天然抗氧化剂抑制油脂氧化的研究进展

常馨月，陈程莉，龚 娣，董 全

(西南大学 食品科学学院，重庆 400715)

油脂氧化是含油食品氧化酸败的主要缘由之一，油脂氧化反应包括自动氧化、光敏氧化和酶促氧化3种类型[1]。其中，自动氧化是油脂储藏过程中最常见的氧化反应，主要是不饱和脂肪酸与基态氧发生的游离基反应，包括链引发、链传递和链终止3个阶段[2-4]。油脂氧化会产生氢过氧化物，其不稳定，易进一步分解形成醛类、酮类、酸类等多种物质。这些物质不仅影响食品的风味、色泽，降低食品质量，同时会产生许多有毒物质, 危害人体健康；特别是油脂氧化过程的游离自由基，会参与到各种发病机理中，导致癌症、冠心病、神经退行性疾病，并加速人体老化[5]。

抗氧化剂可作为氢供体，用来清除链引发阶段产生的游离自由基，从而抑制或减轻油脂的氧化[6]。因此，为延缓油脂氧化、延长油脂货架期，最常用且有效的方式就是在油脂中添加抗氧化剂[7]。抗氧化剂按其机理可被分为以下几类：自由基清除剂，单线态氧猝灭剂，氢过氧化物分解剂，酶抑制剂，抗氧化剂增效剂，金属离子螯合剂，紫外线吸收剂以及氧清除剂等[8]。现阶段，广泛使用的抗氧化剂多为人工合成，如BHA、TBHQ、BHT等。由于人工合成的抗氧化剂存在诸多安全隐患，如过量使用会致畸、癌变以及一些慢性疾病等，因此人工合成抗油脂氧化剂的安全性受到质疑。相反，天然抗氧化剂是从动植物中提取出来的，安全性高，且绿色环保，因而受到人们的青睐。本文从酚类物质、色素类物质、多肽类物质、甾醇类物质、多糖类物质方面，总结了近年来从动植物中提取的天然抗氧化物质对油脂抗氧化作用的研究，期望有助于研发更加安全、有效的新型天然抗氧化剂，延长油脂的货架期并进行工业化生产应用。

1 天然抗氧化剂

1.1 酚类物质

1.1.1 茶多酚

植物多酚因能使未成对电子离域而具有较强活性，既能通过清除自由基、螯合金属离子、抑制氧化酶活性等直接途径抑制油脂氧化，又能通过保护机体的内源性抗氧化酶而起到间接的抗氧化效果[9]。茶多酚是极具代表性的一类天然多酚化合物，具有很强的抗氧化性能和显著清除自由基的能力，是一种理想的天然抗氧化剂。从20世纪70年代开始，国内外就茶多酚对油脂的抗氧化作用进行了大量研究，目前已发现茶多酚对多种植物油和动物油的氧化均具有非常好的抑制效果，其抗氧化效果优于BHA、BHT、TBHQ以及VE，且毒性比BHA、BHT小[10]。以茶多酚作为油脂抗氧化剂时，其用量必须严格控制，一旦茶多酚用量过大，其抗氧化成分本身被氧化后会发生自由基过氧化副反应，生成的副产物也会诱发自由基连锁反应[11]。虽然茶多酚具有众多优越性，但其油溶性差直接影响了在油脂中的应用效果，因此通过溶剂法、乳化法和分子修饰法等技术对茶多酚进行改性可以显著提高其油溶性，增强在油脂中的抗氧化效果。

1.1.2 黄酮类

天然黄酮类物质是一类重要且含有多酚结构的植物次生代谢产物，可通过供给过氧化物自由基以及消除金属离子的催化作用达到清除自由基，抑制脂质氧化的作用[11]。现阶段已探究出多种天然黄酮类物质均能很好地抑制油脂的自动氧化，是良好的天然抗氧化剂。张海涛等[12]发现阳荷总黄酮抑制大豆油氧化的效果强于柠檬酸，与VC相当。蔡锦源等[13]发现山豆根黄酮可以明显延缓猪油、花生油和玉米油的氧化，其抗氧化效果与BHT相当。黎英等[14]发现状元豆黄酮对猪油的氧化抑制能力优于花生油，可作为一种潜在的天然抗氧化剂资源。天然黄酮类物质来源广泛，很容易从自然界中丰富的原料里提取。但有些黄酮类物质溶解度很低，如黄烷酮；有的有褪色作用，如没食子酸；有的黄酮类物质(如从草木植物和香辛料中提取出来的物质)在气、滋味上不受人喜欢，要想将其应用于食品中必须解决这些问题。除此之外，人们日常中已经摄入了大量黄酮类物质，虽未发现毒害作用，但将其添加到食品中，仍需进行长时间的急性、慢性毒理实验。

1.2 天然色素类物质

天然色素存在于自然界中，种类繁多且绝大多数无毒副作用，具有特殊的香味和一定的营养与药理保健作用，将其用作着色剂或食品添加剂不仅能贴近食物本身的颜色，而且可增加食品的风味[15]。天然色素含大量的酚羟基，因此具有高效的羟基自由基和过氧自由基清除能力，并且还具有强还原性，可以猝灭单线态氧，是极具潜力的天然油脂抗氧化剂，其抗氧化能力是维生素类(如VC，VE)的数倍。常见的天然色素有β-胡萝卜素、番茄红素、虾青素等[16]。近年来人们发现虾青素在抗氧化以及清除自由基方面比类胡萝卜素更强，被称为超级维生素E，是目前新型的天然抗氧化剂之一[11]。刘晓星[17]对比研究了虾青素与其他5种天然抗氧化剂在两种食用油体系中的抗氧化性，发现在菜籽油中的抗氧化效果为虾青素>番茄红素>VC>VE>β-胡萝卜素>叶黄素，在大豆油中的抗氧化效果为虾青素>叶黄素>VC≈VE≈β-胡萝卜素>番茄红素。尽管天然色素类物质是极具潜力的油脂抗氧化剂，但由于其存在水溶性差，不易调色，抗氧化性差等问题，在实际应用中通常采取加入稳定剂或抗氧化剂(如VC)，微胶囊化，色素分子结构修饰，改善色素加工、储存环境等手段提高其稳定性[18]。

1.3 多肽类物质

1.4 天然甾醇类物质

天然甾醇类物质种类繁多，是以环戊烷全氢菲为骨架的一类活性物质，主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜籽甾醇和菜油甾醇等。天然甾醇不仅化学性质较稳定，而且还具有较强的还原性和清除自由基的能力，对脂质过氧化反应具有较强的抑制作用，因此可作为天然油脂抗氧化剂。蒋琼凤等[22]发现β-谷甾醇具有较强的自由基清除能力，当其含量为0.08%时，抑制猪油和芝麻油氧化的效果最佳。杨开等[23]发现油菜花粉甾醇具有显著的清除自由基能力，并对猪油具有良好的抗氧化效果。唐瑞丽[24]研究了不同避光条件下植物甾醇对大豆油储藏稳定性的影响，发现植物甾醇在大豆油储藏过程中可发挥抗氧化作用，其抗氧化效果与添加量有关。由于天然甾醇类物质不溶于水、油溶性低，因此在实际应用中需要对其进行改性，改善其溶解性，提高生物利用率，其中离子液体催化合成法是极具潜力的甾醇改性方法[25]。目前天然甾醇类物质在水相或含水食品中的应用几乎还是空白，因此天然甾醇的亲水改性具有极大的发展空间。

1.5 天然多糖类物质

天然多糖类物质具有较好的清除自由基能力，可通过与金属离子络合和直接捕获产生的活性氧两种途径抑制脂质过氧化，延缓油脂氧化酸败，目前已被证明具有抗氧化效果的多糖包括中性多糖、酸性多糖、糖蛋白、硫酸多糖等[26]。王晓静等[26]研究表明火棘果多糖对各类油脂的抗氧化活性较优异，其对各类油脂抗氧化效果为菜籽油>橄榄油，鸡油>鹅油，猪油>牛油。赵杰等[27]研究表明火棘多糖不仅在清除氧自由基和抑制脂质过氧化上发挥作用，还能在体内被充分吸收利用，保护机体免受损伤，是一种良好的抗氧化物质。殷玲等[28]研究表明巢脾多糖对动物油抗氧化作用强于植物油，其抗氧化效果与茶多酚相当，在肉类保鲜应用上有着极大的开发前景。张洋婷等[29]发现薏苡仁多糖对动物油和植物油均具有抗氧化作用，其抗氧化效果为芝麻油>大豆油>葵花籽油>猪油。目前对多糖抗氧化研究还处于体外实验，而大部分食源性多糖进入人体都要经过消化过程，在此过程中多糖的理化性质及抗氧化活性均会发生变化，因此需要加强对细胞抗氧化活性的研究和实践。

2 不同天然抗氧化剂对油脂抗氧化作用的优缺点及应用范围(见表1)

表1 天然抗氧化剂对油脂抗氧化作用的优缺点及应用范围

续表1

天然抗氧化剂优点缺点应用油脂应用范围参考文献天然多糖类广泛分布在自然界,无毒,生物相溶性良好,可降解,可再生。相对分子质量大、结构复杂、分离纯化难度大。菜籽油、橄榄油、鸡油、鹅油、猪油、牛油、花生油、菜籽油、大豆油、葵花籽油、米糠油、棕榈油、食用调和油等。适于制备药物控释体系,在临床上和畜牧业中具有广阔的应用前景。[26,28-29,43-47]

3 结束语

本文从天然酚类、色素类、多肽类、甾醇类以及多糖类物质5个方面，总结了近年来从动植物中提取的天然抗氧化物质对油脂抗氧化作用的研究。天然抗氧化剂安全性高，且绿色环保，受到人们的青睐。随着科技水平的提高、研究的深入，会有越来越多的天然抗氧化剂被挖掘出来，因此对其研发和推广应用于食品、医疗、化妆品等领域将具有广阔的发展前景。天然抗氧化剂的复配、天然抗氧化剂与人工合成抗氧化剂的联用对油脂抗氧化有协同增效的作用。因此，今后研究的重点不能只局限于单一活性成分，更应关注复合型天然抗氧化剂的研究与推广。就目前来看，利用天然抗氧化剂取代人工合成抗氧化剂是今后食品工业发展的趋势，开发高效、复合型、低成本的天然抗氧化剂仍是研究重点。