第三章 抗氧化剂

第三章抗氧化剂和脱氧剂

重点讲述抗氧化剂的概念、分类、抗氧化机理和几种常用的抗氧化剂的性状、毒性、应用等。

难点为抗氧化机理。

第一节概述

氧虽为人体所必需，但它却能使食品，特别是使油脂氧化变质。氧化不仅可使食品褪色、变色、维生素破坏等，降低其感官质量和营养价值，严重时甚至可产生有害物质，引起食物中毒。多年来，人们一直在研究食品的氧化和抗氧化问题。一、概念我们把能够阻止或推迟食品的氧化变质，提高食品的稳定性和延长食品贮存期的食品添加剂称为抗氧化剂。二、抗氧化剂应具备的条件（1）对于食品具有优良的抗氧化效果，用量适当。（2）使用中和分解后都无毒、无害，对于食品不会产生异味和颜色变化。（3）货架期内性质稳定，分忻检测方便。（4）容易制取，价格便宜。

三、分类

1、按来源分

1）天然抗氧化剂，如：混合生育酚浓缩物、愈疮树脂等。

2）合成抗氧化剂，如：丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）

2、按溶解性分

1）油溶性，如：BHT、BHA2）水溶性，如：抗坏血酸、异抗坏血酸。四、抗氧化剂的作用

1、阻止或推迟食品的氧化变质；

2、提高食品的稳定性；

3、延长食品贮存期。

五、作用机理

1、抗氧化剂与食品体系中的氧发生反应，从而降低食品体系中的氧含量，达到抑制好氧菌类的繁殖作用；

2、阻止或降低食品中氧化酶的活性；

3、使氧化过程中的链式反应中断，从而达到破坏氧化过程的目的；

4、将能溶化、引起氧化反应的物质封闭。

5、抗氧化剂释放出氢原子与油脂自动氧化反应产生的过氧化物结合，中断链锁反应，从而阻止氧化过程继续进行。

第二节油溶性抗氧化剂

油溶性抗氧化剂能均匀地分布于油脂中，对油脂或含脂的食品有较强的抗氧化作用。一、几种常用的脂溶性抗氧化剂

1、丁基羟基茴香醚（BHA）别名：特丁基-4-羟基茴香醚（1）性状本品为无色至浅黄色蜡状晶体粉末或结晶；稍有石油类臭气和刺激性气味；熔点随3-BHA和2-BHA的混合比例而不同，在57～65℃之间；不溶于水，易溶于猪油、植物油及丙二醇、丙酮、乙醇等有机溶剂；热稳定性高，在弱碱条件下不易破坏；遇铁等金属离子不着色。

（2）抗氧化作用

①

3-BHA比2-BHA的抗氧化作用强1.5-2倍，两者混合物一定的协同作用，高比例的3-BHA混合物与纯的相当；

②

BHA与其他抗氧化剂或增效剂并用，可大大提高其抗氧化作用；

③用量0.02%比0.01%的抗氧化作用强10%，但用量超过0.02%则抗氧化作用减弱。（3）抗氧化机理本品的抗氧化作用是由它放出氢原子阻断油脂自动氧化而实现的。（4）毒性本品比较安全大白鼠经口LD50值：2900mg/kgADI值：0～0.5mg/kg（5）使用

①

BHA对油脂的最大使用量为0.2g/kg

②

可直接缓慢加入60-70℃油脂中，再继续搅拌20min，以充分混合并溶解；

③用于咸干鱼类，可用浸渍法或拌盐法；

④本品除对油脂有抗氧化作用外，它还可以用于对包装纸、塑料等的抗氧化处理；

⑤对于那些不易直接搅拌的食品，可先将其溶于乙醇中，喷雾使用。（6）贮存根据其性质，需贮存在避光、封闭的非金属容器中。

2、二丁基羟基甲苯（BHT）和没食子酸丙脂（PG）

二丁基羟基甲苯（BHT）

对热稳定，没有BHA的特异臭，具有单酚型特征的升华性，加热时可随水蒸气挥发，与金属离子反应不着色。

没食子酸丙脂（PG）易溶于乙醇、丙酮、乙醚，难溶于氯仿、脂肪和水，易与铜、铁离子反应呈紫色或暗绿色，有吸湿性，光线能促使其分解，其水溶液的pH值为5.5左右。

抗氧化作用

BHT和PG的抗氧化作用都较强，抗氧化机理

BHT和PG都是通过自身氧化来实现的。

毒性

BHT的毒性大白鼠经口LD50值：1700～1970mg/kg。

ADI值：0～0.5mg/kg。

PG的毒性大白鼠经口LD50值：3800mg/kg。

ADI值：0～0.2mg/kg。二、油溶性抗氧化剂的应用以上我们介绍了几种常用的脂溶性抗氧化剂的性状、抗氧化作用、抗氧化机理和使用等。但在具体应用时常将不同的抗氧化剂并用，或与抗氧化剂的强效剂等混合使用，从而达到理想的效果。另外，不同的抗氧化剂和增效剂的不同比例混合对不同食品的抗氧化效果也有不同。如：

1、动物脂肪：通常采用BHA、BHT和CA混用；

2、植物油：凉的，PG和CA；

热的，BHA、BHT、PG和CA；

3、高脂肪食品：BHA、BHT、PG和CA；

4、肉类制品：0.02%BHA、0.01%CA；

5、鱼类制品：BHA和CA。三、新兴抗氧化剂

目前各国使用的抗氧化剂大多数是合成的BHA等。这类物质多少都有毒性。现在较受欢迎的是天然抗氧化剂，以它们的种类可分成：维生素、黄酮衍生物、天然苯酚类。维生素等一般都存在于植物和植物油中，如植物油中普遍存在的生育酚、芝麻油中的芝麻酚、棉籽油中的棉酚、豆油中的磷脂、咖啡豆中的咖啡酸等等都有不同程度的抗氧化作用。氨基酸及其衍生物也是较理想的油脂抗氧化剂，如色、酪、甘、蛋、苏、精、脯、赖氨酸以及氨基酸的酯类、代谢物等对精油、亚麻酸都有很强的抗氧化效果。赖氨酸和糖生成的类黑素等物质与BHA、生育酚等酚类抗氧化剂有很好的辅助效果。此外，有许多香料，都是最古老的抗氧化剂，如茴香、香草，以及虽不属于香料但也有抗氧化性的一些植物如茶叶、蒜、葱、姜等，其中的提取物或粉末对油脂有抗氧化效果。

1、将部分香料的名称和抗氧化成分简单作以介绍

胡椒：胡椒碱、氮苯烷、松节油萜、α-水茴香萜。

山椒：萜二烯(约含54％)、香茅醇(8％)、香叶醇；

芥末：硫氰酸烯丙脂；

大蒜：香叶醇、里哪醇、水茴香萜、柠檬醛；

姜：姜香油烃(约含50％)、樟脑萜、水茴香萜、柠檬醛；

肉桂：丁香酚，水茴香萜、苯醛、异丙萘醛、里哪萜；

丁香：丁香素、丁香酚(约含70～90％)、乙醇、香草醛、乙酸(约含3～13％)；

百里香：里哪醇(约含40％)、百里酚、冰片、香叶醇；

薄荷：薄荷(约含45％)、薄荷醇(约含8～l2％)、薄荷酮、柠檬萜、桉油精、绿薄摘(约含40～70％)、水茴香萜；

豆蔻和肉豆蔻：丁香酚、异丁香酚、樟脑萜、香叶醇、里哪醇、冰片；

月桂：桉油精(约含40～50％)、丁香酚、香叶醇、甲基丁香粉、里哪醇、水茴香萜；

茴香和大茴香：茴香脑(约含80～90％)、茴香酮、松节油萜、萜二烯、樟脑萜、茴香醛；

香草：香草醛、大茴香醇、茴香醛、

藏红花：糖醛；

迷迭香：桉油精、樟脑萜。

2、这些香料中抗氧化成分的提取的主要方法

(1)水溶液萃取法用调到一定pH值的水做溶剂，对香料送行萃取。为了保证萃取体系的稳定，还需加入缓冲剂。常用的缓冲剂是碳酸盐和磷酸盐。

(2)有机溶剂萃取法常用的有机溶剂是已烷、苯、乙醚和醇类。

(3)植物油提取法将植物油如花生油、棉籽油作溶剂提取抗氧化成分。

(4)超临界萃取法以上方法的工艺过程主要是：原料→干燥→粉碎→提取→过滤→浓缩→粗制品→精制

据文献报道，从香料中制取的抗氧化剂用于猪油、鱼油、牛油、豆油、棉籽油、米油、玉米油、花生油等油脂及含油食品中，抗氧化效果很好。第三节水溶性抗氧化剂一、几种常见的水溶性抗氧化剂

㈠、抗坏血酸及抗坏血酸钠别名：VC

1、性状为白色或带淡黄色的结晶或粉末；无臭，抗坏血酸味酸，抗坏血酸钠味咸；不溶于油脂，易溶于水，水溶液呈酸性；遇光时颜色逐渐变深；对热不稳定。

2、抗氧化机理均以发生自身氧化还原反应而消耗食品中的氧而达到抗氧化的目的。

3、毒性正常剂量使用对人体无毒，较安全ADI：0～15mg/kg。

4、使用

Vc广泛应用于含水食品中作抗氧化剂，同时它还和柠檬酸一样是防腐剂、抗氧化剂、发色剂等多类多种添加剂的促进剂增效剂，而Vc

又是食品强化剂。㈡、异抗坏血酸及异抗坏血酸钠它们是抗坏血酸及抗坏血酸钠的异构体，因此性质相似。第四节使用抗氧化剂时的注意事项1、充分了解抗氧化剂的性质；2、正确掌握添加时机；3、选择合适的添加量；4、分布均匀；

5、避免光、热、氧、金属离子对抗氧化剂的影响。第五节脱氧剂在食品加工过程中为阻止食品氧化变质往往还可以加入脱氧剂，以达到保藏的目的。一、概念脱氧剂我们把在食品包装密封过程中，封入的能除去密封体系中的游离氧和溶存氧或使食品与氧气隔绝的，具有防止食品由于氧化而变质、发霉等作用的物质称为脱氧剂或氧气隔绝剂。氧气隔绝剂常是在食品表面形成不透气的可食用的覆盖膜，来隔离食品和氧气，来延缓食品氧化。

二、脱氧剂的组成和分类

1、组成脱氧剂中有一个与氧气反应的主剂，还有一个控制或辅助主剂反应的辅剂。如果需要在除氧的同时放出CO2来保鲜，还要选择一个能与主剂反应产生气体置换反应的辅剂，如以连二亚硫酸盐作主剂，可以加入碳酸氢钠作辅剂，那么下列反应即可发生：另外还要加入一些反应的催化剂和基料，如上面的反应就要加入水和活性炭做触媒。

2、分类

以主剂的种类，可将脱氧剂分成四类：铁制剂、连二亚硫酸钠制剂、碱性糖制剂及其他类型制剂。

常用脱氧剂有：次亚硫酸酮、氢氧化钙、铁粉、酶解葡萄糖等，它们都能吸收氧气。

三、脱氧剂的作用脱氧剂具有能同时防止氧化和抑制微生物生长的特点、把之适当地应用于食品工业中，可以保持食品的品质。它的作用就是去氧、防腐和保鲜。

四、脱氧机理

以铁制剂为例，来说明脱氧剂的脱氧机理铁制剂是以活性铁粉的氧化来脱氧的。主反应式如下：

若按反应式计算，1g铁在标准状态下完全被氧化成氧化铁，需要空气1500ml，效果很显著。

五、脱氧能力脱氧剂形态很多，有粉状、颗粒状、板块状