第三章 抗氧化劑

第三章抗氧化劑和脫氧劑

重點講述抗氧化劑的概念、分類、抗氧化機理和幾種常用的抗氧化劑的性狀、毒性、應(yīng)用等。

難點為抗氧化機理。

第一節(jié)概述

氧雖為人體所必需，但它卻能使食品，特別是使油脂氧化變質(zhì)。氧化不僅可使食品褪色、變色、維生素破壞等，降低其感官質(zhì)量和營養(yǎng)價值，嚴重時甚至可產(chǎn)生有害物質(zhì)，引起食物中毒。多年來，人們一直在研究食品的氧化和抗氧化問題。一、概念我們把能夠阻止或推遲食品的氧化變質(zhì)，提高食品的穩(wěn)定性和延長食品貯存期的食品添加劑稱為抗氧化劑。二、抗氧化劑應(yīng)具備的條件（1）對于食品具有優(yōu)良的抗氧化效果，用量適當。（2）使用中和分解后都無毒、無害，對于食品不會產(chǎn)生異味和顏色變化。（3）貨架期內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定，分忻檢測方便。（4）容易制取，價格便宜。

三、分類

1、按來源分

1）天然抗氧化劑，如：混合生育酚濃縮物、愈瘡樹脂等。

2）合成抗氧化劑，如：丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）

2、按溶解性分

1）油溶性，如：BHT、BHA2）水溶性，如：抗壞血酸、異抗壞血酸。四、抗氧化劑的作用

1、阻止或推遲食品的氧化變質(zhì)；

2、提高食品的穩(wěn)定性；

3、延長食品貯存期。

五、作用機理

1、抗氧化劑與食品體系中的氧發(fā)生反應(yīng)，從而降低食品體系中的氧含量，達到抑制好氧菌類的繁殖作用；

2、阻止或降低食品中氧化酶的活性；

3、使氧化過程中的鏈式反應(yīng)中斷，從而達到破壞氧化過程的目的；

4、將能溶化、引起氧化反應(yīng)的物質(zhì)封閉。

5、抗氧化劑釋放出氫原子與油脂自動氧化反應(yīng)產(chǎn)生的過氧化物結(jié)合，中斷鏈鎖反應(yīng)，從而阻止氧化過程繼續(xù)進行。

第二節(jié)油溶性抗氧化劑

油溶性抗氧化劑能均勻地分布于油脂中，對油脂或含脂的食品有較強的抗氧化作用。一、幾種常用的脂溶性抗氧化劑

1、丁基羥基茴香醚（BHA）別名：特丁基-4-羥基茴香醚（1）性狀本品為無色至淺黃色蠟狀晶體粉末或結(jié)晶；稍有石油類臭氣和刺激性氣味；熔點隨3-BHA和2-BHA的混合比例而不同，在57～65℃之間；不溶于水，易溶于豬油、植物油及丙二醇、丙酮、乙醇等有機溶劑；熱穩(wěn)定性高，在弱堿條件下不易破壞；遇鐵等金屬離子不著色。

（2）抗氧化作用

①

3-BHA比2-BHA的抗氧化作用強1.5-2倍，兩者混合物一定的協(xié)同作用，高比例的3-BHA混合物與純的相當；

②

BHA與其他抗氧化劑或增效劑并用，可大大提高其抗氧化作用；

③用量0.02%比0.01%的抗氧化作用強10%，但用量超過0.02%則抗氧化作用減弱。（3）抗氧化機理本品的抗氧化作用是由它放出氫原子阻斷油脂自動氧化而實現(xiàn)的。（4）毒性本品比較安全大白鼠經(jīng)口LD50值：2900mg/kgADI值：0～0.5mg/kg（5）使用

①

BHA對油脂的最大使用量為0.2g/kg

②

可直接緩慢加入60-70℃油脂中，再繼續(xù)攪拌20min，以充分混合并溶解；

③用于咸干魚類，可用浸漬法或拌鹽法；

④本品除對油脂有抗氧化作用外，它還可以用于對包裝紙、塑料等的抗氧化處理；

⑤對于那些不易直接攪拌的食品，可先將其溶于乙醇中，噴霧使用。（6）貯存根據(jù)其性質(zhì)，需貯存在避光、封閉的非金屬容器中。

2、二丁基羥基甲苯（BHT）和沒食子酸丙脂（PG）

二丁基羥基甲苯（BHT）

對熱穩(wěn)定，沒有BHA的特異臭，具有單酚型特征的升華性，加熱時可隨水蒸氣揮發(fā)，與金屬離子反應(yīng)不著色。

沒食子酸丙脂（PG）易溶于乙醇、丙酮、乙醚，難溶于氯仿、脂肪和水，易與銅、鐵離子反應(yīng)呈紫色或暗綠色，有吸濕性，光線能促使其分解，其水溶液的pH值為5.5左右。

抗氧化作用

BHT和PG的抗氧化作用都較強，抗氧化機理

BHT和PG都是通過自身氧化來實現(xiàn)的。

毒性

BHT的毒性大白鼠經(jīng)口LD50值：1700～1970mg/kg。

ADI值：0～0.5mg/kg。

PG的毒性大白鼠經(jīng)口LD50值：3800mg/kg。

ADI值：0～0.2mg/kg。二、油溶性抗氧化劑的應(yīng)用以上我們介紹了幾種常用的脂溶性抗氧化劑的性狀、抗氧化作用、抗氧化機理和使用等。但在具體應(yīng)用時常將不同的抗氧化劑并用，或與抗氧化劑的強效劑等混合使用，從而達到理想的效果。另外，不同的抗氧化劑和增效劑的不同比例混合對不同食品的抗氧化效果也有不同。如：

1、動物脂肪：通常采用BHA、BHT和CA混用；

2、植物油：涼的，PG和CA；

熱的，BHA、BHT、PG和CA；

3、高脂肪食品：BHA、BHT、PG和CA；

4、肉類制品：0.02%BHA、0.01%CA；

5、魚類制品：BHA和CA。三、新興抗氧化劑

目前各國使用的抗氧化劑大多數(shù)是合成的BHA等。這類物質(zhì)多少都有毒性?，F(xiàn)在較受歡迎的是天然抗氧化劑，以它們的種類可分成：維生素、黃酮衍生物、天然苯酚類。維生素等一般都存在于植物和植物油中，如植物油中普遍存在的生育酚、芝麻油中的芝麻酚、棉籽油中的棉酚、豆油中的磷脂、咖啡豆中的咖啡酸等等都有不同程度的抗氧化作用。氨基酸及其衍生物也是較理想的油脂抗氧化劑，如色、酪、甘、蛋、蘇、精、脯、賴氨酸以及氨基酸的酯類、代謝物等對精油、亞麻酸都有很強的抗氧化效果。賴氨酸和糖生成的類黑素等物質(zhì)與BHA、生育酚等酚類抗氧化劑有很好的輔助效果。此外，有許多香料，都是最古老的抗氧化劑，如茴香、香草，以及雖不屬于香料但也有抗氧化性的一些植物如茶葉、蒜、蔥、姜等，其中的提取物或粉末對油脂有抗氧化效果。

1、將部分香料的名稱和抗氧化成分簡單作以介紹

胡椒：胡椒堿、氮苯烷、松節(jié)油萜、α-水茴香萜。

山椒：萜二烯(約含54％)、香茅醇(8％)、香葉醇；

芥末：硫氰酸烯丙脂；

大蒜：香葉醇、里哪醇、水茴香萜、檸檬醛；

姜：姜香油烴(約含50％)、樟腦萜、水茴香萜、檸檬醛；

肉桂：丁香酚，水茴香萜、苯醛、異丙萘醛、里哪萜；

丁香：丁香素、丁香酚(約含70～90％)、乙醇、香草醛、乙酸(約含3～13％)；

百里香：里哪醇(約含40％)、百里酚、冰片、香葉醇；

薄荷：薄荷(約含45％)、薄荷醇(約含8～l2％)、薄荷酮、檸檬萜、桉油精、綠薄摘(約含40～70％)、水茴香萜；

豆蔻和肉豆蔻：丁香酚、異丁香酚、樟腦萜、香葉醇、里哪醇、冰片；

月桂：桉油精(約含40～50％)、丁香酚、香葉醇、甲基丁香粉、里哪醇、水茴香萜；

茴香和大茴香：茴香腦(約含80～90％)、茴香酮、松節(jié)油萜、萜二烯、樟腦萜、茴香醛；

香草：香草醛、大茴香醇、茴香醛、

藏紅花：糖醛；

迷迭香：桉油精、樟腦萜。

2、這些香料中抗氧化成分的提取的主要方法

(1)水溶液萃取法用調(diào)到一定pH值的水做溶劑，對香料送行萃取。為了保證萃取體系的穩(wěn)定，還需加入緩沖劑。常用的緩沖劑是碳酸鹽和磷酸鹽。

(2)有機溶劑萃取法常用的有機溶劑是已烷、苯、乙醚和醇類。

(3)植物油提取法將植物油如花生油、棉籽油作溶劑提取抗氧化成分。

(4)超臨界萃取法以上方法的工藝過程主要是：原料→干燥→粉碎→提取→過濾→濃縮→粗制品→精制

據(jù)文獻報道，從香料中制取的抗氧化劑用于豬油、魚油、牛油、豆油、棉籽油、米油、玉米油、花生油等油脂及含油食品中，抗氧化效果很好。第三節(jié)水溶性抗氧化劑一、幾種常見的水溶性抗氧化劑

㈠、抗壞血酸及抗壞血酸鈉別名：VC

1、性狀為白色或帶淡黃色的結(jié)晶或粉末；無臭，抗壞血酸味酸，抗壞血酸鈉味咸；不溶于油脂，易溶于水，水溶液呈酸性；遇光時顏色逐漸變深；對熱不穩(wěn)定。

2、抗氧化機理均以發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)而消耗食品中的氧而達到抗氧化的目的。

3、毒性正常劑量使用對人體無毒，較安全ADI：0～15mg/kg。

4、使用

Vc廣泛應(yīng)用于含水食品中作抗氧化劑，同時它還和檸檬酸一樣是防腐劑、抗氧化劑、發(fā)色劑等多類多種添加劑的促進劑增效劑，而Vc

又是食品強化劑。㈡、異抗壞血酸及異抗壞血酸鈉它們是抗壞血酸及抗壞血酸鈉的異構(gòu)體，因此性質(zhì)相似。第四節(jié)使用抗氧化劑時的注意事項1、充分了解抗氧化劑的性質(zhì)；2、正確掌握添加時機；3、選擇合適的添加量；4、分布均勻；

5、避免光、熱、氧、金屬離子對抗氧化劑的影響。第五節(jié)脫氧劑在食品加工過程中為阻止食品氧化變質(zhì)往往還可以加入脫氧劑，以達到保藏的目的。一、概念脫氧劑我們把在食品包裝密封過程中，封入的能除去密封體系中的游離氧和溶存氧或使食品與氧氣隔絕的，具有防止食品由于氧化而變質(zhì)、發(fā)霉等作用的物質(zhì)稱為脫氧劑或氧氣隔絕劑。氧氣隔絕劑常是在食品表面形成不透氣的可食用的覆蓋膜，來隔離食品和氧氣，來延緩食品氧化。

二、脫氧劑的組成和分類

1、組成脫氧劑中有一個與氧氣反應(yīng)的主劑，還有一個控制或輔助主劑反應(yīng)的輔劑。如果需要在除氧的同時放出CO2來保鮮，還要選擇一個能與主劑反應(yīng)產(chǎn)生氣體置換反應(yīng)的輔劑，如以連二亞硫酸鹽作主劑，可以加入碳酸氫鈉作輔劑，那么下列反應(yīng)即可發(fā)生：另外還要加入一些反應(yīng)的催化劑和基料，如上面的反應(yīng)就要加入水和活性炭做觸媒。

2、分類

以主劑的種類，可將脫氧劑分成四類：鐵制劑、連二亞硫酸鈉制劑、堿性糖制劑及其他類型制劑。

常用脫氧劑有：次亞硫酸酮、氫氧化鈣、鐵粉、酶解葡萄糖等，它們都能吸收氧氣。

三、脫氧劑的作用脫氧劑具有能同時防止氧化和抑制微生物生長的特點、把之適當?shù)貞?yīng)用于食品工業(yè)中，可以保持食品的品質(zhì)。它的作用就是去氧、防腐和保鮮。

四、脫氧機理

以鐵制劑為例，來說明脫氧劑的脫氧機理鐵制劑是以活性鐵粉的氧化來脫氧的。主反應(yīng)式如下：

若按反應(yīng)式計算，1g鐵在標準狀態(tài)下完全被氧化成氧化鐵，需要空氣1500ml，效果很顯著。

五、脫氧能力脫氧劑形態(tài)很多，有粉狀、顆粒狀、板塊狀