抗氧化剂在食品中的应用

抗氧化剂在食品中的应用

摘要：氧化是导致食品腐败变质的主要原因，对其了解具有重要意义。本文结合了日常生活的一些现象，重点介绍了食品氧化的原理、抗氧化剂的作用机理，强调了抗氧化剂的应用原则，提高使用抗氧化剂的安全性，使抗氧化剂在食品中得到更好的应用。

关键词：腐败变质；食品氧化；作用机理；应用原则；安全性。

抗氧化剂是防止或延缓食品氧化，提高食品稳定性和延长食品贮藏期的一类食品添加剂。食品的氧化腐败不仅会造成经济损失，还可能造成社会问题。抗氧化剂的使用不仅可以延长食品的贮存期、货架期，给生产者、经营者带来良好的经济效益，也给消费者提供更安全可靠的商品。抗氧化剂的用量很小，必须与食品充分混均才能很好地发挥其抗氧化作用。随之抗氧化剂的广泛应用，出现的问题也越来越多，因此很有必要了解食品氧化腐败原理及抗氧化剂的应用机理。

1.食品抗氧化剂的作用机理

防止食品氧化变质，一方面可以在食品的加工和储存环节中，采用低温、避光、隔绝空气以及充氮密封包装等物理的方法；另一方面需要配合使用一些安全性高、效果大的食品抗氧化剂。抗氧化剂在食品的作用机理比较复杂，总体主要有以下几种：（1）抗氧化剂借助还原反应，降低食品体系及周围的氧含量，即抗氧化剂本身就极易氧化，因此在有氧化食品因素存在的时，如光照、氧气、加热等，抗氧化剂就先于食品与氧化因素作用，避免了食品被氧化；（2）有些抗氧化剂是一种自由基吸收剂即自由基清除剂。可以与氧化过程的中间产物结合，从而使氧化反应无法发生；（3）抗氧化剂可以释放出氢离子将氧化过程中产生的过氧化物破坏分解，使氧化反应无法继续进行；（4）有些抗氧化剂可以阻止或减弱氧化酶类的活动，例如超氧化物歧化酶对超氧化物的自由基的清除；（5）金属离子螯合剂，可以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的能力；（6）多功能抗氧化剂，产生多种抗氧化作用[1]。

1.1 油脂酸败及脂肪的自动氧化

食品的氧化变质表现为很多种形式，而油脂的氧化变质是食品氧化变质的主要形式。 天然的油脂暴露在空气中会自发的发生氧化反应，使其在性质、风味发生改变。这些都是由于油脂的自动氧化引起的。这个过程是十分复杂的化学变化过程，属于一种链式的氧化反应

[2]。油脂的自动氧化过程大概可以分为3个阶段：（1）诱发阶段：此阶段主要是产生自由基，即油脂或油脂酸在催化剂的作用下脱去氢生成自由基，但是其反应较缓慢，可在有光、热、金属离子或水存在时此过程反应会加速。油脂刚刚产生自由基时，感官无明显变化。（2）波及阶段：此阶段中自由基与氧作用生成过氧化自由基；过氧化自由基是油脂的不饱和键变成的更为活泼的过氧化物的。过氧化自由基很活泼，它可以夺取其他不饱和脂肪酸的氢生成过

氧化物，而失去氢的不饱和脂肪酸又形成新的自由基，，由此就构成了油脂的自动氧化的链式反应，直至食品油脂中的不饱和脂肪酸全部氧化成过氧化物为止。此阶段的氧化反应速度很快，油脂的感官变化越来越明显。在此链式反应中。由于过氧自由基很活泼，还可以分解为许多小分子物质，由于这些物质有令人不愉悦的味道，即油脂产生了腐败。（3）终结阶段：此阶段主要是被分解的自由基相互作用，产生相对稳定的聚合物，这些主要是在油脂酸败后产生的。

1.2 油溶性抗氧化剂的作用机理

抗氧化剂的作用机理是比较复杂的，尤其是油溶性的抗氧化剂。例如属于酚类化合物的丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、维生素E等等，能够提供氢原子与油脂自动氧化产生的自由基结合，形成相对稳定的结构，阻断了油脂的链式自动氧化过程。

由于抗氧化剂本身产生的自由基似乎会继续进行反应，但我们常识认为，抗氧化剂产生的醌式自由基，可以通过分子内部的电子共振而重新排列，呈现出比较稳定的新结构，这种醌式自由基不再具备夺取油脂分子中氢原子所需要的能量，属于一种稳定产物。此类提供氢原子的抗氧化剂不能永久起抗氧化作用，而且不能使已经酸败的油脂恢复原状，必须在油脂未发生自动氧化或刚刚开始氧化时添加才有效果。

酚类抗氧化剂本身没有抗氧化作用，它可以增强抗氧化剂的抗氧化作用。这是因为增效剂能对催化氧化作用的金属离子钝化，同时它们产生的氢离子又可以使抗氧化剂再生而产生抗氧化作用的。

1.3 水溶性抗氧化剂的作用机理

此类抗氧化剂能够溶于水，主要用于防止食品氧化变色[3]。此类抗氧化剂的作用机理主要是：（1）清除氧，将食品中的氧化因素除去，抑制酶促褐变；（2）螯合作用，此类抗氧化剂可以与酚类合用，与之产生螯合物，起到增效作用；（3）还原作用，该氧化剂可以与某些氧化产物结合发生还原反应，起到一定的抗氧化作用。例如在肉制品中起到护色作用，将褐色的高铁肌红蛋白还原成红色的亚铁肌蛋白；（4）保护巯基-SH不被氧化。

2.抗氧化剂在食品中应用的注意事项

各种抗氧化剂都有各自的特殊结构和理化性质，并且不同的食品也具有不同的性质，因此在抗氧化剂的应用上存在许多需要注意的事项。

2.1 充分了解抗氧化剂的性能

由于不同的抗氧化剂对食品的抗氧化效果不同，在确定某种食品要添加抗氧化剂前，要充分了解抗氧化剂的基本性能，选择最适宜的抗氧化剂品种。最适宜的抗氧化剂往往能起到最佳的抗氧化作用[4]。

2.2 正确掌握抗氧化剂的添加时机

抗氧化剂只能阻碍氧化作用，延缓食品开始氧化败坏的时间，并不能改变已经败坏的后果。因此，在使用抗氧化剂时，应该在食品处于新鲜的状态和未发生氧化变质前添加，才

能充分发挥抗氧化剂的抗氧化作用。

2.3 抗氧化剂及增效剂的配合使用

每种抗氧化剂都有自己的适用范围。在油溶性抗氧化剂使用时，往往是2种或以上的抗氧化剂混合使用，或抗氧化剂与增效剂配合使用，这样大大的增加了抗氧化剂的抗氧化效果。若使用的抗氧化剂能与食品稳定剂同时使用也会起到较好的抗氧化作用。

2.4 抗氧化剂的添加量

使用抗氧化剂的量要适当。虽然理论上抗氧化剂的量越多抗氧化效果更好，但是它们之间并不成正比。由于抗氧化剂的溶解度、毒性等问题，油溶性的抗氧化剂的使用浓度不超过0.02%，如果浓度过大除了造成使用困难外，还会引起不良作用，甚至是中毒事件。水溶性的抗氧化剂的使用量可以较高，但一般不超过0.1%。所以，抗氧化剂的使用要严格控制量的加入，以免造成不良的社会问题[4]。

3.控制影响抗氧化剂作用效果的不利因素

抗氧化剂的使用大大的阻碍和延缓了食品的氧化作用，可是全靠抗氧化剂的使用远远不够。要使抗氧化剂充分发挥抗氧化作用，就要控制影响抗氧化剂作用效果的因素。而影响抗氧化剂抗氧化效果的因素主要有光、热、氧等等。

光、热不仅会促使食品进一步氧化腐败，还会促进抗氧化剂分解挥发而降低或失去抗氧化的作用。

氧气不仅仅是导致食品氧化变质的最大原因，而且也是导致抗氧化剂失效的罪魁祸首。在食品内部或周围氧浓度过大，一方面加快食品变质腐败，另一方面使抗氧化剂迅速氧化而失效。所以在使用抗氧化剂都是采取充氮或真空密封包装，目的在于降低氧的浓度和隔绝环境中的空气，保证抗氧化剂能发挥更好的效果。

抗氧化剂使用时的量一般比较少，在使用过程中一定要十分均匀地分散在食品中，才能充分发挥其抗氧化作用[5]。

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