[科普中國]-抗氧化性

天然香料的抗氧化性化學(xué)成分

天然香料的化學(xué)成分十分復(fù)雜,一般由近百種化學(xué)成分組成,有的甚至由數(shù)百種化學(xué)成分所組成。其主要的抗氧化性化學(xué)成分是由酚類、黃酮類、萜類、醛類、酮類、酸類、醇類、酯類、生物堿類和不飽和烴類等組成。不同的香料植物,其所含有的主要抗氧化性的化學(xué)成分不一樣。天然香料植物中的化學(xué)成分,在貯存或使用等過程中還會發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng),形成許多新的化合物。

原理天然香料的成分中都含有具有還原性的成分。如酚羥基、不飽和雙鍵、還原性雜原子等。這些成分除單獨(dú)存在具有抗氧化作用外,它們組合在一起也有抗氧化作用,而且大部分是產(chǎn)生協(xié)同作用,從而使組合后還原性增強(qiáng)。如含有還原性雜原子的生物堿與酚類組合,由于生物堿的氮原子被酚類的氫質(zhì)子化后,與氮原子結(jié)合的化學(xué)鍵變得松弛而易于斷裂,其電極電位值下降,而變得更易被氧化;酚類的氫失去后,使酚環(huán)的電子云削弱,其電極電位下降,導(dǎo)致酚更易被氧化成醌。因此,組合后其抗氧化能力大為增強(qiáng)。另外,天然香料中某些單獨(dú)存在時還原能力很弱的化學(xué)成分,在貯存、加工或使用的過程中,由于發(fā)生了一系列生化反應(yīng),而產(chǎn)生具有強(qiáng)還原性的物質(zhì),即天然香料中還存在潛在的抗氧化性成分。如植物中廣泛存在的黃酮,分解后得還原性強(qiáng)的多酚、醛和苯甲酸等。

制備方法天然香料抗氧化成分的制備方法主要有:水蒸氣蒸餾法、減壓蒸餾法、浸提法、吸收法、冷榨法、冷凍法和超臨界萃取法。最常用的有水蒸氣蒸餾法,而超臨界萃取法也日趨顯得重要。水蒸氣蒸餾法就是將天然香料植物制成一定粒度的粉末,用水蒸氣通入樣品中,使樣品的揮發(fā)性香料成分隨水蒸氣蒸出。該法適用于揮發(fā)性的不溶于水的香料成分的制取。

超臨界萃取法是在臨界條件下將樣品中有效成分進(jìn)行提取的方法。它無需脫溶便可獲得有效成分,而且特別適用于熱敏性成分的提取。常用CO2臨界萃取法提取天然香料植物中的有效成分。

應(yīng)用天然香料抗氧化作用的應(yīng)用早在古羅馬時期就開始了。在公元前約3000年時,羅馬人就用芝麻油來酉奄漬保鮮魚肉、豬肉等食品。我國也在古時候就會利用天然香料物質(zhì)來保鮮食品或保護(hù)物品。如一些出土珍藏的書籍中有的就放了天然香料來保護(hù),傳統(tǒng)的香油酉奄漬保鮮食物等。但是對天然香料抗氧化和抗菌作用系統(tǒng)的科學(xué)研究工作,則是從本世紀(jì)初才開始的,到五十年代,進(jìn)入了一個高潮。

迷迭香有強(qiáng)烈的抗氧化作用,丁香、山蒼籽、馬玉蘭、肉豆蔻、姜黃、鳶尾根、鼠尾根、蒜、薺寧、薰衣草、黃荊、茴香芹、姜、丁香羅勒和茶葉等也有很強(qiáng)的抗氧化活性。天然香料的絕大部分是乙醚提取物的抗氧化能力強(qiáng)于石油醚浸提的的抗氧化能力。因此,浸提天然香料的抗氧化成分宜用乙醚作浸提劑。國內(nèi)外學(xué)者通過對香料在豬油、蛋黃醬、調(diào)味料和方便面等方面進(jìn)行的抗氧化作用的研究,結(jié)果表明,藥草型的紫蘇科具有強(qiáng)烈的抗氧化作用,如迷迭香、鼠尾草、百里香、馬玉蘭等;種子型的肉豆蔻、芫荽、山蒼籽等也有強(qiáng)烈的抗氧化作用;其它的還有多果香、姜黃、姜、蒜、桂皮、丁香、羅勒、茶葉等也都有強(qiáng)烈的抗氧化活性。而且藥草型的迷迭香、鼠尾草對豬油等純油脂型食品的抗氧化作用明顯強(qiáng)于對非純油脂型食品;丁香對水中的油滴型乳化物有特別高的抗氧化效豬油果;多果香、丁香、百里香和馬玉蘭對油脂型和非油脂型食品的抗氧化性的表現(xiàn)與迷迭香和鼠尾草的表現(xiàn)相反,前者在非純油脂型食品中的抗氧化作用明顯強(qiáng)于在純油脂食品,后者則正好相反。

用迷迭香、丁香、姜等天然香料提取物,和叔丁基羥基茴香醚(BHA)、二叔丁基對甲酚(BHT)、維生素E(VE)、茶多酚(TPP)分別對豬油進(jìn)行抗氧化性試驗。試驗結(jié)果見圖1所示。從圖1可見,迷迭香的抗氧化作用超群;丁香、姜的抗氧化作用比VE要好,其中丁香的抗氧化效果優(yōu)于姜、BHA、BHT和TPP?？梢?天然香料提取物有良好的抗氧化作用,而且它們安全可靠,是生產(chǎn)綠色食品的優(yōu)良抗氧化添加劑。

結(jié)束語天然香料除有抗氧化作用外,還有許多有益的功能。在糧油食品中使用高安全性的天然香料類抗氧化劑,是符合食品發(fā)展方向的。開發(fā)天然香料型食品抗氧化劑(還有殺菌、抑菌、賦香等作用)比開發(fā)天然的單純抗氧化劑,具有更大的價值和意義。因此,在我國這樣一個天然香料資源的大國,應(yīng)大力開發(fā)像迷迭香之類的天然香料型食品抗氧化劑,使資源優(yōu)勢盡快地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。開發(fā)天然香料型食品添加劑也是發(fā)展我國山區(qū)經(jīng)濟(jì),幫助山區(qū)脫貧致富的好途徑。

抗氧化性測定方法FRAP，ABTS以及ORAC法等等。1

抗氧化作用機(jī)制研究進(jìn)展在機(jī)體內(nèi)抗氧化活性成分發(fā)揮作用主要通過兩個機(jī)制：第一是鏈的中斷機(jī)制，主要中斷自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，例如多酌類化合物、VE、VC等天然抗氧化物質(zhì)可向自由基提供一個電子來中斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。第二是促使產(chǎn)生自由基的催化劑失活而達(dá)到抗氧化的目的?？寡趸镔|(zhì)可與超氧化物歧化酶等酶類或抗氧化物質(zhì)協(xié)同構(gòu)成抗氧化聯(lián)合系統(tǒng)，增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，修復(fù)損傷的DNA，使體內(nèi)的基因能夠正常的表達(dá)。對于食品而言，食品中的抗氧化活性成分不但可以防止食品自身的腐敗變質(zhì)還可以生產(chǎn)加工為抗氧化劑。田迪英等對41種果蔬進(jìn)行了抗氧化活性的研究，發(fā)現(xiàn)其中大部分果蔬具有較強(qiáng)的抗氧化能力。謝天柱等對添加包括茶多酷在內(nèi)的多種抗氧化劑的蘋果酒的抗氧化能力的比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加0.1%的茶多酷可提高果酒的抗氧化能力，并可有效減輕果酒的褐變程度。

果蔬抗氧化物質(zhì)研究進(jìn)展由于人工合成的抗氧化劑可能對機(jī)體有毒副作用，所以人們越來越關(guān)注天然來源的抗氧化物質(zhì)，而日常食用的果蔬中的抗氧化物質(zhì)以其天然、無毒等特點(diǎn)成為了新的研究焦點(diǎn)。果蔬中含有很多不同的抗氧化物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，多酌類物質(zhì)、多糖類、維生素等都是存在于植物中的具有較強(qiáng)抗氧化活性的物質(zhì)[5_7]。

維生素類果蔬中含有多種維生素，其中VA、VC、VE被稱為抗氧化三要素。具有較強(qiáng)的抗氧化活性，他們既是營養(yǎng)成分，又是抗氧化活性物質(zhì)。VA自身具有清除自由基的作用，同時與VC、VE具有協(xié)同作用，增強(qiáng)其他非酶抗氧化劑的抗氧化作用。VC是一種存在于血液中的水溶性強(qiáng)抗氧化劑，可與其它抗氧化酶或者抗氧化劑協(xié)同發(fā)揮抗氧化作用。VE是一種小分子的脂溶性抗氧化劑，它可以直接清除機(jī)體的輕基自由基達(dá)到抗氧化的目的，或者與超氧化物歧化酶等抗氧化酶協(xié)同抗氧化2。

多酚類化合物除了維生素類，多酸也在果蔬抗氧化中具有重要的作用。多酚主要有酚酸和類黃酮組成。多酚類化合物具有強(qiáng)還原性，可淬滅單線態(tài)氧，清除體內(nèi)的自由基。同時，酚類還具有鰲合金屬離子的能力，能夠絡(luò)合催化氧自由基產(chǎn)生的金屬離子，阻斷自由基的產(chǎn)生。多酷的抗氧化活性遠(yuǎn)大于維生素，是果蔬保健作用的重要組成部分。

鞣花酸鞣花酸廣泛存在于石植、葡萄、黑莓等水果中，是一種天然的多酚類物質(zhì)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，鞣花酸具有抗癌、抗氧化、延緩衰老等功能由于其安全性和有效性，不但可以配合化學(xué)藥物預(yù)防和治療癌癥還可以開發(fā)具有抗氧化作用的保健食品。杜欣等從石棺皮中提取出截質(zhì)，并對其抗腫瘤作用進(jìn)行動物實(shí)驗研究，結(jié)果表明，在鞣質(zhì)在小鼠體內(nèi)被水解為鞣花酸，且鞣花酸具有54%的腫瘤抑制率。

多糖類化合物研究發(fā)現(xiàn)，植物中的多糖可直接清除機(jī)體內(nèi)的自由基，也可將產(chǎn)生自由基所需的金屬離子絡(luò)合來達(dá)到抗氧化的目的。研究表明，人參、牛膝、黃苗等傳統(tǒng)中藥中多糖具有抗氧化、抗癌等功效。此外，從食物中提取的海藻多糖、香攝多糖、枸杞多糖等對人體有雙向調(diào)節(jié)作用，可雙向調(diào)節(jié)人體激素水平，使其維持在一個正常的水平，保證人體的健康3。