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抗氧化食品的研究
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一、抗氧化功能食品素材的研究[1] 绿茶中的儿茶素有很强的抗氧化功能，将含有绿茶成分的护肤品涂抹在皮肤上后，即使被猛烈阳光照射，亦可让导致皮肤晒伤、松弛和粗糙的过氧化物减少约三分之一。苹果中除了果胶纤维与维它命群这些传统的营养之外, 还含有很大量的抗氧化物, 这些抗氧化物可能多达数百种, 在实验中, 苹果有很强的抗氧化力。高粱红色素中含有丰富的黄酮类化合物，而黄酮类化合物具有巨大的生物学作用。姜酚是生姜中重要的抗氧化成分，它具有显著的抗氧化作用其抗氧化效果强于维生素E和丁基羟基茴香醚，能明显地清除生物体中羟基自由基和超氧自由基及降低肝脑组织中的脂质过氧化物。 二、抗氧化食品功能因子的抗氧化机理以及提取和纯化研究 (一) 几种常用的抗氧化功能因子：维生素e，硒，β－胡萝卜素，番茄红素，茶多酚，竹叶黄酮 （二）抗氧化机理 （以茶多酚为例）[2] 1、抗氧化的功能因子大多是多酚类和黄酮类，抗氧化的功能因子大多是多酚类和黄酮类，植物多酚（Plant polyphenol）又名植物单宁（Vegetable tannin），为植物体内的复杂酚类次生代谢物，具有多元酚结构，主要存在于植物的皮、根、叶、果中，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。苹果多酚作为一类氧化还原电位很低的还原剂，具有很强的供氢能力，H+与羟基自由基（·OH）结合，能使之还原为惰性化合物或较稳定的自由基，从而清除体内过多的有害自由基。茶多酚的抗氧化作用主要表现在：直接清除活性氧自由基，抑制脂质过氧化反应，整合金属离子，激活细胞内抗氧化防御系统。 不饱和脂肪酸自动氧化过程（未添加抗氧化剂）如下： 1.引发反应：RH→R˙ + H˙（生成游离基） 2. 连锁反应：R+O→ROO˙（生成过氧化自由基） 3. ROO+RH→ROOH+R˙ 添加了茶多酚以后，在形成过氧化基以前，即生成游离自由基时，提供H而终止反应。儿茶素类化合物的基本结构均为2一连(或邻)苯酚基苯并吡喃衍生物，在儿茶素B环和D环具有的酚羟基，具有特有的供氢活性，使得茶多酚具有很强的抗氧化作用和清除自由基能力。目前，关于茶多酚的抗氧化机制理论大致可分为三种：（1）酚羟基与自由基进行脱氢反应生成稳定的半醌自由基，从而中断链式反应，实现抗氧化作用;(2)茶多酚直接给出电子清除自由基  3)茶多酚与金属离子络合，降低某些需金属离子催化的氧化反应速度，间接实现抗氧化作用。按量子化学计算，酯型儿茶素清除自由基的供氢中心在B环非酯型儿茶素清除自由基的供氢中心在A环。酯型儿茶素(EGCG)和非酯型儿茶素(EC)清除自由基的机理见图1.2。有研究表明，每分子前者可清除6分子自由基，每分子后者可清除2分子自由基，茶多酚复合体有与后者类似的清除能力。2、黄酮化合物的结构与抗氧化功能关系：[3] 黄酮类(flavones)也称为黄碱素类，化合物数目很多，在植物界中广泛存在，且绝大多数为羟基衍生物，有的还带有甲氧基或其它取代基，一般在C3位上的羟基和黄酮核上其它位置羟基的性质不完全相同，所以带有C3-OH的衍生物被称为黄酮醇类(flavonols) 类黄酮具有抗氧化性。类黄酮属酚类物质，可鳌合金属离子。 类黄酮中的3位羟基和4位羰基以及Y-毗喃酮环上的a-β双键是类黄酮鳌合金属离子的功能基团，尤其是3位羟基是这一作用必不可少的结构。用实验证明了B环上邻羟基的存在对黄酮清除自由基的作用是必不可少的:a-β双键和γ-羰基对这一活性起一定作用，但其重要性要远远小于前者。这可能是类黄酮清除自由基的作用是通过自身供氢氧化实现的。邻位羟基的存在可使一个羟基供氢氧化形成羰基之后易于与邻位的羟基形成分子内氢键，使氧化后的物质稳定，从而中断自由基导致的链反应。而a-β双键所决定的平面结构加强了分子的稳定性。 （二）抗氧化功能因子的提取[4] 1.黄酮化合物的提取纯化方法研究现状 黄酮类化合物因其结构和来源的不同，溶解特性差异也很大，因此应据其极性和水溶性的大小选择合适的溶剂进行提取。目前，对极性较大的黄酮类化合物，常用某些极性较大的混合剂(甲醇:水=1：1)、水、甲醇、乙醇、丙醇进行提取，而对大多数则采用乙醚、氯仿、乙酸乙酯等极性较小的溶剂进行提取，并且一些研究者为了提高所得产物的收率，还采用了外加物理场的方法，以下是几种较新颖的提取方法: (1 )超滤法。选用超滤法可以提高提取物的纯度，并且在提取生产过程中，可以减少废水排放，避免臭水、污水的产生，能降低生产成本。(2)微波提取法。大连化学物理研究所的李嵘等人曾用微波法提取过银杏叶中的黄酮类化合物，他们发现，溶剂萃取前对原料和水的混合液进行短时间微波理，能大大提高黄酮提取率和缩短溶剂萃取所需的时间，同时因为水成本低廉、安全性高，提出了用水代替有机溶剂浸取的新工艺的设想。(3)超声波提取法。曾研究过超声波和热碱提取对芦丁成分黄酮类化合物因其结构和来源的不同，溶解特性影响的比较，发现超声波辅助萃取不会破坏芦丁成分，差异也很大，因此应据其极性和水溶性的大小选择能够缩短提取时间，提高有效成分的提出率的合适的溶剂进行提取。黄酮类化合物的分离纯化方法很多，有柱层析、薄层层析、铅盐沉淀、硼酸络合、PH梯度萃取、溶剂萃取以及近年来应用的高效液相色谱(PHLC)、液滴逆流层析(DCCC).气相层析、微乳薄层色谱等，但均存在不同程度的缺点而限制了其工业化生产。超临界二氧化碳萃取技术是一项萃取高新技术，他具有工艺简单、提取效率高、无有机溶剂残留、操作条件温和、活性成分及热不稳定成分不容易被破坏而保持天然特征等优点，同时可以通过控制临界温度和压力达到选择性提取和分离纯化的目的，用其生产出的产品属绿色食品，具有很大的市场竞争力，目前已经有工业化的报道。 2．多酚的提取及纯化 多酚一般亲水性较强，能溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、冰醋酸等极性溶剂，而对苯、氯仿、石油醚等非极性溶剂则很难溶解，在中性及弱酸性环境中较为稳定。到目前为止己开发出许多工艺，主要为萃取法、沉淀法、树脂法等。 （1）萃取技术 1.1溶剂萃取法 溶剂萃取法是最传统的茶多酚提取工艺，先后开发出十多种，主要工序为:有机溶剂溶解茶叶，过滤，滤液用有机溶剂脱色素及咖啡因，再用乙酸乙酯萃取，浓缩干燥得茶多酚粗品。 溶剂萃取法的缺点是 1)整个过程使用多种有机溶剂，且有机溶剂用量大;(2)大多使用了氯仿等有一定毒性的溶剂，产品及操作不够安全3)有效成分含量和提取率低;(4)工序多，工艺烦琐。1 .2 超临界流体萃取法(SFE) 超临界流体萃取技术是近20年发展起来的一种新技术，利用在一定的温度和压力下萃取剂处于既非液态也非气态这种超临界流体状态的特性，对物质原料进行萃取分离。从己报道的研究结果来看，超临界流体萃取法提取目前尚有一定的技术障碍，主要表现为一次的提取率很低，同时还与其他的一些因素如萃取时间、流体的流速等有关。但是超临界流体萃取过程中多酚不易被氧化，所得产品纯度高（2）金属沉淀法 此法主要是利用茶叶中多酚类能与某些金属离子形成络合物这一化学性质从而使其分离，主要有金属盐沉淀法、钙盐沉淀法、铝盐重沉淀法等。由于该法沉淀转溶要调节pH值，此期间部分已氧化因而产品颜色一般较深，影响品质。 （3）树脂吸附分离法 树脂吸附分离法提取多酚是利用树脂能对多酚发生吸附一解吸作用的特性来实现与其它浸提物之间的分离。此法一般用硅胶、氧化铝、活性炭、聚酞胺或大孔吸附树脂等固态物质作吸附剂，用适当溶剂淋洗分离混合物。 三、抗氧化功能因子的毒理研究（目前研究较多的是茶多酚）[5] |
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