劉俊 綜述 李繼斌 汪洋 審校
(重慶醫科大學(xué)公共衛生學(xué)院,重慶,400016)
摘要:天然植物抗氧化劑按食用來(lái)源可分為香辛料類(lèi),中草藥類(lèi),果蔬類(lèi),植物飲料類(lèi),油料作物類(lèi)和谷類(lèi)。本文綜述了以上幾種植物抗氧化劑的研究現狀,簡(jiǎn)要介紹了天然抗氧化劑在食品工來(lái)中的應該情況。
關(guān)鍵詞:天然植物;抗氧化劑;研究現狀
植物抗氧化劑一般是從植物中提取的具有抗氧化活性的物質(zhì),其主要包括黃酮類(lèi)化合物,單寧,酚酸類(lèi),生物堿類(lèi)、萜類(lèi)、不飽和烴類(lèi)、維生素,活性多糖,酶及蛋白質(zhì)氨基酸等成分[1]。這些具有抗氧化性的植物活性物質(zhì)根椐植物來(lái)源可分為香辛料類(lèi),中草藥類(lèi),果蔬類(lèi),植物飲料類(lèi),油料作物類(lèi),谷類(lèi)和其它。本文對以上幾種來(lái)源的植物抗氧化劑作一綜述。
香辛料類(lèi)
香辛料植物是天然植物抗氧化劑的重要來(lái)源。從香辛料中提取的抗氧化劑主要含有黃酮類(lèi)、萜類(lèi)、有機酸、多酚等抗氧化活性成分。在五十年代就發(fā)現迷迭香和鼠尾草有很強的抗氧化性,Inatani等[2]從迷迭香干葉的正已烷提取物中分離得到三種酚系二萜化合物:迷迭香酚,表迷迭香酚和異迷迭香酚,它們對豬油的抗氧化保護能力是BHA和BHT的4倍。百里香的乙酸乙酯和正丁醇萃取物有較強的羥自由基清除能力,酚類(lèi)化合物主要為黃酮類(lèi),且抗氧化能力呈劑量效應關(guān)系[4]。Mirua等[3]從百里香的丙酮提取物中分離得到六種黃酮類(lèi)物質(zhì)及五種聯(lián)苯化合物,并發(fā)現其中3種黃酮類(lèi)化合物的抗氧化能力與BHT相當。生姜中含姜辣醇、姜酮、姜二酮、姜辣烯酮,姜汁的抗氧化性較強,在豬油中添加4%的生姜提取物,其抗氧化效果優(yōu)于0.005%BHT的添加效果[5]。Kikuzaki等[6]從生姜中分離出14種包括姜酮和姜醇在內的酚類(lèi)化合物,其中12種化合物抗氧化能力強于生育酚。另外大蒜、牛至、山蒼子、黃荊籽、薄荷、丁香、桂皮、胡椒、辣椒、肉豆寇等也具有氧化性。
中草藥類(lèi)
中草藥是繼辛香料之后又一潛在的天然抗氧化劑資源,中草藥對人體疾病的預防和治療作用很大部分歸因于其抗氧化成分:蛋白質(zhì)酶類(lèi)、維生素類(lèi)、多糖類(lèi)、皂甙類(lèi)、鞣質(zhì)類(lèi)、萜類(lèi)、生物堿類(lèi)、不飽和烴、含硫化合物、醛酮醇酸酯醌等,最重要一類(lèi)是酚類(lèi)化合物,包括簡(jiǎn)單酚(如芝麻明酚)和酚性酸(如沒(méi)食子酸)、羥基桂皮酸(如咖啡酸、阿魏酸)及其衍生物(如綠原酸)和黃酮類(lèi)化合物(如蘆丁、槲皮素、木犀草素)。關(guān)于中草藥的抗氧化性國內外做了大量研究,戶(hù)田等人調查了107種中藥的甲醇提取物進(jìn)行抗氧化研究,確認姜、厚樸、郁金有較強的抗氧化作用[7]S.Y.Kim等[8]對180種中藥的甲醇提取物進(jìn)行篩選,發(fā)現其中的44種對于油酸有強抗氧化能力,進(jìn)一步以油酸甲酯為底物試驗,發(fā)現其中的11種中藥有特別強的抗氧化能力,它們是烏附子、細辛、白屈菜、甘草、補骨脂、黃芩、丁香等。國內也有人做了大量研究。(見(jiàn)表1)
蔬菜水果類(lèi)
蔬菜水果不僅為人體提供所需的VC,VE,胡蘿卜素等維生素和礦物質(zhì),而且含有許多植物抗氧化活性物質(zhì),如一些蔬菜水果含有豐富的多酚類(lèi)物質(zhì),包括黃酮類(lèi),花色苷類(lèi)等,現認為蔬菜的抗氧化作用是所含營(yíng)養成分及多種抗氧化物質(zhì)綜合作用的結果。Dellegrini等[14]用三種不同的方法對34種蔬菜和30種水果的抗氧化性進(jìn)行測定,運用TEAC和FRAP的方法測定發(fā)現菠菜在蔬菜抗氧化性是最強的,而TRAP測定結果則是蘆筍的抗氧化能力最強。三種方法在水果中測定結果則顯示草莓的抗氧化能力最強。Chu YF等[15]對10種蔬菜的抗氧化活性進(jìn)行測定發(fā)現辣椒的抗氧化性最強,其次是花莖甘藍、胡蘿卜、菠菜、卷心菜、洋蔥、芹菜、馬鈴薯、生菜、黃瓜。Dregland等[16]對水果、漿果、堅果、蔬菜的抗氧化性進(jìn)行評定,發(fā)現大多數都有抗氧化性,草莓、核桃、向日葵籽、生姜、石榴有較高的抗氧化活性。Blomhoff.R.[17]用FRAP方法測定得出同樣的結論。國內也有大量有關(guān)文獻,見(jiàn)表2。
油料作物類(lèi)
近來(lái)的研究發(fā)現,油料作物或植物油對人體健康的效果很大程度上與它們所含有諸多微量生物活性物質(zhì)相關(guān)。油料種子中所含抗氧化活性物質(zhì)主要是黃酮類(lèi)和酚酸類(lèi)化合物,后者包括肉桂酸衍生物類(lèi)如阿魏酸、咖啡酸、香豆酸、綠原酸、丁香酸、香草酸、沒(méi)食子酸[25]。芝麻的特征成分芝麻木酚素化合物具有很強的抗氧化活性,包括芝麻素、芝麻酚林酚、芝麻素酚、芝麻酚林等。在生物體中以芝麻酚林酚的抗氧化活性最強,在食品體系中則芝麻素酚的抗氧化活性最強[26]。除了木酚素外,芝麻籽中還有生育酚,三萜烯類(lèi), 酚酸類(lèi)及植物甾醇等[27]。芝麻素具有良好的抗油脂氧化活性且在大豆色拉油中的抗氧化活性?xún)?yōu)于在豬油中的抗氧化活性[28]。武文潔等[29]還發(fā)現芝麻油汽提物對DPPH自由基和羥基自由基呈現出明顯的清除作用,樣品對大鼠腦、肝組織自發(fā)性脂質(zhì)過(guò)氧化,H2O2誘導脂質(zhì)過(guò)氧化均有一定抑制作用。橄欖中含微量酚類(lèi)化合物主要有三類(lèi):簡(jiǎn)單酚類(lèi)化合物,開(kāi)環(huán)烯醚萜和木酚素類(lèi)均為良好的抗氧化劑,此外還含有生育酚,植物甾醇,黃酮類(lèi)化合物等抗氧化活性成分[30]。研究顯示[31][32]攝食橄欖油可顯著(zhù)增加血漿的抗氧化活性經(jīng)萃取所得的多酚化合物,在100ppm濃度可抑制橄欖油和大豆油的氧化。另外,大豆、花生和棉子等油料種子所含具有抗氧化活性物質(zhì)主要是黃酮類(lèi)化合物和酚酸。咖啡酸和綠源酸在大豆棉子和花生中都以有效成分存在,它們在油水體系中也有明顯的抗氧化活性[32]。
植物飲料類(lèi)
在植物飲料中除了果汁飲料外茶葉、咖啡、和可可都含有豐富的抗氧化成分。茶葉含兒茶素類(lèi),各種維生素,茶氨酸,類(lèi)黃酮(兒茶素除外),微量元素以及多糖等[27]。茶葉的多酚類(lèi)化合物(茶多酚)是最為主要的生物活性物質(zhì),占茶葉的20%-30%。其主要成分為兒茶素類(lèi)(黃烷醇類(lèi))、黃酮類(lèi)、黃酮醇類(lèi)、花青素類(lèi)、酚酸、縮酚酸類(lèi)及聚合酚類(lèi)等。其中兒茶素約占茶多酚總量60%-80%,兒茶素主要成分為表兒茶素、表沒(méi)食子兒茶素、表兒茶素沒(méi)食子酸酯和沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子兒酸酯,四種兒茶素抗氧化能力均優(yōu)于BHA和VE,對油脂的氧化有較強的抑制作用。咖啡中含有豐富的綠原酸、咖啡酸、阿魏酸和香豆酸,其醇提取物中綠原酸的含量可達30%以上,水提取中仍含有10-15%的綠原酸,具很強的捕獲自由基的能力,咖啡中含有1%-2%的咖啡堿,也具一定的抗氧化作用。其抗氧化能力為:綠原酸>咖啡堿>咖啡酸[5]。Yen等[33]發(fā)現烤制咖啡殘留物能顯著(zhù)抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和蛋白質(zhì)損傷,并發(fā)現殘留物中有綠原酸和咖啡酸。可可含有較多的酚類(lèi)物質(zhì),占可可豆干重的12-18%,主要是多酚化合物,有表兒茶素、原花青素和兒茶素,黃酮含量比青蘋(píng)果、洋蔥和紅酒都高[34],并且可可含有1%-15%可可堿和04%-06%咖啡堿,也具有抗氧化活性,可可堿的抗氧化能力大于咖啡堿和咖啡酸[5]。
谷類(lèi)
某些谷物類(lèi)也含有抗氧化成分,如葉黃素、玉米黃質(zhì)、β胡蘿卜素、生育酚等。早在20 世紀30 年代Lowen.L等人就發(fā)現燕麥中含有為數眾多的多酚類(lèi)物質(zhì),如肉桂酸衍生物、對香豆酸、對羥基苯甲酸、鄰羥基苯甲酸、4 羥基苯乙酸、香草醛、兒茶酚等[35] 。小麥麩乙醇提取物可阻止抗壞血酸的氧化,其抗氧化成分包括含鐵酸和酚類(lèi)化合物,主要存在小麥的麥麩中[5]。Zhou等[35]對4個(gè)國家的7個(gè)小麥麥麩樣品的抗氧化活性物質(zhì)的組成及含量進(jìn)行了測定,發(fā)現在不同國家的葉黃素、玉米黃質(zhì)、beta胡蘿卜素、生育酚,阿魏酸的組成及抗氧化活性不同。Mailland等[36]從大麥中檢測出三類(lèi)主要抗氧化物質(zhì):兒茶素、羥基肉桂酸,黃酮醇類(lèi)。大麥糠中的多酚也有一定抗氧化性,其抗氧化能力比BHA、BHT弱,但比抗壞血酸和生育酚強。Holasova等[37]比較了蕎麥及大麥的不同部位的抗氧化活性,發(fā)現蕎麥葉的抗氧化活性最強,其次分別為蕎麥脫殼籽,蕎麥籽,蕎麥殼。1988就有學(xué)者發(fā)現大米存在一些獨特的抗氧化成分,經(jīng)萃取分離,鑒定活性成分為類(lèi)黃酮物質(zhì),日本從黑米中分離鑒定出一種抗氧化色素物質(zhì),名cyanidine3ObetaD葡萄糖吡喃苷,該物質(zhì)在體外表現出很強的抗氧化活性[27]。Mamoudou等[38]對高粱的多酚含量和抗氧化性進(jìn)行了測定,發(fā)現帶色素種皮的含有更高更多樣的酚類(lèi)化合物,抗氧化性也更強。
其它植物如桉樹(shù)葉、松樹(shù)皮、葵花葉、忍冬葉、油茶果殼、花生殼及一些花卉中都可以提取到抗氧化成分,它們都有可能成為潛在的食品抗氧化劑。
食品工業(yè)中的應用
抗氧化劑在食品工業(yè)中的應用主要是食品添加劑和功能性食品因子。食品添加劑主要就用于油脂的抗氧化,食品的貯藏加工,飲料和肉制品的護運和保鮮等。國內外天然抗氧化劑商品有近50種,抗氧化效果明顯優(yōu)于BHA和BHT的有為迷迭香提取物、鼠尾草提取物、甘草提取物、茶多酚、鞣酸、向日葵籽提取物等。我國目前列入衛生使用標準的天然食用抗氧化劑有茶多酚、迷迭香、植酸、甘草抗氧化劑。功能性食品因子是主要是作為有效成分添加在食品中開(kāi)發(fā)成具有抗氧化功能的保健食品。現在用植物提取物做為抗氧化功能因子的較多,主要有從葡萄籽中獲取的一種物質(zhì)其中含有大量稱(chēng)作OPCs(原花青素低聚體)的化合物,蕃茄紅素,茶多酚,大豆異黃酮等。此類(lèi)產(chǎn)品在我國逐漸有產(chǎn)品上市,如廣州優(yōu)寶推出的含蕃茄紅素5mg的膠囊,北京羚銳偉業(yè)科技有限公司的葡萄籽提取物軟膠囊,天津市尖峰天然產(chǎn)物研究開(kāi)發(fā)有限公司的“壹杯紅酒”葡萄多酚膠囊等。
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