超氧化歧化酶在食品中的应用研究进展

化学化工学院专业综述论文PAGEPAGE1专业综述论文题目：超氧化歧化酶在食品中的应用研究进展学院：专业：班级：学号：学生姓名：导师姓名：完成日期：超氧化歧化酶在食品中的应用研究进展摘要:超氧化物歧化酶(SOD)是一种广泛存在于生物体内的金属酶,通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应,将其转变为过氧化氢和氧气,清除机体代谢过程中产生的过多的自由基,减轻或消除超氧阴离子自由基对机体的损害。SOD在防辐射、抗衰老、防治肿瘤等方面具有独特的功能,也是一种重要的功能性食品原料。近几年SOD在食品工业生产中起着重要的角色,特别是在功能性食品加工中。本文主要对SOD的基本理化性质、抗氧化作用、在食品工业中各领域的应用现状及存在的问题进行了概述。关键词:超氧化物歧化酶;抗氧化;食品;应用ResearchadvancedinSuperoxideDismutase,sapplicationinFoodAbstract:SuperoxideDismutase(SOD)isoneofmetalenzymeswidelyexistedinorganisms.SODcatalyzesthedismutationreactionofO2-inordertoeliminatetheeffectofO2-,whichistransformedintohydrogenperoxideandoxygenSODhasaparticulareffectonresistingtoradiation,agingandantitumor.Itplaysanimportantroleonfoodindustry,especiallyonfunctionalfood.Inthispaper,theSOD,sphysicochemicalproperties,antioxidationandtheapplicationinfoodindustryarereviewed.Keywords:Superoxidedismutase；antioxidation；food;application前言超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,简称SOD),是广泛存在于生物体的一种十分重要的金属酶,能消除超氧阴离子自由基而起保护细胞作用的重要抗氧化酶。它可以催化超氧阴离子的歧化反应产生分子氧和过氧化氢。超氧阴离子与人类及动植物的许多疾病的发生和形成有,因此,SOD作为一种专一性的氧自由基清除剂,可以防御超氧阴离子的毒性,维持细胞正常的生理代谢,对机体具有保护作用1SOD的理化性质及其生物特性1.1SOD的基本理化性质有机溶剂分级沉淀法获得Cu、Zn-SOD在某些有机溶剂中可以保持相对稳定,但是必须严格控制实验条件,即反应必须在低温条件下进行,能最大程度的保持酶活性。此时所需的有机溶剂的量相对来说也较少,从而减轻了有机溶剂对酶蛋白的变性作用。纤维素离子交换层析法及葡聚糖凝胶过滤法是纯化Cu、Zn-SOD的传统分离方法。这种方法具备效率高、快速、设备简单、操作方便、条件温和等优点,但流速过高或过低都会降低层析柱的分辨率。SOD是一种含金属的酶,按金属辅基的不同可分成三种。最常见的一种含有铜锌金属辅基(Cu、Zn-SOD),主要存在于真核细胞的细胞质中,也存在于高等植物的叶绿体基质、类囊体内以及线粒体膜间隙中。该酶纯品呈蓝绿色,由2条肽链组成,每条肽链含有铜、锌原子各一个,活性中心的核心是铜;第二种含有锰原子(Mn-SOD),主要存在真核细胞的线粒体及原核细胞中,也存在于植物的叶绿体基质和类囊体膜上;第三种是Fe-SOD,主要存在于原核细胞中,Fe-SOD在高等植物中一般仅存在绿体中,多数情况下一个二聚体中含有一个Fe原子。1.2SOD的抗氧化作用自由基是具有不配对价电子的原子或原子团,分子或离子构成。在正常生理状况下,生物体内不断地产生自由基,自由基的产生与清除处于平衡状态。但在某些病理情况下,自由基产生量多时,就会对DNA、蛋白质和脂类等生物大分子造成损伤,导致机体疾病的产生。而SOD在防御生物体免受超氧阴离子自由基损伤,抗辐射,抗肿瘤及延缓机体衰老等方面具有重要的作用。1.2延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象,即延缓皮肤衰老和脂褐素沉淀的出现。衰老自由基学说认为衰老是来自机体正常代谢过程中所产生的自由基随机附带破坏性的作用结果,SOD作为自由基清除剂,在清除自由基时就会对延缓衰老起到显著效果。1.2自由基损伤而诱发疾病的抵抗力主要包括肿瘤、炎症、肺气肿、白内障和自身免疫疾病等。当SOD作为功能性食品基料加入食品中时,可有效抑制许多疾病的发生、发展,对人体健康有极大作用。1.2SOD能有效抵抗如烟雾、辐射、有毒化学品和有毒药品等的自由基诱发作用，增强机体对外界环境的适应能力。1.2.4机体经剧烈运动后,ATP含量有所降低、肌酸激酶活力暂时下降,AMP含量升高,在腺嘌呤转氨酶的作用下促使IMP增高,运动后过量的次黄嘌呤在次黄嘌呤氧化酶的作用下,形成过量的O2-,机体中部分组织细胞会交替出现暂时性缺血及重灌流现象,引起缺血后重灌流损伤,加之乳酸量的增加,导致肌肉的疲劳与损伤。因此补充外源SOD能够有效抑制运动引起的细胞损伤。2SOD在食品工业中的应用及存在的问题SOD作为特殊营养食品添加剂的研究和开发亦得到重视。近几年国内外在微生物SOD的菌种选育、发酵工艺、生理学机理等的研究以及SOD的应用方面都取得了一定的进展。由于纯化SOD的工艺十分复杂,成本较高,而用有益微生物发酵生产的SOD有可能不经过传统的纯化工艺直接用于食品及化妆品,还可直接用于乳品发酵,生产功能性食品及微生态制剂。2.1SOD在食品领域应用研究现状SOD具有的抗氧化性及独特的生理功能使其作为食品添加剂和重要的功能性基料而用于食品工业。2.1有关植物性食品原料中SOD含量及性质的报道很多,绝大部分蔬菜、水果都含SOD,其中含量较高的有:刺梨、香蕉、猕猴桃、菠萝、山楂、大蒜等,水果果皮中SOD活性明显高于果肉,且水果SOD活性在储藏期内均呈下降趋势。其它食品有食用菌、扇贝、鸡肉、调味品等。常见食用菌中猴头菇SOD活性较强,达3120U/g。灵芝菌活性也很高,己被制成灵芝酒投放市场。2.1该保健品具有良好的抗衰老、抗炎、抗辐射、抗疲劳等保健强身的效果。目前已有添加有SOD的蛋黄酱、牛奶、可溶性咖啡、啤酒、白酒、果汁饮料、矿泉水、奶糖、酸牛乳、冷饮等类型的保健食品面世。2.1与其他抗氧化剂一样,SOD可作为罐头食品、果汁、啤酒等的抗氧化剂,防止过氧化酶引起的食品变质及腐败现象。此外,还可作为水果、蔬菜良好的保鲜剂。而且在安全性方面，用SOD做食品抗氧化剂更有优势。2.1现在已经有SOD胶囊剂、片剂、口服液、颗粒剂等形式的SOD保健食品，并且表现出了较好的市场前景。2.以富含SOD的原料加工制成保健食品,这方面应用比较典型的有大蒜饮料等。大蒜是SOD含量较高的天然植物之一,利用大蒜愈伤组织培养生产富含SOD的功能性食品,具有成本低,实用性强,易实现工业化生产的特点。2.2应用于食品工业中存在的问题2.2外源SOD经口服和经皮肤吸收机理还未完全弄清,其吸收率末见报道。有报道称外源SOD进入生物体后会刺激生物体产生自身SOD,但其机理尚未搞清。另外还存在着吸收的外源SOD与自身SOD的作用是否协调一致;对于特殊人群,摄入多少SOD具明显生理作用等问题。这些有关吸收机理、吸收率、有效剂量的问题直接影响SOD功能性食品的研制和开发。2.2无统一的检测标准。目前己建立多种测定SOD酶活性的方法,但各方法间测定结果的差异很大,不具有可比性。另外,对SOD酶活性的表示方法也不统一,这给SOD的基础研究及实际应用都带来很大的不便。在1991年5月召开的“全国SOD活性检测与质量标准学术研讨会”上,虽然制定了作为化妆品和食品原料的SOD标准,但尚未制定含SOD的保健食品标准,这就给规范和监督这类功能性食品的质量造成了一定的困难。2.2自然界中很多食物含有较高的SOD酶,例如刺梨,其可食部分SOD比活是一般水果的2～3倍,市场上末见其相应的保健产品。10年前,就有人报道大蒜头中SOD含量较高。但由于大蒜食用后会产生令人不适的蒜臭味对这类食品进行加工,不仅存在着开发合适的产品形式问题,即要求口感好、符合多数人的饮食习惯、食用方便,而且还存在着技术问题,即要使食品原料中的SOD最大程度地保留,同时具有一定稳定性。目前这方面的研究较少,有待进一步的深入探讨。3SOD在食品工业中的应用前景目前,SOD作为药物在临床应用上有深入的研究,并已有相应的商品药物问世。在某些发达国家和地区,如日本有SOD糖出售,我国也有SOD泡泡糖、SOD功能饮料、SOD强化牛奶等产品的研制,SOD保健品(制剂或强化食品)已被消费者广泛接受。但SOD的制备提纯工艺复杂,成本高,其在食品中的大量应用仍有一定限制。随着新的SOD来源的开发和制备技术的改良,SOD作为一种高效、安全的功能因子,在食品工业中拥有广泛的实用前景。参考文献:[1]杜秀敏，殷问璇，张慧.超氧化歧化酶研究进展[J]中国生物工程杂志2002，23，（1）：77-79[2]韩文清.鄂尔多斯高原碱湖钝顶螺旋SOD的分离纯化与性质研究[J]内蒙古师范大学，2008，37，6）：780-784[3]池玉杰,