食品抗氧化剂及其应用技术

1、抗氧化剂的作用机理

抗氧化剂的作用机理比较复杂，存在多种可能性

1）消耗残留氧

这类抗氧化剂借助还原反应，降低食品体系及周围的氧含量，可以说是从源头上制止。也就是说，抗氧化剂本身极易氧化，因此有食品氧化的因素存在时（如光照、氧气、加热等），抗氧化剂就先与空气中的氧反应，避免了食品的氧化。例如抗坏血酸能清除食品中的氧，其本身被氧化成脱氢抗坏血酸。

2）螯合金属离子

油脂中包含微量金属离子，特别是二价态或高价态重金属离子。它们具有合适的氧化还原势，可缩短自由基连锁反应引发期，加快酯类化合物的氧化速度。而这类抗氧化剂可通过对金属离子的螯合作用，减少金属离子的促进氧化作用。如 EDTA、柠檬酸等。

3）吸收自由基

阻断脂质氧化最有效的手段是清除自由基。这类抗氧化剂可能与氧化过程中的氧化中间产物结合，将油脂氧化产生的自由基转变为稳定的产物，从而阻止氧化反应的进行。如丁基羟基茴香醚、没食子酸丙酯、维生素 E等。一般情况下，空气中的氧先与脂肪分子结合产生 ROO·自由基，自由基吸收剂提供氢给予体 AH，即将 ROO·自由基吸收形成氢过氧化物。

实践证明，酚类抗氧化剂与脂类自由基反应生成的自由基比较稳定。抗氧化剂的自由基A•没有活性，它不能引起链式反应，却能参与一些终止反应。脂类氧化产生的另一个自由基 R·可以被自由基吸收剂的电子接受体消除。在生物组织中，维生素 K是电子接受体，可以直接消除 R·自由基。

4）中断过氧化物

这类抗氧化剂能够与油脂氧化过程中产生的过氧化物结合，并裂解为新的稳定化合物，如硫代二丙酸二月桂酯。

5）破坏氧化酶类的活动

抗氧化剂可以阻止或减弱氧化酶类的活动，这类抗氧化剂可以清除超氧化物自由基。在生物体中，各类自由基将酯类化合物氧化并产生过氧化物。酶抗氧化剂如黄质氧化酶可以与产生的过氧化物作用生成超氧化物自由基O2 ，O2·自由基又被超氧化物歧化酶作用，形成过氧化氢。过氧化氢又被过氧化氢酶作用转变为氧和水。

2、抗氧化剂的分类

目前，对食品抗氧化剂的分类尚没有一个统一的标准。由于分类依据不同，就会产生不同的分类结果。

抗氧化剂按来源可分为人工合成抗氧化剂（如 BHA、 BHT、 PG等）和天然抗氧化剂（如茶多酚、植酸等）。

抗氧化剂按溶解性可分为油溶性、水溶性和兼溶性3类。油溶性抗氧化剂有 BHA、 BHT等；水溶性抗氧化剂有维生素 c、茶多酚等；兼溶性抗氧化剂有硫辛酸等。

抗氧化剂按照化学结构可分为类胡萝卜素类抗氧化剂、维生素类抗氧化剂、多酚类抗氧化剂、黄酮类抗氧化剂、酶类抗氧化剂等。

抗氧化剂按照作用方式可分为自由基吸收剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂或单线态氧淬灭剂等。

自由基吸收剂主要是指在油脂氧化中能够阻断自由基连锁反应的物质，它们一般为酚类化合物，具有电子给予体的作用，如丁基羟基茴香醚、特丁基对苯二酚、生育酚等。

酶抗氧化剂有葡萄糖氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、谷胱甘肽氧化酶等酶制剂，它们的作用是可以除去氧（如葡萄糖氧化酶）或消除来自于食物的过氧化物（如 SOD)等。目前我国未将这类酶抗氧化剂列入食品抗氧化剂范围内，而是编入酶制剂部分。

3、抗氧化剂的选用原则

可用于食品的抗氧化剂应具备以下条件。

①有优良的抗氧化效果。

食品抗氧化剂的活性突出、抗氧化容量大，其抗氧化能力就高，可实现在低浓度下发挥高效抗氧化作用。

②本身及分解产物都无毒无害。

食品抗氧化剂的安全性是需要考虑的重要指标，毒理学要求低、对人体无害、不被消化吸收是选择食品添加剂的首要原则。

③稳定性好，与食品可以共存，对食品的感官性质（包括色、香、味等）没有影响。

④使用方便，价格便宜。

根据不同档次的食品和类型及抗氧化效果，选择价廉、有效的抗氧化剂，有利于降低加工食品的成本。

4、抗氧化剂使用中的注意事项

1）选择合适的添加时机

从抗氧化剂的作用机理可以看出，抗氧化剂只能阻碍脂质氧化，延缓食品开始变坏的时间，而不能改变已经变坏的后果，因此抗氧化剂要尽早加入，以发挥抗氧化作用。

2）选择适当的使用量

和防腐剂不同，添加抗氧化剂的量和抗氧化效果并不总是呈正相关，当超过一定浓度后，不但不再增强抗氧化作用，反而具有促进抗氧化的效果。抗氧化剂的添加量在符合国家食品添加剂使用标准要求的前提下，油溶性抗氧化剂的使用浓度一般不超过0.02%，水溶性抗氧化剂的使用浓度一般不超过0.1%。

3）复配抗氧剂的使用

由于食品的成分非常复杂，有时使用单一的抗氧化剂很难起到最佳抗氧化作用。这时，可以采用多种抗氧化剂复合起来使用。凡两种或两种以上抗氧化剂混合使用，其抗氧化效果往往大于单一使用之和，这种现象称为抗氧化剂的协同作用。一般认为，这是由于不同的抗氧化剂可以分别在不同的阶段终止油脂氧化的链式反应。

4）分布均匀

抗氧化剂一般在食品中用量较少，只有充分分散在食品中，才能有效发挥其作用。

5）正确使用抗氧化增效剂

使用抗氧化增效剂，可使抗氧化作用明显增加。增效剂本身并没有抗氧化效果，或者抗氧化效果比较弱，但与抗氧化剂混合使用时，其抗氧化效果要比单独使用一种抗氧化剂好，常用的增效剂有柠檬酸、磷酸、抗坏血酸、乙二胺四乙酸等。

6）原料的处理

过渡元素金属，特别是那些具有合适的氧化还原电位的三价或多价的过渡金属（Co、Cu、Fe、Mn、Ni）具有很强的促进脂肪氧化的作用，被称为促氧化剂。所以必须尽量避免这些离子混入食品原料，然而由于土壤中存在或加工容器的污染等原因，食品中常含有这些离子。在食品加工中，要除去这些内源氧化促进剂，避免或减少痕量的金属、植物色素或过氧化物，尽可能选用原料，减少外源的氧化促进剂进入食品。

7）控制光、热、氧等因素的影响

使用抗氧化剂的同时还要注意存在的一些促进脂肪氧化的因素，比如光，尤其是紫外线，极易引起脂肪的氧化，可采用避光的包装材料，如铝复合塑料袋来保存含脂食品。

加工和贮藏中的高温一方面促进脂肪的氧化，另一方面加大抗氧化剂的挥发，有些抗氧化剂经过加热，特别是高温如油炸后，也容易分解或挥发而失去抗氧化作用。

大量氧气的存在会加速氧化的进行，实际上只要暴露于空气中，油脂就会自动氧化。避免与氧气接触极为重要，如果任由食品和大量氧接触，即使大量添加抗氧化剂，也很难达到预期的抗氧化效果。