抗氧化性

天然香料的抗氧化性

化学成分

天然香料的化学成分十分复杂,一般由近百种化学成分组成,有的甚至由数百种化学成分所组成。其主要的抗氧化性化学成分是由酚类、黄酮类、萜类、醛类、酮类、酸类、醇类、酯类、生物碱类和不饱和烃类等组成。不同的香料植物,其所含有的主要抗氧化性的化学成分不一样。天然香料植物中的化学成分,在贮存或使用等过程中还会发生一系列生物化学反应,形成许多新的化合物。

原理

天然香料的成分中都含有具有还原性的成分。如酚羟基、不饱和双键、还原性杂原子等。这些成分除单独存在具有抗氧化作用外,它们组合在一起也有抗氧化作用,而且大部分是产生协同作用,从而使组合后还原性增强。如含有还原性杂原子的生物碱与酚类组合,由于生物碱的氮原子被酚类的氢质子化后,与氮原子结合的化学键变得松弛而易于断裂,其电极电位值下降,而变得更易被氧化;酚类的氢失去后,使酚环的电子云削弱,其电极电位下降,导致酚更易被氧化成醌。

因此,组合后其抗氧化能力大为增强。另外,天然香料中某些单独存在时还原能力很弱的化学成分,在贮存、加工或使用的过程中,由于发生了一系列生化反应,而产生具有强还原性的物质,即天然香料中还存在潜在的抗氧化性成分。如植物中广泛存在的黄酮,分解后得还原性强的多酚、醛和苯甲酸等。

制备方法

天然香料抗氧化成分的制备方法主要有:水蒸气蒸馏法、减压蒸馏法、浸提法、吸收法、冷榨法、冷冻法和超临界萃取法。最常用的有水蒸气蒸馏法,而超临界萃取法也日趋显得重要。水蒸气蒸馏法就是将天然香料植物制成一定粒度的粉末,用水蒸气通入样品中,使样品的挥发性香料成分随水蒸气蒸出。该法适用于挥发性的不溶于水的香料成分的制取。

超临界萃取法是在临界条件下将样品中有效成分进行提取的方法。它无需脱溶便可获得有效成分,而且特别适用于热敏性成分的提取。常用CO2临界萃取法提取天然香料植物中的有效成分。

应用

天然香料抗氧化作用的应用早在古罗马时期就开始了。在公元前约3000年时,罗马人就用芝麻油来酉奄渍保鲜鱼肉、猪肉等食品。我国也在古时候就会利用天然香料物质来保鲜食品或保护物品。如一些出土珍藏的书籍中有的就放了天然香料来保护,传统的香油酉奄渍保鲜食物等。但是对天然香料抗氧化和抗菌作用系统的科学研究工作,则是从本世纪初才开始的,到五十年代,进入了一个高潮。

迷迭香有强烈的抗氧化作用,丁香、山苍籽、马玉兰、肉豆蔻、姜黄、鸢尾根、鼠尾根、蒜、荠宁、薰衣草、黄荆、茴香芹、姜、丁香罗勒和茶叶等也有很强的抗氧化活性。天然香料的绝大部分是乙醚提取物的抗氧化能力强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剂。国内外学者通过对香料在猪油、蛋黄酱、调味料和方便面等方面进行的抗氧化作用的研究,结果表明,药草型的紫苏科具有强烈的抗氧化作用,如迷迭香、鼠尾草、百里香、马玉兰等;种子型的肉豆蔻、芫荽、山苍籽等也有强烈的抗氧化作用;其它的还有多果香、姜黄、姜、蒜、桂皮、丁香、罗勒、茶叶等也都有强烈的抗氧化活性。

而且药草型的迷迭香、鼠尾草对猪油等纯油脂型食品的抗氧化作用明显强于对非纯油脂型食品;丁香对水中的油滴型乳化物有特别高的抗氧化效猪油果;多果香、丁香、百里香和马玉兰对油脂型和非油脂型食品的抗氧化性的表现与迷迭香和鼠尾草的表现相反,前者在非纯油脂型食品中的抗氧化作用明显强于在纯油脂食品,后者则正好相反。

用迷迭香、丁香、姜等天然香料提取物,和叔丁基羟基茴香醚(BHA)、二叔丁基对甲酚(BHT)、维生素E(VE)、茶多酚(TPP)分别对猪油进行抗氧化性试验。试验结果见图1所示。从图1可见,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优于姜、BHA、BHT和TPP。可见,天然香料提取物有良好的抗氧化作用,而且它们安全可靠,是生产绿色食品的优良抗氧化添加剂。

结束语

天然香料除有抗氧化作用外,还有许多有益的功能。在粮油食品中使用高安全性的天然香料类抗氧化剂,是符合食品发展方向的。开发天然香料型食品抗氧化剂(还有杀菌、抑菌、赋香等作用)比开发天然的单纯抗氧化剂,具有更大的价值和意义。因此,在我国这样一个天然香料资源的大国,应大力开发像迷迭香之类的天然香料型食品抗氧化剂,使资源优势尽快地转化为经济优势。开发天然香料型食品添加剂也是发展我国山区经济,帮助山区脱贫致富的好途径。

抗氧化性测定方法

FRAP，ABTS以及ORAC法等等。

抗氧化作用机制研究进展

在机体内抗氧化活性成分发挥作用主要通过两个机制：第一是链的中断机制，主要中断自由基的链式反应，例如多酌类化合物、VE、VC等天然抗氧化物质可向自由基提供一个电子来中断链式反应。第二是促使产生自由基的催化剂失活而达到抗氧化的目的。抗氧化物质可与超氧化物歧化酶等酶类或抗氧化物质协同构成抗氧化联合系统，增强机体的抗氧化能力，修复损伤的DNA，使体内的基因能够正常的表达。

对于食品而言，食品中的抗氧化活性成分不但可以防止食品自身的腐败变质还可以生产加工为抗氧化剂。田迪英等对41种果蔬进行了抗氧化活性的研究，发现其中大部分果蔬具有较强的抗氧化能力。谢天柱等对添加包括茶多酷在内的多种抗氧化剂的苹果酒的抗氧化能力的比较，结果发现，添加0.1%的茶多酷可提高果酒的抗氧化能力，并可有效减轻果酒的褐变程度。

果蔬抗氧化物质研究进展

由于人工合成的抗氧化剂可能对机体有毒副作用，所以人们越来越关注天然来源的抗氧化物质，而日常食用的果蔬中的抗氧化物质以其天然、无毒等特点成为了新的研究焦点。果蔬中含有很多不同的抗氧化物质。研究发现，多酌类物质、多糖类、维生素等都是存在于植物中的具有较强抗氧化活性的物质。

维生素类

果蔬中含有多种维生素，其中VA、VC、VE被称为抗氧化三要素。具有较强的抗氧化活性，他们既是营养成分，又是抗氧化活性物质。VA自身具有清除自由基的作用，同时与VC、VE具有协同作用，增强其他非酶抗氧化剂的抗氧化作用。VC是一种存在于血液中的水溶性强抗氧化剂，可与其它抗氧化酶或者抗氧化剂协同发挥抗氧化作用。VE是一种小分子的脂溶性抗氧化剂，它可以直接清除机体的轻基自由基达到抗氧化的目的，或者与超氧化物歧化酶等抗氧化酶协同抗氧化。

多酚类化合物

除了维生素类，多酸也在果蔬抗氧化中具有重要的作用。多酚主要有酚酸和类黄酮组成。多酚类化合物具有强还原性，可淬灭单线态氧，清除体内的自由基。同时，酚类还具有鳌合金属离子的能力，能够络合催化氧自由基产生的金属离子，阻断自由基的产生。多酚的抗氧化活性远大于维生素，是果蔬保健作用的重要组成部分。

鞣花酸

鞣花酸广泛存在于石植、葡萄、黑莓等水果中，是一种天然的多酚类物质。现代医学研究表明，鞣花酸具有抗癌、抗氧化、延缓衰老等功能由于其安全性和有效性，不但可以配合化学药物预防和治疗癌症还可以开发具有抗氧化作用的保健食品。杜欣等从石棺皮中提取出截质，并对其抗肿瘤作用进行动物实验研究，结果表明，在鞣质在小鼠体内被水解为鞣花酸，且鞣花酸具有54%的肿瘤抑制率。

多糖类化合物

研究发现，植物中的多糖可直接清除机体内的自由基，也可将产生自由基所需的金属离子络合来达到抗氧化的目的。研究表明，人参、牛膝、黄苗等传统中药中多糖具有抗氧化、抗癌等功效。此外，从食物中提取的海藻多糖、香摄多糖、枸杞多糖等对人体有双向调节作用，可双向调节人体激素水平，使其维持在一个正常的水平，保证人体的健康。