸過程中除受微生物的作用而發(fā)生腐敗變質(zhì)外，還和空氣中的氧發(fā)生化學(xué)作用，引起食品特別是油脂或含油脂的食品變質(zhì)。這不僅降低食品營養(yǎng)，使風(fēng)味和顏色劣變，而且產(chǎn)生有害物質(zhì)，危及人體健康。現(xiàn)在防止食品氧化變質(zhì)的方法有物理法和化學(xué)法。物理法是指對(duì)食品原料、加工和貯運(yùn)環(huán)節(jié)采取低溫、避光、隔氧或充氮密封包裝等方法；化學(xué)法則是在食品中添加抗氧化劑，這是一種簡單、經(jīng)濟(jì)而又理想的方法?？寡趸瘎┦欠乐够蜓泳徥称繁谎趸?，能提高食品的穩(wěn)定性和延長貯存期的物質(zhì)。本文結(jié)合了日常生活的一些現(xiàn)象，重點(diǎn)介紹了食品氧化的原理、抗氧化劑的

2、作用機(jī)理，強(qiáng)調(diào)了抗氧化劑的應(yīng)用原則，提高使用抗氧化劑的安全性，使抗氧化劑在食品中得到更好的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：腐敗變質(zhì)；食品氧化；作用機(jī)理；應(yīng)用原則；安全性?？寡趸瘎┦欠乐够蜓泳徥称费趸?，提高食品穩(wěn)定性和延長食品貯藏期的一類食品添加劑。食品的氧化腐敗不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，還可能造成社會(huì)問題?？寡趸瘎┑氖褂貌粌H可以延長食品的貯存期、貨架期，給生產(chǎn)者、經(jīng)營者帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，也給消費(fèi)者提供更安全可靠的商品?？寡趸瘎┑挠昧亢苄?，必須與食品充分混均才能很好地發(fā)揮其抗氧化作用。隨之抗氧化劑的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)的問題也越來越多，因此很有必要了解食品氧化腐敗原理及抗氧化劑的應(yīng)用機(jī)理。、食品的氧化及其危害食品在加工和貯

3、存過程中，將會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)、生物變化，其中氧化反應(yīng)尤為突出，它將造成油脂及富脂食品色、香、味與營養(yǎng)價(jià)值等方面的劣化。因此防止油脂及富脂食品的氧化一直是食品工業(yè)中一個(gè)關(guān)鍵性的問題。（）食品的氧化過程 食品的氧化是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)變化過程。食品中所含的油脂的主要成分都是各種脂肪酸甘油酯的混合物，脂肪酸分飽和與不飽和兩類。含有不飽和脂肪酸甘油酯的油脂，由于其結(jié)構(gòu)上不飽和鍵的存在，很容易和空氣中的氧發(fā)生自動(dòng)氧化反應(yīng)，生成過氧化物，進(jìn)而又不斷裂解，產(chǎn)生具有臭味的醛或碳鏈較短的羧酸。（）食品氧化的危害 氧化反應(yīng)不僅將造成油脂及富脂食品品質(zhì)的劣化，氧化反應(yīng)的某些生成物還會(huì)有礙人體的健康。食用含有過氧化物脂肪

4、的食品，會(huì)進(jìn)一步促使人體的脂肪氧化。過氧化的脂肪可破壞生物膜，引起細(xì)胞功能衰退乃至組織死亡，誘發(fā)各種生理異常而引起疾病。最近研究表明，癌癥的發(fā)生或人體的老化也與過氧化脂肪有關(guān)。所以油脂及食品中油脂過氧化是關(guān)系到人體健康的十分重要的問題。但從自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理可知，油脂的結(jié)構(gòu)特征使得氧化反應(yīng)無法通過外界條件的改變來避免，但可以通過外部條件的控制來延緩或抑制這一過程。避光、低溫、真空保存等措施都可以在一定程度上達(dá)到此目的。但在油脂的制造和富脂食品的加工和銷售過程中，卻無法完全避免各種因素的影響，因此使用化學(xué)抗氧化劑就成為行之有效、簡單方便、成本低廉的方法。 1.食品抗氧化劑的作用機(jī)理在自由基鏈?zhǔn)椒?/p>

5、應(yīng)的不同時(shí)期，可以采用具有不同作用機(jī)理的抗氧化劑來中斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行。向失去氫自由基的油脂本體自由基供氫以中斷反應(yīng)，或?qū)⑺傻挠椭^氧化物分解為穩(wěn)定的物質(zhì)，都可以達(dá)到延長富脂食品保存期的目的。對(duì)于氧化酶的酶促反應(yīng)所引起食品的褐變，則通過添加還原性的抗氧化劑（如抗壞血酸及其鈉鹽、異抗壞血酸及其鈉鹽、抗壞血酸硬脂酸鈉鹽以及若干天然物等）來抑制。此類抗氧化劑可以消耗食品物系中的氧和抑制酶的活性，達(dá)到延長食品保存期的目的。還原性抗氧化劑為水溶性物質(zhì)，因而可用于肉、水產(chǎn)品加工、啤酒、果蔬罐頭等生產(chǎn)中。此類物質(zhì)不僅可以防止食品因氧化造成的色變及質(zhì)量方面的下降，并能阻止罐頭容器壁鍍錫鐵板的腐蝕等。由于不同

6、抗氧化劑可以分別在不同階段中止油脂氧化的連鎖反應(yīng)，所以兩種或兩種以上的抗氧化劑混合使用，往往比單一使用效果更為顯著，這種現(xiàn)象稱之為“協(xié)同效應(yīng)”。防止食品氧化變質(zhì)，一方面可以在食品的加工和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)中，采用低溫、避光、隔絕空氣以及充氮密封包裝等物理的方法；另一方面需要配合使用一些安全性高、效果大的食品抗氧化劑?？寡趸瘎┰谑称返淖饔脵C(jī)理比較復(fù)雜，總體主要有以下幾種：（1）抗氧化劑借助還原反應(yīng)，降低食品體系及周圍的氧含量，即抗氧化劑本身就極易氧化，因此在有氧化食品因素存在的時(shí)，如光照、氧氣、加熱等，抗氧化劑就先于食品與氧化因素作用，避免了食品被氧化；（2）有些抗氧化劑是一種自由基吸收劑即自由基清除劑。

7、可以與氧化過程的中間產(chǎn)物結(jié)合，從而使氧化反應(yīng)無法發(fā)生；（3）抗氧化劑可以釋放出氫離子將氧化過程中產(chǎn)生的過氧化物破壞分解，使氧化反應(yīng)無法繼續(xù)進(jìn)行；（4）有些抗氧化劑可以阻止或減弱氧化酶類的活動(dòng)，例如超氧化物歧化酶對(duì)超氧化物的自由基的清除；（5）金屬離子螯合劑，可以通過對(duì)金屬離子的螯合作用，減少金屬離子的促進(jìn)氧化作用的能力；（6）多功能抗氧化劑，產(chǎn)生多種抗氧化作用1。1.1 油脂酸敗及脂肪的自動(dòng)氧化食品的氧化變質(zhì)表現(xiàn)為很多種形式，而油脂的氧化變質(zhì)是食品氧化變質(zhì)的主要形式。 天然的油脂暴露在空氣中會(huì)自發(fā)的發(fā)生氧化反應(yīng)，使其在性質(zhì)、風(fēng)味發(fā)生改變。這些都是由于油脂的自動(dòng)氧化引起的。這個(gè)過程是十分復(fù)雜的化

8、學(xué)變化過程，屬于一種鏈?zhǔn)降难趸磻?yīng)2。油脂的自動(dòng)氧化過程大概可以分為3個(gè)階段：（1）誘發(fā)階段：此階段主要是產(chǎn)生自由基，即油脂或油脂酸在催化劑的作用下脫去氫生成自由基，但是其反應(yīng)較緩慢，可在有光、熱、金屬離子或水存在時(shí)此過程反應(yīng)會(huì)加速。油脂剛剛產(chǎn)生自由基時(shí)，感官無明顯變化。（2）波及階段：此階段中自由基與氧作用生成過氧化自由基；過氧化自由基是油脂的不飽和鍵變成的更為活潑的過氧化物的。過氧化自由基很活潑，它可以奪取其他不飽和脂肪酸的氫生成過氧化物，而失去氫的不飽和脂肪酸又形成新的自由基，由此就構(gòu)成了油脂的自動(dòng)氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，直至食品油脂中的不飽和脂肪酸全部氧化成過氧化物為止。此階段的氧化反應(yīng)速度很

9、快，油脂的感官變化越來越明顯。在此鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中。由于過氧自由基很活潑，還可以分解為許多小分子物質(zhì)，由于這些物質(zhì)有令人不愉悅的味道，即油脂產(chǎn)生了腐敗。（3）終結(jié)階段：此階段主要是被分解的自由基相互作用，產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的聚合物，這些主要是在油脂酸敗后產(chǎn)生的。、抗氧化劑的分類抗氧化劑的種類繁多，依其溶解性大致可分為以下兩類：（）水溶性抗氧化劑 此類抗氧化劑大多用于食品護(hù)色，主要有抗壞血酸及其鹽類、異抗壞血酸及其鹽類、二氧化硫及其鹽類等。（）油溶性抗氧化劑 此類抗氧化劑多用于含油脂食品類，主要有丁基羥基苯甲醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯、維生素等。1.2 油溶性抗氧化劑的作用機(jī)理抗氧化劑的作用機(jī)理是比較

10、復(fù)雜的，尤其是油溶性的抗氧化劑。例如屬于酚類化合物的丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、維生素E等等，能夠提供氫原子與油脂自動(dòng)氧化產(chǎn)生的自由基結(jié)合，形成相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，阻斷了油脂的鏈?zhǔn)阶詣?dòng)氧化過程。由于抗氧化劑本身產(chǎn)生的自由基似乎會(huì)繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，但我們常識(shí)認(rèn)為，抗氧化劑產(chǎn)生的醌式自由基，可以通過分子內(nèi)部的電子共振而重新排列，呈現(xiàn)出比較穩(wěn)定的新結(jié)構(gòu)，這種醌式自由基不再具備奪取油脂分子中氫原子所需要的能量，屬于一種穩(wěn)定產(chǎn)物。此類提供氫原子的抗氧化劑不能永久起抗氧化作用，而且不能使已經(jīng)酸敗的油脂恢復(fù)原狀，必須在油脂未發(fā)生自動(dòng)氧化或剛剛開始氧化時(shí)添加才有效果。酚類抗氧化劑本身沒有抗氧化作用，它可以增強(qiáng)抗氧

11、化劑的抗氧化作用。這是因?yàn)樵鲂┠軐?duì)催化氧化作用的金屬離子鈍化，同時(shí)它們產(chǎn)生的氫離子又可以使抗氧化劑再生而產(chǎn)生抗氧化作用的。 1.3 水溶性抗氧化劑的作用機(jī)理此類抗氧化劑能夠溶于水，主要用于防止食品氧化變色3。此類抗氧化劑的作用機(jī)理主要是：（1）清除氧，將食品中的氧化因素除去，抑制酶促褐變；（2）螯合作用，此類抗氧化劑可以與酚類合用，與之產(chǎn)生螯合物，起到增效作用；（3）還原作用，該氧化劑可以與某些氧化產(chǎn)物結(jié)合發(fā)生還原反應(yīng)，起到一定的抗氧化作用。例如在肉制品中起到護(hù)色作用，將褐色的高鐵肌紅蛋白還原成紅色的亞鐵肌蛋白；（4）保護(hù)巰基-SH不被氧化。、抗氧化劑的使用（）食品抗氧化劑的使用時(shí)機(jī) 抗氧化

12、劑只能阻礙、延緩食品的氧化，一般應(yīng)當(dāng)在食品保持新鮮狀態(tài)和未發(fā)生氧化變質(zhì)之前使用；反之，在食品已經(jīng)發(fā)生氧化變質(zhì)后再使用，則不能改變已經(jīng)變壞的后果。因此，必須注意掌握在食品發(fā)生氧化前使用，這一點(diǎn)對(duì)油脂尤其重要。（）抗氧化劑與增效劑復(fù)配使用 增效劑是配合抗氧化劑一起使用、能增強(qiáng)抗氧化劑作用效果的物質(zhì)。例如，為防止油脂食品發(fā)生油脂氧化酸敗，在使用抗氧化劑的同時(shí)，并用某些酸性物質(zhì)，如檸檬酸、磷酸、抗壞血酸等，能顯著地提高抗氧化劑的作用效果。所以，在使用抗氧化劑時(shí)往往是將兩種以上的抗氧化劑加以復(fù)配，或與增效劑加以復(fù)配使用，其抗氧化效果較單獨(dú)使用一種抗氧化劑要好很多。（）對(duì)影響抗氧化劑還原性因素的控制 要使

13、抗氧化劑充分地發(fā)揮作用，對(duì)影響其還原性的各種因素必須加以控制。這些影響因素為光、熱、氧、金屬離子和抗氧化劑在食品中的分散狀態(tài)等。紫外光、熱能促進(jìn)抗氧化劑分解而失效。例如，抗氧化劑（二丁基羥基甲苯）、（叔丁基對(duì)羥基茴香醚）經(jīng)加熱，特別是在油炸等高溫下很容易分解，它們?cè)诖蠖褂椭屑訜嶂習(xí)r，完全分解所需的時(shí)間分別為、。和迅速揮發(fā)的溫度分別為和。氧能導(dǎo)致抗氧化劑失效，例如食品內(nèi)部和它的周圍氧的濃度大，便會(huì)使抗氧化劑迅速氧化而失去作用。因此，在食品中添加抗氧化劑的同時(shí)應(yīng)采取充氮或真空密封包裝，以降低氧的濃度或隔斷空氣中的氧，使抗氧化劑更好地發(fā)揮作用。銅、鐵等重金屬離子是促進(jìn)氧化的催化劑，它們的存在會(huì)使抗氧

14、化劑迅速發(fā)生氧化而失去作用。因此，在添加抗氧化劑時(shí)，應(yīng)盡量避免這些金屬離子混入食品，同時(shí)還可使用增效劑以螯合它們。抗氧化劑在食品中用量很少，為使其充分發(fā)揮作用，必須將其均勻地分散在食品中。2.抗氧化劑在食品中應(yīng)用的注意事項(xiàng)各種抗氧化劑都有各自的特殊結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，并且不同的食品也具有不同的性質(zhì)，因此在抗氧化劑的應(yīng)用上存在許多需要注意的事項(xiàng)。2.1 充分了解抗氧化劑的性能由于不同的抗氧化劑對(duì)食品的抗氧化效果不同，在確定某種食品要添加抗氧化劑前，要充分了解抗氧化劑的基本性能，選擇最適宜的抗氧化劑品種。最適宜的抗氧化劑往往能起到最佳的抗氧化作用4。2.2 正確掌握抗氧化劑的添加時(shí)機(jī)抗氧化劑只能阻礙氧

15、化作用，延緩食品開始氧化敗壞的時(shí)間，并不能改變已經(jīng)敗壞的后果。因此，在使用抗氧化劑時(shí)，應(yīng)該在食品處于新鮮的狀態(tài)和未發(fā)生氧化變質(zhì)前添加，才能充分發(fā)揮抗氧化劑的抗氧化作用。2.3 抗氧化劑及增效劑的配合使用每種抗氧化劑都有自己的適用范圍。在油溶性抗氧化劑使用時(shí)，往往是2種或以上的抗氧化劑混合使用，或抗氧化劑與增效劑配合使用，這樣大大的增加了抗氧化劑的抗氧化效果。若使用的抗氧化劑能與食品穩(wěn)定劑同時(shí)使用也會(huì)起到較好的抗氧化作用。2.4 抗氧化劑的添加量使用抗氧化劑的量要適當(dāng)。雖然理論上抗氧化劑的量越多抗氧化效果更好，但是它們之間并不成正比。由于抗氧化劑的溶解度、毒性等問題，油溶性的抗氧化劑的使用濃度不

16、超過0.02%，如果濃度過大除了造成使用困難外，還會(huì)引起不良作用，甚至是中毒事件。水溶性的抗氧化劑的使用量可以較高，但一般不超過0.1%。所以，抗氧化劑的使用要嚴(yán)格控制量的加入，以免造成不良的社會(huì)問題4。3.控制影響抗氧化劑作用效果的不利因素抗氧化劑的使用大大的阻礙和延緩了食品的氧化作用，可是全靠抗氧化劑的使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。要使抗氧化劑充分發(fā)揮抗氧化作用，就要控制影響抗氧化劑作用效果的因素。而影響抗氧化劑抗氧化效果的因素主要有光、熱、氧等等。光、熱不僅會(huì)促使食品進(jìn)一步氧化腐敗，還會(huì)促進(jìn)抗氧化劑分解揮發(fā)而降低或失去抗氧化的作用。氧氣不僅僅是導(dǎo)致食品氧化變質(zhì)的最大原因，而且也是導(dǎo)致抗氧化劑失效的罪魁禍

17、首。在食品內(nèi)部或周圍氧濃度過大，一方面加快食品變質(zhì)腐敗，另一方面使抗氧化劑迅速氧化而失效。所以在使用抗氧化劑都是采取充氮或真空密封包裝，目的在于降低氧的濃度和隔絕環(huán)境中的空氣，保證抗氧化劑能發(fā)揮更好的效果?？寡趸瘎┦褂脮r(shí)的量一般比較少，在使用過程中一定要十分均勻地分散在食品中，才能充分發(fā)揮其抗氧化作用5。4.抗氧化劑的發(fā)展前景食品抗氧化劑的發(fā)展趨勢是開發(fā)和應(yīng)用天然抗氧化劑，例如從茶葉中提出的茶多酚等等。同時(shí)重視復(fù)配型產(chǎn)品的開發(fā)，以減少單一抗氧化劑在食品的含量，同時(shí)還可以提高抗氧化劑的抗氧化效果。在研發(fā)過程中可以從原料的來源、抗氧化劑的安全性和高效性、生產(chǎn)工藝和配比等方面探索，大力發(fā)展抗氧化劑為

18、我們?nèi)祟愖龀龈蟮呢暙I(xiàn)。抗氧化劑近幾十年來在國外發(fā)展很快，這是因?yàn)榭寡趸瘎┑挠猛驹絹碓綇V，不但可以添加在動(dòng)植物油等人類食品中，甚至添加到貓、狗等寵物吃的食物中，這是一個(gè)很大的市場。同時(shí)，近年來研究發(fā)現(xiàn)人類皮膚因氧化、紫外線的照射才會(huì)老化，所以越來越多的抗氧化劑也用到化妝品行業(yè)。近年來，各國正在為開發(fā)新型抗氧化劑進(jìn)行大量的研究工作。其中大分子量合成抗氧化劑和天然抗氧化劑的開發(fā)生產(chǎn)具有較好的發(fā)展前景。（）大分子量合成抗氧化劑 為了解決合成抗氧化劑的安全性問題，研制人體不能吸收的大分子量抗氧化劑已成為一個(gè)開發(fā)方向，并有一些專門報(bào)道。（）天然抗氧化劑 除茶多酚、植酸外，還有不少天然物質(zhì)具有良好的抗氧化性能，并在食品工業(yè)中得到應(yīng)用。因此天然抗氧化劑的研究已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外科技工作者一直在對(duì)香辛料、食用植物、中草藥等十余類數(shù)百種天然物質(zhì)的抗氧化能力進(jìn)行研究，并取得了許多研究成果。很早以前人們就開始對(duì)香辛料的抗氧化作用加以利用，但對(duì)香辛料抗氧化作用的系統(tǒng)研究，